山西省朔州市北曹山中學(xué)2021年高三物理期末試題含解析

山西省朔州市北曹山中學(xué)2021年高三物理期末試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.（多選題）如圖所示,圓心在o點(diǎn)、半徑為R的圓弧軌道abc豎直固定在水平桌面上oc與oa的夾角為60o,軌道最低點(diǎn)a與桌面相切.一輕繩兩端系著質(zhì)量為m1和m2的小球(均可視為質(zhì)點(diǎn)),掛在圓弧軌道邊緣c的兩邊,開(kāi)始時(shí),m1位于c點(diǎn),然后從靜止釋放,設(shè)輕繩足夠長(zhǎng),不計(jì)一切摩擦.則(

)A.

在m1由c下滑到a的過(guò)程中,兩球速度大小始終相等B.

m1在由c下滑到a的過(guò)程中重力的功率先增大后減少C.

若m1恰好能沿圓弧下滑到a點(diǎn),則m1=2m2D.

若m1恰好能沿圓弧下滑到a點(diǎn),則m1=3m2參考答案：BC試題分析：m1由C點(diǎn)下滑到a點(diǎn)的過(guò)程中，與b沿繩子方向的速度是一樣的，在m1滑下去一段過(guò)程以后，考點(diǎn)：動(dòng)能定理；功率【名師點(diǎn)睛】本題解題的關(guān)鍵是對(duì)兩個(gè)小球運(yùn)動(dòng)情況的分析，知道小球做什么運(yùn)動(dòng)，并能結(jié)合動(dòng)能定理、幾何關(guān)系解題，難度適中。2.（多選題）如圖所示，有一剛性方形容器被水平力F壓在豎直的墻面上處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)緩慢地向容器內(nèi)注水，直到注滿(mǎn)為止，在此過(guò)程中容器始終保持靜止，下列說(shuō)法中正確的是（）A．容器受到的摩擦力逐漸增大 B．容器受到的摩擦力不變C．水平力F可能不變 D．水平力F必須逐漸增大參考答案：AC【考點(diǎn)】共點(diǎn)力平衡的條件及其應(yīng)用．【分析】物體始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，受力平衡，合力保持為0；再利用二力平衡的條件再分析其受到的摩擦力和F是否會(huì)發(fā)生變化．【解答】解：AB、由題知容器始終保持靜止?fàn)顟B(tài)，受力平衡，所受的摩擦力等于容器和水的總重力，所以容器受到的摩擦力逐漸增大，故A正確，B錯(cuò)誤；CD、水平方向上受力平衡，若最大靜摩擦力大于重力時(shí)，力F可能不變，若最大靜摩擦力小于等于重力時(shí)F要增大．故C正確，D錯(cuò)誤．故選：AC3.（單選）一位同學(xué)乘坐電梯從六樓下到一樓的過(guò)程中，其圖象如圖所示．下列說(shuō)法正確的是（

）A．前2s內(nèi)該同學(xué)處于超重狀態(tài)

B．前2s內(nèi)該同學(xué)的加速度是最后1s內(nèi)的2倍C．該同學(xué)在10s內(nèi)的平均速度是1m/s

D．該同學(xué)在10s內(nèi)通過(guò)的位移是17m參考答案：D4.如圖所示，矩形線(xiàn)圈abcd與可變電容器C、理想電流表A組成閉合電路。線(xiàn)圈在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的bc邊勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω=100πrad/s。線(xiàn)圈的匝數(shù)N=100，邊長(zhǎng)ab=0.2m、ad=0.4m，電阻不計(jì)。磁場(chǎng)只分布在bc邊的左側(cè)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=T。電容器放電時(shí)間不計(jì)。下列說(shuō)法正確的是A．該線(xiàn)圈產(chǎn)生的交流電動(dòng)勢(shì)峰值為50VB．該線(xiàn)圈產(chǎn)生的交流電動(dòng)勢(shì)有效值為25VC．電容器的耐壓值至少為50VD．電容器的電容C變大時(shí)，電流表的示數(shù)變小參考答案：B5.（單選）對(duì)下列現(xiàn)象解釋不正確的是A．圖甲的原理和光導(dǎo)纖維傳送光信號(hào)的原理一樣B．圖乙的原理和棱鏡的原理一樣C．圖丙的原理和照相機(jī)鏡頭表面涂上增透膜的原理一樣D．圖丁的原理和用標(biāo)準(zhǔn)平面檢查光學(xué)平面的平整程度的原理一樣參考答案：DA、沙漠蜃景是光的折射現(xiàn)象，而光導(dǎo)纖維是光的全反射現(xiàn)象，故A正確；B、彩虹是光的色散，而棱鏡也是光的色散，故B正確；C、彩色的肥皂泡是光的干涉，而鏡頭表面涂上增透膜是利用光的干涉，故C正確；D、立體電影是光的偏振，與檢查光學(xué)平面的平整程度是光的干涉現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤。故選D。二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.在如圖所示電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E，內(nèi)阻r，保護(hù)電阻R0，滑動(dòng)變阻器總電阻R，閉合電鍵S，在滑片P從滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)滑到b的過(guò)程中，通過(guò)電流表的電流________，通過(guò)滑動(dòng)變器a端的電流________。(填“變大”、“變小”或“不變”)參考答案：變大，變小7.從地面A處豎直上拋一質(zhì)量為m的小球，小球上升到B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能與小球上升到最高點(diǎn)后返回至C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能相等，B點(diǎn)離地高度為，C點(diǎn)離地高度為．空氣阻力f=0.1mg，大小不變，則小球上升的最大高度為_(kāi)________；小球下落過(guò)程中從B點(diǎn)到C點(diǎn)動(dòng)能的增量為_(kāi)__________．

參考答案：4h；

0.6mgh8.（4分）一個(gè)1.2kg的物體具有的重力勢(shì)能為72J，那么該物體離開(kāi)地面的高度為_(kāi)____m。一個(gè)質(zhì)量是5kg的銅球，以從離地面15m高處自由下落1s末，它的重力勢(shì)能變?yōu)開(kāi)____J。(g取10m/s2)(以地面為零重力勢(shì)能平面)參考答案：

6m

500J9.某同學(xué)用DIS系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)室做“單擺的周期T與擺長(zhǎng)L的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，通過(guò)計(jì)算機(jī)描繪出兩次實(shí)驗(yàn)中的單擺的振動(dòng)圖像，由圖可知，兩次實(shí)驗(yàn)中單擺的頻率之比=

▲

；兩單擺擺長(zhǎng)之比▲

．參考答案：4:3

（2分）；

9:1610.（1）為研究某一電學(xué)元件的導(dǎo)電規(guī)律，將該元件兩端的電壓、元件中的電流及通電時(shí)間記錄在下表中，通過(guò)分析表中數(shù)據(jù)可以判斷出該元件所用的材料是

（填“金屬”或“半導(dǎo)體”）。通電時(shí)間t/s51015202530電壓

u/v0.400.621.021.261.521.64電流

i/mA0.200.430.811.822.813.22

(2)如圖甲是某金屬材料制成的電阻R隨攝氏溫度t變化的圖象，圖中R0表示0℃時(shí)的電阻，k表示圖線(xiàn)的斜率．若用該電阻與電池（電動(dòng)勢(shì)E、內(nèi)阻r）、電流表A（內(nèi)阻Rg）、滑動(dòng)變阻器R′串聯(lián)起來(lái)，連接成如圖乙所示的電路，用該電阻做測(cè)溫探頭，把電流表的電流刻度改為相應(yīng)的溫度刻度，就得到了一個(gè)簡(jiǎn)單的“金屬電阻溫度計(jì)”．使用“金屬電阻溫度計(jì)”前，先要把電流表的刻度值改為相應(yīng)的溫度刻度值，若溫度t1＜t2，則t1的刻度應(yīng)在t2的

側(cè)（填“左”或“右”）；在標(biāo)識(shí)“金屬電阻溫度計(jì)”的溫度刻度時(shí)，需要弄清所測(cè)溫度和電流的對(duì)應(yīng)關(guān)系．請(qǐng)用E、R0、k等物理量表示所測(cè)溫度t與電流I的關(guān)系式t＝

。參考答案：①,由表中數(shù)據(jù)U、I比值隨溫度升高而明顯減小，可知元件所用材料為半導(dǎo)體。②溫度t1<t2金屬溫度升高電阻增大，電流計(jì)電流值減小，可知t1刻度應(yīng)在t2的右側(cè)。③由甲可知

由電路圖閉合電路歐姆定律得：整理得

t=11.為了只用一根彈簧和一把刻度尺測(cè)定某滑塊與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ（設(shè)μ為定值），某同學(xué)經(jīng)查閱資料知：一勁度系數(shù)為k的輕彈簧由伸長(zhǎng)量為x至恢復(fù)到原長(zhǎng)過(guò)程中，彈力所做的功為，于是他設(shè)計(jì)了下述實(shí)驗(yàn)：

第1步：如圖所示，將彈簧的一端固定的豎直墻上，彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)另一端位置A?，F(xiàn)使滑塊緊靠彈簧將其壓縮至位置B，松手后滑塊在水平桌面上運(yùn)動(dòng)一段距離，到達(dá)C位置時(shí)停止：第2步：將滑塊掛在豎直放置的彈簧下，彈簧伸長(zhǎng)后保持靜止?fàn)顟B(tài)。

回答下列問(wèn)題：

（1）你認(rèn)為，該同學(xué)應(yīng)該用刻度尺直接測(cè)量的物理量是（寫(xiě)出名稱(chēng)并用符號(hào)表示）

。

（2）用測(cè)得的物理量表示滑塊與水平桌面間動(dòng)摩擦因數(shù)μ的計(jì)算式：μ=

。參考答案：（1）AB間距離x1，BC間距離s，彈簧豎直懸掛時(shí)伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度x2（3分）（2）12.我校機(jī)器人協(xié)會(huì)的同學(xué)利用如圖所示的裝置探究作用力與反作用力的關(guān)系。如圖甲所示，在鐵架臺(tái)上用彈簧測(cè)力計(jì)掛住一個(gè)實(shí)心鐵球，在圓盤(pán)測(cè)力計(jì)的托板上放一燒杯水，讀出兩測(cè)力計(jì)的示數(shù)分別為F1、F2；再把小球浸沒(méi)在水中（水不會(huì)溢出），如圖乙所示，讀出兩測(cè)力計(jì)的示數(shù)分別為F3、F4。請(qǐng)你分析彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的變化，即F3_______F1（選填“>”“=”“<”）。水對(duì)鐵球的浮力大小為_(kāi)________，若___________，就說(shuō)明了作用力與反作用力大小相等。參考答案：13.生活中經(jīng)常用“呼嘯而來(lái)”形容正在駛近的車(chē)輛，這是聲波在傳播過(guò)程中對(duì)接收這而言頻率發(fā)生變化的表現(xiàn)，無(wú)線(xiàn)電波也具有這種效應(yīng)。圖中的測(cè)速雷達(dá)正在向一輛接近的車(chē)輛發(fā)出無(wú)線(xiàn)電波，并接收被車(chē)輛反射的無(wú)線(xiàn)電波。由于車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)，接收的無(wú)線(xiàn)電波頻率與發(fā)出時(shí)不同。利用頻率差就能計(jì)算出車(chē)輛的速度。已知發(fā)出和接收的頻率間關(guān)系為，式中C為真空中的光速，若，，可知被測(cè)車(chē)輛的速度大小為_(kāi)________m/s。參考答案：答案：30解析：根據(jù)題意有，解得v＝30m/s。三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（簡(jiǎn)答）如圖12所示，一個(gè)截面為直角三角形的劈形物塊固定在水平地面上.斜面,高h(yuǎn)=4m，a=37°,一小球以Vo=9m/s的初速度由C點(diǎn)沖上斜面.由A點(diǎn)飛出落在A(yíng)B面上.不計(jì)一切阻力.(Sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)求.(l)小球到達(dá)A點(diǎn)的速度大小；(2)小球由A點(diǎn)飛出至第一次落到AB面所用時(shí)間；(3)小球第一次落到AB面時(shí)速度與AB面的夾角的正切值參考答案：(1)1(2)0.25s（3）6.29N機(jī)械能守恒定律．解析：(1)從C到A對(duì)小球運(yùn)用動(dòng)能定理]，解得v0=1m/s(2)將小球由A點(diǎn)飛出至落到AB面的運(yùn)動(dòng)分解為沿斜面（x軸）和垂直于斜面（y軸）兩個(gè)方向;則落回斜面的時(shí)間等于垂直于斜面方向的時(shí)間所以（3）小球落回斜面時(shí)沿斜面方向速度垂直斜面方向速度vy=1m/s，所以（1）由機(jī)械能守恒定律可以求出小球到達(dá)A點(diǎn)的速度．

（2）小球離開(kāi)A后在豎直方向上先做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，后做自由落體運(yùn)動(dòng)，小球在水平方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出小球的運(yùn)動(dòng)時(shí)間．

（3）先求出小球落在A(yíng)B上時(shí)速度方向與水平方向間的夾角，然后再求出速度與AB面的夾角θ的正切值．15.“體育彩票中獎(jiǎng)概率為，說(shuō)明每買(mǎi)1000張?bào)w育彩票一定有一張中獎(jiǎng)”，這種說(shuō)法對(duì)嗎？參考答案：四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.（8分）在平面直角坐標(biāo)系中，x軸與水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)方向相同，y軸豎直向上，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于xOy平面向里，如圖8所示，，一個(gè)質(zhì)量為m=2.0×10－6kg，帶電荷量為q=+2.0×10－6C的質(zhì)點(diǎn)，恰好在xOy平面內(nèi)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，試分析計(jì)算：

（1）帶電質(zhì)點(diǎn)的速度大小和方向。（2）帶電質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)中恰好通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O時(shí)，突然撤去磁場(chǎng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間它從Ox軸上的A點(diǎn)經(jīng)過(guò)，帶電質(zhì)點(diǎn)由O運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間多長(zhǎng)？O點(diǎn)到A點(diǎn)的距離多大？

參考答案：

解析：（1）帶電質(zhì)點(diǎn)在xOy平面內(nèi)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，受水平向右的電場(chǎng)力(qE)，

豎直向下的重力（mg）和洛倫茲力（qvB）作用，合力為零。

電場(chǎng)力

（1分）

重力

（1分）

（1分）

解得帶電質(zhì)點(diǎn)的速度大小為

，與x軸成60°角（1分）

（2）帶電質(zhì)點(diǎn)通過(guò)原點(diǎn)O時(shí)刻撤去磁場(chǎng)后，質(zhì)點(diǎn)所受合外力大小

，其方向跟速度v的方向垂直。

所以帶電質(zhì)點(diǎn)從O點(diǎn)到A點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是一個(gè)類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，建立一個(gè)新的直角坐標(biāo)系，如圖沿軸方向的分運(yùn)動(dòng)是一個(gè)勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)（速度大小為20m/s）；沿軸方向的分運(yùn)動(dòng)是初速度為零，加速度為a=2g的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，設(shè)帶電粒子經(jīng)過(guò)原點(diǎn)O開(kāi)始計(jì)時(shí)，即t=0，從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)所花時(shí)間為t，有

①

②

（1分）

又有

③

④（1分）

聯(lián)立①②③④解得（1分）

（1分）17.如圖所示，矩形單匝導(dǎo)線(xiàn)框abcd豎直放置，其下方有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，該區(qū)域的上邊界PP′水平，并與線(xiàn)框的ab邊平行，磁場(chǎng)方向與線(xiàn)框平面垂直。已知線(xiàn)框ab邊長(zhǎng)為L(zhǎng)1，ad邊長(zhǎng)為L(zhǎng)2，線(xiàn)框質(zhì)量為m，總電阻為R?，F(xiàn)無(wú)初速地釋放線(xiàn)框，在下落過(guò)程中線(xiàn)框所在平面始終與磁場(chǎng)垂直，且線(xiàn)框的ab邊始終與PP′平行。重力加速度為g。若線(xiàn)框恰好勻速進(jìn)入磁場(chǎng)，求：（1）dc邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線(xiàn)框受安培力的大小F；（2）dc邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線(xiàn)框速度的大小υ；（3）在線(xiàn)框從開(kāi)始下落到ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，重力做的功W。參考答案：18.中央電視臺(tái)曾經(jīng)推出過(guò)一個(gè)游戲節(jié)目——推礦泉水瓶．選手們從起點(diǎn)開(kāi)始用力推瓶一段時(shí)間后，放手讓瓶向前滑動(dòng)，若瓶最后停在桌上有效區(qū)域內(nèi)視為成功，若瓶最后不停在有效區(qū)域內(nèi)或在滑行過(guò)程中倒下均視為失?。浜?jiǎn)化模型如圖所示，AC是長(zhǎng)度為L(zhǎng)1=5m的水平桌面，選手們可將瓶子放在A(yíng)點(diǎn)，從A點(diǎn)開(kāi)始用一恒定不變的水平推力推瓶，BC為有效區(qū)域．已知BC長(zhǎng)度為L(zhǎng)2=1m，瓶子質(zhì)量為m=0.5kg，瓶子與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4.某選手作用在瓶子上的水平推力F=20N，瓶子沿AC做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，（g取10m/s2）假設(shè)瓶子可視為質(zhì)點(diǎn)，那么該選手要想游戲獲得成功，試問(wèn):⑴推力作用在瓶子上的時(shí)間最長(zhǎng)不得超過(guò)多少?⑵推力作用在瓶子上的距離最小為多少？參考答案：（1）要想獲得游戲成功，瓶滑到C點(diǎn)速度正好為0