2021年江西省赣州市章源中学高三物理期末试题含解析

2021年江西省赣州市章源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.（单选）图甲中的塔吊是现代工地必不可少的建筑设备，图乙为150kg的建筑材料被吊车竖直向上提升过程的简化运动图象，g取10m/s2，下列判断正确的是（）A．前10s的悬线的拉力恒为1500NB．46s末塔吊的材料离地面的距离为22mC．0～10s材料处于失重状态D．在30s～36s钢索最容易发生断裂参考答案：解：A、由图可知前10s内物体的加速度a==0.1m/s2，由F﹣mg=ma可知，悬线的拉力F=mg+ma=150×10.1=1515N，故A错误．B、由图象面积可得整个过程上升高度是28m，下降的高度为6m，46s末塔吊的材料离地面的距离为22m．故B正确．C、因30s～36s物体加速度向下，材料处于失重状态，F＜mg；前10s材料处于超重状态，F＞mg，钢索最容易发生断裂．故C、D错误．故选：B．2.在狭义相对论中，下列说法中哪些是正确的①一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速②质量、长度、时间的测量结果都是随物体与观察者的相对状态而改变③惯性系中的观察者观察一个与他做匀速相对运动的时钟时，会看到这个时钟比与他相对静止的时钟走得慢些A．①③是正确的

B．①②是正确的C．①②③是正确的

D．②③是正确的参考答案：答案：C3.（单选）如图所示，电路中RT为热敏电阻，R1和R2为定值电阻。当温度升高时，RT阻值变小。开关S闭合后，RT的温度升高，则下列物理量中变小的是（

） A．通过RT的电流 B．通过R1的电流 C．通过R2的电流 D．电容器两极板间的电场强度参考答案：C4.（单选）如果太阳系几何尺寸等比例地膨胀，月球绕地球的运动近似为圆周运动，则下列物理量变化正确的是（假设各星球的密度不变）（）A．月球的向心加速度比膨胀前的小B．月球受到的向心力比膨胀前的大C．月球绕地球做圆周运动的周期与膨胀前的相同D．月球绕地球做圆周运动的线速度比膨胀前的小参考答案：考点：万有引力定律及其应用．专题：万有引力定律的应用专题．分析：由密度不变，半径变化可求得天体的质量变化；由万有引力充当向心力可得出变化以后的各量的变化情况．解答：解：万有引力提供圆周运动向心力，根据牛顿二定律有：A、向心加速度，太阳系几何尺寸等比例地膨胀，各星球的密度不变，由于质量与半径的三次方成正比，故表达式中分子增大的倍数更大，故向心加速度增大，所以A错误；B、向心力，太阳系几何尺寸等比例地膨胀，各星球的密度不变，由于质量与半径的三次方成正比，故表达式中分子增大的倍数更大，故向心力增大．故B正确；C、周期，太阳系几何尺寸等比例地膨胀，各星球的密度不变，由于质量与半径的三次方成正比，故表达式中分子增大的倍数与分母增大的倍数相同，故公转周期不变，C正确；D、线速度，太阳系几何尺寸等比例膨胀，各星球的密度不变，由于质量与半径的三次方成正比，故表达式中分子增大的倍数更大，故线速度增大，故D错误．故选：BC．点评：解决本题的关键是抓住万有引力提供圆周运动向心力，由于星系的膨胀及密度不变引起的质量和半径是否等比例增大的判断．5.

如图所示，A、B是两只相同的齿轮，A被固定不能转动，若B齿轮绕A齿轮运动半周，由图中B位置转到图中C位置，则B齿轮上所标出的竖直向上的箭头所指的方向是（

）A．竖直向上

B．竖直向下C．水平向左

D．水平向右参考答案：

A

二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，有一个匀强电场，方向平行于纸面。电场中有A、B、C、D四点，已知AD=DB=BC=d，且ABBC。有一个电量为q的正电荷从A点移动到B点电场力做功为2W，从B点移动到C点克服电场力做功为W。则电场中D点的电势

（填“大于”“小于”或“等于”）C点的电势；该电场的电场强度为

。参考答案：等于；7.兴趣小组为测一遥控电动小车的额定功率，进行了如下实验：①用天平测出电动小车的质量为0.4kg；②将电动小车、纸带和打点计时器按如图甲所示安装；③接通打点计时器（其打点周期为0.02s）；④使电动小车以额定功率加速运动，达到最大速度一段时间后关闭小车电源，待小车静止时再关闭打点计时器（设小车在整个过程中小车所受的阻力恒定）。在上述过程中，打点计时器在纸带上所打的部分点迹如图乙所示。请你分析纸带数据，回答下列问题：（a）该电动小车运动的最大速度为

m/s；（b）关闭小车电源后，小车的加速度大小为

m/s2；（c）该电动小车的额定功率为

W。参考答案：8.某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验，图（a）为实验装置简图。（交流电的频率为50Hz）

（1）图（b）为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为

m/s2。（保留二位有效数字）

（2）保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的，数据如下表：实验次数12345678小车加速度a/m?s―21.901.721.491.251.000.750.500.30小车质量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.674.003.453.032.502.001.411.000.60请在方格坐标纸中画出图线，并从图线求出小车加速度a与质量倒数之间的关系式是

。

（3）保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，该同学根据实验数据作出了加速度a随合力F的变化图线如图（c）所示。该图线不通过原点，其主要原因是

。参考答案：（1）a=3.2m/s2（2）如图所示，（3）实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分9.从地面竖直上抛的小球，空气阻力不计，在抛出后的时刻t1和时刻t2的位移相同，则它抛出时的初速度大小为，在时刻t1时离地面的高度为．参考答案：解：根据竖直上抛运动的对称性，时刻到最高点的时间从抛出点到最高点的时间抛出时的初速度时刻离地面的高度=故答案为：10.如图所示，物体静止在光滑的水平面上，受一水平恒力F作用，要使物体在水平面上沿OA方向运动(OA与OF夹角为θ)，就必须同时再对物体施加一个恒力F，这个恒力的最小值等于

。参考答案：

答案：Fsinθ

11.已知气泡内气体的密度为30g/，平均摩尔质量为1.152g/mol。阿伏加德罗常数，估算气体分子间距离d=___________m，气泡的体积为1cm3，则气泡内气体分子数为_____________个。参考答案：d=4×10-9m

，)

1.56×1019

12.某实验小组设计了“探究加速度与合外力关系”的实验，实验装置如图所示。已知小车的质量为500克，g取10m/s2，不计绳与滑轮间的摩擦。实验步骤如下：（1）细绳一端系在小车上，另一端绕过定滑轮后挂一个小砝码盘。（2）在盘中放入质量为m的砝码，用活动支柱将木板固定有定滑轮的一端垫高，调整木板倾角，恰好使小车沿木板匀速下滑。（3）保持木板倾角不变，取下砝码盘，将纸带与小车相连，并穿过打点计时器的限位孔，接通打点计时器电源后，释放小车。（4）取下纸带后，在下表中记录了砝码的质量m和对应的小车加速度a。（5）改变盘中砝码的质量，重复（2）（3）步骤进行实验。实验次数1234567m/kg0.020.040.050.060.070.080.101.401.792.012.202.382.613.02

①在坐标纸上作出图象。②上述图象不过坐标原点的原因是：

。

③根据（1）问中的图象还能求解哪些物理量？其大小为多少？

。④你认为本次实验中小车的质量是否要远远大于砝码的质量：

（选填“是”或“否”）。参考答案：13.如图所示，用弹簧竖直悬挂一气缸，使气缸悬空静止．已知活塞与气缸间无摩擦，缸壁导热性能良好．环境温度为T，活塞与筒底间的距离为h，当温度升高△T时，活塞尚未到达气缸顶部，求：

①活塞与筒底间的距离的变化量；

②此过程中气体对外界

（填“做正功”、“做负功卵或“不做功”），气体的内能____（填“增大”、“减小”或“不变”）．参考答案：三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学利用如图所示的实验装置测量重力加速度。（1）该同学开始实验时情形如图所示，接通电源释放纸带。请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方：①

；②

。（2）（5分）该同学经修改错误并正确操作研究从静止开始下落的重物所受阻力的情况，得到如图所示的纸带（A、B、C、D、E均为相邻的打点），测出A、C间的距离为14.77cm，点C、E间的距离为16.33cm。已知当地重力加速度为10m/s2，重物质量m=1.0kg，设重物所受阻力大小不变。在从A下落到E的过程中，阻力大小为

N。（已知电源的频率为50Hz）参考答案：（1）①打点计时器接了直流电；②重物离打点计时器太远。

（2）f=0.25。15.图甲是某实验小组利用气垫导轨探究滑块加速度与力的关系的实验装置。他利用光电门测出长方形遮光条通过光电门所需的时间，从而算出滑块此时的速度。遮光条固定在小车上，它沿滑块运动方向的宽度为d。用不同钩码通过细线拉同一滑块，每次滑块都从同一位置由静止释放。（1）若用刻度尺测出遮光条的宽度d如图乙所示，则d=

cm；实验时将小车从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门所用的时间Δt=2.0×10-2s，则滑块此时的速度大小为v=

m/s；（2）实验中可近似认为细线对滑块的拉力与钩码重力大小相等，则钩码的质量m与滑块的质量M间应满足的关系为 -------

；（3）测出多组钩码的质量m和对应遮光条通过光电门的时间Δt，并算出遮光条通过光电门时小车的速度v，通过描点作出线性图象，研究滑块加速度与力的关系。处理数据时应作出

（选填“v-m”或“v2-m”）图象，图线斜率k=

（用重力加速度g、滑块质量M、滑块与光电门间距离L表示）。参考答案：(1)0.52

0.26

（2）m远小于M

(3)

v2--m

2gL/M

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，在直角坐标系的第Ⅰ象限和第Ⅲ象限存在着电场强度均为E的匀强电场，其中第Ⅰ象限电场沿x轴正方向，第Ⅲ象限电场沿y轴负方向．在第Ⅱ象限和第Ⅳ象限存在着磁感应强度均为B的匀强磁场，磁场方向均垂直纸面向里．有一个电子从y轴的P点以垂直于y轴的初速度v0进入第Ⅲ象限，第一次到达x轴上时速度方向与x轴负方向夹角为45°，第一次进入第Ⅰ象限时，与y轴夹角也是45°，经过一段时间电子又回到了P点，进行周期性运动．已知电子的电荷量为e，质量为m，不考虑重力和空气阻力．求：(1)P点距原点O的距离；ks5u(2)电子从P点出发到第一次回到P点所用的时间．参考答案：⑴解一：电子在第Ⅲ象限做类平抛运动,沿y轴方向的分速度为

设OP=h,则

可得解二：经分析可知在第四象限中电子做匀速圆周运动，故可知OP的距离就是圆周运动的半径：由得答案：⑵在一个周期内,设在第Ⅲ象限运动时间为t3,在第Ⅱ象限运动时间为t2,在Ⅰ象限运动时间为t1,在第Ⅳ象限运动时间为t4在第Ⅲ象限有解得

在第Ⅱ象限电子做圆周运动,周期在第Ⅱ象限运动的时间为由几何关系可知,电子在第Ⅰ象限的运动与第Ⅲ象限的运动对称,沿x轴方向做匀减速运动,沿y轴方向做匀速运动,到达x轴时垂直进入第四象限的磁场中,速度变为υ0.在第Ⅰ象限运动时间为ks5u电子在第Ⅳ象限做四分之一圆周运动,运动周期与第Ⅲ周期相同,即在第Ⅳ象限运动时间为电子从P点出发到第一次回到P点所用时间为17.如图所示，为一磁约束装置的原理图，圆心为原点O、半径为R0的圆形区域Ⅰ内有方向垂直xoy平面向里的匀强磁场。一束质量为m、电量为q、动能为E0的带正电粒子从坐标为(0、R0)的A点沿y负方向射入磁场区域Ⅰ，粒子全部经过x轴上的P点，方向沿x轴正方向。当在环形区域Ⅱ加上方向垂直于xoy平面的匀强磁场时，上述粒子仍从A点沿y轴负方向射入区域Ⅰ，粒子经过区域Ⅱ后从Q点第2次射入区域Ⅰ，已知OQ与x轴正方向成60°。不计重力和粒子间的相互作用。求：(1)区域Ⅰ中磁感应强度B1的大小；(2)若要使所有的粒子均约束在区域内，则环形区域Ⅱ中B2的大小、方向及环形半径R至少为大；(3)粒子从A点沿y轴负方向射入后至再次以相同的速度经过A点的运动周期。参考答案：(1)(2),方向垂直平面向外;(3)试题分析：（1）粒子进入磁场Ⅰ做圆周运动，由几何关系求出轨迹半径，由牛顿第二定律求解磁感应强度B1的大小；（2）在环形区域Ⅱ中，当粒子的运动轨迹与外圆相切，画出轨迹，由几何关系求解轨迹半径，再求解B2的大小．（3）根据粒子运动的轨迹所对应的圆心角，再求解运动周期．解：（1）设在区域Ⅰ内轨迹圆半径为r1=R0；r1=所以（2）设粒子在区域Ⅱ中的轨迹圆半径为r2，部分轨迹如图，由几何关系知：，，所以，方向与B1相反，即垂直xoy平面向外；由几何关系得：R=2r2+r2=3r2，即（3）轨迹从A点到Q点对应圆心角θ=90°+60°=150°，要仍从A点沿y轴负方向射入，需满足；150n=360m，m、n属于自然数，即取最小整数m=5，n=12，其中代入数据得：答：（1）区域Ⅰ中磁感应强度B1的大小为；（2）环形区域Ⅱ中B2的大小为、方向与B1相反，即垂直