天津華嚴(yán)寺中學(xué)2021年高三物理上學(xué)期期末試題含解析

天津華嚴(yán)寺中學(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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.設(shè)想能創(chuàng)造一理想的沒(méi)有摩擦力的環(huán)境，用一個(gè)人的力量去推一萬(wàn)噸巨輪，則從理論上可以說(shuō)（

）A、巨輪慣性太大，所以完全無(wú)法拖動(dòng)B、一旦施力于巨輪，巨輪立即產(chǎn)生一個(gè)加速度C、由于巨輪慣性很大，施力于巨輪后，要經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)一段時(shí)間后才會(huì)產(chǎn)生一個(gè)明顯的加速度D、

由于巨輪慣性很大，施力于巨輪后，要經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)一段時(shí)間后才會(huì)產(chǎn)生一個(gè)明顯的速度參考答案：答案：BD2.一根輕質(zhì)彈簧一端固定，用大小為的力壓彈簧的另一端，平衡時(shí)長(zhǎng)度為；改用大小為的力拉彈簧，平衡時(shí)長(zhǎng)度為.彈簧的拉伸或壓縮均在彈性限度內(nèi)，該彈簧的勁度系數(shù)為A、

B、

C、

D、參考答案：C根據(jù)胡克定律有：，，解得：k=3.（單選）如圖所示，細(xì)繩的一端繞過(guò)定滑輪與木箱相連，現(xiàn)以大小恒定的拉力F拉動(dòng)細(xì)繩，將靜置于A點(diǎn)的木箱經(jīng)B點(diǎn)移到C點(diǎn)(AB=BC)，地面平直且與木箱的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相等.設(shè)從A到B和從B到C的過(guò)程中，F(xiàn)做功分別為W1、W2，克服摩擦力做功分別為Q1、Q2，木箱經(jīng)過(guò)B、C時(shí)的動(dòng)能和F的功率分別為EkB、EkC和PB、PC，則下列關(guān)系一定成立的有A.W1>W2 B.Q1<Q2 C.EkB>EkC D.PB>PC參考答案：【知識(shí)點(diǎn)】動(dòng)能定理的應(yīng)用．E2【答案解析】A解析：A、根據(jù)功的定義式W=FLcosθ，θ增大，F(xiàn)不變，在相同位移L上拉力F做的功減?。捎谖矬w被繞過(guò)光滑定滑輪的輕繩系著，拉力為恒力，所以拉力做的功等于細(xì)繩對(duì)物體所做的功．即有W1＞W(wǎng)2．故A正確．B、物體受力如圖所示，將F在水平和豎直方向上分解，由物體在豎直方向上平衡得：N+Fsinθ=mg因此滑動(dòng)摩擦力f=μN(yùn)=μ（mg-Fsinθ），物體從A向C運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中細(xì)繩與水平方向夾角θ角增大，所以滑動(dòng)摩擦力減小，位移相等，則克服摩擦力做功的大小為Q1＞Q2．故B錯(cuò)誤．C、D由于Fcosα與摩擦力f的大小關(guān)系無(wú)法確定，木箱的運(yùn)動(dòng)情況無(wú)法確定，木箱經(jīng)過(guò)B、C兩點(diǎn)的速度大小無(wú)法確定，則EkB與EkC、及PB與PC的大小關(guān)系無(wú)法確定．故CD錯(cuò)誤．故選A【思路點(diǎn)撥】根據(jù)功的計(jì)算公式，分析W1與W2的大小關(guān)系．對(duì)物體進(jìn)行受力分析，根據(jù)豎直方向上平衡狀態(tài)求出正壓力，根據(jù)滑動(dòng)摩擦力的公式表示出該力．根據(jù)細(xì)繩與水平方向夾角θ角增大去判斷摩擦力的變化．運(yùn)用功的定義式定性分析功的變化．分析木箱的運(yùn)動(dòng)情況，判斷EkB與EkC、PB與PC的大小。判斷一個(gè)力的變化，我們應(yīng)該先把這個(gè)力運(yùn)用物理規(guī)律表示出來(lái)，再根據(jù)關(guān)系式里的物理量的變化找出這個(gè)力的變化．功的定義式雖然不能定量求解功的大小，但可以定性分析功的變化．4.（單選）如圖所示，在PQ、QR區(qū)域中存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向均垂直于紙面．一直角三角形閉合導(dǎo)線框abc位于紙面內(nèi)，框的ab邊與bc邊互相垂直．導(dǎo)線框與磁場(chǎng)區(qū)域的尺寸如圖所示．從t=0時(shí)刻開(kāi)始，線框勻速穿過(guò)兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域，速度方向與bc邊平行，并垂直于磁場(chǎng)邊界．以逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)榫€框中電流i的正方向，以下四個(gè)i-t關(guān)系示意圖中正確的是：（

）參考答案：ABCD、線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)磁通量向外增加，感應(yīng)磁場(chǎng)向里，因此感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，電流i應(yīng)為負(fù)，故BCD錯(cuò)誤；A、隨著線框的運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)線切割磁感線長(zhǎng)度增加，感應(yīng)電流增加，由于bc邊的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，故電流反向增加的時(shí)間為：，由于左邊磁場(chǎng)寬度為2L，故當(dāng)線框全部進(jìn)入至進(jìn)入右邊磁場(chǎng)之前，這段時(shí)間內(nèi)磁通量不變，故沒(méi)有感應(yīng)電流，進(jìn)入右邊磁場(chǎng)之后，由楞次定律可知，磁通量向外減小，故感應(yīng)電流的磁場(chǎng)應(yīng)該向外，故感應(yīng)電流為逆時(shí)針，且逐漸增加，時(shí)間為；當(dāng)線框全部進(jìn)入右邊后至出磁場(chǎng)之前，這段時(shí)間內(nèi)磁通量不變，故沒(méi)有感應(yīng)電流，時(shí)間為；出磁場(chǎng)的過(guò)程中，磁通量向內(nèi)減小，故感應(yīng)電流的磁場(chǎng)向內(nèi)，可知感應(yīng)電流為順時(shí)針，符合這個(gè)規(guī)律只有A，故A正確。故選A。5.如下圖所示，相距為d的兩條水平虛線L1、L2之間是方向水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，質(zhì)量為m、電阻為R的正方形線圈abcd邊長(zhǎng)為L(zhǎng)(L<d)，將線圈在磁場(chǎng)上方高h(yuǎn)處由靜止釋放，cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度為v0，cd邊剛離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)速度也為v0，則線圈穿越磁場(chǎng)的過(guò)程中(從cd邊剛?cè)氪艌?chǎng)一直到ab邊剛離開(kāi)磁場(chǎng))()A．感應(yīng)電流做功為mgLB．線圈進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中一直做減速運(yùn)動(dòng)C．線圈的最小速度可能為D．線圈的最小速度一定為參考答案：CD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.某興趣小組為測(cè)一遙控電動(dòng)小車(chē)的額定功率，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：①用天平測(cè)出電動(dòng)小車(chē)的質(zhì)量為0.4kg；②將電動(dòng)小車(chē)、紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器按如圖甲所示安裝；③接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(其打點(diǎn)周期為0.02s)；④使電動(dòng)小車(chē)以額定功率加速運(yùn)動(dòng)，達(dá)到最大速度一段時(shí)間后關(guān)閉小車(chē)電源，待小車(chē)靜止時(shí)再關(guān)閉打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(設(shè)在整個(gè)過(guò)程中小車(chē)所受的阻力恒定)．在上述過(guò)程中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上所打的點(diǎn)跡如圖乙、圖丙所示，圖中O點(diǎn)是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打的第一個(gè)點(diǎn)．請(qǐng)你分析紙帶數(shù)據(jù)，回答下列問(wèn)題：(1)該電動(dòng)小車(chē)運(yùn)動(dòng)的最大速度為_(kāi)_______m/s.

(2)該電動(dòng)小車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受的阻力為_(kāi)_______N.(3)該電動(dòng)小車(chē)的額定功率為_(kāi)_______W.參考答案：(1)1.5(或1.50)(2)1.6(或1.60)(3)2.4(或2.40)7.如圖所示，豎直平面內(nèi)有兩個(gè)水平固定的等量同種正點(diǎn)電荷，AOB在兩電荷連線的中垂線上，O為兩電荷連線中點(diǎn)，AO＝OB＝L，一質(zhì)量為m、電荷量為q的負(fù)點(diǎn)電荷若由靜止從A點(diǎn)釋放則向上最遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)至O點(diǎn)?，F(xiàn)若以某一初速度向上通過(guò)A點(diǎn)，則向上最遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)，重力加速度為g。該負(fù)電荷A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中電勢(shì)能的變化情況是

；經(jīng)過(guò)O點(diǎn)時(shí)速度大小為

。參考答案：先減小后增大；8.在“研究平拋物體運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，用一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長(zhǎng)L=1.25cm。若小球在平拋運(yùn)動(dòng)途中的幾個(gè)位置中的a、b、c、d所示，則小球平拋的初速度的計(jì)算式為vo=（用L、g表示），]其值是（取g=9.8m/s2），小球在b點(diǎn)的速率是。（結(jié)果都保留兩位有效數(shù)字）參考答案：

0.70m/s

0.88m/s9.如圖所示是研究光電效應(yīng)規(guī)律的電路。圖中標(biāo)有A和K的為光電管，其中K為陰極，A為陽(yáng)極?，F(xiàn)接通電源，用光子能量為10.5eV的光照射陰極K，電流計(jì)中有示數(shù)，若將滑動(dòng)變阻器的滑片P緩慢向右滑動(dòng)，電流計(jì)的讀數(shù)逐漸減小，當(dāng)滑至某一位置時(shí)電流計(jì)的讀數(shù)恰好為零，讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)為6.0V；則光電管陰極材料的逸出功為_(kāi)______eV，現(xiàn)保持滑片P位置不變，增大入射光的強(qiáng)度，電流計(jì)的讀數(shù)_______。(選填“為零”、或“不為零”)參考答案：4.5（2分）

為零

（2分10.木塊在水平恒定拉力F的作用下，在水平路面上由靜止出發(fā)前進(jìn)了距離S，隨即撤去F，木塊沿原方向前進(jìn)了2S而停止．設(shè)木塊在全過(guò)程中受到的摩擦阻力大小不變，則木塊在上述運(yùn)動(dòng)全過(guò)程中最大的動(dòng)能等于

。參考答案：

答案：2FS/311.如圖所示，在研究感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的實(shí)驗(yàn)中，把一根條形磁鐵從同樣高度插到線圈中同樣的位置處，第一次快插，第二次慢插，兩情況下線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小關(guān)系是E1____E2；通過(guò)線圈導(dǎo)線橫截面電量的大小關(guān)系是ql____q2（選填“大于”、“等于”或“小于”）。參考答案：大于

等于

12.加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．(1)在平衡小車(chē)與桌面之間摩擦力的過(guò)程中，打出了一條紙帶如圖所示．計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s．從比較清晰的點(diǎn)起，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離．該小車(chē)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(gè)相同的砝碼都放在小車(chē)上．掛上砝碼盤(pán)，然后每次從小車(chē)上取一個(gè)砝碼添加到砝碼盤(pán)中，測(cè)量小車(chē)的加速度．小車(chē)的加速度a與砝碼盤(pán)中砝碼總重力F的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：砝碼盤(pán)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(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的a－F圖線不通過(guò)原點(diǎn)．請(qǐng)說(shuō)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(chē)、砝碼盤(pán)和砝碼組成的系統(tǒng)所受合外力為砝碼盤(pán)和砝碼的總重力，而表中數(shù)據(jù)漏計(jì)了砝碼盤(pán)的重力，導(dǎo)致合力F的測(cè)量值小于真實(shí)值，a－F的圖線不過(guò)原點(diǎn)．答案：(1)0.16(0.15也算對(duì))(2)如下圖所示(3)未計(jì)入砝碼盤(pán)的重力ks5u13.

（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

1三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（選修3-3模塊）（4分）如圖所示，絕熱隔板S把絕熱的氣缸分隔成體積相等的兩部分，S與氣缸壁的接觸是光滑的．兩部分中分別盛有相同質(zhì)量、相同溫度的同種氣體a和b．氣體分子之間相互作用可忽略不計(jì)．現(xiàn)通過(guò)電熱絲對(duì)氣體a緩慢加熱一段時(shí)間后，a、b各自達(dá)到新的平衡狀態(tài)．試分析a、b兩部分氣體與初狀態(tài)相比，體積、壓強(qiáng)、溫度、內(nèi)能各如何變化？參考答案：

答案:

氣缸和隔板絕熱，電熱絲對(duì)氣體a加熱，a溫度升高，體積增大，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能增大；（2分）

a對(duì)b做功，b的體積減小，溫度升高，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能增大。（2分）15.（選修3—5）（5分）如圖所示，球1和球2從光滑水平面上的A點(diǎn)一起向右運(yùn)動(dòng)，球2運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間與墻壁發(fā)生了彈性碰撞，結(jié)果兩球在B點(diǎn)發(fā)生碰撞，碰后兩球都處于靜止?fàn)顟B(tài)。B點(diǎn)在AO的中點(diǎn)。（兩球都可以看作質(zhì)點(diǎn)）

求：兩球的質(zhì)量關(guān)系

參考答案：解析：設(shè)兩球的速度大小分別為v1，v2，則有

m1v1=m2v2

v2=3v1

解得：m1=3m2四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.光滑水平面上有一質(zhì)量為M、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的木板AB，在木板的中點(diǎn)有一質(zhì)量為m的小木塊，木板上表面是粗糙的，它與木塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ．開(kāi)始時(shí)兩者均處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)在木板的B端加一個(gè)水平向右的恒力F，則：（1）木板和木塊運(yùn)動(dòng)的加速度是多大？（2）若在木板的B端到達(dá)距右方距離為L(zhǎng)的P點(diǎn)前，木塊能從木板上滑出，則水平向右的恒力F應(yīng)滿足什么條件？參考答案：見(jiàn)解析解：（1）木塊運(yùn)動(dòng)的最大加速度為①

若F≤μ(m+M)g，木板和木塊一起做勻加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律，共同加速度為

②

若F>μ(m+M)g，設(shè)木塊、木板加速度分別為a1、a2，則

③

④

(2)設(shè)在木板的B端到達(dá)距右方距離為L(zhǎng)的P點(diǎn)時(shí)，木塊恰能從木板上滑出，相對(duì)滑動(dòng)時(shí)間為t，水平向右的恒力F0，則⑤

⑥

（）由③④⑤⑥式得

⑦

則在木板的B端到達(dá)距右方距離為L(zhǎng)的P點(diǎn)前，木塊能從木板上滑出應(yīng)滿足

⑧

17.如圖（甲）所示，一對(duì)平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道相距l(xiāng)=1m，兩軌道之間用R=3Ω的電阻連接，一質(zhì)量m=0.5kg、電阻r=1Ω的導(dǎo)體桿與兩軌道垂直，靜止放在軌道上，軌道的電阻可忽略不計(jì)。整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直軌道平面向上，現(xiàn)用水平拉力沿軌道方向拉導(dǎo)體桿，拉力F與導(dǎo)體桿運(yùn)動(dòng)的位移s間的關(guān)系如圖（乙）所示，當(dāng)拉力達(dá)到最大時(shí)，導(dǎo)體桿開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)位移s=2.5m時(shí)撤去拉力，導(dǎo)體桿又滑行了一段距離s'后停下，在滑行s'的過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為12J。求：（1）拉力F作用過(guò)程中，通過(guò)電阻R上電量q；（2）導(dǎo)體桿運(yùn)動(dòng)過(guò)程中