福建省南平市濠村中學(xué)2021年高三物理期末試題含解析

/福建省南平市濠村中學(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.下列說法不符合物理學(xué)史實(shí)的是()A.庫侖通過扭秤實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了庫侖定律B.奧斯特最早發(fā)現(xiàn)電流周圍存在磁場C.在研究電磁現(xiàn)象時(shí)，安培引入了“場”的概念D.伽利略通過理想實(shí)驗(yàn)，說明物體的運(yùn)動不需要力來維持參考答案：C2.如圖所示，長方體玻璃水槽中盛有NaCl的水溶液，在水槽左、右側(cè)壁內(nèi)側(cè)各裝一導(dǎo)體片，使溶液中通入沿x軸正向的電流I，沿y軸正向加恒定的勻強(qiáng)磁場B.圖中a、b是垂直于z軸方向上水槽的前后兩內(nèi)側(cè)面，則：

A．a(chǎn)處電勢高于b處電勢

B．a(chǎn)處離子濃度大于b處離子濃度

C．溶液的上表面電勢高于下表面的電勢

D．溶液的上表面處的離子濃度大于下表面處的離子濃度參考答案：B3.（多選題）一宇航員到達(dá)半徑為R、密度均勻的某星球表面，做如下實(shí)驗(yàn)：用不可伸長的輕繩拴一質(zhì)量為m的小球，上端固定在O點(diǎn)，如圖甲所示，在最低點(diǎn)給小球某一初速度，使其繞O點(diǎn)的豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動，測得繩的拉力F大小隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示．F1=7F2，設(shè)R、m、引力常量G以及F1為已知量，忽略各種阻力．以下說法正確的是（）A．該星球表面的重力加速度為B．衛(wèi)星繞該星球的第一宇宙速度為C．星球的質(zhì)量為D．小球在最高點(diǎn)的速度為零參考答案：AC【考點(diǎn)】萬有引力定律及其應(yīng)用．【分析】（1）對砝碼受力分析，在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)時(shí)，由向心力的公式和整個(gè)過程的機(jī)械能守恒可以求得重力加速度的大??；（2）根據(jù)萬有引力提供向心力可以求得星球的第一宇宙速度．（3）求得星球表面的重力加速度的大小，再由在星球表面時(shí)，萬有引力和重力近似相等，可以求得星球的質(zhì)量；（4）對小球在最高點(diǎn)運(yùn)用牛頓第二定律分析求解問題．【解答】解：A、設(shè)砝碼在最低點(diǎn)時(shí)細(xì)線的拉力為F1，速度為v1，則

F1﹣mg=m①設(shè)砝碼在最高點(diǎn)細(xì)線的拉力為F2，速度為v2，則

F2+mg=m②由機(jī)械能守恒定律得mg2r+mV22=mV12③由①、②、③解得

g=④F1=7F2，所以該星球表面的重力加速度為．故A正確．B、根據(jù)萬有引力提供向心力得：=衛(wèi)星繞該星球的第一宇宙速度為v=，故B錯(cuò)誤．C、在星球表面，萬有引力近似等于重力G=m′g

⑤由④、⑤解得

M=，故C正確．D、小球在最高點(diǎn)受重力和繩子拉力，根據(jù)牛頓運(yùn)動定律得：

F2+mg=m≥mg所以小球在最高點(diǎn)的最小速v2≥．故D錯(cuò)誤．故選：AC．4.有以下幾個(gè)實(shí)驗(yàn)：A．研究平拋物體的運(yùn)動

B．研究勻變速直線運(yùn)動C．驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

D．驗(yàn)證動量守恒定律上述實(shí)驗(yàn)中需要打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的實(shí)驗(yàn)是：

；需要天平的實(shí)驗(yàn)是：

。參考答案：BC5.如圖所示，豎直放置的螺線管與導(dǎo)線abcd構(gòu)成回路，導(dǎo)線所圍區(qū)域內(nèi)有一垂直紙面的向里變化的均勻磁場，螺線管下方水平桌面上有一導(dǎo)線圓環(huán)。導(dǎo)線abcd所圍區(qū)域內(nèi)的磁場按右圖所示的哪一方式隨時(shí)間變化時(shí)，導(dǎo)線圓環(huán)對地面的壓力小于其重力？(

)Ks5u參考答案：A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，有一個(gè)勻強(qiáng)電場，方向平行于紙面。電場中有A、B、C、D四點(diǎn)，已知AD=DB=BC=d，且ABBC。有一個(gè)電量為q的正電荷從A點(diǎn)移動到B點(diǎn)電場力做功為2W，從B點(diǎn)移動到C點(diǎn)克服電場力做功為W。則電場中D點(diǎn)的電勢

（填“大于”“小于”或“等于”）C點(diǎn)的電勢；該電場的電場強(qiáng)度為

。參考答案：等于；7.在研究“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)中，所需的實(shí)驗(yàn)器材如圖所示．現(xiàn)已用導(dǎo)線連接了部分實(shí)驗(yàn)電路．（1）請把電路補(bǔ)充完整；（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，將線圈A插入線圈B中，合上開關(guān)瞬間，觀察到檢流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這個(gè)現(xiàn)象揭示的規(guī)律是______________________；（3）（多選）某同學(xué)設(shè)想使線圈B中獲得與線圈A中相反方向的電流，可行的實(shí)驗(yàn)操作是（

）A．抽出線圈A

B．插入軟鐵棒C．使變阻器滑片P左移

D．?dāng)嚅_開關(guān)

參考答案：（1）（2）閉合電路中磁通量發(fā)生變化時(shí)，閉合電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流。（3）B、C

8.如圖所示，是一列橫波在某一時(shí)刻的波形圖象。已知這列波的頻率為5Hz，此時(shí)的質(zhì)點(diǎn)正向軸正方向振動，可以推知：這列波正在沿軸___▲__(填“正”或“負(fù)”)方向傳播，波速大小為___▲__m/s.參考答案：負(fù)

10；9.如圖所示，一半徑為R的絕緣圓形軌道豎直放置，圓軌道最低點(diǎn)與一條水平軌道相連，軌道均光滑；軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)為E．從水平軌道上A點(diǎn)由靜止釋放一質(zhì)量為m的帶正電小球，已知小球受電場力的大小等于小球重力大小的3/4倍．為使小球剛好在圓軌道內(nèi)做圓周運(yùn)動，小球在軌道內(nèi)的最小速率是；釋放點(diǎn)距圓軌道最低點(diǎn)B的距離是．參考答案：考點(diǎn)：帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動；向心力．分析：1、帶電小球受到重力和電場力作用，重力和電場力都是恒力，故重力和電場力的合力也是恒力，所以在軌道上上升的運(yùn)動過程中，動能減小，因?yàn)樾∏騽偤迷趫A軌道內(nèi)做圓周運(yùn)動，故合力恰好提供向心力時(shí)是小球做圓周運(yùn)動的臨界狀態(tài)，此時(shí)小球的速度最小，此時(shí)的“最高點(diǎn)”是等效最高點(diǎn)，不是相對于AB軌道的最高點(diǎn)．2、A到B的過程運(yùn)用動能定理，此過程只有電場力作用Eqs=m，化簡可得A到B的距離s．解答：解：帶電小球運(yùn)動到圖中最高點(diǎn)時(shí)，重力、電場力的合力提供向心力時(shí)，速度最小，因?yàn)镋q=根據(jù)勾股定理合力為：=因?yàn)樾∏騽偤迷趫A軌道內(nèi)做圓周運(yùn)動，故最高點(diǎn)合力提供向心力，即解得：（3）從B點(diǎn)到最高點(diǎn)，由動能定理得：﹣mgR（1+cosθ）﹣EqRsinθ=

從A到B，由動能定理得：Eqs=

代入數(shù)據(jù)解得：s=R

故答案為：，點(diǎn)評：題要注意速度最小的位置的最高點(diǎn)不是相對于地面的最高點(diǎn)，而是合力指向圓心，恰好提供向心力的位置，這是解題的關(guān)鍵．10.平行光a垂直射向一半徑為R的玻璃半球的平面，其截面如圖所示，發(fā)現(xiàn)只有P、Q之間所對圓心角為60°的球面上有光射出，則玻璃球?qū)光的折射率為

▲

，若僅將a平行光換成b平行光，測得有光射出的范圍增大，設(shè)a、b兩種色光在玻璃球中的速度分別為va和vb，則va

▲

vb（選填“>”、“<”或“=”）．參考答案：11.某次光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，測得某金屬的入射光的頻率n和反向遏制電壓Uc的值如下表所示。（已知電子的電量為e=1.6×10-19C）

根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，作出了Uc-n圖像，如圖所示，則根據(jù)圖像求出：

①這種金屬的截止頻率為

Hz；（保留三位有效數(shù)字）

②普朗克常量

Js。（保留兩位有效數(shù)字）參考答案：

①由圖像讀得：；②由圖線斜率，解得：12.如圖所示，為在“探究動能定理”的實(shí)驗(yàn)中小車在運(yùn)動過程中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的一系列的點(diǎn)，打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s，小車在A、B之間可描述為________運(yùn)動，C、D之間可描述為________運(yùn)動．小車離開橡皮筋后的速度為________m/s.參考答案：：加速度逐漸減小的加速直線勻速直線0.3613.（單選）遠(yuǎn)古時(shí)代，取火是一件困難的事，火一般產(chǎn)生于雷擊或磷的自燃．隨著人類文明的進(jìn)步，出現(xiàn)了“鉆木取火”等方法．“鉆木取火”是通過__________方式改變物體的內(nèi)能，把__________轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能．參考答案：三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.如圖，一豎直放置的氣缸上端開口，氣缸壁內(nèi)有卡口a和b，a、b間距為h，a距缸底的高度為H；活塞只能在a、b間移動，其下方密封有一定質(zhì)量的理想氣體。已知活塞質(zhì)量為m，面積為S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均絕熱，不計(jì)他們之間的摩擦。開始時(shí)活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)，上、下方氣體壓強(qiáng)均為p0，溫度均為T0?，F(xiàn)用電熱絲緩慢加熱氣缸中的氣體，直至活塞剛好到達(dá)b處。求此時(shí)氣缸內(nèi)氣體的溫度以及在此過程中氣體對外所做的功。重力加速度大小為g。參考答案：試題分析：由于活塞處于平衡狀態(tài)所以可以利用活塞處于平衡狀態(tài)，求封閉氣體的壓強(qiáng)，然后找到不同狀態(tài)下氣體參量，計(jì)算溫度或者體積。開始時(shí)活塞位于a處，加熱后，汽缸中的氣體先經(jīng)歷等容過程，直至活塞開始運(yùn)動。設(shè)此時(shí)汽缸中氣體的溫度為T1，壓強(qiáng)為p1，根據(jù)查理定律有①根據(jù)力的平衡條件有②聯(lián)立①②式可得③此后，汽缸中的氣體經(jīng)歷等壓過程，直至活塞剛好到達(dá)b處，設(shè)此時(shí)汽缸中氣體的溫度為T2；活塞位于a處和b處時(shí)氣體的體積分別為V1和V2。根據(jù)蓋—呂薩克定律有④式中V1=SH⑤V2=S（H+h）⑥聯(lián)立③④⑤⑥式解得⑦從開始加熱到活塞到達(dá)b處的過程中，汽缸中的氣體對外做的功為⑧故本題答案是：點(diǎn)睛：本題的關(guān)鍵是找到不同狀態(tài)下的氣體參量，再利用氣態(tài)方程求解即可。15.（簡答）如圖12所示，一個(gè)截面為直角三角形的劈形物塊固定在水平地面上.斜面,高h(yuǎn)=4m，a=37°,一小球以Vo=9m/s的初速度由C點(diǎn)沖上斜面.由A點(diǎn)飛出落在AB面上.不計(jì)一切阻力.(Sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)求.(l)小球到達(dá)A點(diǎn)的速度大??；(2)小球由A點(diǎn)飛出至第一次落到AB面所用時(shí)間；(3)小球第一次落到AB面時(shí)速度與AB面的夾角的正切值參考答案：(1)1(2)0.25s（3）6.29N機(jī)械能守恒定律．解析：(1)從C到A對小球運(yùn)用動能定理]，解得v0=1m/s(2)將小球由A點(diǎn)飛出至落到AB面的運(yùn)動分解為沿斜面（x軸）和垂直于斜面（y軸）兩個(gè)方向;則落回斜面的時(shí)間等于垂直于斜面方向的時(shí)間所以（3）小球落回斜面時(shí)沿斜面方向速度垂直斜面方向速度vy=1m/s，所以（1）由機(jī)械能守恒定律可以求出小球到達(dá)A點(diǎn)的速度．

（2）小球離開A后在豎直方向上先做勻減速直線運(yùn)動，后做自由落體運(yùn)動，小球在水平方向做勻速直線運(yùn)動，應(yīng)用運(yùn)動學(xué)公式求出小球的運(yùn)動時(shí)間．

（3）先求出小球落在AB上時(shí)速度方向與水平方向間的夾角，然后再求出速度與AB面的夾角θ的正切值．四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.光纖通信是一種現(xiàn)代化的通訊工具，為了研究問題的方便，我們將光導(dǎo)纖維簡化為一根長直的玻璃管，如圖所示為玻璃管沿軸線的橫截面，若光從左端以與端面成300入射，玻璃管長為L，折射率為n=，已知光在真空中的傳播速度為c．（a）通過計(jì)算分析光能否從玻璃管的側(cè)面射出；（b）求出光通過玻璃管所需的時(shí)間． 參考答案：（a）光線射入左端時(shí)，n=，即γ=300

2分

側(cè)面上的入射角θ=600

………1分sinC=，臨界角C=arcsin<600…………1分所以光線在側(cè)面上發(fā)生全反射不射出………1分（b）n=

……2分

t==…………2分17.如圖甲所示的控制電子運(yùn)動裝置由偏轉(zhuǎn)電場、偏轉(zhuǎn)磁場組成。偏轉(zhuǎn)電場處在加有電壓U、相距為d的兩塊水平平行放置的導(dǎo)體板之間，勻強(qiáng)磁場水平寬度一定，豎直長度足夠大，其緊靠偏轉(zhuǎn)電場的右邊。大量電子以相同初速度連續(xù)不斷地沿兩板正中間虛線的方向向右射入導(dǎo)體板之間。當(dāng)兩板間沒有加電壓時(shí)，這些電子通過兩板之間的時(shí)間為2t0；當(dāng)兩板間加上圖乙所示的電壓U時(shí)，所有電子均能通過電場、穿過磁場，最后打在豎直放置的熒光屏上。已知電子的質(zhì)量為m、電荷量為e，不計(jì)電子的重力及電子間的相互作用，電壓U的最大值為U0，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向水平且垂直紙面向里。（1）如果電子在t=t0時(shí)刻進(jìn)入兩板間，求它離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)豎直分位移的大小。（3）證明：在滿足（2）問磁場寬度l的條件下，所有電子自進(jìn)入板間到最終打在熒光屏上的總時(shí)間相同。參考答案：（1）電子在t=t0時(shí)刻進(jìn)入兩板間，先做勻速運(yùn)動，后做類平拋運(yùn)動，在2t0～3t0時(shí)間內(nèi)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，

a=eE/m=，它離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)豎直分位移的大小y=at02=。

（2）設(shè)電子從電場中射出的偏向角為θ，速度為v，則電子從電場中射出沿電場方向的分速度vy=at0=t0，sinθ==。

電子通過勻強(qiáng)磁場并能垂直打在熒光屏上，其圓周運(yùn)動的半徑為R，根據(jù)牛頓第二定律有evB=m，由幾何關(guān)系得sinθ=l/R，

聯(lián)立解得水平寬度l=。

（3）證明：無論何時(shí)進(jìn)入兩板間的電子，在兩板間運(yùn)動的時(shí)間均為t1=2