湖南省株洲市紅色農(nóng)場學校2021年高三物理下學期期末試卷含解析

湖南省株洲市紅色農(nóng)場學校2021年高三物理下學期期末試卷含解析一、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.（5分）關(guān)于晶體和非晶體，下列說法正確的是

（填入正確選項前的字母）A.金剛石、食鹽、玻璃和水晶都是晶體B.晶體的分子（或原子、離子）排列是有規(guī)則的C.單晶體和多晶體有固定的熔點，非晶體沒有固定的熔點D.單晶體和多晶體的物理性質(zhì)是各向異性的，非晶體是各向同性的參考答案：BC2.物體做自由落體運動，Ek代表動能，Ep代表勢能，h代表下落的距離，v代表速度，t代表時間，以地面為零勢能面。如圖12所示圖像中，能正確反映各物理量之間關(guān)系的是參考答案：B3.(單選)運動員跳傘將經(jīng)歷加速下降和減速下降兩個過程，在這兩個過程中，下列分析正確的是A．阻力對運動員始終做負功B．阻力對運動員先做正功后做負功C．運動員受到的合外力始終做負功D．重力做功使運動員的重力勢能增加參考答案：A4.（多選）關(guān)于物理學的研究方法，以下說法正確的是A．伽利略開創(chuàng)了運用邏輯推理和實驗相結(jié)合進行科學研究的方法B．卡文迪許在利用扭秤實驗裝置測量萬有引力常量時，應用了放大法C．電場強度是用比值法定義的，因而電場強度與電場力成正比，與試探電荷的電量成反比D．“平均速度”、“總電阻”、“交流電的有效值”用的是“等效替代”的方法參考答案：ABD5.關(guān)于汽車在水平路上運動下列說法中正確的是（）A、汽車啟動后以規(guī)定功率行駛．在速率未達到最大以前．加速度是在不斷增大的B、汽車啟動后以額定功率行駛．在速率未達到最大以前，牽引力是在不斷減小的C、汽車以最大速度行駛后，若要減小速度，可減小牽引功率行駛D、汽車以最大速度行駛后若再減小牽引力，速率一定減小參考答案：BCD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.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，小船運動方向為

（填“向左”或“向右”）；運動速率為

m/s。參考答案：向左；0.67.一個同學在研究小球自由落體運動時，用頻閃照相連續(xù)記錄下小球的位置如圖所示。已知閃光周期為s，測得7.68cm，12.00cm，用上述數(shù)據(jù)通過計算可得小球運動的加速度約為_______m/s2，圖中x2約為________cm。（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）參考答案：4.5,9.68.如圖所示實驗裝置可實現(xiàn)原子核的人工轉(zhuǎn)變，當裝置的容器內(nèi)通入氣體B時，熒光屏上觀察到閃光。圖中氣體B是__________，使熒光屏出現(xiàn)閃光的粒子是___________。參考答案：氮氣，質(zhì)子9.一個質(zhì)量為m、直徑為d、電阻為R的金屬圓環(huán)，在范圍很大的磁場中沿豎直方向下落，磁場的分布情況如圖所示，已知磁感應強度豎直方向的分量By的大小只隨高度變化，其隨高度y變化關(guān)系為By=B0(1+ky)（此處k為比例常數(shù)，且k＞0），其中沿圓環(huán)軸線的磁場方向始終豎直向上，在下落過程中金屬圓環(huán)所在的平面始終保持水平，速度越來越大，最終穩(wěn)定為某一數(shù)值，稱為收尾速度。俯視觀察，圓環(huán)中的感應電流方向為________（選填“順時針”或“逆時針”）；圓環(huán)收尾速度的大小為________。參考答案：順時針；10.如圖所示，輕繩一端系在質(zhì)量為m的物體A上，另一端與套在粗糙豎直桿MN上的輕圓環(huán)B相連接．現(xiàn)用水平力F拉住繩子上一點O，使物體A及圓環(huán)B靜止在圖中虛線所在的位置．現(xiàn)稍微增加力F使O點緩慢地移到實線所示的位置，這一過程中圓環(huán)B仍保持在原來位置不動．則此過程中，圓環(huán)對桿摩擦力F1___

_____(填增大、不變、減小)，圓環(huán)對桿的彈力F2___

_____(填增大、不變、減小)。參考答案：不變

，

增大

11.為了測量木塊與長木板間的動摩擦因數(shù)，某同學用鐵架臺將長板傾斜支在水平桌面上，組成如圖甲所示的裝置，所提供的器材有：長木板、木塊（其前端固定有用于擋光的窄片K）、光電計時器、米尺、鐵架臺等，在長木板上標出A、B兩點，B點處放置光電門（圖中未畫出），用于記錄窄片通過光電門時的擋光時間，該同學進行了如下實驗：（1）用游標尺測量窄片K的寬度d如圖乙所示，則d=______mm，測量長木板上A、B兩點間的距離L和豎直高度差h。（2）從A點由靜止釋放木塊使其沿斜面下滑，測得木塊經(jīng)過光電門時的檔光時間為，算出木塊經(jīng)B點時的速度v=_____m/s，由L和v得出滑塊的加速度a。（3）由以上測量和算出的物理量可以得出木塊與長木板間的動摩擦因數(shù)的表達式為μ=_______（用題中所給字母h、L、a和重力加速度g表示）參考答案：(1)d=_12.50_____mm，。（2）v=____5__m/s，（3）μ=______

_（用題中所給字母h、L、a和重力加速度g表示）12.圖甲為某一小燈泡的U－I圖線，現(xiàn)將兩個這樣的小燈泡并聯(lián)后再與一個4Ω的定值電阻R串聯(lián)，接在內(nèi)阻為1Ω、電動勢為5V的電源兩端，如圖乙所示。則通過每盞小燈泡的電流強度為________A，此時每盞小燈泡的電功率為________W。

參考答案：0.3

0.6 13.一節(jié)電動勢約為9V、內(nèi)阻約為2Ω的電池，允許通過的最大電流是500mA．為了測定該電池的電動勢和內(nèi)阻，選用了總阻值為50Ω的滑動變阻器以及電流表和電壓表等，連成了如圖所示的電路．①為了防止誤將滑動變阻器電阻調(diào)為零而損壞器材，需要在電路中接入一個保護電阻R，最適合的電阻是

A．10Ω，5W

B．10Ω，0.5W

C．20Ω，5W

D．20Ω，0.5W②由于電路中有一條導線發(fā)生了斷路，閉合電鍵K后發(fā)現(xiàn)電壓表、電流表均無示數(shù)，則出現(xiàn)斷路的導線是

（填導線上的序號）．③實驗中，要使電壓表的示數(shù)變大，滑動變阻器的滑片應向

端移動．（填“E”或“F”）參考答案：①C；②6③F【考點】測定電源的電動勢和內(nèi)阻．【分析】①已知電源電動勢和內(nèi)電阻，已知電源的最大電流，則由閉合電路歐姆定律可求出電路中需接入的電小電阻；②電壓表和電流表均沒有讀數(shù)，是斷路，逐個分析各個部分即可；③要使電壓表的示數(shù)變大，需要增加外電阻；【解答】解：①為保證電源安全，電路中電流不得超過500mA；由閉合電路歐姆定律可知：最大電阻為R=﹣r=﹣2=16Ω，故為了安全，保護電阻應為20Ω；1②電壓表均沒有讀數(shù)，故導線1、6、7可能有一根斷路；電流表沒有讀數(shù)，故導線2、3、4、5、6可能有一根斷路；故是導線6斷路；③使電壓表的示數(shù)變大，需要增加外電阻，故滑動變阻器電阻值變大，滑片向F端移動；故答案為：①C；②6③F三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.某物理興趣小組要精確測量一只電流表G(量程為1mA、內(nèi)阻約為100Ω)的內(nèi)阻。實驗室中可供選擇的器材有：電流表A1:量程為3mA內(nèi)阻約為200Ω；電流表A2:量程為0.6A，內(nèi)阻約為0.1Ω；定值電阻R1:阻值為10Ω；定值電阻R2:阻值為60Ω；滑動變阻器R3:最大電阻：20Ω，額定電流1.5A;直流電源:電動勢為5V，內(nèi)阻0.5Ω；開關(guān)，導線若干。(1)

為了精確測量電流表G的內(nèi)阻，你認為該小組同學應選擇的電流表為____________，定值電阻為____________。（填寫器材的符號）(2)

在方框中畫出你設計的實驗電路圖。(3)

按照你設計的電路進行實驗，測得電流表A的示數(shù)為l1,電流表G的示數(shù)為I2，則電流表G的內(nèi)阻的表達式為rg=____________.參考答案：(1)A1（2分）R2（2分）(2)如圖所示（3分）

(3)（2分）15.在做“用單擺測定重力加速度”的實驗中，某同學先測得擺線長為92．50cm，然后用秒表記錄了單擺做45次全振動的時間，擺球的直徑和秒表的讀數(shù)如圖所示，該單擺的擺長為

cm，單擺的周期為

S

參考答案：93．515

，1．95四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，兩根足夠長且平行的光滑金屬導軌所在平面與水平面成α=53°角，導軌間接一阻值為3Ω的電阻R，導軌電阻忽略不計。在兩平行虛線間有一與導軌所在平面垂直的勻強磁場，磁場區(qū)域的寬度為d=0.5m。導體棒a的質(zhì)量為m1=0.1kg、電阻為R1=6Ω；導體棒b的質(zhì)量為m2=0.2kg、電阻為R2=3Ω，它們分別垂直導軌放置并始終與導軌接觸良好?，F(xiàn)從圖中的M、N處同時將a、b由靜止釋放，運動過程中它們都能勻速穿過磁場區(qū)域，且當a剛出磁場時b正好進入磁場。（sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，g取10m/s2，a、b電流間的相互作用不計），求：（1）在b穿越磁場的過程中a、b兩導體棒上產(chǎn)生的熱量之比；（2）在a、b兩導體棒穿過磁場區(qū)域的整個過程中，裝置上產(chǎn)生的熱量；（3）M、N兩點之間的距離。參考答案：（1）=，=，=

=2:9

（2）設整個過程中裝置上產(chǎn)生的熱量為Q由Q=m1gsinα·d+m2gsinα·d，可解得Q=1.2J

（3分）3）設a進入磁場的速度大小為v1，此時電路中的總電阻R總1=（6+）Ω=7.5Ω

b進入磁場的速度大小為v2，此時電路中的總電阻R總2=（3+）Ω=5Ω

（1分）由m1gsinα=和m2gsinα=，可得==

又由v2=v1+a，得v2=v1+8×

（2分）由上述兩式可得v12=12（m/s）2，v22=v12M、N兩點之間的距離Δs=–=m

（2分）17.如圖所示，直線MN下方無磁場，上方空間存在兩個勻強磁場，其分界線是半徑為R的半圓，兩側(cè)的磁場方向相反且垂直于紙面，磁感應強度大小都為B?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負電微粒從P點沿半徑方向向左側(cè)射出，最終打到Q點，不計微粒的重力。求：（1）微粒在磁場中運動的周期；（2）從P點到Q點，微粒的運動速度大小及運動時間；（3）若向里磁場是有界的，分布在以O點為圓心、半徑為R和2R的兩半圓之間的區(qū)域，上述微粒仍從P點沿半徑方向向左側(cè)射出，且微粒仍能到達Q點，求其速度的最大值。參考答案：（1）由及得：（2）令n表示帶電粒子在磁場中運動時的圓心個數(shù)，則由幾何關(guān)系可知，微粒運動的軌道半徑r應滿足：，（n=2,3,4,5,…），

結(jié)合（1）可知，

，（n=2,3,4,5,…）；

相應的運動軌跡所對應的圓心角φ滿足：①當n為偶數(shù)時，；（n=2,4,6,8,…）②當n為奇數(shù)時，；（n=3,5,7,9,…）對應的運動時間t滿足：

①當n為偶數(shù)時，

，（n=2,4,6,8,…）；

②當n為奇數(shù)時，

；（n=3,5,7,9,…）（3）由幾何關(guān)系可知，

，（n=2,3,4,5,…）；

得：當n=3時，r可取滿足條件的最大值，rmax=，

相應的粒子速度.

相應的運動軌跡如圖所示。18.如圖甲所示,間距為d的平行金屬板MN與一對光滑的平行導軌相連,平行導軌間距L=d/2，一根導體棒ab以一定的初速度向右勻速運動，棒的右側(cè)存在一個垂直紙面向里，大小為B的勻強磁場。棒進入磁場的同時，粒子源P釋放一個初速度為0的帶電粒子，已知帶電粒子質(zhì)量為m,電量為q.粒子能從N板加速到M板，并從M板上的一個小孔穿出。在板的上方，有一個環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在大小也為B，垂直紙面向外的勻強磁場。已知外圓半徑為2d，里圓半徑為d.兩圓的圓心與小孔重合（粒子重力不計）（1）判斷帶電粒子的正負，并求當ab棒的速度為v0時，粒子到達M板的速度v；（2）若要求粒子不能從外圓邊界飛出，則v0的取值范圍是多少？（3）若棒ab的速度v0只能是，則為使粒子不從外圓飛出，則可以控制導軌區(qū)域磁場的寬度S（如圖乙所示），那該磁場寬度S應控制在多少范圍內(nèi)？參考答案：（1）根據(jù)右手定則知，a端為正極，故帶電粒子必須帶負電.........1分

ab棒切割磁感線，產(chǎn)生的電動勢①.........2分

對于粒子，據(jù)動能定理：②.2分聯(lián)立①②兩式，可得③.........1分（2）要使粒子不從外邊界飛出，則粒子最大半徑時的軌跡與外圓相切。根據(jù)幾何關(guān)系：④

即.........2分而⑤.....