廣東省廣州市六中珠江中學(xué)2021年高三物理期末試題含解析

廣東省廣州市六中珠江中學(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.

A、B兩物體疊放在一起，放在光滑的水平面上，從靜止開(kāi)始受到一變力的作用，該力與時(shí)間的關(guān)系如圖所示，A、B始終相對(duì)靜止，則下列說(shuō)法不正確的是：A．t0時(shí)刻A、B間靜摩擦力最大

B．t0時(shí)刻B速度最大C．2t0時(shí)刻A、B間靜摩擦力最大

D．2t0時(shí)刻A、B運(yùn)動(dòng)的位移最大參考答案：A2.圖中的平行直線(xiàn)是勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線(xiàn)（電場(chǎng)方向未畫(huà)出），曲線(xiàn)是電子（重力不計(jì)）在該電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡，a、b是軌跡上的兩點(diǎn)，則下列說(shuō)法正確的是A．a(chǎn)點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì)B．電子在a點(diǎn)的電勢(shì)能大于在b點(diǎn)的電勢(shì)能C．電子在a點(diǎn)的動(dòng)能大于在b點(diǎn)的動(dòng)能D．電子在a點(diǎn)的加速度大于在b點(diǎn)的加速度參考答案：

答案：AC3.（單選）轉(zhuǎn)筆（PenSpinning）是一項(xiàng)用不同的方法與技巧、以手來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)筆的休閑活動(dòng)，如圖所示。轉(zhuǎn)筆深受廣大中學(xué)生的喜愛(ài)，其中也包含了許多的物理知識(shí)，假設(shè)某轉(zhuǎn)筆高手能讓筆繞其上的某一點(diǎn)O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列有關(guān)該同學(xué)轉(zhuǎn)筆中涉及到的物理知識(shí)的敘述正確的是（

）A．

筆桿上的點(diǎn)離O點(diǎn)越近的，做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度越大；B．

筆桿上的各點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是由萬(wàn)有引力提供的；C．

若該同學(xué)使用中性筆，筆尖上的小鋼珠有可能因快速的轉(zhuǎn)動(dòng)做離心運(yùn)動(dòng)被甩走；D．

若該同學(xué)使用的是金屬筆桿，且考慮地磁場(chǎng)的影響，由于筆桿中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，因此金屬筆桿兩端一定不會(huì)形成電勢(shì)差。參考答案：CA、筆桿上各點(diǎn)間相互作用，且作用力大小相等，由,可知各點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度相等，故A錯(cuò)誤；B、筆桿上的各點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是由筆桿上各點(diǎn)間相互作用力提供的，故B錯(cuò)誤；C、筆尖上的小鋼珠做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力，是由小鋼珠與筆芯間的作用力提供的，如果快速的轉(zhuǎn)動(dòng)，作用力不足以提供所需向心力，小鋼珠有可能做離心運(yùn)動(dòng)被甩走，故C正確；D、若該同學(xué)使用的是金屬筆桿，由于沒(méi)有形成閉合回路，所以無(wú)法形成感應(yīng)電流，但金屬筆桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在切割地磁場(chǎng)，所以金屬筆桿兩端一定會(huì)形成電勢(shì)差，故D錯(cuò)誤。故選：C4.（多選）如圖所示，兩平行光滑導(dǎo)軌豎直固定．邊界水平的勻強(qiáng)磁場(chǎng)寬度為h，方向垂直于導(dǎo)軌平面．兩相同的異體棒a、b中點(diǎn)用長(zhǎng)為h的絕緣輕桿相接，形成“工”字型框架，框架置于磁場(chǎng)上方，b棒距磁場(chǎng)上邊界的高度為h，兩棒與導(dǎo)軌接觸良好．保持a、b棒水平，由靜止釋放框架，b棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)即做勻速運(yùn)動(dòng)，不計(jì)導(dǎo)軌電阻．則在框架下落過(guò)程中，a棒所受輕桿的作用力F及a棒的機(jī)械能E隨下落的高度h變化的關(guān)系圖象，可能正確的是（）A．B．C．D．參考答案：【考點(diǎn)】：導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；機(jī)械能守恒定律．【專(zhuān)題】：電磁感應(yīng)與電路結(jié)合．【分析】：分析棒的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，根據(jù)棒的受力情況、棒的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)分析答題．：解：A、框架在進(jìn)入磁場(chǎng)前做自由落體運(yùn)動(dòng)，輕桿對(duì)a作用力為零，b進(jìn)入磁場(chǎng)后，框做勻速運(yùn)動(dòng)，a處于平衡狀態(tài)，桿對(duì)a的作用力F=mg，方向向上，當(dāng)框架下落2h，a棒進(jìn)入磁場(chǎng)后，a受到輕桿的作用力大小等于重力，方向向下，故A錯(cuò)誤，B正確；C、框架進(jìn)入磁場(chǎng)前做自由落體運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能守恒，機(jī)械能不變，線(xiàn)框進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能不變，重力勢(shì)能減小，機(jī)械能減少，框架完全離開(kāi)磁場(chǎng)后，只受重力作用，機(jī)械能守恒，故C正確，D錯(cuò)誤；故選：BC．【點(diǎn)評(píng)】：本題考查了判斷a的受力情況與機(jī)械能變化情況，分析清楚框架的運(yùn)動(dòng)情況即可正確解題．5.子彈頭射入置于光滑水平面的木塊中，以下說(shuō)法正確的是A．子彈頭損失的機(jī)械能等于木塊內(nèi)能的增加量B．子彈頭損失的機(jī)械能等于木塊和子彈頭內(nèi)能的增加量C．不計(jì)空氣阻力，木塊和子彈頭組成的系統(tǒng)總能量保持不變D．由于發(fā)熱，木塊和子彈頭組成的系統(tǒng)總能量要減少參考答案：C二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.某探究性學(xué)習(xí)小組欲探究光滑斜面上物體的加速度與物體質(zhì)量及斜面傾角是否有關(guān)。實(shí)驗(yàn)室提供如下器材：(A)表面光滑的長(zhǎng)木板(長(zhǎng)度為L(zhǎng))，(B)小車(chē)，(C)質(zhì)量為m的鉤碼若干個(gè)，(D)方木塊(備用于墊木板)，(E)米尺，(F)秒表。(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程：第一步，在保持斜面傾角不變時(shí)，探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)向小車(chē)放入鉤碼來(lái)改變物體質(zhì)量，只要測(cè)出小車(chē)由斜面頂端滑至底端所用時(shí)間t，就可以由公式a=

求出a。某同學(xué)記錄了數(shù)據(jù)如上表所示：根據(jù)以上信息，我們發(fā)現(xiàn)，在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)質(zhì)量改變之后平均下滑時(shí)間

(填“改變”或“不改變”)，經(jīng)過(guò)分析得出加速度與質(zhì)量的關(guān)系為

。第二步，在物體質(zhì)量不變時(shí)，探究加速度與傾角的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)中通過(guò)改變方木塊墊放位置來(lái)調(diào)整長(zhǎng)木板的傾角，由于沒(méi)有量角器，因此通過(guò)測(cè)量出木板頂端到水平面高度h，求出傾角α的正弦值sinα=h／L。某同學(xué)記錄了高度和加速度的對(duì)應(yīng)值，并在坐標(biāo)紙上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)軸后描點(diǎn)作圖如下，請(qǐng)根據(jù)他所作的圖線(xiàn)求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=

m／s2。進(jìn)一步分析可知，光滑斜面上物體下滑的加速度與傾角的關(guān)系為

。參考答案：（1）

（2分）

不改變（2分）斜面傾角一定時(shí)，加速度與物體質(zhì)量無(wú)關(guān)（2分）7.物體在空中下落的過(guò)程中，重力做正功，物體的動(dòng)能越來(lái)越大，為了“探究重力做功和物體動(dòng)能變化間的定量關(guān)系”，我們提供了如下圖的實(shí)驗(yàn)裝置。

（1）某同學(xué)根據(jù)所學(xué)的知識(shí)結(jié)合右圖設(shè)計(jì)一個(gè)本實(shí)驗(yàn)情景的命題：如圖所示，設(shè)質(zhì)量為m（已測(cè)定）的小球在重力mg作用下從開(kāi)始端自由下落至光電門(mén)發(fā)生的位移s，通過(guò)光電門(mén)時(shí)的速度v，試探究外力做的功mgs與小球動(dòng)能變化量的定量關(guān)系。（2）某同學(xué)根據(jù)上述命題進(jìn)行如下操作并測(cè)出如下數(shù)據(jù)。①用天平測(cè)定小球的質(zhì)量為0.50kg；②用

測(cè)出小球的直徑為10.0mm；(選填:刻度尺,游標(biāo)卡尺,螺旋測(cè)微器)③用刻度尺測(cè)出電磁鐵下端到

的距離為80.40cm；④電磁鐵先通電，讓小球

。⑤讓電磁鐵斷電，小球自由下落。⑥在小球經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)間內(nèi)，計(jì)時(shí)裝置記下小球經(jīng)過(guò)光電門(mén)所用時(shí)間為2.50×10－3s。⑦計(jì)算得出重力做的功為4.02J，小球動(dòng)能變化量為

J。(g取10m/s2，結(jié)果保留三位有效數(shù)字)（3）試根據(jù)在（2）中條件下做好本實(shí)驗(yàn)的結(jié)論：

。參考答案：(2)②游標(biāo)卡尺,③光電門(mén),④吸在電磁鐵下端

⑦

4.00(3)在誤差允許范圍內(nèi)外力做功與動(dòng)能變化量相等8.2．愛(ài)因斯坦在現(xiàn)代物理學(xué)領(lǐng)域作出了很多重要貢獻(xiàn)，試舉出其中兩項(xiàng)：

；

．參考答案：相對(duì)論；光的量子性9.放射性同位素被考古學(xué)家稱(chēng)為“碳鐘”，它可以用來(lái)判定古生物體的年代。宇宙射線(xiàn)中高能量中子碰撞空氣中的氮原子后，就會(huì)形成很不穩(wěn)定的，它很容易發(fā)生β衰變，變成一個(gè)新核，其半衰期為5730年。該衰變的核反應(yīng)方程式為

。的生成和衰變通常是平衡的，即生物機(jī)體中的含量是不變的。當(dāng)生物體死亡后，機(jī)體內(nèi)的含量將會(huì)不斷減少。若測(cè)得一具古生物遺骸中含量只有活體中的25%，則這具遺骸距今約有

年。參考答案：；

11460

10.在真空中兩個(gè)帶等量異種的點(diǎn)電荷，電量均為2×10-8C，相距20cm，則它們之間的相互作用力為_(kāi)________________N。在兩者連線(xiàn)的中點(diǎn)處，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為_(kāi)________________N/C。參考答案：F，

F/C

11.客運(yùn)電梯簡(jiǎn)化模型如圖甲所示，電梯的加速度a隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示。已知電梯在t=0時(shí)由靜止開(kāi)始上升，電梯總質(zhì)最m=2.0×103kg，忽略一切阻力。電梯在上升過(guò)程中受到的最大拉力F=

N，電梯在前2s內(nèi)的速度改變量△v=

m/s。參考答案：2.2×104，1.512.如圖所示為氫原子的能級(jí)圖。用光子能量為13.06eV的光照射一群處于基態(tài)的氫原子，可能觀(guān)測(cè)到氫原子發(fā)射的不同波長(zhǎng)的光有

▲

種，其中最短波長(zhǎng)為

▲

m（已知普朗克常量h=6.63×10－34J·s）。參考答案：10

9.5×10-813.一個(gè)圓盤(pán)邊緣系一根細(xì)繩，繩的下端拴著一個(gè)質(zhì)量為m的小球，圓盤(pán)的半徑是r，繩長(zhǎng)為L(zhǎng)，圓盤(pán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)小球隨著一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并且細(xì)繩與豎直方向成θ角，如圖所示，則圓盤(pán)的轉(zhuǎn)速是______.參考答案：三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.如圖所示，熒光屏MN與x軸垂直放置，熒光屏所在位置橫坐標(biāo)x0＝40cm，在第一象限y軸和MN之間存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在第二象限有半徑R＝10cm的圓形磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝0.4T，方向垂直xOy平面向外。磁場(chǎng)的邊界和x軸相切于P點(diǎn)。在P點(diǎn)有一個(gè)粒子源，平行于坐標(biāo)平面，向x軸上方各個(gè)方向發(fā)射比荷為1.0×108C./kg的帶正電的粒子，已知粒子的發(fā)射速率v0＝4.0×106m/s。不考慮粒子的重力粒子間的相互作用。求(1)帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑;(2)若所有帶電粒子均打在x軸下方的熒光屏上，求電場(chǎng)強(qiáng)度的最小值參考答案：（1）（2）【詳解】（1）粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，其向心力由洛倫茲力提供，即：，則；（2）由于r＝R，所以所有粒子從右半圓中平行x軸方向進(jìn)入電場(chǎng)進(jìn)入電場(chǎng)后，最上面的粒子剛好從Q點(diǎn)射出電場(chǎng)時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度最小，粒子進(jìn)入電場(chǎng)做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向上豎直方向，聯(lián)立解得最小強(qiáng)度為：；15.質(zhì)量分別為m和3m的A、B兩個(gè)小球以相同的速率v沿同一直線(xiàn)相向運(yùn)動(dòng)，碰后B球停止不動(dòng)，試求A球碰后的速度，并判斷它們之間發(fā)生的是彈性碰撞還是非彈性碰撞（說(shuō)明理由）．參考答案：彈性碰撞取B球碰前的速度方向?yàn)檎较?，設(shè)A球碰后的速度為v′，由動(dòng)量守恒定律有解得，方向與B球碰前的速度方向相同由于，故碰撞前后的總動(dòng)能相等，則此碰撞是彈性碰撞四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.無(wú)線(xiàn)電通信是利用電磁波信號(hào)可以在自由空間中傳播的特性信息交換的一種通信方式．其中的“藍(lán)牙”技術(shù)在生活中很常見(jiàn)，它實(shí)際上是一種短距離無(wú)線(xiàn)電技術(shù)，利用“藍(lán)牙”技術(shù)，能夠有效地簡(jiǎn)化掌上電腦、筆記本電腦和移動(dòng)電話(huà)手機(jī)等移動(dòng)通信終端設(shè)備之間的通信．“藍(lán)牙”技術(shù)最明顯的缺點(diǎn)是手距離限制，即設(shè)備間超過(guò)一定距離就無(wú)法通信，某中學(xué)物理學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)來(lái)研究移動(dòng)設(shè)備的“藍(lán)牙”通信能力，讓兩輛帶有“藍(lán)牙”通信能力且總質(zhì)量相等的小車(chē)A、B分別沿圖1所示的足夠長(zhǎng)的軌道a1和b1勻速運(yùn)動(dòng)，如圖1所示，兩車(chē)的速度分別為vA=10m/s和vB=5m/s同方向勻速行駛，兩軌道的距離為d=5m，當(dāng)兩車(chē)的距離超過(guò)L=10m時(shí)兩車(chē)就無(wú)法“藍(lán)牙”通信．（1）若兩車(chē)在直軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的阻力大小與速度關(guān)系滿(mǎn)足Ff=kv2（其中k為常數(shù)），求A、B兩車(chē)在直軌道上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)提供的機(jī)械功率之比為多少？（2）求兩車(chē)在直軌道上同方向運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，最長(zhǎng)能連續(xù)通信多少時(shí)間？（忽略信號(hào)傳遞的時(shí)間）（3）實(shí)驗(yàn)小組通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，直線(xiàn)軌道會(huì)受場(chǎng)地的限制會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的連續(xù)測(cè)試能力，決定將軌道改為圓形，如圖2所示，讓A、B兩車(chē)分別在軌道a2和b2順時(shí)針勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道a2和b2的半徑分別為R1=10m和R2=20m，求這種情形兩車(chē)最長(zhǎng)能連續(xù)通信多少時(shí)間？參考答案：解：（1）當(dāng)牽引力等于阻力時(shí)，機(jī)車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)，則有：P=Fv代入數(shù)值可得：（2）兩車(chē)沿軌道方向的距離為X時(shí)，恰好能通信，由幾何關(guān)系可知：L2=x2+d2代入數(shù)據(jù)解得：x=15m能連續(xù)通信時(shí)間t1，滿(mǎn)足：vAt﹣vBt=2x代入數(shù)據(jù)解得：t=6s（3）兩車(chē)在軌道做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度分別為：如圖所示，當(dāng)兩車(chē)恰能通信時(shí)分別位于M1和N1，由幾何知識(shí)可知，△M1N1O為直角三形，其中α=60°，則兩車(chē)能連續(xù)通信時(shí)間t′滿(mǎn)足：ωAt′﹣ωBt′=2a解得：答：（1）A、B兩車(chē)在直軌道上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)提供的機(jī)械功率之比為8：1（2）最長(zhǎng)能連續(xù)通信時(shí)間為6s（3）這種情形兩車(chē)最長(zhǎng)能連續(xù)通信時(shí)間為【考點(diǎn)】向心力；牛頓第二定律；功率、平均功率和瞬時(shí)功率．【分析】（1）當(dāng)牽引力等于阻力時(shí)，小車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)P=Fv=fv即可求的功率比值；（2）利用幾何關(guān)系求的間距為L(zhǎng)時(shí)沿軌道方向的距離即可求的時(shí)間；（3）根據(jù)v=ωr求的角速度，根據(jù)幾何關(guān)系即可求的．17.如圖所示，一直立的汽缸用一質(zhì)量為m的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞橫截面積為S，氣體最初的體積為V0，最初的壓強(qiáng)為，汽缸內(nèi)壁光滑且缸壁導(dǎo)熱性能良好．開(kāi)始活塞被固定在A處，打開(kāi)固定螺栓K，活塞下落，經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)時(shí)間后，活塞停在B處，設(shè)周?chē)h(huán)境溫度保持不變，已知大氣壓強(qiáng)為P0，重力加速度為g，若一定質(zhì)量理想氣體的內(nèi)能僅由溫度決