山西省呂梁市汾陽(yáng)育才中學(xué)2021年高三物理期末試題含解析

山西省呂梁市汾陽(yáng)育才中學(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.緊靠在一起的線圈A與B如圖甲所示,當(dāng)給線圈A通以圖乙所示的電流（規(guī)定由a進(jìn)入b流出為電流正方向）時(shí)，則線圈B兩端的電壓變化應(yīng)為下圖中的

參考答案：A解析：當(dāng)在線圈A中通以均勻變化的電流時(shí)，則在線圈B中將產(chǎn)生恒定的電流，故可以排除C、D。由楞次定律可知在0-1s，線圈B中的電流為正向，所以正確圖象為A。2.關(guān)于電場(chǎng)線，下列說(shuō)法中正確的是A．電場(chǎng)線不是客觀存在的B．電場(chǎng)線與電荷運(yùn)動(dòng)的軌跡是一致的C．電場(chǎng)線上某點(diǎn)的切線方向與電荷在該點(diǎn)的受電場(chǎng)力方向共線[來(lái)源:

]D．沿電場(chǎng)線方向，場(chǎng)強(qiáng)一定越來(lái)越大參考答案：C3.如圖所示，絕緣細(xì)線下掛著一帶電小球，它的質(zhì)量為m，整個(gè)裝置處于水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中。小球平衡時(shí)，細(xì)線與豎直方向的夾角為θ，重力加速度為g，則：

A．小球一定是帶正電

B．小球所受的電場(chǎng)力等于mg

C．若剪斷懸線，則小球做曲線運(yùn)動(dòng)

D．若剪斷懸線，則小球做勻加速直線運(yùn)動(dòng)參考答案：AD4.放在水平地面上的一物塊，受到方向不變的水平推力F的作用，F(xiàn)的大小與時(shí)間t的關(guān)系和物塊速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示。取重力加速度g=10m／s2。由此兩圖線可以求得物塊的質(zhì)量m和物塊與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ分別為A．

B．C．

D．參考答案：C由v-t圖象可知，在4～6s內(nèi)物體處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，由平衡條件可知，物體所受到的滑動(dòng)摩擦力f與推力F是一對(duì)平衡力，即f=F，由F-t圖象可知，在4s～6s內(nèi)，推力F=2N，則物體所受到的摩擦力f=F=2N．物體在2-4s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由v-t圖象的斜率得出加速度a===2m/s2，由F-t圖象在2-4s內(nèi)讀出F=3N，由牛頓第二定律得

F-f=ma，代入數(shù)據(jù)解得

m=0.5kg，物塊與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ==0.4。5.(單選)某個(gè)由導(dǎo)電介質(zhì)制成的電阻截面如圖所示。導(dǎo)電介質(zhì)的電阻率為ρ、制成內(nèi)、外半徑分別為a和b的半球殼層形狀(圖中陰影部分)，半徑為a、電阻不計(jì)的球形電極被嵌入導(dǎo)電介質(zhì)的球心為一個(gè)引出電極，在導(dǎo)電介質(zhì)的外層球殼上鍍上一層電阻不計(jì)的金屬膜成為另外一個(gè)電極。設(shè)該電阻的阻值為R。下面給出R的四個(gè)表達(dá)式中只有一個(gè)是合理的，你可能不會(huì)求解R，但是你可以通過(guò)一定的物理分析，對(duì)下列表達(dá)式的合理性做出判斷。根據(jù)你的判斷，R的合理表達(dá)式應(yīng)為（

）A.

R=

B.

R=C.

R=D.

R=參考答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.為了探究力對(duì)物體做功與物體速度變化的關(guān)系，現(xiàn)提供如圖所示的器材，讓小車在橡皮筋的作用下彈出后，沿木板滑行，請(qǐng)思考回答下列問(wèn)題(打點(diǎn)計(jì)時(shí)器交流電頻率為50Hz)：

(1)為了消除摩擦力的影響應(yīng)采取什么措施?

(2)當(dāng)我們分別用同樣的橡皮筋l條、2條、3條……并起來(lái)進(jìn)行第l次、第2次、第3次……實(shí)驗(yàn)時(shí)，每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度應(yīng)都保持一致，我們把第l次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋對(duì)小車做的功記為W．

(3)由于橡皮筋對(duì)小車做功而使小車獲得的速度可以由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)出，如圖所示是其中四次實(shí)驗(yàn)打出的部分紙帶．(4)試根據(jù)第(2)、(3)項(xiàng)中的信息，填寫下表．

次數(shù)

1

2

3

4

橡皮筋對(duì)小車做功

W

小車速度V(m/s)

V2

(m2/s2)

從表中數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：

．參考答案：（1）墊高放置打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一端，使自由釋放的小車做勻速運(yùn)動(dòng)

次數(shù)

1

2

3

4

橡皮筋對(duì)小車做功

W

2W

3W

4W

小車速度V(m/s)

1.00

1.42

1.73

2.00

V2

(m2/s2)

1.00

2.02

2.99

4.00（2）

(3)在誤差準(zhǔn)許的范圍內(nèi)，做功與速度的平方成正比7.平拋運(yùn)動(dòng)可看成是水平方向的

運(yùn)動(dòng)和豎直方向的

運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)參考答案：勻速直線運(yùn)動(dòng)，自由落體運(yùn)動(dòng)8.質(zhì)量分別為60kg和70kg的甲、乙兩人，分別同時(shí)從原來(lái)靜止于光滑水平面上的小車兩端，以3m/s的水平初速度沿相反方向跳到地面上。若小車的質(zhì)量為20kg，則當(dāng)兩人跳離小車后，小車的運(yùn)動(dòng)速度為_____________m/s，方向與（選填“甲、乙”）_____________相反。參考答案：1.5m/s，乙

9.如圖，高為0.3m的水平通道內(nèi)，有一個(gè)與之等高的質(zhì)量為M＝2.4kg表面光滑的立方體，長(zhǎng)為L(zhǎng)＝0.2m的輕桿下端用鉸鏈連接于O點(diǎn)，O點(diǎn)固定在水平地面上豎直擋板的底部（擋板的寬度可忽略），輕桿的上端連著質(zhì)量為m＝0.6kg的小球，小球靠在立方體左側(cè)。為了輕桿與水平地面夾角α＝37°時(shí)立方體平衡，作用在立方體上的水平推力F1應(yīng)為

N，若立方體在F2＝9N的水平推力作用下從上述位置由靜止開始向左運(yùn)動(dòng)，至剛要與擋板相碰的過(guò)程中，立方體對(duì)小球做功為

J。參考答案：8,0.67210.兩顆人造地球衛(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___。11.某同學(xué)的質(zhì)量為60kg，在一次野營(yíng)中，他從岸上以2m/s的速度，跳到一條以0.5m/s的速度正對(duì)著他飄來(lái)的小船上，跳上船后他又走了幾步，最終停在船上。已知小船的質(zhì)量為140kg，則人與小船共同運(yùn)動(dòng)的速度大小為_______m/s，運(yùn)動(dòng)方向?yàn)開_______。（填“向左”或“向右”）參考答案：0.25；向右12.（4分）在靜電場(chǎng)中有a．b．c三點(diǎn)，有一個(gè)電荷q1=3×10-8C，自a移到b，電場(chǎng)力做功3×10-6J．另有一個(gè)電荷q2=-1×10-8C，自a移到c，電場(chǎng)力做功3×10-６J，則a．b．c三點(diǎn)的電勢(shì)由高到低的順序是

,b．c兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Ubc為

V。參考答案：

cab

-400v13.小球由斜槽滾下，從桌邊緣水平拋出，當(dāng)它恰好離開桌邊緣時(shí)，小球也同時(shí)下落，閃光頻率為的閃光器拍攝的照片中球有四個(gè)像，像間距離已在圖中標(biāo)出，兩球恰在位置相碰。則球從離開桌面到和球碰撞時(shí)經(jīng)過(guò)的時(shí)間為__

，球離開桌面的速度為__

。（g取10m/s2）參考答案：

0.3

1三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.某同學(xué)用實(shí)驗(yàn)的方法探究影響單擺周期的因素．①他組裝單擺時(shí)，在擺線上端的懸點(diǎn)處，用一塊開有狹縫的橡皮夾牢擺線，再用鐵架臺(tái)的鐵夾將橡皮夾緊，如圖1所示．這樣做的目的是A（填選項(xiàng)前字母）．A．保證擺動(dòng)過(guò)程中擺長(zhǎng)不變，在改變擺長(zhǎng)時(shí)方便調(diào)節(jié)擺長(zhǎng)B．可使周期測(cè)量得更加準(zhǔn)確C．保證擺球在同一豎直平面內(nèi)擺動(dòng)②他用游標(biāo)卡尺測(cè)量擺球直徑，結(jié)果如圖2所示，則該擺球的直徑為12.0mm．③如果他測(cè)得的g值偏小，可能的原因是A．（填選項(xiàng)前字母）A．?dāng)[線上端未牢固地系于懸點(diǎn)，振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng)，使擺線長(zhǎng)度增加了B．測(cè)擺線長(zhǎng)時(shí)擺線拉得過(guò)緊C．開始計(jì)時(shí)，秒表過(guò)遲按下D．實(shí)驗(yàn)中誤將49次全振動(dòng)數(shù)為50次．參考答案：解：①在擺線上端的懸點(diǎn)處，用一塊開有狹縫的橡皮夾牢擺線，再用鐵架臺(tái)的鐵夾將橡皮夾緊，是為了防止動(dòng)過(guò)程中擺長(zhǎng)發(fā)生變化，如果需要改變擺長(zhǎng)來(lái)探究擺長(zhǎng)與周期關(guān)系時(shí)，方便調(diào)節(jié)擺長(zhǎng)，故A正確，BC錯(cuò)誤．故選：A．②游標(biāo)尺的讀數(shù)規(guī)則為：固定刻度（主尺）+可動(dòng)刻度（游尺），游標(biāo)卡尺讀數(shù)時(shí)首先以游標(biāo)零刻度線為準(zhǔn)在尺身上讀取毫米整數(shù)，即12mm，然后看游標(biāo)上第0條刻度線與尺身的刻度線對(duì)齊，即0.0mm，所以游標(biāo)卡尺示數(shù)為d=12.0mm；③據(jù)單擺的周期T=2π，得g=，當(dāng)g值偏小，可能L偏小或T偏大；A、擺線上端未牢固地系于懸點(diǎn)，振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng)，使擺線長(zhǎng)度增加了則實(shí)驗(yàn)中周期的測(cè)量值偏大，所以g的測(cè)量值偏小，故A正確；B、擺線拉得過(guò)緊，則L的測(cè)量值偏大，g的測(cè)量值偏大．故B錯(cuò)誤；CD、秒表過(guò)遲按下，使測(cè)得周期偏小；實(shí)驗(yàn)中將49次全振動(dòng)誤記為50次，則周期的測(cè)量值偏小，g的測(cè)量值偏大，故CD錯(cuò)誤．故答案為：①A；

②12.0；

③A．15.在測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)室提供了合適的的實(shí)驗(yàn)器材。(1)甲同學(xué)按電路圖a進(jìn)行測(cè)量實(shí)驗(yàn)，其中R2為保護(hù)電阻，則①請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線在圖b中完成電路的連接______；②根據(jù)電壓表的讀數(shù)U和電流表的讀數(shù)I，畫出U-I圖線如圖c所示，可得電源的電動(dòng)勢(shì)E=___________V，內(nèi)電阻r=___________Ω(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。(2)乙同學(xué)誤將測(cè)量電路連接成如圖d所示，其他操作正確，根據(jù)電壓表的讀數(shù)U和電流表的讀數(shù)I，畫出U-I圖線如圖e所示，可得電源的電動(dòng)勢(shì)E=___________V，內(nèi)電阻r=___________Ω(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。參考答案：

(1).（1）①

(2).②2.8

(3).0.60

(4).（2）3.0

(5).0.50【詳解】解：(1)①根據(jù)原理圖可得出對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖，如圖所示；②根據(jù)閉合電路歐姆定律可得：，則由數(shù)學(xué)規(guī)律可知電動(dòng)勢(shì)，內(nèi)電阻；(2)由乙同學(xué)的電路接法可知左右兩部分并聯(lián)后與串聯(lián)，則可知在滑片移動(dòng)過(guò)程中，滑動(dòng)變阻器接入電阻先增大后減小，則路端電壓先增大后減小，所以出現(xiàn)圖e所示的圖象，則由圖象可知當(dāng)電壓為2.5V時(shí)，電流為0.5A，此時(shí)兩部分電阻相等，則總電流為；而當(dāng)電壓為2.4V時(shí)，電流分別對(duì)應(yīng)0.33A和0.87A，則說(shuō)明當(dāng)電壓為2.4V時(shí)，干路電流為；則根據(jù)閉合電路歐姆定律可得，，解得電源的電動(dòng)勢(shì)，內(nèi)電阻；四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.在真空中用用波長(zhǎng)為λ1的光子去轟擊原來(lái)靜止的電子，電子被射出后，光子反向運(yùn)動(dòng)，返回時(shí)光子波長(zhǎng)為λ2，普朗克恒量為h，試比較λ1和λ2大小，并求電子物質(zhì)波的波長(zhǎng)λ．參考答案：碰撞前光子能量為，碰撞后光子的能量為，在碰撞中電子獲得了能量，所以光子能量變小，從而λ1<λ2

（2分）由動(dòng)量守恒定律得

（2分）解得

（1分）17.(17分)如圖甲所示,一個(gè)足夠長(zhǎng)的U形金屬管導(dǎo)軌NMPQ固定在水平面內(nèi),MN、PQ兩導(dǎo)軌間的寬度為L(zhǎng)=0.50m.一根質(zhì)量為m=0.50kg的均勻金屬棒ab橫跨在導(dǎo)軌上且接觸良好,abMP恰好圍成一個(gè)正方形.該軌道平面處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可以調(diào)節(jié)、豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.ab棒與導(dǎo)軌間的最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力均為Fm=1.0N,ab棒的電阻為R=0.10Ω,其他各部分電阻均不計(jì).開始時(shí),磁感應(yīng)強(qiáng)度B0=0.50T.(1)若從某時(shí)刻(t=0)開始，調(diào)節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小,使其以=0.20T/s的變化率均勻增加，求經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間ab棒開始滑動(dòng).此時(shí)通過(guò)ab棒的電流大小和方向如何?(2)若保持磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的大小不變,從t=0時(shí)刻開始,給ab棒施加一個(gè)水平向右的拉力,使它以a=4.0m/s2的加速度勻加速運(yùn)動(dòng)，推導(dǎo)出此拉力FT的大小隨時(shí)間t變化的函數(shù)表達(dá)式，并在圖乙所示的坐標(biāo)圖上作出拉力FT隨時(shí)間t變化的FT-t圖線.參考答案：解析：(1)以ab桿為研究對(duì)象，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大時(shí)，閉合電路中有恒定的電流I.以ab桿為研究對(duì)象，它受到的安培力逐漸增大，靜摩擦力也隨之增大。當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增大到ab所受安培力F與最大靜摩擦力Fm相等時(shí)開始滑動(dòng)。因F=BIl，B=B0+t=(0.5+0.2t)T，I=，E==l2，F(xiàn)=Fm。

由以上各式求出，經(jīng)時(shí)間t=17.5s后ab棒開始滑動(dòng)，此時(shí)通過(guò)ab棒的電流大小為I=0.5A，由楞次定律可判斷出，電流方向?yàn)閺腷到a。

(2)當(dāng)ab勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有：FT-Fm-F=ma.，因F=B0Il，I=B0lv/R，v=at。

聯(lián)立上述各式，并代入數(shù)據(jù)，可解得：FT=Fm+ma+B02l2at/R=(3+2.5t)N。

由此可畫出FT-t關(guān)系圖象如圖所示。18.(13分)絕緣材料制成的圓柱形細(xì)管質(zhì)量為m、帶電荷量為+q，管長(zhǎng)為h，管底水平，由于空間有豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，它剛好能豎直靜止。現(xiàn)從其管口無(wú)初速釋放一個(gè)絕緣的、不帶電的、質(zhì)量也為m的彈性小球(直徑小于管的內(nèi)徑，可以視為質(zhì)點(diǎn))，不計(jì)空氣對(duì)小球和細(xì)管的作用力，在小球和細(xì)管的運(yùn)動(dòng)或碰撞過(guò)程中，不會(huì)改變各自的帶電情況，問(wèn)：

(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E是多大？

(2)小球第一次與管底碰撞前的瞬時(shí)速度是多大？(3)小球與管底的碰撞為彈性碰撞且碰撞時(shí)間可忽略，小球第二次與管底碰撞瞬間的速度是多大？參考答案：解析：（1）對(duì)細(xì)管：得

…………………（2分）

(2)對(duì)小球：由得………………（2分）

(3)小球與管底發(fā)生彈性碰撞，設(shè)碰后小球和細(xì)管速度分別為v1,v2由彈性碰撞規(guī)律有：

………………………(2分)

……………（2分）