天津华严寺中学2021年高三物理上学期期末试题含解析

天津华严寺中学2021年高三物理上学期期末试题含解析一、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.设想能创造一理想的没有摩擦力的环境，用一个人的力量去推一万吨巨轮，则从理论上可以说（

）A、巨轮惯性太大，所以完全无法拖动B、一旦施力于巨轮，巨轮立即产生一个加速度C、由于巨轮惯性很大，施力于巨轮后，要经过很长一段时间后才会产生一个明显的加速度D、

由于巨轮惯性很大，施力于巨轮后，要经过很长一段时间后才会产生一个明显的速度参考答案：答案：BD2.一根轻质弹簧一端固定，用大小为的力压弹簧的另一端，平衡时长度为；改用大小为的力拉弹簧，平衡时长度为.弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，该弹簧的劲度系数为A、

B、

C、

D、参考答案：C根据胡克定律有：，，解得：k=3.（单选）如图所示，细绳的一端绕过定滑轮与木箱相连，现以大小恒定的拉力F拉动细绳，将静置于A点的木箱经B点移到C点(AB=BC)，地面平直且与木箱的动摩擦因数处处相等.设从A到B和从B到C的过程中，F做功分别为W1、W2，克服摩擦力做功分别为Q1、Q2，木箱经过B、C时的动能和F的功率分别为EkB、EkC和PB、PC，则下列关系一定成立的有A.W1>W2 B.Q1<Q2 C.EkB>EkC D.PB>PC参考答案：【知识点】动能定理的应用．E2【答案解析】A解析：A、根据功的定义式W=FLcosθ，θ增大，F不变，在相同位移L上拉力F做的功减小．由于物体被绕过光滑定滑轮的轻绳系着，拉力为恒力，所以拉力做的功等于细绳对物体所做的功．即有W1＞W2．故A正确．B、物体受力如图所示，将F在水平和竖直方向上分解，由物体在竖直方向上平衡得：N+Fsinθ=mg因此滑动摩擦力f=μN=μ（mg-Fsinθ），物体从A向C运动的过程中细绳与水平方向夹角θ角增大，所以滑动摩擦力减小，位移相等，则克服摩擦力做功的大小为Q1＞Q2．故B错误．C、D由于Fcosα与摩擦力f的大小关系无法确定，木箱的运动情况无法确定，木箱经过B、C两点的速度大小无法确定，则EkB与EkC、及PB与PC的大小关系无法确定．故CD错误．故选A【思路点拨】根据功的计算公式，分析W1与W2的大小关系．对物体进行受力分析，根据竖直方向上平衡状态求出正压力，根据滑动摩擦力的公式表示出该力．根据细绳与水平方向夹角θ角增大去判断摩擦力的变化．运用功的定义式定性分析功的变化．分析木箱的运动情况，判断EkB与EkC、PB与PC的大小。判断一个力的变化，我们应该先把这个力运用物理规律表示出来，再根据关系式里的物理量的变化找出这个力的变化．功的定义式虽然不能定量求解功的大小，但可以定性分析功的变化．4.（单选）如图所示，在PQ、QR区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场方向均垂直于纸面．一直角三角形闭合导线框abc位于纸面内，框的ab边与bc边互相垂直．导线框与磁场区域的尺寸如图所示．从t=0时刻开始，线框匀速穿过两个磁场区域，速度方向与bc边平行，并垂直于磁场边界．以逆时针方向为线框中电流i的正方向，以下四个i-t关系示意图中正确的是：（

）参考答案：ABCD、线框刚进入磁场时磁通量向外增加，感应磁场向里，因此感应电流方向为顺时针，电流i应为负，故BCD错误；A、随着线框的运动，导线切割磁感线长度增加，感应电流增加，由于bc边的长度为L，故电流反向增加的时间为：，由于左边磁场宽度为2L，故当线框全部进入至进入右边磁场之前，这段时间内磁通量不变，故没有感应电流，进入右边磁场之后，由楞次定律可知，磁通量向外减小，故感应电流的磁场应该向外，故感应电流为逆时针，且逐渐增加，时间为；当线框全部进入右边后至出磁场之前，这段时间内磁通量不变，故没有感应电流，时间为；出磁场的过程中，磁通量向内减小，故感应电流的磁场向内，可知感应电流为顺时针，符合这个规律只有A，故A正确。故选A。5.如下图所示，相距为d的两条水平虚线L1、L2之间是方向水平向里的匀强磁场，磁感应强度为B，质量为m、电阻为R的正方形线圈abcd边长为L(L<d)，将线圈在磁场上方高h处由静止释放，cd边刚进入磁场时速度为v0，cd边刚离开磁场时速度也为v0，则线圈穿越磁场的过程中(从cd边刚入磁场一直到ab边刚离开磁场)()A．感应电流做功为mgLB．线圈进入磁场的过程中一直做减速运动C．线圈的最小速度可能为D．线圈的最小速度一定为参考答案：CD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.某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点迹如图乙、图丙所示，图中O点是打点计时器打的第一个点．请你分析纸带数据，回答下列问题：(1)该电动小车运动的最大速度为________m/s.

(2)该电动小车运动过程中所受的阻力为________N.(3)该电动小车的额定功率为________W.参考答案：(1)1.5(或1.50)(2)1.6(或1.60)(3)2.4(或2.40)7.如图所示，竖直平面内有两个水平固定的等量同种正点电荷，AOB在两电荷连线的中垂线上，O为两电荷连线中点，AO＝OB＝L，一质量为m、电荷量为q的负点电荷若由静止从A点释放则向上最远运动至O点。现若以某一初速度向上通过A点，则向上最远运动至B点，重力加速度为g。该负电荷A点运动到B点的过程中电势能的变化情况是

；经过O点时速度大小为

。参考答案：先减小后增大；8.在“研究平抛物体运动”的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L=1.25cm。若小球在平抛运动途中的几个位置中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为vo=（用L、g表示），]其值是（取g=9.8m/s2），小球在b点的速率是。（结果都保留两位有效数字）参考答案：

0.70m/s

0.88m/s9.如图所示是研究光电效应规律的电路。图中标有A和K的为光电管，其中K为阴极，A为阳极。现接通电源，用光子能量为10.5eV的光照射阴极K，电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为6.0V；则光电管阴极材料的逸出功为_______eV，现保持滑片P位置不变，增大入射光的强度，电流计的读数_______。(选填“为零”、或“不为零”)参考答案：4.5（2分）

为零

（2分10.木块在水平恒定拉力F的作用下，在水平路面上由静止出发前进了距离S，随即撤去F，木块沿原方向前进了2S而停止．设木块在全过程中受到的摩擦阻力大小不变，则木块在上述运动全过程中最大的动能等于

。参考答案：

答案：2FS/311.如图所示，在研究感应电动势大小的实验中，把一根条形磁铁从同样高度插到线圈中同样的位置处，第一次快插，第二次慢插，两情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是E1____E2；通过线圈导线横截面电量的大小关系是ql____q2（选填“大于”、“等于”或“小于”）。参考答案：大于

等于

12.加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图所示．(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图所示．计时器打点的时间间隔为0.02s．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离．该小车的加速度a＝______m/s2.(结果保留两位有效数字)

(2)平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上．挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度．小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：砝码盘中砝码总重力F(N)0.1960.3920.5880.7840.980加速度a(m·s－2)0.691.181.662.182.70请根据实验数据在图中作出a－F的关系图象．(3)根据提供的实验数据作出的a－F图线不通过原点．请说明主要原因．参考答案：：(1)a＝＝m/s2＝0.16m/s2或a＝＝m/s2＝0.15m/s2.(3)小车、砝码盘和砝码组成的系统所受合外力为砝码盘和砝码的总重力，而表中数据漏计了砝码盘的重力，导致合力F的测量值小于真实值，a－F的图线不过原点．答案：(1)0.16(0.15也算对)(2)如下图所示(3)未计入砝码盘的重力ks5u13.

（选修3一3）（6分）一列简谐横波沿直线传播的速度为2m/s，在传播方向上有A,B两点，从波刚好传到某质点(A或B)时开始计时，己知5s内A点完成了6次全振动，B点完成了10次全振动，则此波的传播方向为（填"AB"或"BA"),周期是s，波长为m参考答案：答案：BA

0.5

1三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（选修3-3模块）（4分）如图所示，绝热隔板S把绝热的气缸分隔成体积相等的两部分，S与气缸壁的接触是光滑的．两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b．气体分子之间相互作用可忽略不计．现通过电热丝对气体a缓慢加热一段时间后，a、b各自达到新的平衡状态．试分析a、b两部分气体与初状态相比，体积、压强、温度、内能各如何变化？参考答案：

答案:

气缸和隔板绝热，电热丝对气体a加热，a温度升高，体积增大，压强增大，内能增大；（2分）

a对b做功，b的体积减小，温度升高，压强增大，内能增大。（2分）15.（选修3—5）（5分）如图所示，球1和球2从光滑水平面上的A点一起向右运动，球2运动一段时间与墙壁发生了弹性碰撞，结果两球在B点发生碰撞，碰后两球都处于静止状态。B点在AO的中点。（两球都可以看作质点）

求：两球的质量关系

参考答案：解析：设两球的速度大小分别为v1，v2，则有

m1v1=m2v2

v2=3v1

解得：m1=3m2四、计算题：本题共3小题，共计47分16.光滑水平面上有一质量为M、长度为L的木板AB，在木板的中点有一质量为m的小木块，木板上表面是粗糙的，它与木块间的动摩擦因数为μ．开始时两者均处于静止状态，现在木板的B端加一个水平向右的恒力F，则：（1）木板和木块运动的加速度是多大？（2）若在木板的B端到达距右方距离为L的P点前，木块能从木板上滑出，则水平向右的恒力F应满足什么条件？参考答案：见解析解：（1）木块运动的最大加速度为①

若F≤μ(m+M)g，木板和木块一起做匀加速运动，根据牛顿第二定律，共同加速度为

②

若F>μ(m+M)g，设木块、木板加速度分别为a1、a2，则

③

④

(2)设在木板的B端到达距右方距离为L的P点时，木块恰能从木板上滑出，相对滑动时间为t，水平向右的恒力F0，则⑤

⑥

（）由③④⑤⑥式得

⑦

则在木板的B端到达距右方距离为L的P点前，木块能从木板上滑出应满足

⑧

17.如图（甲）所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道相距l=1m，两轨道之间用R=3Ω的电阻连接，一质量m=0.5kg、电阻r=1Ω的导体杆与两轨道垂直，静止放在轨道上，轨道的电阻可忽略不计。整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上，现用水平拉力沿轨道方向拉导体杆，拉力F与导体杆运动的位移s间的关系如图（乙）所示，当拉力达到最大时，导体杆开始做匀速运动，当位移s=2.5m时撤去拉力，导体杆又滑行了一段距离s'后停下，在滑行s'的过程中电阻R上产生的焦耳热为12J。求：（1）拉力F作用过程中，通过电阻R上电量q；（2）导体杆运动过程中