廣東省梅州市萃文中學2021年高三物理期末試題含解析

廣東省梅州市萃文中學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15分．每小題只有一個選項符合題意1.如圖所示，在傾角為a的光滑斜面上，垂直紙面放置一根長為L，質(zhì)量為m的直導體棒。

在導體棒中的電流I垂直紙面向里時，欲使導體棒靜止在斜面上，下列外加勻強磁場的磁感應強度B的大小和方向正確是

A．方向垂直斜面向上

B．，方向垂直斜面向下

C．，方向豎直向上

D．，方向豎直向下參考答案：AC選項A，外加勻強磁場的磁感應強度B的方向垂直斜面向上，則沿斜面向上的安培力、支持力與重力，處于平衡狀態(tài)，則大小B=mg,故A正確；

選項B，外加勻強磁場的磁感應強度B的方向垂直斜面向下，則沿斜面向下的安培力、支持力與重力，所以棒不可能處于平衡狀態(tài)，故B錯誤；

選項C，外加勻強磁場的磁感應強度B的方向豎直向上，則水平向右的安培力、支持力與重力，處于平衡狀態(tài)，則大小B=mg，故C正確；

選項D，外加勻強磁場的磁感應強度B的方向豎直向下，則水平向左的安培力、支持力與重力，所以棒不可能處于平衡狀態(tài)，故D錯誤。

2.如圖所示，一質(zhì)量為M的直角劈B放在粗糙的水平面上，在劈的斜面上放一質(zhì)量為m的物體A，A與B接觸面粗糙，用一沿斜面向上的力F作用于A上，使AB都保持靜止。接著在斜面上，貼著A，放置一光滑小球C，保持F力不變，A、B、C仍然保持靜止，下列關于放上物體C后的說法正確的是（

）A．斜面對A物體的摩擦力一定變大B．斜面對A物體的摩擦力一定變小C．地面對B物體的彈力變大D．地面對B物體摩擦力變大參考答案：C3.與“神州八號”完成對接的我國首個空間實驗室“天宮一號”，目前在周期約為1.5h的近地圓軌道上陸續(xù)開展各項科學探測實驗；我國發(fā)射的“風云一號”氣象衛(wèi)星，采用極地圓形軌道，軌道平面與赤道平面垂直，通過地球兩極，每12h繞地球運行一周．下列說法正確的是A．“風云一號”在軌道運行的速度大于“天宮一號”在軌道運行的速度B．和“風云一號”相比，“天宮一號”的向心加速度更小C．“風云一號”與“天宮一號”的軌道半徑之比約為4:1D．“風云一號”與“天宮一號”的角速度之比約為1:8參考答案：C4.（06年全國卷Ⅰ）一砝碼和一輕彈簧構成彈簧振子，圖1所示的裝置可用于研究該彈簧振子的受迫振動。勻速轉動把手時，曲桿給彈簧振子以驅動力，使振子做受迫振動。把手勻速轉動的周期就是驅動力的周期，改變把手勻速轉動的速度就可以改變驅動力的周期。若保持把手不動，給砝碼一向下的初速度，砝碼便做簡諧運動，振動圖線如圖2所示。當把手以某一速度勻速轉動，受迫振動達到穩(wěn)定時，砝碼的振動圖線如圖3所示。

若用T0表示彈簧振子的固有周期，T表示驅動力的周期，Y表示受迫振動達到穩(wěn)定后砝碼振動的振幅，則A．由圖線可知T0=4sB．由圖線可知T0=8sC．當T在4s附近時，Y顯著增大，當T比4s小得多或大得多時，Y很小D．當T在8s附近時，Y顯著增大；當T比8s小得多或大得多時，Y很小參考答案：答案：AC解析：圖2是彈簧未加驅動力時的周期，故由圖線讀出的周期為某振動的固有周期，即T0＝4s，圖3是彈簧振子在驅動力作用下的振動力圖線，做受迫振動的物體，其振動的周期等于驅動力的周期，即T＝8s。當受迫振動的周期與驅動力的周期相同時，其振幅最大；當周期差別越大，其運動振幅越小。由以上分析可知，正確選項為A、C。5.（單選）彈簧振子在做簡諧運動時，若某一過程中振子的速率在減小，則此時振子的（）A．速度與位移方向一定相反B．加速度與速度方向可能相同C．位移可能在減小D．回復力一定在增大參考答案：考點：簡諧運動的回復力和能量；簡諧運動的振幅、周期和頻率．專題：簡諧運動專題．分析：首先知道判斷速度增減的方法：當速度與加速度方向相同時，速度增大；當速度與加速度方向相反時，速度減?。浯沃琅袛辔灰圃鰷p的方法：當位移與速度方向相同時，位移增大；當位移與速度方向相反時，位移減?。獯穑航猓篈、振子的速率在減小，則動能減小、勢能增加，故振子必定從平衡位置向最大位移運動，速度與位移同方向，故A錯誤；B、由A分析知，加速度與速度方向必定相反，故B錯誤；C、由A分析知，位移的大小一定在增加，故C錯誤；D、回復力的大小與位移大小成正比，故回復力的數(shù)值一定增大，故D正確；故選：D．點評：勻變速直線運動中一些規(guī)律性的東西是解題的關鍵，應當牢固掌握，比如：當速度與加速度方向相同時，速度增大；當速度與加速度方向相反時，速度減?。斘灰婆c速度方向相同時，位移增大；當位移與速度方向相反時，位移減?。?、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.1919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮核發(fā)現(xiàn)質(zhì)子．科學研究表明其核反應過程是：α粒子轟擊靜止的氮核后形成了不穩(wěn)定的復核，復核發(fā)生衰變放出質(zhì)子，變成氧核．設α粒子質(zhì)量為m1，初速度為v0，氮核質(zhì)量為m2，質(zhì)子質(zhì)量為m0,氧核的質(zhì)量為m3，不考慮相對論效應．α粒子轟擊氮核形成不穩(wěn)定復核的瞬間，復核的速度大小為

，此過程中釋放的核能為________________________________．參考答案：

7.如圖8所示，兩平行金屬板間電場是勻強電場，場強大小為1.0×104V／m，A、B兩板相距1cm，C點與A相距0.4cm，若B接地，則A、C間電勢差UAC＝____,將帶電量為－1.0×10-12C的點電荷置于C點，其電勢能為____．參考答案：8.在做“平拋物體的運動”的實驗時，為了確定小球在不同時刻所通過的位置，實驗時用如圖11所示的裝置，將一塊平木板釘上復寫紙和白紙，豎直立于槽口前某處且和斜槽所在的平面垂直，使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止滑下，小球撞在木板上留下痕跡A；將木板向后移距離x，再使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止滑下，小球撞在木板上留下痕跡B；又將木板再向后移距離x，小球再從斜槽上緊靠擋板處由靜止滑下，再得到痕跡C.若測得木板每次后移距離x，A、B間距離y，B、C間距離y。根據(jù)以上直接測量的物理量導出測小球初速度的公式為v0=_________.（用題中所給字母x,y,y和g表示）；若距離x=20.00cm，距離y1=4.70cm，距離y2=14.50cm.小球初速度值為_______m/s.（g取9.80m/s2

結果保留兩位有效數(shù)字）參考答案：

2.0由勻變速直線運動的相關規(guī)律結合平拋運動的知識可解答?！敬鸢浮?.在研究勻變速直線運動的實驗中，小明正常進行操作，打出的一條紙帶只有三個清晰的點。標記為0、1、2，則紙帶的加速度為

；而P點是紙帶上一個污點，小明想算出P點的速度，你認為小明的想法能否實現(xiàn)？你認為不能實現(xiàn)，請說明理由；若能實現(xiàn)請算出P點的速度

。（如圖是小明用刻度尺測量紙帶時的示意圖。）參考答案：10.某同學利用豎直上拋小球的頻閃照片驗證機械能守恒定律．頻閃儀每隔0.05s閃光一次，如圖中所標數(shù)據(jù)為實際距離，該同學通過計算得到不同時刻的速度如下表（當?shù)刂亓铀俣热?0m/s2，小球質(zhì)量m=0.2kg，結果保留三位有效數(shù)字）：時刻t2t3t4t5速度（m/s）5.595.084.58

（1）由頻閃照片上的數(shù)據(jù)計算t5時刻小球的速度v5=

m/s．（2）從t2到t5時間內(nèi)，重力勢能增量△Ep=

J，動能減少量△Ek=

J．（3）在誤差允許的范圍內(nèi)，若△Ep與△Ek近似相等，從而驗證了機械能守恒定律．由上述計算得△Ep

△Ek（選填“＞”“＜”或“=”），造成這種結果的主要原因是

．參考答案：解：（1）在勻變速直線運動中，中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度，所以有：v5==4.08m/s（2）根據(jù)重力做功和重力勢能的關系有：△Ep=mg（h2+h3+h4）=0.2×10×（26.68+24.16+21.66）×10﹣2J=1.45J在勻變速直線運動中，中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度，所以有：v2==5.59m/s△Ek=m（v22﹣v52）=×0.2×[（5.59）2﹣（4.08）2]J=1.46J．（3）由上述計算得△Ep＜△Ek，由于紙帶和打點計時器的摩擦以及空氣阻力的存在，導致動能減小量沒有全部轉化為重力勢能．故答案為：（1）4.08．（2）1.45，1.46（3）＜，由于紙帶和打點計時器的摩擦以及空氣阻力的存在．11.一個質(zhì)量為M=3kg的木板與一個輕彈簧相連，在木板的上方有一質(zhì)量m為2kg的物塊，若在物塊上施加一豎直向下的外力F，此時木板和物塊一起處于靜止狀態(tài)，如圖所示。突然撤去外力，木板和物塊一起向上運動0.2m時，物塊恰好與木板分離，此時木板的速度為4m/s，則物塊和木板分離時彈簧的彈力為________N，木板和物塊一起向上運動，直至分離的過程中，彈簧彈力做的功為________J。參考答案：０

N；

５０

J。12.已知氫原子各定態(tài)能量為，式中n=1,2,3，…為氫原子的基態(tài)能量。要使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)，入射光子具有的最小頻率為______。若大量氫原子處于n=4的激發(fā)態(tài)，則它們發(fā)生躍遷時，最多能輻射_____種頻率的光子。（普朗克常量為h）參考答案：13.(4分)質(zhì)量為1×10-2kg的氫氣球，受到浮力的大小為0.12N，距天花板距離為4m。今沿水平方向以3m/s速度拍出（不計空氣阻力），當它到達天花板時，水平位移是

，速度的大小為

（g取10m/s2）。

參考答案：

答案：6m；5m/s三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（7分）如圖所示，一束光從空氣射入玻璃中，MN為空氣與玻璃的分界面．試判斷玻璃在圖中哪個區(qū)域內(nèi)（Ⅰ或Ⅱ）？簡要說明理由．并在入射光線和反射光線上標出箭頭。參考答案：當光由空氣射入玻璃中時，根據(jù)折射定律

=n，因n>1，所以i>γ，即當光由空氣射入玻璃中時，入射角應該大于折射角．如圖，在圖中作出法線，比較角度i和γ的大小，即可得出玻璃介質(zhì)應在區(qū)域?內(nèi)．箭頭如圖所示．（7分）15.（選修3-3模塊）（4分）如圖所示，絕熱隔板S把絕熱的氣缸分隔成體積相等的兩部分，S與氣缸壁的接觸是光滑的．兩部分中分別盛有相同質(zhì)量、相同溫度的同種氣體a和b．氣體分子之間相互作用可忽略不計．現(xiàn)通過電熱絲對氣體a緩慢加熱一段時間后，a、b各自達到新的平衡狀態(tài)．試分析a、b兩部分氣體與初狀態(tài)相比，體積、壓強、溫度、內(nèi)能各如何變化？參考答案：

答案:

氣缸和隔板絕熱，電熱絲對氣體a加熱，a溫度升高，體積增大，壓強增大，內(nèi)能增大；（2分）

a對b做功，b的體積減小，溫度升高，壓強增大，內(nèi)能增大。（2分）四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，邊長為L、電阻為R、質(zhì)量為m的正方形線框abcd放在光滑水平面上，其右邊有一磁感應強度大小為B、方向豎直向上的有界勻強磁場，磁場寬度為L，左邊界與線框的ab邊相距為L。線框在水平恒力F作用下由靜止向右運動，cd邊進入磁場前已做勻速運動。求線框（1）勻速運動時的速度大小v；（2）進入磁場過程中通過線框橫截面的電荷量q；（3）通過磁場區(qū)域的過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q。參考答案：（1）（2）（3）17.（11分）如圖所示，光滑平行導軌MN、PQ固定于同一水平面內(nèi)，導軌相距l(xiāng)=0.2m，導軌左端接有“0.8V,0.8W”的小燈泡，磁感應強度B=1T的勻強磁場垂直于導軌平面，導體棒ab在水平拉力作用下沿導軌向右運動，此過程中小燈泡始終正常發(fā)光。已知導軌每米長度的電阻r=0.5，其余電阻不計，導體棒ab的質(zhì)量m=0.1kg，ab到左端MP的距離為x。求：（1）導體棒的速度v與x的關系式；（2）導體棒從x1=0.1m處運動到x2=0.3m處的過程中水平拉力所做的功。

參考答案：解析：（1）燈泡正常發(fā)光，由P=UI得電路中電流………………1分

燈泡電阻……1分

切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢E=Blv…………1分

根據(jù)閉合電路歐姆定律有……2分

綜合以上各式，代入數(shù)據(jù)得……1分

（2）x1=0.1m時，速度時，

速度………………1分

安培力所做的功……1分

根據(jù)動能定理可知…………2分

則…………1分18.如圖，木板靜止于水平地面上，在其最右端放一可視為質(zhì)點的木塊．已知木塊的質(zhì)量m=1kg，木板的質(zhì)量M=4kg，長L=2.5m，上表面光滑，下表面與地面之間的動摩擦因數(shù)μ=0.2．現(xiàn)用水平恒力F=20N拉木板，g取10m/s2，求：（1）木板的加速度；（2）要使木塊能滑離木板，水平恒力F作用的最短時間．參考答案：解：（1）木板受到的摩擦力為：Ff=