山西省太原市晉源區(qū)金勝鎮(zhèn)中學2021年高三物理期末試題含解析

山西省太原市晉源區(qū)金勝鎮(zhèn)中學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15分．每小題只有一個選項符合題意1.如圖所示，一個質(zhì)量為3.0kg的物體，放在傾角為的斜面上靜止不動，若用豎直向上的力提物體，物體仍靜止，下述結論正確的是A．物體受到的摩擦力減小5.0N

B．物體對斜面的摩擦力減小2.5NC．斜面受到的壓力減小5.0N

D．物體受到的合外力減小5.0N

參考答案：B2.如圖所示，一人站在岸上，利用繩和定滑輪拉船靠岸，在某一時刻繩的速度大小為v，繩AO段與水平面的夾角θ=37°，OB段與水平面的夾角α=30°.取sin37°=0.6，則此時小船的速度大小為（

）

A.v

B. C. D.2v參考答案：B【詳解】船的速度等于沿繩子方向和垂直于繩子方向速度的合速度，

根據(jù)平行四邊形定則，有：v船cosθ=v則：A.v

，與結論不相符，選項A錯誤；B.，與結論相符，選項B正確；C.，與結論不相符，選項C錯誤；D.2v，與結論不相符，選項D錯誤。3.如圖所示，在傾角為d的斜面上，輕質(zhì)彈簧一端與斜面底端固定，另一端與質(zhì)量為M的平板A連接，一個質(zhì)量為m的物體B靠在平板的右側，A、B與斜面的動摩擦因數(shù)均為u開始時用手按住物體B使彈簧處于壓縮狀態(tài)，現(xiàn)放手，A和B—起沿斜面向上運動距離L時，A和B達最大速度v則以下說法正確的是A.A和B達到最大速度V時，彈簧是自然長度B.若運動過程中A和B能夠分離，則A和B恰好分離時，二者加速度大小均為C.從釋放到A和B達到最大速度的過程中，彈簧對A所做的功等于vD.從釋放到A和B達到最大速度v的過程中，B受到的合力對它所做的功等于參考答案：BD4.兩個相同的、質(zhì)量分布均勻的金屬球a和，分別固定于絕緣支座上，設兩球質(zhì)量均為，兩球心間的距離為球半徑R的3倍。若使它們帶上等量異種電荷，所帶電荷量的絕對值均為Q，則a、b兩球之間的萬有引力F引和庫侖力F庫的表達式正確的是A．，

B．，C．，

D．，參考答案：C5.槍以豎直向上射出一顆子彈，子彈在空中豎直運動，設空氣阻力與子彈速度大小成正比，子彈升到最高點之后，又落回射出點，運動的最高點距拋出點為h，此過程中，下列說法正確的是A．子彈出槍口時的加速度最大B．子彈在最高點時的加速度為零C．下落過程中克服空氣阻力做功D．上升過程中合外力做功為參考答案：AD解析：上升過程，重力和阻力均向下，出槍口時速度最大，阻力最大，合外力最大，故加速度最大。在最高點，無阻力，仍受重力，加速度不為零，可得A正確B錯誤；對上升過程，由動能定理可知D正確。由于阻力，落回拋出點的速度小于v0，對下落過程，由動能定理可知C錯誤。二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.某實驗小組在“探究加速度與物體受力的關系”實驗中，設計出如下的實驗方案，其實驗裝置如圖所示。已知小車質(zhì)量M=214.6g，砝碼盤質(zhì)量m0=7.4g，所使用的打點計時器的交流電頻率=50Hz。其實驗步驟是：

A．按圖中所示安裝好實驗裝置

B．調(diào)節(jié)長木板的傾角，輕推小車后，使小車能沿長木板向下做勻速運動

C．取下細繩和砝碼盤，記下砝碼盤中砝碼的質(zhì)量m

D．先接通電源，再放開小車，打出一條紙帶，由紙帶求得小車的加速度a

E．重新掛上細繩和砝碼盤，改變砝碼盤中砝碼質(zhì)量，重復B~D步驟，求得小車在不同合外力F作用下的加速度，回答以下問題：（1）按上述方案做實驗，是否要求砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量？______（填“是”或“否”）。（2）實驗中打出的一條紙帶如圖所示，由該紙帶可求得小車的加速度a=_______m/s2。（3）某同學將有關數(shù)據(jù)填入他所設計的表格中，并根據(jù)表中的數(shù)據(jù)畫出a-F圖像（如圖），造成圖線不過坐標原點最主要的一條原因是________，由該圖線延長線與橫軸的交點可求出的物理量是________，其大小是___________。

參考答案：（1）否

（2）0.77

（3）在計算小車所受的合外力時未計入砝碼盤的重力;砝碼盤重力；

0.077.如圖所示是某種“研究平拋運動”的實驗裝置：（1）當a小球從斜槽末端水平飛出時與b小球離地面的高度均為H，此瞬間電路斷開使電磁鐵釋放b小球，最終兩小球同時落地，改變H大小，重復實驗，a、b仍同時落地，該實驗結果可表明（

）。A.兩小球落地速度的大小相同

B.兩小球在空中運動的時間相等C.a小球在豎直方向的分運動與b小球的運動相同D.a小球在水平方向的分運動是勻加速直線運動（2）利用該實驗裝置研究a小球平拋運動的速度，從斜槽同一位置釋放小球，實驗得到小球運動軌跡中的三個點A、B、C，如圖乙所示，圖中O為拋出點，B點在兩坐標線交點，坐標xB=40cm，yB=20cm，則a小球水平飛出時的初速度大小為v0=_______m/s；平拋小球在B點處的瞬時速度的大小為vB=_____m/s（g=10m/s2）。參考答案：

(1).（1）BC

(2).（2）

(3).(1)當a小球從斜槽末端水平飛出時與b小球離地面的高度均為H，此瞬間電路斷開使電磁鐵釋放b小球，最終兩小球同時落地，知運動時間相等，a球在豎直方向上的分運動與b小球的運動相同，但不能說明a小球水平方向的分運動是勻速直線運動，故選BC。

（2）A點的橫坐標為20cm，縱坐標為5cm，C點的橫坐標為60cm，縱坐標為45cm，根據(jù)得，，則平拋運動的初速度:；B點豎直方向上的分速度，則B點的瞬時速度:。8.一家用電熱水器的銘牌如圖所示．該電熱水器額定電壓的最大值為

V，正常工作1h電熱絲產(chǎn)生的電熱為

J．參考答案：311_

7.2×1069.如圖所示，一玻璃柱體的橫截面為半圓形，細的單色光束從空氣射向柱體的O點（半圓的圓心），產(chǎn)生反射光束1和透射光束2，已知玻璃折射率為，入射角為45°（相應的折射角為24°），現(xiàn)保持入射光不變，將半圓柱繞通過O點垂直于圖面的軸線順時針轉過15°，如圖中虛線所示，則光束2轉過的角度等于_________．

參考答案：答案：9°10.有人設想了一種靜電場：電場的方向都垂直于紙面并指向紙里，電場強度的大小自左向右逐漸增大，如圖所示。這種分布的靜電場是否可能存在？試述理由。

參考答案：這種分布的靜電場不可能存在.因為靜電場是保守場，電荷沿任意閉合路徑一周電場力做的功等于0，但在這種電場中，電荷可以沿某一閉合路徑移動一周而電場力做功不為0．（5分）11.質(zhì)量為m=0.01kg、帶電量為+q=2.0×10﹣4C的小球由空中A點無初速度自由下落，在t=2s末加上豎直向上、范圍足夠大的勻強電場，再經(jīng)過t=2s小球又回到A點．不計空氣阻力，且小球從未落地，則電場強度的大小E為2×103N/C，回到A點時動能為8J．參考答案：考點：電場強度；動能定理的應用．分析：分析小球的運動情況：小球先做自由落體運動，加上勻強電場后小球先向下做勻減速運動，后向上做勻加速運動．由運動學公式求出t秒末速度大小，加上電場后小球運動，看成一種勻減速運動，自由落體運動的位移與這個勻減速運動的位移大小相等、方向相反，根據(jù)牛頓第二定律和運動學公式結合求電場強度，由W=qEd求得電場力做功，即可得到回到A點時動能．解答：解：小球先做自由落體運動，后做勻減速運動，兩個過程的位移大小相等、方向相反．設電場強度大小為E，加電場后小球的加速度大小為a，取豎直向下方向為正方向，則有：gt2=﹣（vt﹣at2）又v=gt解得a=3g由牛頓第二定律得：a=，聯(lián)立解得，E===2×103N/C則小球回到A點時的速度為：v′=v﹣at=﹣2gt=﹣20×10×2m/s=﹣400m/s動能為Ek==0.01×4002J=8J故答案為：2×103，8．點評：本題首先要分析小球的運動過程，采用整體法研究勻減速運動過程，抓住兩個過程之間的聯(lián)系：位移大小相等、方向相反，運用牛頓第二定律、運動學規(guī)律結合進行研究．12.如圖所示，虛線a、b、c代表電場中三個等勢面，相鄰等勢面之間的電勢差相等，即Uab=Ubc，實線為一帶負電的質(zhì)點僅在電場力作用下通過該區(qū)域時的運動軌跡，P、Q是這條軌跡上的兩點，由此可知，P點電勢小于Q點電勢；帶電質(zhì)點在P點具有的電勢能大于在Q點具有的電勢能；帶電質(zhì)點通過P點時的動能小于通過Q點時的動能；帶電質(zhì)點通過P點時的加速度大于通過Q點時的加速度．（均選填：“大于”，“小于”或“等于”）參考答案：考點：電場線；牛頓第二定律．版權所有分析：作出電場線，根據(jù)軌跡彎曲的方向可知，負電荷受力的方向向下，電場線向上．故c的電勢最高；根據(jù)推論，負電荷在電勢高處電勢能小，可知電荷在P點的電勢能大；總能量守恒；由電場線疏密確定出，P點場強小，電場力小，加速度?。獯穑航猓贺撾姾勺銮€運動，電場力指向曲線的內(nèi)側；作出電場線，根據(jù)軌跡彎曲的方向和負電荷可知，電場線向上，故c等勢面電勢最高，則Q點的電勢最高，利用推論：負電荷在電勢高處電勢能小，知道質(zhì)點在P點電勢能大，只有電場力做功，電勢能和動能之和守恒，故帶電質(zhì)點在P點的動能與電勢能之和等于在Q點的動能與電勢能之和，P點電勢能大，動能小，等差等勢面的疏密可以表示電場的強弱，P處的等勢面密，所以P點的電場強度大，粒子受到的電場力大，粒子的加速度大．故答案為：小于、大于、小于、大于點評：根據(jù)電場線與等勢面垂直，作出電場線，得到一些特殊點（電場線與等勢面交點以及已知點）的電場力方向，同時結合能量的觀點分析是解決這類問題常用方法．13.如圖所示，兩條平行金屬導軌ab、cd置于磁感應強度B=0.5T的勻強磁場中，兩導軌間的距離l=0.6m，導軌間連有電阻R。金屬桿MN垂直置于導軌上，且與軌道接觸良好，現(xiàn)使金屬桿MN沿兩條導軌向右勻速運動，產(chǎn)生的感應電動勢為3V。由此可知，金屬桿MN滑動的速度大小為 m/s；通過電阻R的電流方向為

（填“aRc”或“cRa”）。參考答案：三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.

（選修3-3）（4分）估算標準狀態(tài)下理想氣體分子間的距離（寫出必要的解題過程和說明,結果保留兩位有效數(shù)字）參考答案：解析：在標準狀態(tài)下，1mol氣體的體積為V=22.4L=2.24×10-2m3

一個分子平均占有的體積V0=V/NA

分子間的平均距離d=V01/3=3.3×10-9m15.（16分）如圖所示，物塊A和B通過一根輕質(zhì)不可伸長的細繩連接，跨放在質(zhì)量不計的光滑定滑輪兩側，質(zhì)量分別為mA=2kg、mB=1kg。初始時A靜止與水平地面上，B懸于空中。先將B豎直向上再舉高h=1.8m（未觸及滑輪）然后由靜止釋放。一段時間后細繩繃直，A、B以大小相等的速度一起運動，之后B恰好可以和地面接觸。取g=10m/s2。（1）B從釋放到細繩繃直時的運動時間t；（2）A的最大速度v的大?。唬?）初始時B離地面的高度H。參考答案：（1）；（2）；（3）。試題分析：（1）B從釋放到細繩剛繃直前做自由落體運動，有：解得：（2）設細繩繃直前瞬間B速度大小為vB，有細繩繃直瞬間，細繩張力遠大于A、B的重力，A、B相互作用，總動量守恒：繩子繃直瞬間，A、B系統(tǒng)獲得的速度：之后A做勻減速運動，所以細繩繃直瞬間的速度v即為最大速度，A的最大速度為2m/s。四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，在xoy平面上，直線OM與x軸正方向夾角為45o，直線OM左側存在平行y軸的勻強電場，方向沿y軸負方向。直線OM右側存在垂直xoy平面向里的磁感應強度為B的勻強磁場。一帶電量為q，質(zhì)量為m帶正電的粒子（忽略重力）從原點O沿x軸正方向以速度vo射入磁場。此后，粒子穿過磁場與電場的邊界三次，恰好從電場中回到原點O。（粒子通過邊界時，其運動不受邊界的影響）求：(1)粒子第一次在磁場中做圓周運動的半徑；(2)勻強電場的強度；(3)粒子從O點射出至回到O點的時間。參考答案：（3）粒子在磁場中運動的時間：在電場中做直線運動的時間：在電場中做類平拋運動的時間粒子從O點射出至回到O點的時間17.（本題12分）釣魚島是我國固有領土，決不允許別國侵占，近期，為提高警惕保衛(wèi)祖國，我國海軍為此進行了登陸演練．如圖所示，假設一艘戰(zhàn)艦因噸位大吃水太深，只能停錨在離海岸登陸點s＝1km處．登陸隊員需要從較高的軍艦甲板上，利用繩索下滑到登陸快艇上再行登陸接近目標，若繩索兩端固定好后，與豎直方向的夾角θ＝30°，為保證行動最快，隊員甲先無摩擦自由加速滑到某最大速度，再靠摩擦勻減速滑至快艇，速度剛好為零，在隊員甲開始下滑時，隊員乙在甲板上同時開始向快艇以速度v0＝3m/s平拋救生圈，第一個剛落到快艇，接著拋第二個，結果第二個救生圈剛好與甲隊員同時抵達快艇，若人的質(zhì)量為m，重力加速度g＝10m/s2，問：(1)軍艦甲板到快艇的豎直高度H及隊員甲在繩索上運動的時間t0；(2)若加速過程與減速過程中的加速度大小相等，則隊員甲在何處速度最大？最大速度是多大？(3)若快艇額定功率為5kW，載人后連同裝備總質(zhì)量為103kg，從靜止開始以最大功率向登陸點加速靠近，到達岸邊時剛好能達到最大速度10m/s，快艇在水中受到的阻力恒定，求快艇運動的時間t′.參考答案：(1)16.2m3.6s(2)繩索中點處10.39m/s(3)1.1×102s(1)設救生圈做平拋運動的時間為t，有

①

（1分）

②

（1分）設人下滑時間為，由題意知：

③

（1分）聯(lián)立①②③得：