安徽省馬鞍山市中國第十七冶金建設(shè)公司中學(xué)2021年高三物理期末試題含解析

安徽省馬鞍山市中國第十七冶金建設(shè)公司中學(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、電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻分別為E、r，滑動(dòng)變阻器的滑片由b向a緩慢移動(dòng)的過程中，下列各物理量變化情況為（

）A、電源的熱功率先減少后增加B、電容器所帶電荷量先減少后增加C、電源的輸出功率先減少后增加D、電壓表的讀數(shù)先減少后增加參考答案：AB2.如圖所示，帶正電的金屬球A，放置在不帶電的金屬球B附近，M、N是金屬球B表面上的兩點(diǎn)．下列說法中正確的是（）A．M點(diǎn)處帶正電，N點(diǎn)處帶負(fù)電，且M點(diǎn)電勢高于N點(diǎn)電勢B．M點(diǎn)處帶正電，N點(diǎn)處帶負(fù)電，且M點(diǎn)電勢等于N點(diǎn)電勢C．M點(diǎn)處帶負(fù)電，N點(diǎn)處帶正電，且M點(diǎn)電勢高于N點(diǎn)電勢D．M點(diǎn)處帶負(fù)電，N點(diǎn)處帶正電，且M點(diǎn)電勢等于N點(diǎn)電勢參考答案：D【考點(diǎn)】電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系；靜電場中的導(dǎo)體．【分析】物體帶電有接觸起電，有感應(yīng)帶電，有摩擦起電．對于感應(yīng)帶電，是利用同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引的原理．且?guī)щ婓w是等勢體．【解答】解：帶電的金屬球A靠近不帶電的金屬球B，由于電荷間的相互作用，同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引，導(dǎo)致金屬球B中左側(cè)的自由電子向右側(cè)移動(dòng)；M點(diǎn)由于得到電子，電子帶負(fù)電，因此M點(diǎn)處帶負(fù)電；N點(diǎn)由于失去電子，因此N點(diǎn)處帶正電；但整個(gè)金屬球B是處于靜電平衡的導(dǎo)體，其整體是等勢體，故M、N點(diǎn)電勢相等；故A、B、C錯(cuò)誤，D正確．故選：D．3.在不久的將來，我國將發(fā)射一顆火星探測器“螢火一號(hào)”對火星及其周圍的空間環(huán)境進(jìn)行探測，已知火星質(zhì)量與地球質(zhì)量之比為p，火星半徑與地球半徑之比為q，地球表面重力加速度為g，地球半徑為R，則“螢火一號(hào)”環(huán)繞火星做圓周運(yùn)動(dòng)的最大速率為

A．

B．

C．

D．參考答案：A4.（多選題）如圖所示，人重Mg=600N，木板重mg=400N，人與木板、木板與地面間動(dòng)摩擦因數(shù)皆為0.2．現(xiàn)在人用水平力F拉繩，使他與木板一起向右勻速運(yùn)動(dòng)，則（）A．人受到的摩擦力是120N B．人拉繩的力是100NC．人的腳給木板的摩擦力向右 D．木板給地面的摩擦力向左參考答案：BC【考點(diǎn)】共點(diǎn)力平衡的條件及其應(yīng)用；摩擦力的判斷與計(jì)算．【分析】先以整體為研究對象，對整體進(jìn)行受力分析，由共點(diǎn)力的平衡可求得人拉繩子的力；再對人受力分析，可求得人與地板間的摩擦力．【解答】解：A、以整體為研究對象，整體在水平方向受拉力和摩擦力，由共點(diǎn)力的平衡可知：2F=μ（m+M）g解得：F=100N，故A錯(cuò)誤，B正確；C、以人為研究對象，人受拉力及摩擦力而處于平衡，拉力向右，則摩擦力向左；而人對木板的摩擦力與木板對人的摩擦力大小相等，方向相反，故人的腳給木板的摩擦力方向水平向右，故C正確；D、木板相對于地面運(yùn)動(dòng)的方向向右，所以木板給地面的摩擦力向右，故D錯(cuò)誤；故選：BC5.如圖所示，豎直平面內(nèi)的虛線上方是一勻強(qiáng)磁場B，從虛線下方豎直上拋一正方形線圈，線圈越過虛線進(jìn)入磁場，最后又落回原處，運(yùn)動(dòng)過程中線圈平面保持在豎直平面內(nèi)，不計(jì)空氣阻力，則()A．上升過程克服磁場力做的功大于下降過程克服磁場力做的功B．上升過程克服磁場力做的功等于下降過程克服磁場力做的功C．上升過程克服重力做功的平均功率大于下降過程中重力的平均功率D．上升過程克服重力做功的平均功率等于下降過程中重力的平均功率參考答案：AC二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.物理課上，老師利用圖甲所示的裝置探究了加速度與力的關(guān)系，得到加速度與物體所受合力成正比的結(jié)論。某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室也找來了器材再次探究加速度與力的關(guān)系。他將質(zhì)量為M的小車、總質(zhì)量為m的小桶及鉤碼按如圖甲所示組裝好，他根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，作出a-F圖線如圖乙所示。經(jīng)檢查他的數(shù)據(jù)記錄及作圖均無誤。請你分析：

甲

乙（1）圖線沒有坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是__________________________________；（2）圖線上部彎曲的原因是_______________________________。參考答案：見解析（1）沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠 （2分）（2）沒有滿足M>>m的實(shí)驗(yàn)條件 （2分）中檔，探究牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)原理和條件?？疾椋簩?shí)驗(yàn)?zāi)芰Α＂诶斫鈱?shí)驗(yàn)原理和方法。能夠控制實(shí)驗(yàn)條件，排除實(shí)驗(yàn)故障，正確進(jìn)行觀察、測量、記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

③分析和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行描述和解釋，對誤差進(jìn)行初步分析和討論，評價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)論。7.設(shè)地球的質(zhì)量為M，半徑為R，則環(huán)繞地球飛行的第一宇宙速度v的表達(dá)式為______________；某行星的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的，半徑約為地球半徑的，那么在此行星上的“第一宇宙速度”與地球上的第一宇宙速度之比為______________（已知萬有引力常量為G）。參考答案：v=，/3︰18.(4分)在一個(gè)邊長為a的等邊三角形區(qū)域內(nèi)分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁強(qiáng),一質(zhì)量為

m、電荷量為q的帶電粒子從BC邊的中點(diǎn)垂直BC方向射入磁場中,如圖所示,為使該粒子能從AB邊(或AC邊)射出,則帶電粒子的初速度v必須大于

。參考答案：

答案：9.金屬桿在豎直面內(nèi)構(gòu)成足夠長平行軌道，桿間接一阻值為R的電阻，一個(gè)質(zhì)量為m的、阻值為r的長度剛好是軌道寬L的金屬棒與軌道間的摩擦力恒為f，金屬棒始終緊靠軌道運(yùn)動(dòng)。此空間存在如圖所示的水平勻強(qiáng)磁場（×場），磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，當(dāng)金屬棒由靜止下滑h時(shí)已經(jīng)勻速，則此過程中整個(gè)回路產(chǎn)生的焦耳熱為__________。參考答案：答案：10.（4分）在外界氣壓為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的狀況下，將半徑為0.1m的兩個(gè)馬德堡半球合攏，抽去里面一部分空氣，使得球內(nèi)部氣體的壓強(qiáng)降為0.5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，估算大約需要用力

N才能將兩半球拉開；兩半球密封處每1cm長度受到的擠壓力的大小約為__________

N。參考答案：500π；2511.如圖所示,MN表示兩個(gè)等勢面,一個(gè)負(fù)電荷在M面上的D點(diǎn)具有電勢能為+2.4×10-3J,在N等勢面上的F點(diǎn)具有的電勢能為+0.8×10-3J,如果將這個(gè)負(fù)電荷從C點(diǎn)移到E點(diǎn)電場力做功是_________J。______等勢面電勢高;電場線AB的方向是_______指向__________參考答案：

(1).

(2).N

(3).B

(4).A由C移到E時(shí)，電場力做功W=-△EP=2.4×10-3-0.8×10-3=1.6×10-3J；

由M到N電場力做正功，由于移動(dòng)的為負(fù)電荷，故說明M的電勢低；N的電勢高；

電場線高電勢指向低電勢，故由B指向A；【點(diǎn)睛】本題考查電場力做功與電勢能的關(guān)系，要注意明確電場力做功一定等于電勢能的改變量．負(fù)電荷在高電勢處電勢能要小；電場線總是由高電勢指向低電勢．12.振源O產(chǎn)生的橫波向左右兩側(cè)沿同一條直線上。當(dāng)振源起振后經(jīng)過時(shí)間t1，A點(diǎn)起振經(jīng)過時(shí)間B點(diǎn)起振，此后A、B兩點(diǎn)的振動(dòng)方向始終相反，這列橫波的波長為

，這個(gè)振源的周期的最大值為

。參考答案：

答案：13.如圖所示，質(zhì)量均為m的a、b兩木塊疊放在水平面上，a受到斜向上與水平面成θ角的力F作用，b受到斜向下與水平面成θ角的力F作用，兩力在同一豎直平面內(nèi)，此時(shí)兩木塊保持靜止，則水平面對b的支持力可能

2mg（填“大于”“小于”或“等于”）

參考答案：等于三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.某興趣小組的同學(xué)利用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置，測量木塊與長木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，圖中長木板水平固定。 ①實(shí)驗(yàn)過程中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接在_________（填“直流”或“交流”）電源上，調(diào)整定滑輪的高度，使

。 ②已知重力加速度為g，測得木塊的質(zhì)量為M，砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量為m，砝碼盤、砝碼和木塊的加速度大小為a，則木塊與長木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)_________。

③實(shí)驗(yàn)時(shí)，某同學(xué)得到一條紙帶，如圖2所示，每隔三個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，即為圖中0、1、2、3、4、5、6點(diǎn)。測得每兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離為s1=0.96cm，s2=2.88cm，s3＝4.80cm，s4＝6.72cm，s5＝8.64cm，s6＝10.56cm，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50Hz。計(jì)算此紙帶的加速度大小a＝_____m/s2，打第4個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)紙帶的速度大小v＝______m/s。（保留兩位有效數(shù)字）

參考答案：15.實(shí)驗(yàn)小組利用光電計(jì)時(shí)器驗(yàn)證物塊沿斜面下滑過程中機(jī)械能守恒，裝置如圖甲．讓小物塊從斜面頂端滑下，若測得小物塊通過A、B光電門時(shí)的速度為v1和v2，AB之間的距離為L，斜面的傾角為α，重力加速度為g.①圖乙表示用螺旋測微器測量物塊上遮光板的寬度l，由此讀出l=________mm.②若實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)滿足關(guān)系式

則驗(yàn)證了物塊沿斜面下滑過程機(jī)械能守恒.③本實(shí)驗(yàn)的誤差主要來源于斜面對物塊的

而造成物塊機(jī)械能的損失.參考答案：①5.700mm(5.698～5.702)

四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，OAB是剛性輕質(zhì)直角三角形支架，邊長AB=20cm，∠OAB=30°；在三角形兩銳角處分別固定兩個(gè)不計(jì)大小的小球，A處小球質(zhì)量為1kg?，F(xiàn)將支架安裝在可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的水平軸上，使之可繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)無摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)。裝置靜止時(shí)，AB邊恰好水平。求：（1）B處小球的質(zhì)量；（2）若將裝置順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)30°，至少需做多少功；（3）若將裝置順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)30°后由靜止釋放，支架轉(zhuǎn)動(dòng)的最大角速度。參考答案：（1）mAgAOcos30°=mBgBOsin30°

2分mB=mAcot230°=3kg

2分（2）W=mAgAOsin30°-mBgBO（1-cos30°）

2分=2–3(J)

2分（3）在平衡位置，物體的勢能最小，動(dòng)能最大，支架轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度最大

2分

mA(ωAO)2+mB(ωBO)2=mAgAOsin30°-mBgBO（1-cos30°）

2分

ω=rad/s=3.93rad/s

17.有一種被稱為直視分光鏡的光譜學(xué)儀器。所有光學(xué)元件均放在一直長圓筒內(nèi)。筒內(nèi)有：三個(gè)焦距分別為、和的透鏡,,，；觀察屏P，它是一塊帶有刻度的玻璃片；由三塊形狀相同的等腰棱鏡構(gòu)成的

圖1分光元件（如圖1所示），棱鏡分別用折射率不同的玻璃制成，兩側(cè)棱鏡的質(zhì)料相同，中間棱鏡則與它們不同，棱鏡底面與圓筒軸平行。圓筒的一端有一與圓筒軸垂直的狹縫，它與圓筒軸的交點(diǎn)為S，縫平行于棱鏡的底面．當(dāng)有狹縫的一端對準(zhǔn)筒外的光源時(shí)，位于圓筒另一端的人眼可觀察到屏上的光譜。

已知：當(dāng)光源是鈉光源時(shí)，它的黃色譜線（波長為589.3nm，稱為D線）位于圓筒軸與觀察屏相交處。制作棱鏡所用的玻璃，一種為冕牌玻璃，它對鈉D線的折射率＝1.5170;另一種為火石玻璃，它對鈉D線的折射率=1.7200。

1.試在圖2中繪出圓筒內(nèi)諸光學(xué)元件相對位置的示意圖并說出各元件的作用。2.試論證三塊棱鏡各應(yīng)由何種玻璃制成并求出三棱鏡的頂角的數(shù)值。

圖2參考答案：圓筒內(nèi)光學(xué)元件的相對位置如圖1所示．各元件的作用如下：狹縫S：光源的光由此進(jìn)入分光鏡，觀察到的譜線就是狹縫的像．透鏡L1：與狹縫的距離為f1，使由狹縫射來的光束經(jīng)L1后成為與圓筒軸平行的平行光束．分光棱鏡：使由L1射來的平行光束中頻率不同的單色光經(jīng)棱鏡后成為沿不同方向出射的平行光束．透鏡L2：使各種單色平行光束經(jīng)L2成像在它的焦平面上，形成狹縫的像（即光譜線）．觀察屏P：位于L2焦平面上，光源的譜線即在此屏上．透鏡L3：與P的距離f3，是人眼觀察光譜線所用的放大鏡（目鏡）．2．已知鈉黃光的譜線位于P的中央，S的像位于L2的焦點(diǎn)上，由此可知，對分光棱鏡系統(tǒng)來說，鈉黃光的入射光束和出射光束都與軸平行，由于棱鏡系統(tǒng)是左右對稱，因此鈉黃光在棱鏡內(nèi)的光路應(yīng)該是左右對稱的，在中間棱鏡中的光路應(yīng)該與軸平行，分光元件中的光路圖如圖2所示，左半部的光路如圖3．用i1、r1、i2、r2分別表示兩次折射時(shí)的入射角和折射角，用n1、n2分別表示兩塊棱鏡對D線的折射率，由圖3可以看出，在兩棱鏡界面上發(fā)生折射時(shí)，，表明，即中間的棱鏡應(yīng)用折射率較大的火石玻璃制成，兩側(cè)棱鏡用冕牌玻璃制成，故有=1.5170，=1.7200．由幾何關(guān)系可得

（1）

（2）由折射定律可得

（3）

（4）從以上各式中消去、、和得

（5）

解（5）式得

（6）以，代入，得

18.如圖所示，將某正粒子放射源置于原點(diǎn)O，其向各方向射出的粒子速度大小均為v0、質(zhì)量均為m、電荷量均為q．在0≤y≤d的一、二象限范圍內(nèi)分布著一個(gè)勻強(qiáng)電場，方向與y軸正向相同，在d＜y≤2d的一、二象限范圍內(nèi)分布著一個(gè)勻強(qiáng)磁場，方向垂直于xoy平面向里．粒子離開電場上邊緣y=d時(shí)，能夠到達(dá)的最右側(cè)的位置為（1.5d，d）．最終恰