2021-2022学年福建省宁德市寿宁县第四中学高三物理期末试题含解析

1、2021-2022学年福建省宁德市寿宁县第四中学高三物理期末试题含解析一、 选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分每小题只有一个选项符合题意1. 图示为某种小型旋转电枢式发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO以角速度匀速转动，线圈的面积为S、匝数为n、线圈总电阻为r，线圈的两端经两个半圆形的集流环（缺口所在平面与磁场垂直）和电刷与电阻R连接，与电阻R并联的交流电压表为理想电表。在t=0时刻，线圈平面与磁场方向平行（如图所示），则下列说法正确的是 A通过电阻R的是直流电 B发电机产生电动势的最大值Em= nBS C电压表的示数为 D线圈内产生的是

2、交流电参考答案：ABC2. （多选题）一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其PT图象如图所示下列判断正确的是（）A过程ab中气体一定吸热B过程bc中气体既不吸热也不放热C过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热Da，b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小Eb和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同参考答案：ADE【考点】理想气体的状态方程【分析】由图示图象判断气体的状态变化过程，应用气态方程判断气体体积如何变化，然后应用热力学第一定律答题【解答】解：A、由图示可知，ab过程，气体压强与热力学温度成正比，则气体发生等容变化，气体

3、体积不变，外界对气体不做功，气体温度升高，内能增大，由热力学第一定律可知，气体吸收热量，故A正确；B、由图示图象可知，bc过程气体发生等温变化，气体内能不变，压强减小，由玻意耳定律可知，体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律U=Q+W可知，气体吸热，故B错误；C、由图象可知，ca过程气体压强不变，温度降低，由盖吕萨克定律可知，其体积减小，外界对气体做功，W0，气体温度降低，内能减少，U0，由热力学第一定律可知，气体要放出热量，过程ca中外界对气体所做的功小于气体所放热量，故C错误；D、由图象可知，a状态温度最低，分子平均动能最小，故D正确；E、由图象可知，bc过程气体发生等温变化，气体内能不

4、变，压强减小，由玻意耳定律可知，体积增大，b、c状态气体的分子数密度不同，b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同，故E正确；故选：ADE3. 一物体自t0 时开始做直线运动，其速度图线如图所示下列选项正确的是（ ）A在06 s 内，物体离出发点最远为30 m B在04s 内，物体的平均速率为7.5 m/sC在06 s 内，物体经过的路程为35mD在56 s 内，物体所受的合外力做负功参考答案：B4. （单选）如图所示，两块粘连在一起的物块a和b，质量分别为ma和mb，放在水平的光滑桌面上，现同时给它们施加方向如图所示的力Fa和拉力Fb，已知FaFb，则a对b的作用

5、力（）A必为推力B必为拉力C可能为推力，也可能为拉力D不可能为零参考答案：考点：牛顿运动定律的应用-连接体专题：压轴题；牛顿运动定律综合专题分析：对整体受力分析，由牛顿第二定律可求得整体的加速度，再用隔离法分析a的合力，分析合力与两分力的关系可得出ab间的力的性质解答：解：整体水平方向受两推力而做匀加速直线运动，由牛顿第二定律可得：a=；对a由牛顿第二定律可得：Fa+T=maaT=Fa+=；若mbFamaFb，T为负值，b对a为推力；若mbFamaFb，T为正值值，则b对a为拉力；故选：C点评：本题考查整体法与隔离法的应用，一般先用整体法求出整体加速度或表达式，再选取其中一个物体进行分析即可求

6、出；本题的难点在于最后对公式的分析5. 如图86所示，实线是一个电场中的电场线，虚线是一个负检验电荷在这个电场中的轨迹，若电荷是从a处运动到b处，以下判断正确的是 ( )A电荷从a到b加速度减小Bb处电势能大Cb处电势高D电荷在b处速度小参考答案：BD二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6. 如图所示，同一平面内有两根互相平行的长直导线1和2，通有大小相等、方向相反的电流，a、b两点与两导线共面，a点在两导线的中间与两导线的距离均为r，b点在导线2右侧，与导线2的距离也为r。现测得a点磁感应强度的大小为B， 则去掉导线1后，b点的磁感应强度大小为 ，方向 。参考答案：答案：，垂直

7、两导线所在平面向外解析：根据安培定则可知，1、2 两导线在 a 点的磁感应强度大小相等，方向相同，都为。而 2导线在 a、b 两处的磁感应强度等大反向，故去掉导线1 后，b 点的磁感应强度大小为 ，方向垂直两导线所在平面向外。7. 某行星绕太阳的运动可近似看作匀速圆周运动，已知行星运动的轨道半径为R，周期为T，万有引力恒量为G，则该行星的线速度大小为_，太阳的质量可表示为_。参考答案：8. 如图所示，将一定质量的气体密封在烧瓶内，烧瓶通过细玻璃管与注射器和装有水银的U形管连接，最初竖直放置的U形管两臂中的水银柱等高，烧瓶中气体体积为400ml，现用注射器缓慢向烧瓶中注水，稳定后两臂中水银面的高

8、度差为25cm，已知大气压强为75 cmHg柱，不计玻璃管中气体的体积，环境温度不变，求： 共向玻璃管中注入了多大体积的水？ 此过程中气体_（填“吸热”或“放热”），气体的内能 （填“增大”、“减小”或“不变”）参考答案：9. （3分）一定质量的理想气体从状态(p1、V1)开始做等温膨胀，状态变化如图中实线所示。若该部分气体从状态(p1、V1)开始做绝热膨胀至体积V2，则对应的状态变化图线可能是图中虚线（选填图中虚线代号）。 参考答案：d10. （多选题）如图所示，平行板电容器AB两极板水平放置，现将其接在直流电源上，已知A板和电源正极相连当开关接通时一带电油滴悬浮于两板之间的P点，为使油滴能

9、向上运动，则下列措施可行的是（）A将开关断开，将B板下移一段距离B将开关断开，将AB板左右错开一段距离C保持开关闭合，将AB板左右错开一段距离D保持开关闭合，将A板下移一段距离参考答案：BD解：A、开关断开后，电容器所带电量不变，将B板下移一段距离时，根据推论可知，板间场强不变，油滴所受的电场力不变，仍处于静止状态；故A错误B、将开关断开，将AB板左右错开一段距离，电容减小，而电量不变，由C=可知，电压U增大，由E=知，板间场强增大，油滴所受的电场力增大，油滴将向上运动故B正确C、保持开关闭合，将AB板左右错开一段距离时，板间电压不变，场强不变，油滴所受的电场力不变，仍处于静止状态；故C错误D

10、、保持开关闭合，将A板下移一段距离，板间距离减小，根据E=知，板间场强增大，油滴所受的电场力增大，油滴将向上运动故D正确故选BD11. 如图所示，在与匀强磁场垂直的平面内放置一个折成锐角的导线框，。在它上面搁置另一根与垂直的直导线，紧贴、，并以平行于的速度从顶角开始向右匀速滑动。设线框和直导线单位长度的电阻为，磁感强度为，则回路中的感应电流的方向为_（填“顺时针”或“逆时针”），感应电流的大小为_。参考答案：逆时针（1分）；（3分）12. （5分）如图所示，质量为m的物体置于光滑水平面上，一根绳子跨过定滑轮一端固定在物体上，另一端在力F作用下，以恒定速率v0竖直向下运动，物体由静止开始运动到绳

11、与水平方向夹角=45o过程中，绳中拉力对物体做的功为 。参考答案： 答案：mv02 13. 已知某物质摩尔质量为M，密度为，阿伏加德罗常数为NA，则该物质的分子质量为 ，单位体积的分子数为 参考答案：M/NA，NA/M三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14. （10分）听说水果也能做电池，某兴趣小组的同学用一个柠檬做成电池他们猜想水果电池内阻可能较大，从而设计了一个如图所示电路来测定该柠檬电池的电动势和内电阻实验中他们多次改变电阻箱的电阻值，记录下电阻箱的阻值及相应的电流计示数，并算出电流的倒数，将数据填在如下的表格中（1）利用图像法处理数据可以减小实验误差在讨论作图方案时，

12、甲同学认为应作R-I图，而乙同学认为应该作图，你认为哪个同学的想法更科学？_（填“甲”或“乙”）（2）按照（1）中你选择的方案，在给出的坐标纸上作出图象（3）利用你作出的图象，可求出该柠檬电池的电动势为 V，内阻为 。（4）完成实验后，该兴趣小组的同学初步得出了水果作为电池不实用的物理原因是：。参考答案：答案：（1）乙，（2）按照（1）中你选择的方案在给出的坐标纸上作出图象（3）电动势为 0.751.2 V，内阻为 9.01031.1103 （4）电源内阻过大15. （10分）如图所示，质量不同的两个物体A和B，用跨过定滑轮的细绳相连开始时B放在水平桌面上，A离地面有一定的高度，从静止开始释放

13、让它们运动，在运动过程中B始终碰不到滑轮，A着地后不反弹不计滑轮与轴间摩擦及绳子和滑轮的质量，用此装置可测出B物体与水平桌面间的动摩擦因数在本实验中需要用到的测量工具是 ；需要测量的物理量是 ；（写出物理量的名称并用字母表示）动摩擦因数的表达式为= 参考答案： 答案：（1）天平，刻度尺； （4分）A距地面的高度h，B在桌面上滑行的总距离s，A、B的质量mA、mB （3分） （2） （3分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16. 动车组列车是由几节自带动力的车厢（动车）加几节不带动力的车厢（拖车）编成一组，它将动力装置分散安装在多节车厢上。如图所示，某车次动车组由8节车厢连接而成，每节车厢平

14、均质量为m=20t，其中第1节、第3节、第6节、第8节是带动力的，每节动车可以提供P0=750kW的额定功率。设动车组在平直路面上行驶，每节动车在行驶中的输出功率相同，每节车厢受到的阻力恒为重力的0.025倍（g取10m/s2）。求：（1）动车组行驶所能达到的最大速度；（2）当动车组以加速度a=0.5m/s2加速行驶时，第3节动车对第4节拖车的作用力大小；（3）若动车组以额定功率启动，经400s时间加速后以最大速度匀速行驶，则整个加速过程中所通过的路程为多少？参考答案：（1）动车组达最大速度时牵引力F=F阻 （1分） F阻=kmg 根据P=Fv得 （1分） 解得 vm=75m/s （1分）（2

15、）设各动车的牵引力为F牵 ，第3节车对第4节车的作用力大小F以第1、2、3节车为研究对象，由牛顿第二定律得 2F牵k3mgF=3ma （2分）以动车组整体为研究对象，由牛顿第二定律得4F牵k8mg=8ma （2分） 由上述两式得 代入数据解得 F=1.5104N （1分）（说明：考虑动力的对称性，第4、5节车无相互作用力，若以第4节为研究对象，则方程为，即可得4分）（3）根据动能定理 （2分） 代入数据解得 s=18750m （1分）17. 如图所示，足够长的两光滑导轨水平放置，两条导轨相距为d，左端MN用阻值不计的导线相连，金属棒ab可在导轨上滑动，导轨单位长度的电阻为r0，金属棒ab的电阻

16、不计。整个装置处于竖直向下的均匀磁场中，磁场的磁感应强度随时间均匀增加，B=kt，其中k为常数。金属棒ab在水平外力的作用下，以速度v沿导轨向右做匀速运动，t=O时，金属棒ab与MN相距非常近。求：(1)当t=to时，水平外力的大小F；(2)同学们在求t=t0时刻闭合回路消耗的功率时，有两种不同的求法：方法一：P=Fv方法二：BId=F这两种方法哪一种正确?请你做出判断，并简述理由。参考答案：（1） （2）方法一错，方法二对； 方法一认为闭合回路所消耗的能量全部来自于外力所做的功，而实际上磁场的变化也对闭合回路提供能量方法二算出的I是电路的总电流，求出的是闭合回路消耗的总功率 解析： ：（1）

17、回路中的磁场变化和导体切割磁感线都产生感应电动势据题意，有B=kt，则得=k回路中产生的总的感应电动势为E总S+Bdv Skdvt0 I 联立求解得：E总=2kdvt0 R=2r0vt0 解得：I所以，F=BId 即F （2）方法一错，方法二对；方法一认为闭合回路所消耗的能量全部来自于外力所做的功，而实际上磁场的变化也对闭合回路提供能量方法二算出的I是电路的总电流，求出的是闭合回路消耗的总功率18. 如图所示，在平面直角坐标系xOy内，第象限的半径R=h的圆形区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，圆与x、y坐标轴切于D、A两点，y0的区域内存在着沿y轴正方向的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从电场中Q（-2h，-h）点以速度v0水平向右射出，从坐标原点O射入第象限，与水平方向夹角为，经磁场能以垂直于x轴的方向从D点射入电场。不计粒子的重力，求：（1）电场强度E的大小以及的正切值（2）磁感应强度B的大小（3）带电粒子从Q点运动到最终射出磁场的时间t。参考答案：(1) ，45，因此粒子从C点正对圆心O1进入磁场(2) (3) 【详解】（1）粒子在匀强电场中做类平抛运动，由类平抛运动规律及牛顿运动定律得2hv0t hat2 又qEma 联立解得 设粒子到达O点时的速度为v，沿y轴正方