2021年重慶大山中學高三物理上學期期末試題含解析

2021年重慶大山中學高三物理上學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.如圖8所示，足夠長的光滑金屬導軌MN、PQ平行放置，且都傾斜著與水平面成夾角θ.在導軌的最上端M、P之間接有電阻R，不計其他電阻．導體棒ab從導軌的最底端沖上導軌，當沒有磁場時，ab上升的最大高度為H；若存在垂直導軌平面的勻強磁場時，ab上升的最大高度為h.在兩次運動過程中ab都與導軌保持垂直，且初速度都相等．關(guān)于上述情景，下列說法正確的是()．圖8A．兩次上升的最大高度相比較為H＜hB．有磁場時導體棒所受合力的功大于無磁場時合力的功C．有磁場時，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為mvD．有磁場時，ab上升過程的最小加速度為gsinθ參考答案：當有磁場時，導體棒除受到沿斜面向下的重力的分力外，還切割磁感線有感應電流受到安培力的作用，所以兩次上升的最大高度相比較為h＜H，兩次動能的變化量相等，所以導體棒所受合力的功相等，選項A、B錯誤，有磁場時，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱小于mv，ab上升過程的最小加速度為gsinθ，選項C錯誤、選項D正確．答案D2.A、B兩個物體在水平面上沿同一直線運動，它們的v－t圖象如圖所示。在t＝0時刻，B在A的前面，兩物體相距9m，B物體在滑動摩擦力作用下做減速運動的加速度大小為2m／s2，則A物體追上B物體所用時間是A．3s

B．5s

C．7.5s

D．8.5s參考答案：D試題分析：剎車問題，首先要考慮物體經(jīng)多長時間停下來。B減速到零所需的時間。解法一：在5s內(nèi)，A的位移，B的位移，可知B停下來時二指距離，即B停下來后A還需運動12m才能追上B，。所以A追上B所需的時間，故A、B、C錯誤，D正確。解法二：A追上B需滿足，即，代入數(shù)據(jù)、整理得：，解得：。，不合理，舍去；，此時B已經(jīng)停止，不合理。可知A追上B時B已經(jīng)停止，需滿足，，故A、B、C錯誤，D正確。3.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：BC4.（多選）如圖所示，用某單色光照射光電管的陰板K，會發(fā)生光電效應．在陽極A和陰極K之間加上反向電壓，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片逐漸增大加在光電管上的電壓，直至電流表中電流恰為零，此時電壓表的電壓值U稱為反向截止電壓，現(xiàn)分別用頻率為和的單色光照射陰極，測得反向截止電壓分別為U1和U2．設(shè)電子的質(zhì)量為m、電荷量為e，，下列說法正確的是

．A．頻率為的光照射時，光電子的最大初速度為B．頻率為的光照射時，光電子的最大初速度為C．陰極K金屬的逸出功為

D．普朗克常數(shù)E．陰極K金屬的極限頻率是參考答案：ACD5.(單選)在輕繩的兩端各拴一個小球，一人用手拿著繩上端的小球站在三層樓的陽臺上，讓小球從靜止自由下落，兩小球相繼落地的時間差為Δt，如果站在四層樓的陽臺上，同樣放手讓小球自由下落，則兩小球相繼落地時間差將A.變小

B.變大

C.不變

D.無法判斷參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.在如圖所示的四張圖中，AB、BC均為輕質(zhì)桿，各圖中桿的A、C端都通過鉸鏈與墻連接，兩桿都在B處由鉸鏈相連接。圖中的AB桿可以用與之等長的輕繩代替的有__________；圖中的BC桿可以用與之等長的輕繩代替的有__________。參考答案：

答案：A、C、D，C

7.（6分）圖中A為某火箭發(fā)射場，B為山區(qū)，C為城市。發(fā)射場正在進行某型號火箭的發(fā)射實驗。該火箭起飛時質(zhì)量為2.02×103千克Kg，起飛推力2.75×106N，火箭發(fā)射塔高100m，則該火箭起飛時的加速度大小為______m/s2，在火箭推力不變的情況下，若不考慮空氣阻力及火箭質(zhì)量的變化，火箭起飛后，經(jīng)_____秒飛離火箭發(fā)射塔。（參考公式及常數(shù)：=ma，vt=v0+at，s=v0t+(1/2)at2，g=9.8m/s2）參考答案：答案：3.81m/s2；7.25s（答3.83s同樣給分）8.為判斷線圈繞向，可將靈敏電流計G與線圈L連接，如圖所示．己知線圈由a端開始繞至b端：當電流從電流計G左端流入時，指針向左偏轉(zhuǎn)．將磁鐵N極向下從線圈上方豎直插入L時，發(fā)現(xiàn)指針向左偏轉(zhuǎn)．（1）在圖中L上畫上幾匝線圈，以便能看清線圈繞向；（2）當條形磁鐵從圖中的虛線位置向右遠離L時，指針將指向．（3）當條形磁鐵插入線圈中不動時，指針將指向

．（選填“左側(cè)”、“右側(cè)”或“中央”）參考答案：(1)如右圖所示。(2)左側(cè)(3)中央9.如圖所示，直導線ab與固定的電阻器R連成閉合電路，ab長0.40m，在磁感強度是0.60T的勻強磁場中以5.0m/s的速度向右做切割磁感線的運動，運動方向跟ab導線垂直．這時直導線ab產(chǎn)生的感應電動勢的大小是_______V，直導線ab中感應電流的方向是_________（填“a→b”或“b→a”）；若電阻R=5Ω，導線ab電阻r=1Ω，則ab兩端的電勢差大小為_______V。參考答案：1.2V

b→a

1.0Vab導線切割磁感線，感應電動勢E=BLv=1.2V，由右手定則知ab中電流方向是“b→a”；ab兩端的電勢差=1.0V10.如圖為“用DIS（位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機）研究加速度和力的關(guān)系”的實驗裝置。實驗操作中，用鉤碼所受的重力作為小車所受外力，用DIS系統(tǒng)測定小車的加速度。在保持小車總質(zhì)量不變的情況下，改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復測量，將數(shù)據(jù)輸入計算機，得到如圖所示的a~F關(guān)系圖線。（1）小車上安裝的是位移傳感器的__________部分。（2）分析發(fā)現(xiàn)圖線在水平軸上有明顯的截距（OA不為零），這是因為____________。（3）圖線AB段基本是一條直線，而BC段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是（單選）（A）小車與軌道之間存在摩擦（B）釋放小車之前就啟動記錄數(shù)據(jù)的程序（C）實驗的次數(shù)太多（D）鉤碼的總質(zhì)量明顯地大于小車的總質(zhì)量在多次實驗中，如果鉤碼的總質(zhì)量不斷地增大，BC曲線將不斷地延伸，那么該曲線所逼近的漸近線的方程為__________。參考答案：（1）發(fā)射器（2分）（2）小車所受的摩擦力過大（2分）（3）D（2分），a=g（a=10m/s2）（2分）11.某種單色光在真空中的波長為，速度為c，普朗克恒量為h，現(xiàn)將此單色光以入射角i由真空射入水中，折射角為r，則此光在水中的波長為_______，每個光子在水中的能量為______。參考答案：；光由真空射入水中，頻率f=保持不變，每個光子在水中的能量為;光在水中的波長為.12.質(zhì)量為m=60kg的人站在質(zhì)量為M=100kg的小車上，一起以v=3m/s的速度在光滑水平地面上做勻速直線運動．若人相對車以u=4m/s的速率水平向后跳出，則車的速率變?yōu)?.5m/s．參考答案：考點：動量守恒定律．專題：動量定理應用專題．分析：首先要明確參考系，一般選地面為參考系．其次選擇研究的對象，以小車和車上的人組成的系統(tǒng)為研究對象．接著選擇正方向，以小車前進的方向為正方向．最關(guān)鍵的是明確系統(tǒng)中各物體的速度大小及方向，跳前系統(tǒng)對地的速度為v0，設(shè)跳離時車對地的速度為v，人對地的速度為﹣u+v．最后根據(jù)動量守恒定律列方程求解．解答：解：選地面為參考系，以小車和車上的人為系統(tǒng)，以小車前進的方向為正方向，跳前系統(tǒng)對地的速度為v0，設(shè)跳離時車對地的速度為v，人對地的速度為﹣u+v，根據(jù)動量守恒定律：（M+m）v0=Mv+m（﹣u+v′），解得：v′=v+u，代入數(shù)據(jù)解得：v′=4.5m/s；故答案為：4.5．點評：運動動量守恒定律時，一定要注意所有的速度都是相對于同一個參考系，因此該題的難點是人對地的速度為多大．13.加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”的實驗裝置如圖所示．(1)在平衡小車與桌面之間摩擦力的過程中，打出了一條紙帶如圖所示．計時器打點的時間間隔為0.02s．從比較清晰的點起，每5個點取一個計數(shù)點，量出相鄰計數(shù)點之間的距離．該小車的加速度a＝______m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(2)平衡摩擦力后，將5個相同的砝碼都放在小車上．掛上砝碼盤，然后每次從小車上取一個砝碼添加到砝碼盤中，測量小車的加速度．小車的加速度a與砝碼盤中砝碼總重力F的實驗數(shù)據(jù)如下表：砝碼盤中砝碼總重力F(N)0.1960.3920.5880.7840.980加速度a(m·s－2)0.691.181.662.182.70請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在圖中作出a－F的關(guān)系圖象．(3)根據(jù)提供的實驗數(shù)據(jù)作出的a－F圖線不通過原點．請說明主要原因．參考答案：：(1)a＝＝m/s2＝0.16m/s2或a＝＝m/s2＝0.15m/s2.(3)小車、砝碼盤和砝碼組成的系統(tǒng)所受合外力為砝碼盤和砝碼的總重力，而表中數(shù)據(jù)漏計了砝碼盤的重力，導致合力F的測量值小于真實值，a－F的圖線不過原點．答案：(1)0.16(0.15也算對)(2)如下圖所示(3)未計入砝碼盤的重力ks5u三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，質(zhì)量m=1kg的重物自由下落，在紙帶上打出一系列的點，如圖8所示（相鄰計數(shù)點的時間間隔為0.02s），那么： （1）打點計時器打下計數(shù)點B時，物體的速度是

m/s。 （2）從起點O到打下計數(shù)點B的過程中測得重力勢能減少量為△EP，物體動能的增加量為△Ek，△EP

△Ek（填“>”“=”或“<”），這是因為 。參考答案：（1）0.98

（2）＞實驗中有阻力（1）m/s＝0.98m/s。（2）ΔEp＝mgh＝0.49J，ΔEk＝＝0.48J，ΔEp＞ΔEk。實驗中有摩擦阻力和空氣阻力。15.“驗證機械能守恒定律”的實驗可以采用如圖所示的甲或乙方案來進行．

(1)比較這兩種方案，________(選填“甲”或“乙”)方案好些。自由落體實驗斜面小車實驗驗證機械能守恒定律驗證機械能守恒定律

(2)如圖丙是該實驗中得到的一條紙帶，測得每兩個計數(shù)點間的距離如圖中所示，已知每兩個計數(shù)點之間的時間間隔T＝0.1s．物體運動的加速度a＝________；該紙帶是采用________(選填“甲”或“乙”)實驗方案得到的。(3)如圖丁是采用甲方案時得到的一條紙帶，在計算圖中N點速度時，幾位同學分別用下列不同的方法進行，其中正確的是()A．vN＝gnT

B．vN＝

C．vN＝

D．vN＝g(n－1)T參考答案：（1）甲；（2）4.8；乙；（3）BC．解析：（1）機械能守恒的前提是只有重力做功，實際操作的方案中應該使摩擦力越小越好．故甲方案好一些．（2）采用逐差法求解加速度．xDE-xBC=2a1T2，…①

xCD-xAB=2a2T2，…②

a=…③聯(lián)立①②③代入數(shù)據(jù)解之得：a=4.8m/s2

因a遠小于g，故為斜面上小車下滑的加速度．所以該紙帶采用圖乙所示的實驗方案．

（3）根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度大小等于該過程中的平均速度大小可以求出某點的瞬時速度，可以求出N點的速度，據(jù)圖上的數(shù)據(jù)可知：vN=，故AD錯誤，BC正確．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示在光滑水平Oxy平面的ABCD區(qū)域內(nèi)，小球在區(qū)域ABEO和MNCD水平方向均僅受到大小皆為F的水平恒力，在ABEO區(qū)域F力的方向沿X軸負方向，在MNCD區(qū)域F力的方向沿y軸負方向，在中間的DENM區(qū)域不受任何水平力的作用。兩恒力區(qū)域的邊界均是邊長為L的正方形，即AO=OM=MD=DC=L,如圖所示。（1）在該區(qū)域AB邊的中點處由靜止釋放一小球，求小球離開ABCD區(qū)域的位置坐標.（2）在ABEO區(qū)域內(nèi)適當位置由靜止釋放小球，小球恰能從ABCD區(qū)域左下角D處（即X軸上X=-2L處）離開，求所有釋放點的位置坐標滿足的關(guān)系。參考答案：（1）加速---------

①----------

②----------

③

----------④

得P(,)----------

⑤（2）設(shè)釋放點的坐標為（x,y）---------

⑥---------⑦---------⑧

17.如圖所示，在直角坐標系的二、三象限內(nèi)有沿x軸正方向的勻強電場，電場強度大小為E；在一、四象限內(nèi)以x=L的直線為理想邊界的左右兩側(cè)存在垂直于紙面的勻強磁場B1和B2，y軸為磁場和電場的理想邊界．在x軸上x=L的A點有一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子以速度v沿與x軸負方向成45°的夾角垂直于磁場方向射出．粒子到達y軸時速度方向與y軸剛好垂直．若帶點粒子經(jīng)歷在電場和磁場中的運動后剛好能夠返回A點（不計粒子的重力）．（1）判斷磁場B1、B2的方向；（2）計算磁感應強度B1、B2的大??；（3）求粒子從A點出發(fā)到第一次返回A點所用的時間．參考答案：【考點】：帶電粒子在勻強磁場中的運動；帶電粒子在勻強電場中的運動．【專題】：帶電粒子在復合場中的運動專題．【分析】：（1）根據(jù)題設(shè)條件粒子帶正電從A點射入磁場，能垂直打在y軸上，由此可以判定粒子做圓周運動的方向，根據(jù)左手定則判斷磁場的方向，并由此畫出粒子運動軌跡，根據(jù)粒子在磁場中運動后還可以經(jīng)過A點，判斷粒子在磁場2中的環(huán)繞方向并由此據(jù)左手定則判斷磁場2的方向；（2）作出粒子運動軌跡，根據(jù)幾何關(guān)系確定粒子在兩個磁場中做圓周運動的半徑，再根據(jù)洛倫茲力提供圓周運動向心力求出相應磁感應強度的大??；（3）粒子在磁場中做勻速圓周運動，在電場中做勻變速直線運動，分別求出三個勻速圓周運動和一個勻變速直線運動的時間之和即為所求時間．：解：（1）根據(jù)題意畫出帶電粒子在電場、磁場中的運動示意圖，根據(jù)粒子繞行方向和左手定則可知：磁場B1的方向垂直紙面向里，磁場B2的方向垂直紙面向外．（2）帶電粒子在磁場B1、B2中的運動半徑分別為R1、R2，則：在磁場B1中由幾何關(guān)系得圓周運動的半徑=由洛倫茲力提供圓周運動向心力有：得=在磁場B2中同樣由幾何關(guān)系得圓周運動的半徑：R2==由洛倫茲力提供圓周運動向心力有：得：（3）粒子在磁場B1中的運動周期：=所以粒子在磁場B1中的運動時間：=粒子在磁場B2中的運動周期：=所以粒子在磁場B2中的運動時間：粒子在電場中的運動的加速度粒子在電場中勻減速運動和勻加速運動的時間相等，則=粒子從A點出發(fā)到第一次返回A點所用的時間為：=答：（1）磁場B1的方向垂直紙面向里，磁場B2的方向垂直紙面向外；（2）計算磁感應強度B1=、B2=；（3）求粒子從A點出發(fā)到第一次返回A點所用的時間為：．【點評】：本題難點是根據(jù)題目給出的物理情境作出粒子運動的軌跡示意圖，由圖象根據(jù)幾何關(guān)系求出粒子在兩個磁場中運動的半徑與已知量的關(guān)系，能根據(jù)粒子做圓周運動的周期和轉(zhuǎn)過的圓心角求解粒子做圓周運動的時間．多過程中分析，需要細心細致的求解．18.（16分）如圖所示，在同時存在勻強電場和勻強磁場的空間中取正交坐標系Oxyz（x軸正方向水平向右，y軸正方向豎直向上）。勻強磁場方向與Oxy平面平行，且與x軸的夾角為，重力加速度為g。（1）一質(zhì)量為m、電荷量為的帶電質(zhì)點沿平行于z軸正方向以速度v0做勻速直線運動，求滿足條件的電場強度的最小值及對應的磁感應強度；（2）在滿足（1）的條件下，當帶電質(zhì)點通過y軸上的點時，撤去勻強磁場，求帶電質(zhì)點落在Oxz平面內(nèi)的位置；（3）當帶電質(zhì)點沿平行于z軸負方向以速度v0通過y軸上的點時，改變電場強度大小和方向，同時改變磁感應強度的大小，要使帶點質(zhì)點做勻速圓周運動且能夠經(jīng)過x軸，問電場強度E和磁感應