湖南省益陽市白石塘中學2021年高三物理期末試題含解析

湖南省益陽市白石塘中學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.某同學在物理學習中記錄了一些與地球、月球有關的數(shù)據(jù)資料如下：地球半徑R=6400km，月球半徑r=1740km，地球表面重力加速度g0=9.80m/s2，月球表面重力加速度g′=1.56m/s2，月球繞地球轉(zhuǎn)動的線速度v=1km/s，月球繞地球轉(zhuǎn)動一周時間為T=27.3天，光速c=2.998×105km/s，1969年8月1日第一次用激光器向位于天頂?shù)脑虑虮砻姘l(fā)射出激光光束，經(jīng)過約t=2.565s接收到從月球表面反射回來的激光信號，利用上述數(shù)據(jù)可算出地球表面與月球表面之間的距離s，則下列方法正確的是A．利用地球表面的重力加速度，地球半徑及月球運動的線速度關系來算B．利用激光束的反射來算C．利用月球運動的線速度、周期關系來算D．利用月球表面的重力加速度，地球半徑及月球運動周期關系來算參考答案：BC忽略地球自轉(zhuǎn)的影響，則①，月球繞地球轉(zhuǎn)動，萬有引力提供向心力，

②，①②聯(lián)立得

g0=，故A錯誤．從地球發(fā)射激光到接受到所用時間為t，則單趟時間為，所以s=c，故B正確．月球繞地球做圓周運動的半徑為兩球心距離，線速度與周期的關系T=，故C正確．在月球表面

′

③

月球繞地球轉(zhuǎn)動，萬有引力提供向心力，

④，③④聯(lián)立得g′=，故D錯誤．2.空間某一靜電場的電勢φ在x軸上分布如圖所示，A、B、C、D是x軸上的四點，電場強度在x方向上的分量大小分別是、、、，則A．>

B．>C．A、D兩點在x方向上的場強方向相同D．同一負點電荷在A點時的電勢能大于在B點時的電勢能參考答案：A3.做圓周運動的兩個物體M和N，它們所受的向心力F與軌道半徑R之間的關系如圖所示，其中圖線N為雙曲線的一個分支．則由圖象可知

A．物體M和N的線速度均保持不變

B．在兩圖線的交點，M和N的動能相同C．在兩圖線的交點，M和N的向心加速度大小相同

D．隨著半徑增大，M的線速度增大，N的角速度減小

參考答案：BD由于N為雙曲線的一個分支，說明F與r成反比，由向心力的公式F=可知，N物體運動的線速度不變，由于M的圖象為直線，說明F與r成正比，由向心力的公式F=mrω2可知，M物體運動的角速度不變，AD錯誤；在兩圖線的交點，對應兩物體的軌道半徑和向心力相等，由F=

=

rω2知，M和N的動能相同，由于兩物體的質(zhì)量關系不確定，所以M和N的向心加速度大小關系不確定，B對C錯.4.下列說法中正確的是

▲

A．光電效應現(xiàn)象說明光具有粒子性B．普朗克在研究黑體輻射問題時提出了能量子假說

C．玻爾建立了量子理論，成功解釋了各種原子發(fā)光現(xiàn)象D．運動的宏觀物體也具有波動性，其速度越大物質(zhì)波的波長越大參考答案：AB5.三個相同的金屬小球1、2、3分別置于絕緣支架上，各球之間的距離遠大于小球的直徑．球1的帶電量為q，球2的帶電量為nq，球3不帶電且離球1和球2很遠，此時球1、2之間作用力的大小為F.現(xiàn)使球3先與球2接觸，再與球1接觸，然后將球3移至遠處，此時1、2之間作用力的大小仍為F，方向不變．由此可知()A．n＝3B．n＝4C．n＝5

D．n＝6參考答案：D二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.自行車的設計蘊含了許多物理知識，利用所學知識完成下表自行車的設計目的（從物理知識角度）車架用鋁合金、鈦合金代替鋼架減輕車重車胎變寬

自行車后輪外胎上的花紋

參考答案：減小壓強（提高穩(wěn)定性）；增大摩擦（防止打滑；排水）解析：車胎變寬能夠增大輪胎與地面的接觸面積，提高穩(wěn)定性，減小壓強，有利于行車安全；自行車后輪外胎上的花紋，增大摩擦，防止打滑。7.某學習小組用如圖所示裝置探究“加速度和力的關系”。

該小組已經(jīng)測量了兩個光電門間的距離為L，遮光條的寬度為d，遮光條通過兩個光電門的時間分別為t1、t2，則：

（1）小車的實際加速度可以表示為____________（用題中所給物理量表示）

（2）改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復測量。在某次實驗中根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)可在坐標紙上畫出a－F關系的點跡（如圖所示）。經(jīng)過分析，發(fā)現(xiàn)這些點跡存在一些問題，產(chǎn)生的主要原因可能是（

）A．軌道與水平方向夾角太大B．軌道保持了水平狀態(tài)，沒有平衡摩擦力C．所掛鉤碼的總質(zhì)量太大，造成上部點跡有向下彎曲趨勢D．所用小車的質(zhì)量太大，造成上部點跡有向下彎曲趨勢參考答案：（1）a=

（2）BC解析：（1）遮光條通過兩個光電門時的速度分別為v1=d/t1，v2=d/t2。根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律，v22-v12=2aL，解得小車的實際加速度可以表示為a=。（2）圖線直線部分沒有過原點，產(chǎn)生的主要原因可能是軌道保持了水平狀態(tài)，沒有平衡摩擦力，選項A錯誤B正確；圖線上部彎曲產(chǎn)生的主要原因可能是所掛鉤碼的總質(zhì)量太大，造成上部點跡有向下彎曲趨勢。8.如圖，電路中三個電阻Rl、R2和R3的阻值分別為R、2R和4R。當電鍵S1斷開、S2閉合時，電源輸出功率為P0；當S1閉合、S2斷開時，電源輸出功率也為P0。則電源電動勢為＿＿＿＿；當S1、S2都斷開時，電源的總功率為＿＿＿＿。參考答案：

0.3P0。當電鍵S1斷開、S2閉合時，電路中電流I1=E/(R+r)，P0=I12R=E2R/(R+r)2.。當S1閉合、S2斷開時，電路中電流I2=E/(4R+r)，P0=I224R=E24R/(4R+r)2.。聯(lián)立解得：r=R/2，E=。當S1、S2都斷開時，電路中電流I3=E/(7R+r)=，電源的總功率為P=EI3=0.3P0。.9.如圖所示，同一平面內(nèi)有兩根互相平行的長直導線甲和乙，通有大小均為I且方向相反的電流，a、b兩點與兩導線共面，其連線與導線垂直，a、b到兩導線中點O的連線長度和甲乙間距離均相等．已知直線電流I產(chǎn)生的磁場中磁感應強度的分布規(guī)律是（K為比例系數(shù)，為某點到直導線的距離），現(xiàn)測得O點磁感應強度的大小為，則a點的磁感應強度大小為，乙導線單位長度受到的安培力的大小為N．參考答案：;

10.（4分）生活中常見的固體物質(zhì)分為晶體和非晶體，常見的晶體有：__________________。非晶體有：____________。（每空至少寫出三種物質(zhì)，不足三種的扣１分）參考答案：金屬、食鹽、明礬；瀝青、玻璃、石蠟（每空至少寫三種物質(zhì)，不足三種的扣１分）11.如圖，ABCD是一個正方形的勻強磁場區(qū)域，經(jīng)相等加速電壓加速后的甲、乙兩種帶電粒子分別從A、D射入磁場，均從C點射出，則它們的速率

▲

，它們通過該磁場所用時間

▲

。參考答案：12.一物塊置于光滑的水平面上，受方向相反的水平力F1，F(xiàn)2作用從靜止開始運動，兩力隨位移x變化的規(guī)律如圖，則位移x=

m時物塊的動能最大，最大動能為

J．參考答案：13.如圖所示的波形圖，質(zhì)點C經(jīng)過0.5s時間后恰好運動到圖中點（4，3）位置，則這列波可能的周期是

s，最小波速是

m/s。參考答案：(k=0、1、2…)，0.04

三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.⑴下列哪些實驗中要用到刻度尺測量長度_____________。A．驗證力的平行四邊形定則

B．驗證動量守恒定律實驗C．測金屬絲電阻率

D．描繪電場中等勢線的實驗⑵在“測定金屬的電阻率”的實驗中，對一根均勻電阻絲進行測量。1

實驗中用螺旋測微器測得金屬絲的直徑如圖（甲）所示，其示數(shù)為d=______________mm。②若該電阻絲的電阻Rx的值大約100Ω，現(xiàn)要測量其電阻的阻值，實驗室提供如下器材：電流表A1（量程40mA、內(nèi)阻r1=10Ω）電流表A2（量程100mA、內(nèi)阻r2約為3Ω）電流表A3（量程0.6A、內(nèi)阻r1約為0.2Ω）電壓表V（量程15V、內(nèi)阻約為20kΩ）滑動變阻器R，最大阻值約為10Ω定值電阻R0（阻值為100Ω）電源E（電動勢4V、有內(nèi)阻）

開關、導線若干測量要求：實驗原理中沒有系統(tǒng)誤差，電表讀數(shù)不得小于其量程的1/2，能測多組數(shù)據(jù)。在上述提供的器材中，選出適當器材測出待測電阻阻值。其中選用的電表為：_________________（填字母）。請你在圖（乙）所示的虛線框內(nèi)畫出測量電阻絲電阻Rx的實驗電路原理圖（圖中元件用題干中相應的英文字母標注）用已知量和測量的量表示Rx的表達式：Rx=________________。（其中若用到電表讀數(shù)，分別用I1、I2、I3、U表示A1、A2、A3、V的讀數(shù)）③寫出計算電阻絲電阻率的表達式：ρ=__________________。（用電阻絲直徑d、電阻絲長度l及電阻絲的電阻Rx表示）

參考答案：⑴ABC⑵①0.350；②?A1A2；?供電電路采用分壓式電路，測量電路如圖甲或乙所示；?；③15.如圖所示是研究電源電動勢和電路內(nèi)電壓、外電壓關系的實驗裝置儀器，電池的正負兩極分別為A和B，位于兩個電極內(nèi)側的探針C和D用于測量電池的內(nèi)電壓。（1）在給出的下列儀器路中，用實線作為導線將實驗儀器連成實驗電路；（2）合上開關前，應將滑動變阻器的滑片置于______端（選填“M”或“N”）。（3）只調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑臂，使電流傳感器的示數(shù)變大，則電壓傳感器Ⅰ的示數(shù)將________，電壓傳感器Ⅱ的示數(shù)將________，在實驗誤差范圍內(nèi)，電壓傳感器Ⅰ和電壓傳感器Ⅱ的示數(shù)之和________（選填“變大”、“變小”或“不變”）。參考答案：（1）見右圖。（2）M。（3）變大，變小，不變。四、計算題：本題共3小題，共計47分16.直角坐標系xoy界線OM兩側區(qū)域分別有如圖所示電、磁場（第三象限除外），勻強磁場磁感應強度為B、方向垂直紙面向外，勻強電場場強、方向沿x軸負方向。一不計重力的帶正電的粒子，從坐標原點O以速度為v、沿x軸負方向射入磁場，隨后從界線上的P點垂直電場方向進入電場，并最終飛離電、磁場區(qū)域。已知粒子的電荷量為q，質(zhì)量為m，求：

（1）粒子在磁場中運動的軌跡半徑R及P點的位置坐標；

（2）粒子在磁場中運動的時間；（3）粒子最終飛離電、磁場區(qū)域的位置坐標。參考答案：解：（1）由洛侖茲力提供向心力，有：

（3分）

解得：（3分）

如圖所示，由幾何關系可知，粒子經(jīng)過界線OM的位置P的坐標為（，）（2分）

（2）粒子在磁場中運動的周期

（2分）

粒子在磁場中運動的時間（2分）

（3）粒子從P點射入電場將做類平拋運動，如圖所示，有：

①（1分）

②（1分）

其中：

③（1分）

聯(lián)立①②③式解得（2分）

故粒子最終飛離電、磁場區(qū)域的位置坐標為（1分）17.如圖20所示，一工件置于水平地面上，其AB段為一半徑R＝1.0m的光滑圓弧軌道，BC段為一長度L＝0.5m的粗糙水平軌道，二者相切于B點，整個軌道位于同一豎直平面內(nèi)，P點為圓弧軌道上的一個確定點．一可視為質(zhì)點的物塊，其質(zhì)量m＝0.2kg，與BC間的動摩擦因數(shù)μ1＝0.4。工件質(zhì)量M＝0.8kg，與地面間的動摩擦因數(shù)μ2＝0.1．（取g＝10m/s2）（1）若工件固定,將物塊由P點無初速度釋放,滑到C點時恰好靜止,求P、C兩點間的高度差。（2）若將一水平恒力F作用于工件，使物塊在P點與工件保持相對靜止，一起向左做勻加速直線運動，求F的大小。參考答案：（1）物塊從P點下滑經(jīng)B點至C點的整個過程，根據(jù)動能定理得mgh－μ1mgL＝0① ---------------------ks5u-----------------------2分代入數(shù)據(jù)得h＝0.2m②-------------------------------------------------------------2分（2）設物塊的加速度大小為a，P點與圓心的連線與豎直方向間的夾角為θ，由幾何關系可得③ ---------------------------------------1分根據(jù)牛頓第二定律，對物塊有mgtanθ＝ma④--------------------------------1分對工件和物塊整體有F－μ2（M+m）g＝（M+m）a⑤----------------------2分聯(lián)立②③④⑤式，代入數(shù)據(jù)得F＝8.5N⑥------18.如圖所示，半徑分別為R和r（R>r）的甲乙兩光滑圓軌道安置在同一豎直平面內(nèi)，兩軌道之間由一條光滑水平軌道CD相連，在水平軌道CD上一輕彈簧a、b被兩小球夾住，同時釋放兩小球，a、b球恰好能通過各自的圓軌道的最高點，求：（1）兩小球的質(zhì)量比.（2）若，要求ab都能通過各自的最高點，彈簧釋放