山東省濱州市無棣縣第二中學2021年高三物理期末試卷含解析

山東省濱州市無棣縣第二中學2021年高三物理期末試卷含解析一、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.在如甲、乙、丙三圖中，除導體棒ab可動外，其余部分均固定不動，甲圖中的電容器C原來不帶電，丙圖中的直流電源電動勢為E，除電阻R外，導體棒、導軌和直流電源的電阻均可忽略，導體棒和導軌間的摩擦也不計。圖中裝置均在水平面內(nèi)，且都處于方向垂直水平面（即紙面）向下的勻強磁場中，導軌足夠長。今給導體棒ab一個向右相同的初速度v0，以下說法正確的是

A．在導體棒剛開始運動時，甲、乙、丙三種情況中通過電阻R的電流相同B．三種情形下導體棒ab最終都將靜止C．最終只有乙中導體棒ab靜止，甲、丙中導體棒ab都將作勻速直線運動D．在導體棒ab運動的全部過程中，三個電阻R產(chǎn)生的熱量大小是Q甲＜Q乙＜Q丙參考答案：CD解析：對甲：導體棒切割磁感線而產(chǎn)生感應電動勢，電容器充電，直到電容器兩端電壓與導體棒的感應電動勢相等時，電路中無電流，導體棒勻速運動；對乙：導體棒切割磁感線而產(chǎn)生感應電流，導體棒受到安培力作用而作減速運動，直到將動能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，導體棒變?yōu)殪o止；對丙：導體棒在安培力作用下向右加速，由于切割磁感線而產(chǎn)生感應電動勢跟電源反接，直到兩電源的電動勢相等時，電路中無電流，導體棒鑄勻速運動，選C；再由上述分析知，丙中導體棒的平均速度最大，乙中最小，故可選出D2.甲、乙兩位同學進行百米賽跑，假如把他們的運動近似為勻速直線運動來處理，他們同時從起跑線起跑，經(jīng)過一段時間后他們的位置如圖所示，在下圖中分別作出在這段時間內(nèi)兩人運動的位移x、速度v與時間t的關系圖象，正確的是

參考答案：B3.在物理學理論建立的過程中，有許多偉大的科學家做出了貢獻。關于科學家和他們的貢獻，下列說法中正確的是

（

）A．伽利略對自由落體的研究，開創(chuàng)了研究自然規(guī)律的科學方法B．奧斯特實驗表明了電流周圍的磁場方向跟電流方向的關系C．卡文迪許通過扭秤實驗，較準確地測出了靜電力常量D．安培的分子環(huán)形電流假說可以用來解釋通電導線周圍存在磁場這一現(xiàn)象參考答案：A4.質(zhì)量為m的均勻木塊靜止在光滑水平面上，木塊左右兩側(cè)各有一位持有完全相同步槍和子彈的射擊手。首先左側(cè)射手開槍，子彈水平射入木塊的最大深度為d1，然后右側(cè)射手開槍，子彈水平射入木塊的最大深度為d2，如圖所示，設子彈均未射穿木塊，且兩顆子彈與木塊之間的作用力大小均相同。當兩顆子彈均相對于木塊靜止時，下列判斷正確的是A．木塊靜止，d1＝d2B．木塊靜止，d1＜d2C．木塊向右運動，d1＜d2D．木塊向左運動，d1＝d2參考答案：

答案：B5.一質(zhì)量為的航天器遠離太陽和行星，正以速度在太空中飛行，某一時刻航天器接到加速的指令后，發(fā)動機瞬間向后噴出質(zhì)量為的氣體，氣體向后噴出的速度大小為（均為相對同一參考系的速度），則加速后航天器的速度大小為

A．

B．

C．

D．參考答案：C二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.某同學做了如下的力學實驗：一個質(zhì)量為m的物體放在水平面上，物體受到向右的水平拉力F的作用后運動，設水平向右為加速度的正方向，如下圖(a)所示，現(xiàn)測得物體的加速度a與拉力F之間的關系如下圖(b)所示，由圖象可知，物體的質(zhì)量m=______________；物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=_______________．參考答案：5kg

0.47.天然放射性元素放出的α、β、g三種射線的貫穿本領和電離本領各不相同，圖為這三種射線貫穿物體情況的示意圖，①、②、③各代表一種射線。則③為_________射線，它的貫穿本領最強；射線①的電離本領__________（選填“最強”或“最弱”）。參考答案：g，最強

8.如圖，一列簡諧橫波沿x軸傳播，實線為tl=0時刻的波形圖，虛線為t2=0.05s時的波形圖。(1)若波沿x軸正方向傳播且2T<t2-t1<3T(T為波的周期)，求波速.(2)若波速v=260m·s－1，則從tl=0時刻起x=2m處的質(zhì)點第三次運動到波谷所需的時間。參考答案：（1）220m/s；（2）【詳解】（1）波沿x軸正向傳播，由圖像可知：λ=4m；在?t時間內(nèi)：因為2T<t2-t1<3T，則n=2，此時，解得，（2）若波速v=260m/s，則在?t=0.05s內(nèi)傳播的距離為則波沿x軸負向傳播，此時周期為，則從tl=0時刻起x=2m處的質(zhì)點第三次運動到波谷所需的時間

9.物理小組在一次探究活動中測量滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)。實驗裝置如圖，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端裝有定滑輪；木板上有一滑塊，其一端與電磁打點計時器的紙帶相連，另一端通過跨過定滑輪的細線與托盤連接。打點計時器使用的交流電源的頻率為50Hz。開始實驗時，在托盤中放入適量砝碼，滑塊開始做勻加速運動，在紙帶上打出一系列小點。⑴上圖給出的是實驗中獲取的一條紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是計數(shù)點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個小點（圖中未標出），計數(shù)點間的距離如圖所示。根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計算的加速度a＝

（保留三位有效數(shù)字）。⑵回答下列兩個問題：①為測量動摩擦因數(shù)，下列物理量中還應測量的有（

）

（填入所選物理量前的字母）ks5uA．木板的長度

B．木板的質(zhì)量m1

C．滑塊的質(zhì)量m2D．托盤和砝碼的總質(zhì)量m3E．滑塊運動的時間tks5u②測量①中所選定的物理量時需要的實驗器材是

。⑶滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ＝

（用被測物理量的字母表示，重力加速度為g）。參考答案：⑴0.495～0.497m/s2；⑵①CD；②天平；⑶(10.在“研究平拋物體的運動”實驗中，某同學記錄了A、B、C三點，取A點為坐標原點，建立了如圖所示的坐標系。平拋軌跡上的這三點坐標值圖中已標出。那么小球平拋的初速度為

，小球拋出點的坐標為

。(取)

參考答案：11.圖1為驗證牛頓第二定律的實驗裝置示意圖。圖中打點計時器的電源為50Hz的交流電源，打點的時間間隔用Δt表示。在小車質(zhì)量未知的情況下，某同學設計了一種方法用來研究“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質(zhì)量間的關系”。（1）完成下列實驗步驟中的填空：①平衡小車所受的阻力：小吊盤中不放物塊，調(diào)整木板右端的高度，用手輕撥小車，直到打點計時器打出一系列________的點。②按住小車，在小吊盤中放入適當質(zhì)量的物塊，在小車中放入砝碼。③打開打點計時器電源，釋放小車，獲得帶有點列的紙袋，在紙袋上標出小車中砝碼的質(zhì)量m。④按住小車，改變小車中砝碼的質(zhì)量，重復步驟③。⑤在每條紙帶上清晰的部分，沒5個間隔標注一個計數(shù)點。測量相鄰計數(shù)點的間距s1，s2，…。求出與不同m相對應的加速度a。⑥以砝碼的質(zhì)量m為橫坐標1/a為縱坐標，在坐標紙上做出1/a-m關系圖線。若加速度與小車和砝碼的總質(zhì)量成反比，則1/a與m處應成_________關系（填“線性”或“非線性”）。（2）完成下列填空：（?。┍緦嶒炛校瑸榱吮ＷC在改變小車中砝碼的質(zhì)量時，小車所受的拉力近似不變，小吊盤和盤中物塊的質(zhì)量之和應滿足的條件是_______________________。（ⅱ）設紙帶上三個相鄰計數(shù)點的間距為s1、s2、s3。a可用s1、s3和Δt表示為a=__________。圖2為用米尺測量某一紙帶上的s1、s3的情況，由圖可讀出s1=__________mm，s3=__________。由此求得加速度的大小a=__________m/s2。（ⅲ）圖3為所得實驗圖線的示意圖。設圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，若牛頓定律成立，則小車受到的拉力為___________，小車的質(zhì)量為___________。參考答案：（2(23.9～24.5)47.2(47.0～47.6)1.16(1.13～1.19)；12.質(zhì)量為m的物體以初速v0沿傾角為的斜面上滑，滑回原處時速度大小為3v0/4，則物體上滑的最大高度為，物體所受阻力大小為。參考答案：

、13.某物理興趣小組采用如圖所示的裝置深入研究平拋運動。質(zhì)量分別為mA和mB的A、B小球處于同一高度，M為A球中心初始時在水平地面上的垂直投影。用小錘打擊彈性金屬片，使A球沿水平方向飛出，同時松開B球，B球自由下落。A球落到地面N點處，B球落到地面P點處。測得mA=0.04kg，mB=0.05kg，B球距地面的高度是1.25m，M、N點間的距離為1.50m，則B球落到P點的時間是____s，A球落地時的動能是____J。（忽略空氣阻力）參考答案：(1)0.5（２分）；

0.68三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.一種電池標稱電動勢為9V，內(nèi)電阻約50Ω，允許的最大輸出電流為50mA。為了較準確的測量這個電池的電動勢和內(nèi)電阻，可以設計出如下左圖所示的實驗電路，已知實驗中所使用的電壓表內(nèi)電阻足夠大，可以忽略其對電路的影響；圖中R為電阻箱，阻值范圍為0~999.9Ω，R0為保護電阻。①實驗室里備用的定值電阻有以下幾種規(guī)格：A．10Ω

B．50Ω

C．200Ω

D．500Ω實驗時，R0應選用______較好（填字母代號）。②按照下左圖所示的電路圖，將下右圖所示的實物連接成實驗電路。③在實驗中，當變阻箱調(diào)到圖所示位置時其阻值是_____Ω，這時閉合開關S，若電壓表的示數(shù)為8.70V，那么此時通過電阻箱的電流為______mA。④斷開開關S，調(diào)整電阻箱的阻值，再閉合開關S，讀取并記錄電壓表的示數(shù)。多次重復上述操作，可得到多組電壓值U和通過電阻箱的電流值I，利用多次讀取和計算出的數(shù)據(jù)，作出如坐標紙所示的圖線。根據(jù)圖線可知，該電池的電動勢E=_____V，內(nèi)阻r=______Ω。參考答案：）①C；②如右圖；③343.8Ω，16mA；

④9.45～9.55（或9.5），50.0（或50）15.某同學在研究性學習中，利用所學的知識解決了如下問題：一輕彈簧一端固定于某一深度為h＝0.25m、開口向右的小筒中(沒有外力作用時彈簧的另一端也位于筒內(nèi))，如圖甲所示，如果本實驗的長度測量工具只能測量出筒外彈簧的長度l，現(xiàn)要測出彈簧的原長l0和彈簧的勁度系數(shù)，該同學通過改變所掛鉤碼的個數(shù)來改變l，作出F—l圖線如圖乙所示。(1)由此圖線可得出的結(jié)論是________________。(2)彈簧的勁度系數(shù)為________N/m，彈簧的原長l0＝________m.參考答案：（1）在彈性限度內(nèi)，彈力與彈簧的伸長量成正比；（2）100，0.15。四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖1所示，A、B、C、D為固定于豎直平面內(nèi)的閉合絕緣軌道，AB段、CD段均為半徑R＝1.6m的半圓，BC、AD段水平，AD=BC=8m。B、C之間的區(qū)域存在水平向右的有界勻強電場，場強E＝5×105V/m。質(zhì)量為m=4×10-3kg、帶電量q=+1×10-8C的小環(huán)套在軌道上。小環(huán)與軌道AD段的動摩擦因數(shù)為，與軌道其余部分的摩擦忽略不計?，F(xiàn)使小環(huán)在D點獲得沿軌道向左的初速度v0=4m/s，且在沿軌道AD段運動過程中始終受到方向豎直向上、大小隨速度變化的力F（變化關系如圖2）作用，小環(huán)第一次到A點時對半圓軌道剛好無壓力。不計小環(huán)大小，g取10m/s2。求：（1）小環(huán)運動第一次到A時的速度多大？（2）小環(huán)第一次回到D點時速度多大？（3）小環(huán)經(jīng)過若干次循環(huán)運動達到穩(wěn)定運動狀態(tài)，此時到達D點時速度應不小于多少？參考答案：.(1)6分

（2）6分

（3）10分(3)=，小環(huán)第一次從D到A做勻速運動由F=kv=mg解得

所以，

則可知環(huán)與桿的摩擦力f≤μ|Fm－mg|=μmg=qE，

穩(wěn)定循環(huán)時，每一個周期中損耗的能量應等于補充的能量

而

所以穩(wěn)定循環(huán)運動時小環(huán)在AD段運動時速度一定要大于等于8m/s即到達A點的速度不小于8m/s

穩(wěn)定循環(huán)運動時小環(huán)從A到D的過程，由動能定理得：

m/s=2m/s

達到穩(wěn)定運動狀態(tài)時，小環(huán)到達D點時速度應不小于2m/s.

17.（18分）如圖所示，一根豎直桿穿過一個質(zhì)量Ｍ=2.0kg的帶孔的物塊Ａ，另一正方形金屬線框Ｂ的質(zhì)量m=2.7kg、邊長a=0.16m。桿的右側(cè)距桿L=2.0m處固定有一定滑輪，一柔軟絕緣的細繩跨過定滑輪，兩端分別與物塊Ａ和Ｂ連接。開始時滑輪左側(cè)的繩子處在水平方向上，讓Ａ、Ｂ同時由靜止釋放，Ｂ向上運動h＝0.5m便進入長度b=0.16m的指向紙內(nèi)的磁感應強度Ｂ＝0.5T的勻強磁場，經(jīng)過磁場過程線框做勻速運動；而后Ａ沿豎直桿下滑。不計一切摩擦和空氣阻力，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，≈1.41．⑴求線框Ｂ上邊剛進入磁場時的速度；⑵問線框Ｂ經(jīng)過磁場過程中物塊Ａ向下做什么運動？⑶求線框Ｂ經(jīng)過勻強磁場時獲得的內(nèi)能。參考答案：解析：

⑴設Ｂ上升了h時繩子與水平方向的夾角為θcosθ＝＝0.8---------------------------①(1分)

此時Ａ、Ｂ的速度大小關系為

vA＝

--------------------------------------②(1分)

Ａ下降的高度為Ｈ１＝Ｌtgθ＝1.5m--------③(1分)

Ａ下降Ｂ上升過程中，Ａ、Ｂ組成系統(tǒng)機械能守恒：

ＭgH1＝mgh+MvA2+mvB2---------------④(2分)

將①②③代入④可得線框Ｂ上邊剛進入磁場時的速度vB≈2.0m/s。----(1分)⑵根據(jù)vA＝，當線框Ｂ勻速通過磁場的過程中，隨著θ的增大，物塊Ａ做變減速運動。-------------------------(3分)

⑶當線框Ｂ下邊剛離開磁場時，設繩子與水平方向的夾角為θ′，

cosθ′＝≈

-----------------⑤(2分)此時Ａ、Ｂ的速度大小關系為vA′＝=2m/s

------------------