廣東省陽(yáng)江市合水中學(xué)2021年高三物理期末試題含解析

廣東省陽(yáng)江市合水中學(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.如圖所示，在豎直平面內(nèi)有四塊相同的堅(jiān)固石塊壘成弧形的石拱，第3、4石塊固定在地面上，第1、2石塊問(wèn)的接觸面位于豎直平面，每塊石塊的兩個(gè)側(cè)面所夾的圓心角為37°。已知，。假定石塊間的摩擦力可以忽略不計(jì)，笫1、2石塊間的作用力大小為，第1、3石塊間的作用力大小為則為A．

B．

C．

D．參考答案：

【知識(shí)點(diǎn)】共點(diǎn)力平衡的條件及其應(yīng)用；力的合成與分解的運(yùn)用．B3B4【答案解析】B解析：以第1塊石塊為研究對(duì)象，分析受力情況：重力G、第2塊石塊的彈力N1和第3塊石塊的彈力N2，如圖，由平衡條件得

=sin53°=,故選B【思路點(diǎn)撥】以第1石塊為研究對(duì)象，分析受力情況，根據(jù)平衡條件求解第1、2石塊間的作用力和第1、3石塊間的作用力的大小之比．本題首先要選擇研究對(duì)象，其次要正確分析受力情況，作力圖時(shí)要標(biāo)出夾角，便于求解力的關(guān)系．2.（單選）下列四個(gè)選項(xiàng)中，屬于國(guó)際單位制中基本單位的是（

）A．m

B．N

C．J

D．W參考答案：A3.(單選)用比值法定義物理量是物理學(xué)中一種重要的思想方法，下列物理量的表達(dá)式不屬于用比值法定義的是（

）

A．磁感應(yīng)強(qiáng)度 B．功率 C．電阻

D．加速度參考答案：D4.（多選題）兩個(gè)相同的條形磁鐵，放在平板AB上，磁鐵的N、S極如圖所示．開(kāi)始時(shí)平板及磁鐵皆處于水平位置，且靜止不動(dòng)．當(dāng)將AB在豎直方向向上或向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，關(guān)于磁鐵的運(yùn)動(dòng)下列說(shuō)法正確的是（）A．將AB豎直向下運(yùn)動(dòng)（磁鐵與平板間始終相互接觸）過(guò)程中，兩個(gè)條形磁鐵一定碰在一起B(yǎng)．將AB豎直向下運(yùn)動(dòng)（磁鐵與平板間始終相互接觸）過(guò)程中，兩個(gè)條形磁鐵可能碰在一起C．將AB豎直向上運(yùn)動(dòng)（磁鐵與平板間始終相互接觸）過(guò)程中，兩個(gè)條形磁鐵一定不能碰在一起D．將AB豎直向上運(yùn)動(dòng)（磁鐵與平板間始終相互接觸）過(guò)程中，兩個(gè)條形磁鐵可能碰在一起參考答案：BD【考點(diǎn)】牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用﹣超重和失重．【分析】開(kāi)始時(shí)兩塊磁鐵在底板上處于靜止，說(shuō)明磁鐵間引力不大于最大靜摩擦力．突然豎直向下平移時(shí)，先加速下降后減速下降，先處于失重狀態(tài)，后處于超重狀態(tài)，失重時(shí)磁鐵所受的最大靜摩擦力減小，兩塊磁鐵可能碰在一起．同樣，分析突然豎直向上平移時(shí)，兩塊磁鐵是否可能碰在一起．【解答】解：A、開(kāi)始時(shí)兩塊磁鐵在底板上處于靜止，說(shuō)明磁鐵間引力不大于最大靜摩擦力．突然豎直向下平移時(shí)，先加速下降后減速下降，先處于失重狀態(tài)，后處于超重狀態(tài)，失重時(shí)板對(duì)磁鐵的支持力小于磁鐵的重力，即磁鐵對(duì)板的壓力一直小于磁鐵的重力，所以磁鐵受到的支持力減小，最大靜摩擦力減小，只有在最大靜摩擦力小于磁鐵之間的吸引力時(shí)，兩個(gè)條形磁鐵才能碰在一起，故A錯(cuò)誤，B正確；C、從板突然豎直向上平移到停下，板和磁鐵的運(yùn)動(dòng)也經(jīng)歷兩個(gè)階段．起初，板和磁鐵一起作加速度方向向上、速度向上的運(yùn)動(dòng)，在這過(guò)程中，正壓力增大，最大靜摩擦力亦增大，作用于每個(gè)磁鐵的磁力與靜摩擦力始終保持平衡，磁鐵在水平方向不發(fā)生運(yùn)動(dòng)．接著，磁鐵和板一起作加速度方向向下、速度向上的運(yùn)動(dòng)，直到停在A″B″處．在這過(guò)程中，磁鐵對(duì)板的正壓力減小，最大靜摩擦力亦減小，向下的加速度愈大，磁鐵的正壓力愈小，最大靜摩擦力也愈?。?dāng)板的加速度大到某一數(shù)值時(shí)，最大靜摩擦力減小到小于磁力，于是磁鐵沿著平板相向運(yùn)動(dòng)并吸在一起．故C錯(cuò)誤，D正確；故選：BD．5.如圖所示是一列橫波上A、B兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象，該波由A傳向B，兩質(zhì)點(diǎn)沿波的傳播方向上的距離，波長(zhǎng)，這列波的波速A．12m/s

B．20m/s

C．30m/s

D．60m/s參考答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.傳感器是自動(dòng)控制設(shè)備中不可缺少的元件，下圖是一種測(cè)定位移的電容式傳感器電路。在該電路中，閉合開(kāi)關(guān)S一小段時(shí)間后，使工件（電介質(zhì)）緩慢向左移動(dòng)，則在工件移動(dòng)的過(guò)程中，通過(guò)電流表G的電流_________（填“方向由a至b”“方向由b至a”或“始終為零”）。參考答案：方向由a到b

7.參考答案：8.13．在平直的公路上，自行車與同方向行駛的汽車同時(shí)經(jīng)過(guò)A點(diǎn)。自行車做勻速運(yùn)動(dòng)，速度為6m/s．汽車做初速度為10m/s(此即為汽車過(guò)A點(diǎn)的速度)、加速度大小為0.5m/s2的勻減速運(yùn)動(dòng)．則自行車追上汽車所需時(shí)間為

s，自行車追上汽車時(shí)，汽車的速度大小為

m/s，自行車追上汽車前，它們的最大距離是

m。參考答案：16；2；169.如圖所示，半徑為R的光滑半圓球固定在水平面上，頂部有一小物體A，現(xiàn)給它一個(gè)水平初速度，當(dāng)這一水平初速度v0至少為_(kāi)______________時(shí)，它將做平拋運(yùn)動(dòng)，這時(shí)小物體A的落地點(diǎn)P到球心O的距離=_______________.參考答案：;10.將一彈性繩一端固定在天花板上O點(diǎn)，另一端系在一個(gè)物體上，現(xiàn)將物體從O點(diǎn)處由靜止釋放，測(cè)出物體在不同時(shí)刻的速度v和到O點(diǎn)的距離s，得到的v－s圖像如圖所示。已知物體及位移傳感器的總質(zhì)量為5kg，彈性繩的自然長(zhǎng)度為12m，則物體下落過(guò)程中彈性繩的平均拉力大小為_(kāi)________N，當(dāng)彈性繩上的拉力為100N時(shí)物體的速度大小為_(kāi)_______m/s。（不計(jì)空氣阻力，重力加速度g取10m/s2）參考答案：75，15.5（15.48～16）11.在探究彈簧振子（如圖在一根輕質(zhì)彈簧下懸掛質(zhì)量為m的重物，讓其在豎直方向上振動(dòng)）振動(dòng)周期T與物體質(zhì)量m間的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中：(1)如圖，某同學(xué)嘗試用DIS測(cè)量周期，把彈簧振子掛在力傳感器的掛鉤上，圖中力傳感器的引出端A應(yīng)接到__________．使重物做豎直方向小幅度振動(dòng)，當(dāng)力的測(cè)量值最大時(shí)重物位于__________．若測(cè)得連續(xù)N個(gè)力最大值之間的時(shí)間間隔為t，則重物的周期為_(kāi)_________．

(2)為了探究周期T與質(zhì)量m間的關(guān)系，某同學(xué)改變重物質(zhì)量，多次測(cè)量，得到了下表中所示的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。為了得到T與m的明確關(guān)系，該同學(xué)建立了右下圖的坐標(biāo)系，并將橫軸用來(lái)表示質(zhì)量m，請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出縱軸表示的物理量，然后在坐標(biāo)系中畫出圖線。(3)周期T與質(zhì)量m間的關(guān)系是

參考答案：（1）數(shù)據(jù)采集器（1分），最低點(diǎn)（1分），（2分）（2）如右圖（2分）（3）振動(dòng)周期T的平方與重物的質(zhì)量m成正比。（或者：T2∝m，T2=0.20m，T2=km）（2分）12.

（選修3一3）（6分）一列簡(jiǎn)諧橫波沿直線傳播的速度為2m/s，在傳播方向上有A,B兩點(diǎn)，從波剛好傳到某質(zhì)點(diǎn)(A或B)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，己知5s內(nèi)A點(diǎn)完成了6次全振動(dòng)，B點(diǎn)完成了10次全振動(dòng)，則此波的傳播方向?yàn)椋ㄌ?AB"或"BA"),周期是s，波長(zhǎng)為m參考答案：答案：BA

0.5

113.在用架空電纜進(jìn)行高壓輸電時(shí)，為了增加電纜的抗拉能力，常常增加掛線的弧度，如圖所示，在ABCD四點(diǎn)，若電纜線端切線與豎直方向的夾角都是60o，已知電纜線能承受的最大拉力為2000N，則AB或CD段電纜線承重不超過(guò)

A．1000N

B．2000N

C．2000N

D．N參考答案：B三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.(2)一定質(zhì)量的理想氣體，在保持溫度不變的情況下，如果增大氣體體積，氣體壓強(qiáng)將如何變化？請(qǐng)你從分子動(dòng)理論的觀點(diǎn)加以解釋．如果在此過(guò)程中氣體對(duì)外界做了900J的功，則此過(guò)程中氣體是放出熱量還是吸收熱量？放出或吸收多少熱量？(簡(jiǎn)要說(shuō)明理由)參考答案：一定質(zhì)量的氣體，溫度不變時(shí)，分子的平均動(dòng)能一定，氣體體積增大，分子的密集程度減小，所以氣體壓強(qiáng)減?。欢ㄙ|(zhì)量的理想氣體，溫度不變時(shí)，內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，當(dāng)氣體對(duì)外做功時(shí)氣體一定吸收熱量，吸收的熱量等于氣體對(duì)外做的功，即900J.15.(8分)如圖所示，有四列簡(jiǎn)諧波同時(shí)沿x軸正方向傳播，波速分別是v、2v、3v和4v，a、b是x軸上所給定的兩點(diǎn)，且ab＝l。在t時(shí)刻a、b兩點(diǎn)間四列波的波形分別如圖所示，則由該時(shí)刻起a點(diǎn)出現(xiàn)波峰的先后順序依次是圖

；頻率由高到低的先后順序依次是圖

。參考答案：

BDCA

DBCA四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，兩塊很大的平行導(dǎo)體板MN、PQ產(chǎn)生豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，兩平行導(dǎo)體板與一半徑為r的單匝線圈連接，在線圈內(nèi)有一方向垂直線圈平面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1。在兩導(dǎo)體板之間還存在有理想邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)分為Ⅰ、Ⅱ兩個(gè)區(qū)域，其邊界為MN、ST、PQ，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B2，方向如圖所示，Ⅰ區(qū)域高度為d1，Ⅱ區(qū)域的高度為d2。一個(gè)質(zhì)量為m、電量為q的帶正電的小球從MN板上方的O點(diǎn)由靜止開(kāi)始下落，穿過(guò)MN板的小孔進(jìn)入復(fù)合場(chǎng)后，恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，Ⅱ區(qū)域的高度d2足夠大，帶電小球在運(yùn)動(dòng)中不會(huì)與PQ板相碰，重力加速度為g。(1)求線圈內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率；(2)若帶電小球運(yùn)動(dòng)后恰能回到O點(diǎn)，求帶電小球釋放時(shí)距MN的高度h；(3)若帶電小球從距MN的高度為3h的O'點(diǎn)由靜止開(kāi)始下落，為使帶電小球運(yùn)動(dòng)后仍能回到O'點(diǎn)，在磁場(chǎng)方向不改變的情況下對(duì)兩導(dǎo)體板之間的勻強(qiáng)磁場(chǎng)作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，請(qǐng)你設(shè)計(jì)出兩種方案并定量表示出來(lái)。ks5u

參考答案：解：（1）帶電小球進(jìn)入復(fù)合場(chǎng)后恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則電場(chǎng)力與重力平衡，得

(1)

(2)

(3)

(4)（2）只有小球從進(jìn)入磁場(chǎng)的位置離開(kāi)磁場(chǎng)，做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，才能恰好回到O點(diǎn)，由于兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小都相等，所以半徑都為R，由圖可知△O1O2O3是等邊三角形。

(5)

(6)

(7)解得：

(8)（3）方案1：改變磁感應(yīng)強(qiáng)度

(9)

(10)

(11)

(12)將兩板之間的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大為原來(lái)的倍。

方案2：改變磁場(chǎng)的寬度：由可知，將磁場(chǎng)I區(qū)的寬度增大為原來(lái)的倍，即=d1。磁場(chǎng)II區(qū)的寬度變?yōu)?d2d1

（13）方案3：改變磁場(chǎng)邊界：磁場(chǎng)II區(qū)的磁場(chǎng)邊界下移y的距離。當(dāng)帶電小球從距MN的高度為3h的O'點(diǎn)由靜止開(kāi)始下落時(shí)，應(yīng)有

(14)

(15)

(16)

(17)

畫出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，如右圖所示，在中間勻速直線運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，粒子的速度方向與豎直方向成30°角，根據(jù)幾何關(guān)系，可得

(18)

(19)方案4：同時(shí)改變磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)邊界（上圖中300角改為角）設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度增大k倍。

則磁場(chǎng)II區(qū)域的上邊界下移y的距離

(20)式中：

(21)17.如圖所示，物體從光滑斜面的頂端A點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑，經(jīng)過(guò)B點(diǎn)后進(jìn)入粗糙的水平面（設(shè)經(jīng)過(guò)B點(diǎn)前后速度大小不變），最后停在C點(diǎn)．每隔0.2s通過(guò)速度傳感器測(cè)量物體的速度，下表給出了部分測(cè)量數(shù)據(jù)（g=10m/s2）．t（s）00.20.4…1.21.4…v（m/s）01.02.0…1.10.7…求：（1）在水平面上勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大??？（2）從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到停止所用的總時(shí)間？（3）斜面的長(zhǎng)度L？參考答案：考點(diǎn)：勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系；勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系．專題：直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律專題．分析：（1）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，結(jié)合加速度的定義式求出勻加速運(yùn)動(dòng)和勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大?。?）物體在B點(diǎn)的速度最大，結(jié)合勻加速運(yùn)動(dòng)的末速度和勻減速運(yùn)動(dòng)的初速度相等，結(jié)合速度時(shí)間公式求出速度最大時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間，再結(jié)合速度時(shí)間公式求出t=0.6s時(shí)瞬時(shí)速度大小v．（3）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移速度公式求出斜面的長(zhǎng)度．解答：解：（1）由前三組數(shù)據(jù)可知，物體在水平面上勻加速滑行過(guò)程的加速度大小為：由后二組數(shù)據(jù)