遼寧省鞍山市第二十一中學(xué)2021年高三物理上學(xué)期期末試題含解析

遼寧省鞍山市第二十一中學(xué)2021年高三物理上學(xué)期期末試題含解析一、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.（多選）某家用桶裝純凈水手壓式飲水器如圖，在手連續(xù)穩(wěn)定的按壓下，出水速度為v，供水系統(tǒng)的效率為η，現(xiàn)測量出桶底到出水管之間的高度差H，出水口傾斜，其離出水管的高度差可忽略，出水口的橫截面積為S，水的密度為ρ，重力加速度為g，則下列說法正確的是（）A．出水口單位時間內(nèi)的出水體積Q=vSB．出水口所出水落地時的速度C．出水后，手連續(xù)穩(wěn)定按壓的功率為+D．手按壓輸入的功率等于單位時間內(nèi)所出水的動能和重力勢能之和參考答案：考點(diǎn)：功率、平均功率和瞬時功率；功能關(guān)系．分析：出水口的體積V=Sl，再除以時間即為位時間內(nèi)的出水體積，水從出水平流出后做平拋運(yùn)動，根據(jù)高度求出落地時豎直方向的速度，再根據(jù)幾何關(guān)系求出出水口所出水落地時的速度，在時間t內(nèi)，流過出水口的水的質(zhì)量m=ρSvt，手連續(xù)穩(wěn)定按壓使水具有初動能和重力勢能，根據(jù)勢能和動能的表達(dá)式及供水系統(tǒng)的效率求出手連續(xù)穩(wěn)定按壓做的功，再根據(jù)求解功率即可．解答：解：A、出水口的體積V=Sl，則單位時間內(nèi)的出水體積Q=，故A正確；B、水從出水平流出后做平拋運(yùn)動，則落地時速度方向速度，所以出水口所出水落地時的速度v==，故B錯誤；C、手連續(xù)穩(wěn)定按壓使水具有初動能和重力勢能，在時間t內(nèi)，流過出水口的水的質(zhì)量m=ρSvt，則出水口的水具有的機(jī)械能E=，而供水系統(tǒng)的效率為η，所以手連續(xù)穩(wěn)定按壓做的功為W=，則功率P=，故C正確；D、手按壓輸入的功率等于單位時間內(nèi)所出水的動能和重力勢能之和除以供水系統(tǒng)的效率η，故D錯誤；故選：AC點(diǎn)評：解答本題要知道水從出水平流出后做平拋運(yùn)動，根據(jù)平拋運(yùn)動的基本規(guī)律求解，注意手連續(xù)穩(wěn)定按壓時做水做的功沒有全部轉(zhuǎn)化為水的機(jī)械能，注意供水系統(tǒng)的效率，難度適中．2.以下對于光的現(xiàn)象及其解釋中正確的是

A．光導(dǎo)纖維利用的是光的全反射現(xiàn)象

B．雨后美麗的彩虹是光的衍射現(xiàn)象

C．用激光“焊接”剝落的視網(wǎng)膜是利用激光的相干性好

D．電影院中觀看立體電影的眼鏡利用的是光的干涉現(xiàn)象參考答案：a3.（多選）如圖所示，初始時A、B兩木塊在水平方向的外力作用下擠壓在豎直墻面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，A與B、B與墻面之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.1，且最大靜摩擦力等于滑動摩擦．兩木塊質(zhì)量相等，都為1kg，當(dāng)外力F變?yōu)橄铝胁煌禃r，關(guān)于A、B之間的摩擦力f1，B與墻壁之間的摩擦力f2的大小，下列說法正確的是（g取10m/s2）（）A．當(dāng)F=0時，f1=f2=10NB．當(dāng)F=50N時，f1=0，f2=5NC．當(dāng)F=100N時，f1=5N，f2=10ND．當(dāng)F=300N時，f1=10N，f2=20N參考答案：解：A、當(dāng)F=0時，A、B做自由落體運(yùn)動，則f1=f2=0，故A錯誤；B、當(dāng)F=50N時，墻面對B的最大靜摩擦力fm=μF=5N＜2mg，A、B共同加速度，則f2=5N，加速度a==7.5m/s2，對A，mg﹣f1=ma，則f1=2.5N，故B錯誤；C、同理，當(dāng)F=100N時，墻面對B的最大靜摩擦力fm=μF=10N＜2mg，A、B共同加速運(yùn)動，f1=5N，f2=10N，故C正確；D、當(dāng)F=300N時，墻面對B的最大靜摩擦力fm=μF=30N＞2mg，A、B共同靜止在墻面上，則f1=10N，f2=20N，故D正確．故選：CD4.如圖所示，一束質(zhì)量、速度和電量不同的正離子垂直地射入勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場正交的區(qū)域，結(jié)果發(fā)現(xiàn)有些離子保持原來的運(yùn)動方向，未發(fā)生任何偏轉(zhuǎn)，如果讓這些不偏

轉(zhuǎn)的離子進(jìn)入另一勻強(qiáng)磁場中，發(fā)現(xiàn)這些離子又分裂成幾束對這些進(jìn)入后一磁場的離子，可以得出結(jié)論

A.它們的動能一定各不相同

B.它們的電量一定各不相同C.它們的質(zhì)量一定各不相同

D.它們的電量和質(zhì)量之比一定各不相同參考答案：D5.有一種測量人體重的電子秤，其原理圖如圖所示，它主要由三部分構(gòu)成：踏板、壓力傳感器R（是一個阻值可隨壓力大小而變化的電阻器）、顯示體重的儀表G（實質(zhì)是理想電流表），設(shè)踏板的質(zhì)量可忽略不計，已知理想電流表的量程為3A，電源電動勢為12V，內(nèi)阻為2Ω，電阻R隨壓力變化的函數(shù)式為R=30-0．02F（F和R的單位分別是N和Ω）。下列說法正確是

（

）A．該秤能測量的最大體重是1300N

B．體重為1300N應(yīng)標(biāo)在電流表G刻度盤2A刻度處

C．該秤零刻度線（即踏板空載時的刻度線）應(yīng)標(biāo)在電流表G刻度盤0刻度處

D．該秤零刻線應(yīng)標(biāo)在電流表G刻度盤的最大刻度處參考答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.在《探究加速度與動力的關(guān)系》實驗中，采用的實驗裝置如圖所示。在實驗中，細(xì)線一端與拉力傳感器相連（拉力傳感器固定在車上），另一端通過定滑輪與礦泉水瓶相連。實驗時逐漸往瓶里加水直到打出的紙帶相鄰點(diǎn)間的距離相等并記下此時拉力傳感器的讀數(shù)F0。繼續(xù)往瓶中加適量的水繼而釋放小車打出紙帶并記錄下小車運(yùn)動時傳感器的讀數(shù)F。改變瓶中水的質(zhì)量打出多條紙帶和得到多個F值（重力加速度為g）。（1）實驗中電火花計時器應(yīng)與

伏

電源相連接；（2）①本實驗中記下F0的目的是

。②小車所受的合外力為

A．F

B．F—F0C．F+F0

D．F0③實驗作出的圖像是

參考答案：1）①220

（2分）；交流（2分）；（2）①得到小車運(yùn)動時受到的阻力(2分)

②B

（2分）；③A（2分）；7.（4分）在光滑水平面上的O點(diǎn)系一長為l的絕緣細(xì)線，線的一端系一質(zhì)量為m，帶電量為q的小球。當(dāng)沿細(xì)線方向加上場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場后，小球處于平衡狀態(tài)。現(xiàn)給小球一垂直于細(xì)線的初速度v0，使小球在水平面上開始運(yùn)動。若v很小，則小球第一次回到平衡位置所需時間為__________。

參考答案：答案：

8.質(zhì)量為m＝100kg的小船靜止在水面上，水的阻力不計，船上左、右兩端各站著質(zhì)量分別為m甲＝40kg，m乙＝60kg的游泳者，當(dāng)甲朝左，乙朝右，同時以相對河岸3m/s的速率躍入水中時，小船運(yùn)動方向為

（填“向左”或“向右”）；運(yùn)動速率為

m/s。參考答案：向左；0.69.如圖所示，在一個質(zhì)量為M、橫截面積為S的圓柱形導(dǎo)熱氣缸中，用活塞封閉了一部分空氣，氣體的體積為，活塞與氣缸壁間密封且光滑，一彈簧秤連接在活塞上，將整個氣缸懸吊在天花板上．當(dāng)外界氣溫升高（大氣壓保持為）時，則彈簧秤的示數(shù)

▲

（填“變大”、“變小”或“不變”），如在該過程中氣體從外界吸收的熱量為，且氣體的體積的變化量為，則氣體的內(nèi)能增加量為

▲

．參考答案：不變

（2分）

10.物質(zhì)是由大量分子組成的，分子直徑的數(shù)量級一般是________m．能說明分子都在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動的實驗事實有________(舉一例即可)．在兩分子間的距離由v0(此時分子間的引力和斥力相互平衡，分子作用力為零)逐漸增大的過程中，分子力的變化情況是________(填“逐漸增大”“逐漸減小”“先增大后減小”或“先減小后增大”)．參考答案：(1)10－10布朗運(yùn)動(或擴(kuò)散現(xiàn)象)先增大后減小11.一小組用圖示裝置測定滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)。斜面下端固定一光電門，上端由靜止釋放一帶有遮光條的滑塊，滑塊沿斜面加速通過光電門．

(1)要測量木板與斜面間的動摩擦因數(shù)，除了已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭及遮光條寬度d、遮光時間t，還應(yīng)測量的物理量是下列選項中的____________；

A.滑塊的長度L

B．斜面的傾角口C．滑塊的質(zhì)量m

D．釋放滑塊時遮光條到光電門間的距離x

(2)用上述物理量表示滑塊與斜面間動摩擦因數(shù)___________；參考答案：12.如圖所示，用兩條一樣的彈簧吊著一根銅棒，銅棒所在的虛線框范圍內(nèi)有垂直紙面的勻強(qiáng)磁場，棒中通入自左向右的電流。當(dāng)棒靜止時，每個彈簧的拉力大小均為F1；若將棒中電流反向但不改變電流大小，當(dāng)棒靜止時，每個彈簧的拉力大小均為F2，且F2＞F1，則磁場的方向為____________，安培力的大小為____________。參考答案：垂直紙面向里；F2-F113.如圖所示，傾角為θ的斜面處于豎直向下的勻強(qiáng)電場中，在斜面上某點(diǎn)以初速度為v0水平拋出一個質(zhì)量為m的帶正電小球，小球受到的電場力與重力相等，地球表面重力加速度為g，設(shè)斜面足夠長，求：（1）小球經(jīng)

時間落到斜面上;（2）從水平拋出至落到斜面的過程中，小球的電勢能變化量為

．參考答案：V0tanθ/g

mV02tan2θ三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.某研究性學(xué)習(xí)小組用如圖（a）所示裝置驗證機(jī)械能守恒定律。讓一個擺球由靜止開始從A位置擺到B位置，若不考慮空氣阻力，小球的機(jī)械能應(yīng)該守恒，即：。直接測量擺球到達(dá)B點(diǎn)的速度v比較困難?，F(xiàn)讓小球在B點(diǎn)處脫離懸線做平拋運(yùn)動，利用平拋運(yùn)動的特性來間接地測出v。如圖（a）中，懸點(diǎn)正下方P點(diǎn)處放有水平放置熾熱的電熱絲，當(dāng)懸線擺至電熱絲處時能輕易被燒斷，小球由于慣性向前飛出作平拋運(yùn)動。在地面上放上白紙，上面覆蓋著復(fù)寫紙，當(dāng)小球落在復(fù)寫紙上時，會在下面白紙上留下痕跡。用重錘線確定出A、B點(diǎn)的投影點(diǎn)N、M。重復(fù)實驗10次（小球每一次都從同一點(diǎn)由靜止釋放），球的落點(diǎn)痕跡如圖（b）所示，圖中米尺水平放置，零刻度線與M點(diǎn)對齊。用米尺量出AN的高度h1、BM的高度h2，算出A、B兩點(diǎn)的豎直距離，再量出M、C之間的距離x，即可驗證機(jī)械能守恒定律。已知重力加速度為g，小球的質(zhì)量為m。（1）根據(jù)圖（b）可以確定小球平拋時的水平射程為____________cm。（2）用題中所給字母表示出小球平拋時的初速度v0=__________（CM間距用x表示）；（3）用測出的物理量表示出小球從A到B過程中，重力勢能的減少量ΔEP=_________，動能的增加量ΔEK=_______________。

參考答案：（1）65.0。（64.0～65.5），（2），（3），15.某同學(xué)用如圖1所示的實驗裝置研究滑塊在水平桌面上的運(yùn)動，實驗步驟如下：

a．安裝好實驗器材。

b．釋放滑塊，使滑塊沿水平桌面運(yùn)動，位移傳感器每隔0.1s給出一次滑塊與位移傳感器之間的距離。該同學(xué)取出一部分?jǐn)?shù)據(jù)，并將第一組數(shù)據(jù)做為記時零點(diǎn)，如下表所示。時刻（s）00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0距離（m）0.1000.1110.1350.1730.2240.2890.3670.4590.5640.6830.815

c．該同學(xué)判斷出滑塊沿水平桌面做勻加速直線運(yùn)動。

d．分別計算出滑塊在0.1s內(nèi)、0.2s內(nèi)、0.3s內(nèi)……的位移x。

e．分別計算出位移x與對應(yīng)時間t的比值。

f．以為縱坐標(biāo)、t為橫坐標(biāo)，標(biāo)出與對應(yīng)時間t的坐標(biāo)點(diǎn)，畫出-t圖線。

結(jié)合上述實驗步驟，請你完成下列任務(wù)：

（1）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，可知t=0時滑塊與位移傳感器之間的距離d=________m。

（2）該同學(xué)在圖2中標(biāo)出了除t=0.4s時的各個坐標(biāo)點(diǎn)，請你在該圖中標(biāo)出t=0.4s時對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，并畫出-t圖線。（3）根據(jù)-t圖線可求出滑塊的加速度a=________m/s2。（保留3位有效數(shù)字）（4）若將-t圖線延長，發(fā)現(xiàn)圖線與軸有一交點(diǎn)，其原因是______________________。參考答案：四、計算題：本題共3小題，共計47分16.(12分)如圖所示,兩平行金屬板水平放置,間距為d,板間存在勻強(qiáng)電場.一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電小球,以豎直向下的初速度從上板的小孔射入,當(dāng)它從下板的小孔穿出時所用的時間為t,若小球以同樣大小的初速度從下板的小孔豎直向上射入,則從上板小孔穿出時所用的時間為t/2.不計空氣阻力.求:(1)指出兩板間電場強(qiáng)度的方向；

(2)電場強(qiáng)度的大小；(3)小球穿出下板小孔時速度v1與穿出上板小孔時速度v2之比v1:v2。參考答案：解析：(1)場強(qiáng)方向豎直向下.

[2分]

(2)根據(jù)題意,小球在電場中運(yùn)動的加速度a應(yīng)豎直向上.

Eq-mg=ma

①

[1分]

從上往下:

②

[1分]

從下往上:

③

[1分]

由以上三式解得電場強(qiáng)度:

[2分]

(3)由以上②、③兩式解得:

,

則:v1=v0-at=

[1分]

v2=v0+a

[1分]

所以:

[3分]17.飛行時間質(zhì)譜儀可以對氣體分子進(jìn)行分析。如圖12所示，在真空狀態(tài)下，脈沖閥P噴出微量氣體，經(jīng)激光照射產(chǎn)生質(zhì)量均為m、電荷量為ke的正離子(1≤k≤3，k取整數(shù))。離子自a板小孔進(jìn)入a、b間加速電場，從b板小孔沿中心線進(jìn)入M、N板間控制區(qū)，上下調(diào)節(jié)探測器，接收到離子。已知a、b間距為d，極板M、N的長度和間距均為L，不計離子的重力及進(jìn)入a板時的

初速度。(1)當(dāng)a、b間的電壓為U1，M、N間加上適當(dāng)?shù)碾妷篣2，使離子到達(dá)探測器，請推導(dǎo)出離子自進(jìn)入a板到探測器飛行時間的表達(dá)式；(2)去掉偏轉(zhuǎn)電壓U2，在M、N間區(qū)域加上垂直于紙面、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，要使所有離子均通過控制區(qū)，從右側(cè)飛出，a、b間的加速電壓U1為多少?參考答案：見解析18.如圖甲，單匝圓形線圈c與電路連接，電阻R2兩端與平行光滑金屬直導(dǎo)軌p1e1f1、p2e2f2連接．垂直于導(dǎo)軌平面向下、向上有矩形勻強(qiáng)磁場區(qū)域Ⅰ、Ⅱ，它們的邊界為e1e2，區(qū)域Ⅰ中垂直導(dǎo)軌并緊靠e1e2平放一導(dǎo)體棒ab．兩直導(dǎo)軌分別與同一豎直平面內(nèi)的圓形光滑絕緣導(dǎo)軌o1、o2相切連接，o1、o2在切點(diǎn)f1、f2處開有小口可讓ab進(jìn)入，ab進(jìn)入后小口立即閉合．已知：o1、o2的直徑和直導(dǎo)軌間距均為d，c的直徑為2d；電阻R1、R2的阻值均為R，其余電阻不計；直導(dǎo)軌足夠長且其平面與水平面夾角為60°，區(qū)域Ⅰ的磁感強(qiáng)度為B0．重力加速度為g．在c中邊長為d的正方形區(qū)域內(nèi)存在垂直線圈平面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感強(qiáng)度B隨時間t變化如圖乙所示，ab在t=0～內(nèi)保持靜止．（1）求ab靜止時通過它的電流大小和方向；（2）求ab的質(zhì)量m；（3）設(shè)ab進(jìn)入圓軌道后能達(dá)到離f1f2的最大高度為h，要使ab不脫離圓形軌道運(yùn)