山东省滨州市无棣县第二中学2021年高三物理期末试卷含解析

山东省滨州市无棣县第二中学2021年高三物理期末试卷含解析一、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.在如甲、乙、丙三图中，除导体棒ab可动外，其余部分均固定不动，甲图中的电容器C原来不带电，丙图中的直流电源电动势为E，除电阻R外，导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦也不计。图中装置均在水平面内，且都处于方向垂直水平面（即纸面）向下的匀强磁场中，导轨足够长。今给导体棒ab一个向右相同的初速度v0，以下说法正确的是

A．在导体棒刚开始运动时，甲、乙、丙三种情况中通过电阻R的电流相同B．三种情形下导体棒ab最终都将静止C．最终只有乙中导体棒ab静止，甲、丙中导体棒ab都将作匀速直线运动D．在导体棒ab运动的全部过程中，三个电阻R产生的热量大小是Q甲＜Q乙＜Q丙参考答案：CD解析：对甲：导体棒切割磁感线而产生感应电动势，电容器充电，直到电容器两端电压与导体棒的感应电动势相等时，电路中无电流，导体棒匀速运动；对乙：导体棒切割磁感线而产生感应电流，导体棒受到安培力作用而作减速运动，直到将动能全部转化为内能，导体棒变为静止；对丙：导体棒在安培力作用下向右加速，由于切割磁感线而产生感应电动势跟电源反接，直到两电源的电动势相等时，电路中无电流，导体棒铸匀速运动，选C；再由上述分析知，丙中导体棒的平均速度最大，乙中最小，故可选出D2.甲、乙两位同学进行百米赛跑，假如把他们的运动近似为匀速直线运动来处理，他们同时从起跑线起跑，经过一段时间后他们的位置如图所示，在下图中分别作出在这段时间内两人运动的位移x、速度v与时间t的关系图象，正确的是

参考答案：B3.在物理学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献，下列说法中正确的是

（

）A．伽利略对自由落体的研究，开创了研究自然规律的科学方法B．奥斯特实验表明了电流周围的磁场方向跟电流方向的关系C．卡文迪许通过扭秤实验，较准确地测出了静电力常量D．安培的分子环形电流假说可以用来解释通电导线周围存在磁场这一现象参考答案：A4.质量为m的均匀木块静止在光滑水平面上，木块左右两侧各有一位持有完全相同步枪和子弹的射击手。首先左侧射手开枪，子弹水平射入木块的最大深度为d1，然后右侧射手开枪，子弹水平射入木块的最大深度为d2，如图所示，设子弹均未射穿木块，且两颗子弹与木块之间的作用力大小均相同。当两颗子弹均相对于木块静止时，下列判断正确的是A．木块静止，d1＝d2B．木块静止，d1＜d2C．木块向右运动，d1＜d2D．木块向左运动，d1＝d2参考答案：

答案：B5.一质量为的航天器远离太阳和行星，正以速度在太空中飞行，某一时刻航天器接到加速的指令后，发动机瞬间向后喷出质量为的气体，气体向后喷出的速度大小为（均为相对同一参考系的速度），则加速后航天器的速度大小为

A．

B．

C．

D．参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.某同学做了如下的力学实验：一个质量为m的物体放在水平面上，物体受到向右的水平拉力F的作用后运动，设水平向右为加速度的正方向，如下图(a)所示，现测得物体的加速度a与拉力F之间的关系如下图(b)所示，由图象可知，物体的质量m=______________；物体与水平面间的动摩擦因数μ=_______________．参考答案：5kg

0.47.天然放射性元素放出的α、β、g三种射线的贯穿本领和电离本领各不相同，图为这三种射线贯穿物体情况的示意图，①、②、③各代表一种射线。则③为_________射线，它的贯穿本领最强；射线①的电离本领__________（选填“最强”或“最弱”）。参考答案：g，最强

8.如图，一列简谐横波沿x轴传播，实线为tl=0时刻的波形图，虚线为t2=0.05s时的波形图。(1)若波沿x轴正方向传播且2T<t2-t1<3T(T为波的周期)，求波速.(2)若波速v=260m·s－1，则从tl=0时刻起x=2m处的质点第三次运动到波谷所需的时间。参考答案：（1）220m/s；（2）【详解】（1）波沿x轴正向传播，由图像可知：λ=4m；在?t时间内：因为2T<t2-t1<3T，则n=2，此时，解得，（2）若波速v=260m/s，则在?t=0.05s内传播的距离为则波沿x轴负向传播，此时周期为，则从tl=0时刻起x=2m处的质点第三次运动到波谷所需的时间

9.物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数。实验装置如图，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz。开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点。⑴上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个小点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。根据图中数据计算的加速度a＝

（保留三位有效数字）。⑵回答下列两个问题：①为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有（

）

（填入所选物理量前的字母）ks5uA．木板的长度

B．木板的质量m1

C．滑块的质量m2D．托盘和砝码的总质量m3E．滑块运动的时间tks5u②测量①中所选定的物理量时需要的实验器材是

。⑶滑块与木板间的动摩擦因数μ＝

（用被测物理量的字母表示，重力加速度为g）。参考答案：⑴0.495～0.497m/s2；⑵①CD；②天平；⑶(10.在“研究平抛物体的运动”实验中，某同学记录了A、B、C三点，取A点为坐标原点，建立了如图所示的坐标系。平抛轨迹上的这三点坐标值图中已标出。那么小球平抛的初速度为

，小球抛出点的坐标为

。(取)

参考答案：11.图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源，打点的时间间隔用Δt表示。在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”。（1）完成下列实验步骤中的填空：①平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列________的点。②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码。③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点列的纸袋，在纸袋上标出小车中砝码的质量m。④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③。⑤在每条纸带上清晰的部分，没5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距s1，s2，…。求出与不同m相对应的加速度a。⑥以砝码的质量m为横坐标1/a为纵坐标，在坐标纸上做出1/a-m关系图线。若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则1/a与m处应成_________关系（填“线性”或“非线性”）。（2）完成下列填空：（ⅰ）本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是_______________________。（ⅱ）设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2、s3。a可用s1、s3和Δt表示为a=__________。图2为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况，由图可读出s1=__________mm，s3=__________。由此求得加速度的大小a=__________m/s2。（ⅲ）图3为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为___________，小车的质量为___________。参考答案：（2(23.9～24.5)47.2(47.0～47.6)1.16(1.13～1.19)；12.质量为m的物体以初速v0沿倾角为的斜面上滑，滑回原处时速度大小为3v0/4，则物体上滑的最大高度为，物体所受阻力大小为。参考答案：

、13.某物理兴趣小组采用如图所示的装置深入研究平抛运动。质量分别为mA和mB的A、B小球处于同一高度，M为A球中心初始时在水平地面上的垂直投影。用小锤打击弹性金属片，使A球沿水平方向飞出，同时松开B球，B球自由下落。A球落到地面N点处，B球落到地面P点处。测得mA=0.04kg，mB=0.05kg，B球距地面的高度是1.25m，M、N点间的距离为1.50m，则B球落到P点的时间是____s，A球落地时的动能是____J。（忽略空气阻力）参考答案：(1)0.5（２分）；

0.68三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.一种电池标称电动势为9V，内电阻约50Ω，允许的最大输出电流为50mA。为了较准确的测量这个电池的电动势和内电阻，可以设计出如下左图所示的实验电路，已知实验中所使用的电压表内电阻足够大，可以忽略其对电路的影响；图中R为电阻箱，阻值范围为0~999.9Ω，R0为保护电阻。①实验室里备用的定值电阻有以下几种规格：A．10Ω

B．50Ω

C．200Ω

D．500Ω实验时，R0应选用______较好（填字母代号）。②按照下左图所示的电路图，将下右图所示的实物连接成实验电路。③在实验中，当变阻箱调到图所示位置时其阻值是_____Ω，这时闭合开关S，若电压表的示数为8.70V，那么此时通过电阻箱的电流为______mA。④断开开关S，调整电阻箱的阻值，再闭合开关S，读取并记录电压表的示数。多次重复上述操作，可得到多组电压值U和通过电阻箱的电流值I，利用多次读取和计算出的数据，作出如坐标纸所示的图线。根据图线可知，该电池的电动势E=_____V，内阻r=______Ω。参考答案：）①C；②如右图；③343.8Ω，16mA；

④9.45～9.55（或9.5），50.0（或50）15.某同学在研究性学习中，利用所学的知识解决了如下问题：一轻弹簧一端固定于某一深度为h＝0.25m、开口向右的小筒中(没有外力作用时弹簧的另一端也位于筒内)，如图甲所示，如果本实验的长度测量工具只能测量出筒外弹簧的长度l，现要测出弹簧的原长l0和弹簧的劲度系数，该同学通过改变所挂钩码的个数来改变l，作出F—l图线如图乙所示。(1)由此图线可得出的结论是________________。(2)弹簧的劲度系数为________N/m，弹簧的原长l0＝________m.参考答案：（1）在弹性限度内，弹力与弹簧的伸长量成正比；（2）100，0.15。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图1所示，A、B、C、D为固定于竖直平面内的闭合绝缘轨道，AB段、CD段均为半径R＝1.6m的半圆，BC、AD段水平，AD=BC=8m。B、C之间的区域存在水平向右的有界匀强电场，场强E＝5×105V/m。质量为m=4×10-3kg、带电量q=+1×10-8C的小环套在轨道上。小环与轨道AD段的动摩擦因数为，与轨道其余部分的摩擦忽略不计。现使小环在D点获得沿轨道向左的初速度v0=4m/s，且在沿轨道AD段运动过程中始终受到方向竖直向上、大小随速度变化的力F（变化关系如图2）作用，小环第一次到A点时对半圆轨道刚好无压力。不计小环大小，g取10m/s2。求：（1）小环运动第一次到A时的速度多大？（2）小环第一次回到D点时速度多大？（3）小环经过若干次循环运动达到稳定运动状态，此时到达D点时速度应不小于多少？参考答案：.(1)6分

（2）6分

（3）10分(3)=，小环第一次从D到A做匀速运动由F=kv=mg解得

所以，

则可知环与杆的摩擦力f≤μ|Fm－mg|=μmg=qE，

稳定循环时，每一个周期中损耗的能量应等于补充的能量

而

所以稳定循环运动时小环在AD段运动时速度一定要大于等于8m/s即到达A点的速度不小于8m/s

稳定循环运动时小环从A到D的过程，由动能定理得：

m/s=2m/s

达到稳定运动状态时，小环到达D点时速度应不小于2m/s.

17.（18分）如图所示，一根竖直杆穿过一个质量Ｍ=2.0kg的带孔的物块Ａ，另一正方形金属线框Ｂ的质量m=2.7kg、边长a=0.16m。杆的右侧距杆L=2.0m处固定有一定滑轮，一柔软绝缘的细绳跨过定滑轮，两端分别与物块Ａ和Ｂ连接。开始时滑轮左侧的绳子处在水平方向上，让Ａ、Ｂ同时由静止释放，Ｂ向上运动h＝0.5m便进入长度b=0.16m的指向纸内的磁感应强度Ｂ＝0.5T的匀强磁场，经过磁场过程线框做匀速运动；而后Ａ沿竖直杆下滑。不计一切摩擦和空气阻力，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，≈1.41．⑴求线框Ｂ上边刚进入磁场时的速度；⑵问线框Ｂ经过磁场过程中物块Ａ向下做什么运动？⑶求线框Ｂ经过匀强磁场时获得的内能。参考答案：解析：

⑴设Ｂ上升了h时绳子与水平方向的夹角为θcosθ＝＝0.8---------------------------①(1分)

此时Ａ、Ｂ的速度大小关系为

vA＝

--------------------------------------②(1分)

Ａ下降的高度为Ｈ１＝Ｌtgθ＝1.5m--------③(1分)

Ａ下降Ｂ上升过程中，Ａ、Ｂ组成系统机械能守恒：

ＭgH1＝mgh+MvA2+mvB2---------------④(2分)

将①②③代入④可得线框Ｂ上边刚进入磁场时的速度vB≈2.0m/s。----(1分)⑵根据vA＝，当线框Ｂ匀速通过磁场的过程中，随着θ的增大，物块Ａ做变减速运动。-------------------------(3分)

⑶当线框Ｂ下边刚离开磁场时，设绳子与水平方向的夹角为θ′，

cosθ′＝≈

-----------------⑤(2分)此时Ａ、Ｂ的速度大小关系为vA′＝=2m/s

------------------