山西省臨汾市先成中學(xué)2021年高三物理下學(xué)期期末試卷含解析

山西省臨汾市先成中學(xué)2021年高三物理下學(xué)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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.金屬小球a和金屬小球b的半徑之比為1:3，所帶電量之比為1：7．兩小球間距遠(yuǎn)大于小球半徑且間距一定時(shí)，它們之間相互吸引力大小為F巳知取無窮遠(yuǎn)處為零電勢(shì)，導(dǎo)體表面的電勢(shì)與導(dǎo)體球所帶的電量成正比，與導(dǎo)體球的半徑成反比現(xiàn)將金屬小球a與金屬小球b相互接觸，達(dá)到靜電平衡后再放回到原來位置，這時(shí)a、b兩球之間的相互作用力的大小是（不考慮萬有引力）

A．

B．

C．

D．參考答案：D2.如圖所示的電路，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，Rt為光敏電阻（光照強(qiáng)度增加時(shí)，其電阻值減小）?，F(xiàn)增加光照強(qiáng)度，則下列判斷正確的是A．B燈變暗，A燈變亮

B．R0兩端電壓變大

C．電源路端電壓變大

D．電源內(nèi)壓降變小參考答案：B3.下列關(guān)于物理學(xué)發(fā)展史的說法中正確的是（

）A.伽利略通過大量實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)只要斜面的傾角一定，不同質(zhì)量的小球從不同高度開始滾動(dòng)，小球的加速度都是相同的

B.奧斯特為了解釋磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)提出了分子電流假說C.楞次在對(duì)理論基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)資料進(jìn)行嚴(yán)格分析后，提出提出了電磁感應(yīng)定律D．美國物理學(xué)家密立根經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，比較準(zhǔn)確地測(cè)定了電子的電荷量參考答案：AD牛頓通過對(duì)伽利略的對(duì)接斜面實(shí)驗(yàn)的研究總結(jié)，最后得出了牛頓第一定律，根據(jù)mgsinα=μmgcosα得，a=gsinα，在斜面的傾角一定時(shí)，小球沿斜面下滑的加速度都是相同，故A對(duì)。安培提出了分子電流假說，故B錯(cuò)。法拉第提出了電磁感應(yīng)定律，故C錯(cuò)。美國物理學(xué)家密立根在1909年，當(dāng)他準(zhǔn)備好條件使帶電云霧在重力與電場(chǎng)力平衡下把電壓加到10000伏時(shí)，他發(fā)現(xiàn)的是云層消散后“有幾顆水滴留在機(jī)場(chǎng)中”，從而創(chuàng)造出測(cè)量電子電荷的平衡水珠法、平衡油滑法，就從實(shí)驗(yàn)上確證了元電荷的存在，并在1913年比較準(zhǔn)確地測(cè)定了電子電荷的數(shù)值：e=（4.774±0．009）×10-10esu。故D正確。4.如圖所示，質(zhì)量為m物塊A在質(zhì)量為M斜面B上正在以加速度a加速下滑，已知斜面傾斜角為θ，物塊下滑過程中斜面始終靜止，則下列說法中正確的是（

）A．地面對(duì)斜面的支持力小于(M+m)gB．地面對(duì)斜面的支持力大于(M+m)gC．地面對(duì)斜面的摩擦力方向向左D．地面對(duì)斜面的摩擦力方向向右參考答案：AD5.2014年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予日本名古屋大學(xué)的赤崎勇、大野浩以及美國加州大學(xué)圣巴巴拉分校的中村修二，以表彰他們?cè)诎l(fā)明一種新型高效節(jié)能光源即藍(lán)色發(fā)光二極管（LED）方面的貢獻(xiàn)，在物理學(xué)的發(fā)展過程中，許多物理學(xué)家的科學(xué)發(fā)現(xiàn)推動(dòng)了人類歷史的進(jìn)步，下列表述符合物理學(xué)史實(shí)的是A．開普勒認(rèn)為只有在一定的條件下，彈簧的彈力才與彈簧的形變量成正比B．牛頓認(rèn)為在足夠高的高山上以足夠大的水平速度拋出物體，物體就不會(huì)冉落在地球上C．奧斯特發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，這和他堅(jiān)信電和磁之間一定存在著聯(lián)系的哲學(xué)思想是分不開的D．安培首先引入電場(chǎng)線和磁感線，極大地促進(jìn)了他對(duì)電磁現(xiàn)象的研究參考答案：B知識(shí)點(diǎn):物理學(xué)史．O2A、胡克認(rèn)為只有在一定的條件下，彈簧的彈力才與彈簧的形變量成正比，故A錯(cuò)誤;B、牛頓認(rèn)為在足夠高的高山上以足夠大的水平速度拋出一物體，物體將繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，不會(huì)再落在地球上，故B正確．C、法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，這和他堅(jiān)信電和磁之間一定存在著聯(lián)系的哲學(xué)思想是分不開的，故C錯(cuò)誤．D、法拉第首先引入電場(chǎng)線和磁感線，極大地促進(jìn)了他對(duì)電磁現(xiàn)象的研究，故D錯(cuò)誤;故選：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.如圖所示，真空中有一頂角為75o，折射率為n=的三棱鏡．欲使光線從棱鏡的側(cè)面AB進(jìn)入，再直接從側(cè)面AC射出，求入射角θ的取值范圍為

▲

。

參考答案：450＜θ＜9007.兩顆人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)行線速度之比是v1:v2=1:2，它們運(yùn)行的軌道半徑之比為__________；所在位置的重力加速度之比為__________。參考答案：4:1

1:16由萬有引力提供向心力可得，解得，，將v1:v2=1:2代入即可解答。8.某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來“探究物體運(yùn)動(dòng)的加速度與合外力、質(zhì)量關(guān)系”．光電計(jì)時(shí)器和氣墊導(dǎo)軌是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常見儀器，如圖乙所示a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置．當(dāng)物體從a、b間通過時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間．實(shí)驗(yàn)前需要調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌使之平衡．為了測(cè)量滑塊的加速度a，實(shí)驗(yàn)時(shí)將滑塊從圖示位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過光電門的時(shí)間t，用天平測(cè)鉤碼的質(zhì)量m和滑塊的質(zhì)量M，測(cè)出滑塊上的遮光條初始位置到光電門的距離L，測(cè)得遮光條的寬度。（1）小車的加速度表達(dá)式=

（用字母表示）（2）實(shí)驗(yàn)中如把砝碼的重力當(dāng)作小車的合外力F，作出圖線，如圖丙中的實(shí)線所示．試分析：圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)O的原因是

，曲線上部彎曲的原因是

參考答案：9.如圖所示，物塊A放在傾斜的木板上。當(dāng)木板的傾角分別為37ｏ和53ｏ時(shí)物塊所受摩擦力的大小恰好相等，則物塊和木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為（可能會(huì)用到的三角函數(shù)：sin37ｏ=0．6,cos37ｏ=0．8）參考答案：10.在2010年溫哥華冬奧會(huì)上，首次參賽的中國女子冰壺隊(duì)喜獲銅牌，如圖為中國隊(duì)員投擲冰壺的鏡頭。假設(shè)在此次投擲中，冰壺運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后以0.4m/s的速度與對(duì)方的靜止冰壺發(fā)生正碰，碰后中國隊(duì)的冰壺以0.1m/s的速度繼續(xù)向前滑行。若兩冰壺質(zhì)量相等，則對(duì)方冰壺獲得的速度為

m/s。參考答案：0.311.如圖所示，同一平面內(nèi)有兩根互相平行的長直導(dǎo)線甲和乙，通有大小均為I且方向相反的電流，a、b兩點(diǎn)與兩導(dǎo)線共面，其連線與導(dǎo)線垂直，a、b到兩導(dǎo)線中點(diǎn)O的連線長度和甲乙間距離均相等．已知直線電流I產(chǎn)生的磁場(chǎng)中磁感應(yīng)強(qiáng)度的分布規(guī)律是（K為比例系數(shù)，為某點(diǎn)到直導(dǎo)線的距離），現(xiàn)測(cè)得O點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為，則a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，乙導(dǎo)線單位長度受到的安培力的大小為N．參考答案：;

12.如圖所示，質(zhì)量為M的小車靜止在光滑的水平地面上，車上裝有半徑為R的半圓形光滑軌道?，F(xiàn)將質(zhì)量為m的小球放于半圓形軌道的邊緣上，并由靜止開始釋放，當(dāng)小球滑至半圓形軌道的最低點(diǎn)位置時(shí)，小車移動(dòng)的距離為______________，小球的速度為_________參考答案：13.愛因斯坦為解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象提出了_______學(xué)說。已知在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中分別用波長為λ和的單色光照射同一金屬板，發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能之比為1：2，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，則此金屬板的逸出功為______________。參考答案：三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.某實(shí)驗(yàn)小組利用彈簧秤和刻度尺，測(cè)量滑塊在木板上運(yùn)動(dòng)的最大速度．實(shí)驗(yàn)步驟：①用彈簧秤測(cè)量橡皮泥和滑塊的總重力，記作G；②將裝有橡皮泥的滑塊放在水平木板上，通過水平細(xì)繩和固定彈簧秤相連，如圖甲所示．在A端向右拉動(dòng)木板，待彈簧秤示數(shù)穩(wěn)定后，將讀數(shù)記作F；③改變滑塊上橡皮泥的質(zhì)量，重復(fù)步驟①②；實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示：G/N1.502.002.503.003.504.00F/N0.590.830.991.221.371.60④如圖乙所示，將木板固定在水平桌面上，滑塊置于木板上左端C處，細(xì)繩跨過定滑輪分別與滑塊和重物P連接，保持滑塊靜止，測(cè)量重物P離地面的高度h；⑤滑塊由靜止釋放后開始運(yùn)動(dòng)并最終停在木板上的D點(diǎn)（未與滑輪碰撞），測(cè)量C、D間的距離s．完成下列作圖和填空：（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)在給定坐標(biāo)紙上作出F﹣G圖線（圖丙）．（2）由圖線求得滑塊和木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.40（保留2位有效數(shù)字）．（3）滑塊最大速度的大小v=．（用h、s、μ和重力加速度g表示）．參考答案：考點(diǎn)：探究影響摩擦力的大小的因素．專題：實(shí)驗(yàn)題．分析：（1）根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)描點(diǎn)即可，注意所連的線必須是平滑的，偏離太遠(yuǎn)的點(diǎn)舍棄；（2）由實(shí)驗(yàn)圖甲可知F=μG，即F﹣G圖象上的直線的斜率代表動(dòng)摩擦因數(shù)μ；（3）當(dāng)重物P停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，滑塊達(dá)到最大速度，此后做勻減速運(yùn)動(dòng)，動(dòng)摩擦因數(shù)μ在（2）中已知，根據(jù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律公式v2﹣v02=2as列式即可求解．解答：解：（1）根據(jù)描點(diǎn)法在F﹣G圖象上描出各點(diǎn)，再連接起來，如圖所示；（2）由圖甲可知F=μG，則F﹣G圖象上的直線的斜率代表μ值的大?。蒄﹣G圖象可知μ==0.40；（3）當(dāng)重物P剛好下落到地面時(shí)，滑塊的速度v最大，此時(shí)滑塊的位移為h，此后滑塊做加速度為μg的勻減速運(yùn)動(dòng)，由公式v2﹣v02=2as知：滑塊的最大速度vmax滿足：vmax2=2μg（S﹣h），則vmax=．故答案為：（1）如圖所示；（2）0.40；（3）．點(diǎn)評(píng)：本題既考查了學(xué)生實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力、運(yùn)用圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力，又考查了物體做勻加速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律．求滑塊的最大速度時(shí)，需注意重物剛落地時(shí)，滑塊速度最大．另一解法：WF﹣μmgh=mv2﹣0滑塊從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)，由動(dòng)能定理得WF﹣μmgs=0﹣0由以上兩式得v=．15.（9分）某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究，他在豎直墻上記錄了拋物線軌跡的一部分，如圖所示。O點(diǎn)不是拋出點(diǎn)，x軸沿水平方向，由圖中所給的數(shù)據(jù)可求出平拋物體的初速度是

m/s，拋出點(diǎn)的坐標(biāo)x=

m，y=

m(g取10m/s2)參考答案：

4.0

—0.8000

，—0.2000

（各3分）四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.在平面直角坐標(biāo)系內(nèi)有P1（）、P2（）、P3（）、P4（），其平面內(nèi)x≤12.5m的區(qū)域有平行XOY平面的勻強(qiáng)電場(chǎng)，12.5m≤x≤12.5m+d的區(qū)域內(nèi)有垂直于該平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且P1、P2、P3的電勢(shì)分別為-2000V、1000V、-1000V，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.01T。如果有一個(gè)重力可以忽略的帶電粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)以大小為106m/s、方向與-Y軸夾角為30°的速度射入第四象限，經(jīng)過t=10-5s時(shí)速度恰好平行X軸，方向與X軸同向。粒子運(yùn)動(dòng)過程中僅受電場(chǎng)或磁場(chǎng)作用。

（1）求P4點(diǎn)的電勢(shì)；（2）求帶電粒子的性質(zhì)及比荷；（3）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度d至少多大時(shí)，該粒子才能返回電場(chǎng)？粒子從什么坐標(biāo)位置返回電場(chǎng)？參考答案：（1）據(jù)題意P1P2平行P3P4，且這四點(diǎn)不在同一等勢(shì)面上，設(shè)P1P2與電場(chǎng)方向的夾角為θ，這兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為（φ1－φ2），則

同理

故：

解得

φ4=－3000V（注：其他解法也可以。如先求出電場(chǎng)強(qiáng)度，再計(jì)算φ4）（2）據(jù)題意，P1P2與Y軸交點(diǎn)M（）電勢(shì)為0，點(diǎn)N（）的電勢(shì)也為0，即直線MN為等勢(shì)線，設(shè)MN與Y軸夾角為α，則

α=30°因電場(chǎng)的方向垂直MN，所以電場(chǎng)方向與X軸夾角也30°，且指向第三象限。在t內(nèi)粒子在-Y方向上做勻減速運(yùn)動(dòng)

解得

，且?guī)ж?fù)電（3）在t內(nèi)粒子在+X方向上做勻加速運(yùn)動(dòng)

解得

x=12.5m即粒子速度與X軸平行時(shí)恰好進(jìn)入磁場(chǎng)

解得

d至少應(yīng)為：

因進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)

即進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)粒子的坐標(biāo)為

（）

故再次進(jìn)入電場(chǎng)的坐標(biāo)是

（）或（）17.（計(jì)算）如圖，在水平地面上固定一傾角為θ的光滑斜面，一勁度系數(shù)為k的絕緣輕質(zhì)彈簧的一端固定在斜面底端，另一端連接著一質(zhì)量為m的物體B，處于靜止?fàn)顟B(tài)．一質(zhì)量也為m的滑塊A從距離物體B為s0距離處由靜止釋放，然后與滑塊B發(fā)生碰撞并結(jié)合在一起，若A、B均可看做質(zhì)點(diǎn)，彈簧始終處在彈性限度內(nèi)，重力加速度大小為g．求：（1）滑塊從靜止釋放到與物體B接觸瞬間所經(jīng)歷的時(shí)間；（2）A、B發(fā)生碰撞后瞬間的速度；（3）從A、B發(fā)生碰撞后到沿斜面向下運(yùn)動(dòng)達(dá)到最大速度時(shí)，重力所做的功WG．參考答案：（1）滑塊從靜止釋放到與物體B接觸瞬間所經(jīng)歷的時(shí)間；（2）A、B發(fā)生碰撞后瞬間的速度；（3）從A、B發(fā)生碰撞后到沿斜面向下運(yùn)動(dòng)達(dá)到最大速度時(shí)，重力所做的功．考點(diǎn)：牛頓第二定律；勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系解：（1）滑塊從靜止釋放到與彈簧剛接觸的過程中作初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度大小為a，則有mgsinθ=ma（2）A與B碰撞前的速度A與B碰撞瞬間動(dòng)量守恒mv1=2mv2（3）最初時(shí)彈簧壓縮量為x0，由受力平衡可得mgsinθ=kx0①A、B速度達(dá)到最大的時(shí)，合力為零，由受力平衡可得2mgsinθ=kx1②根據(jù)WG=mgh=mg（x1﹣x0）sinθ③聯(lián)立①②③解得答：（1）滑塊從靜止釋放到與物體B接觸瞬間所經(jīng)歷的時(shí)間；（2）A、B發(fā)生碰撞后瞬間的速度；（3）