河北省廊坊市燕赵中学2021年高三物理下学期期末试题含解析

河北省廊坊市燕赵中学2021年高三物理下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.（单选）如图是机场的安检人员用手持金属探测器检查乘客的情景．当探测线圈靠近金属物体时，在金属物体中就会产生电流，如果能检测出这种变化，就可以判定探测线圈附近有金属物体了．图中能反映出金属探测器工作原理的是（）A．通电螺线管使小磁针偏转B．金属棒在磁场中运动使电流计指针偏转C．通电导线在磁场中运动D．通电直导线使小磁针偏转参考答案：考点：*涡流现象及其应用．分析：由题意可知，探测器将线圈靠近金属物时，相当于闭合电路的部分导体在切割磁感线，从而产生电流，则分析各实验现象可知，能产生电流的选项．解答：解：当线圈靠近金属物体时，在金属物体中产生电流，相当于闭合电路的部分导体在切割磁感线，故在金属中会产生电流，故探测器采用了电磁感应原理；A选项为电流的磁效应实验；B选项为探究电磁感应现象的实验；C选项探究通电导体在磁场中受力的实验；D选项为探究电流的周围存在磁场的实验；故选：B．点评：考查电磁感应现象的应用，要求学生通过题意找出探测器的原理，并能正确掌握各实验的意义．2.下列物理学史实中，正确的是

（

）A．惠更斯研究了单摆的振动规律，确定了单摆振动的周期公式B．库仑通过扭秤实验总结出电荷间相互作用的规律，并测定了最小电荷量C．伽利略通过在比萨斜塔上的落体实验得出了自由落体运动是匀变速直线运动这一规律D．赫兹预言了电磁波的存在并通过实验首次获得了电磁波参考答案：A3.（多选题）如图是我国“美男子”长征火箭把载人神舟飞船送上太空的情景．宇航员在火箭发射与飞船回收的过程中均要经受超重与失重的考验，下列说法正确的是（）A．火箭加速上升时，宇航员处于失重状态B．飞船加速下落时，宇航员处于失重状态C．飞船落地前减速，宇航员对座椅的压力大于其重力D．火箭上升的加速度逐渐减小时，宇航员对座椅的压力小于其重力参考答案：BC【考点】超重和失重．【分析】超重时，物体对悬挂物的拉力或对支撑面的压力大于重力，根据牛顿第二定律，物体受到向上的合力，加速度方向向上；失重时，物体对悬挂物的拉力或对支撑面的压力小于重力，根据牛顿第二定律，物体受到向下的合力，加速度方向向下．【解答】解：A、火箭加速上升时，加速度方向向上，宇航员处于超重状态．故A错误．B、飞船加速下落时，加速度方向向下，宇航员处于失重状态，故B正确．C、飞船在落地前减速，加速度方向向上，宇航员处于超重状态，宇航员对座椅的压力大于其重力，故C正确．D、火箭上升的加速度逐渐减小时，加速度方向向上，宇航员对座椅的压力大于其重力，故D错误．故选BC．4.下列选项中，属于对过程建立物理模型的是

（

）（A）质点

（B）简谐运动

（C）点电荷

（D）理想气体参考答案：B5.（多选）马航客机失联牵动全世界人的心，现初步确定失事地点位于南纬31°52′东经115°52′的澳大利亚西南城市珀斯附近的海域，有一颗绕地球做匀速圆周运动的卫星，每天上午同一时刻在该区域的正上方海面照像，则（

）A.该卫星可能是通过地球两极上方的轨道B.该卫星平面可能与南纬31°52′所确定的平面共面C.该卫星平面一定与东经115°52′所确定的平面共面D.地球自转周期一定是该卫星运行周期的整数倍参考答案：【知识点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．D5【答案解析】AD解析：A、卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供圆周运动向心力，故地心必在轨道平面内，故该卫星的轨道可能通过两极的上方，故A正确；

B、若卫星平面与南纬31°52′所确定的平面共面，则地心不在轨道平面内，万有引力指向地心，故不能满足万有引力提供圆周运动向心力的要求，故B错误；

C、由于地球自转作用，该卫星平面一定与东经115°52′所确定的平面不共面，故C错误；

D、由于卫星每天上午同一时刻在该区域的正上方海面照像，故知地球自转一周，则该卫星绕地球做圆周运动N周，即地球自转周期一定是该卫星运行周期的整数倍，故D正确；

故选：AD．【思路点拨】卫星绕地球做圆周运动，万有引力提供圆周运动向心力，故卫星轨道平面必与地心共面，且地心为轨道圆心，据此分析即可二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.为测定木块与桌面之间的动摩擦因数,小亮设计了如图所示的装置进行实验.实验中,当木块A位于水平桌面上的O点时,重物B刚好接触地面.将A拉到P点,待B稳定后静止释放,A最终滑到Q点.分别测量OP、OQ的长度h和s.改变h,重复上述实验,分别记录几组实验数据.(1)实验开始时,发现A释放后会撞到滑轮.请提出两个解决方法.(2)请根据下表的实验数据作出s-h关系的图象.

(3)实验测得A、B的质量分别为m=0.40kg、M=0.50kg.根据s-h图象可计算出A块与桌面间的动摩擦因数=_________.(结果保留一位有效数字)(4)实验中,滑轮轴的摩擦会导致滋的测量结果

_________(选填“偏大冶或“偏小冶).参考答案：7.(5分)竖直放置的两块平行金属板A、B，分别跟电源的正负极连接，将电源正极接地，如图所示。在A、B中间固定一个带正电的电荷q，现保持A板不动，使B板向右平移一小段距离后，电荷q所在位置的电势U将

，电荷q的电势能将

。（填：变大、变小或不变。）

参考答案：

答案：变大、变大8.（2分）如图所示，劲度系数为k1的轻弹簧两端分别与质量为m1、m2的物块1、2拴接，劲度系数为k2的轻质弹簧上端与物体2拴接，下端压在桌面上(不拴接)，整个系统处于平衡状态，现用力将物体1缓慢竖直上提，直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面，在此过程中，物块2的重力势能增加了

，物块1的重力势能增加了

。

参考答案：

答案：

9.如图所示电路中，电源电动势E＝10V，内电阻r＝4Ω，定值电阻R1＝6Ω，R2=10Ω,R3是滑动变阻器且最大阻值为30Ω,在滑动变阻器的滑动头上下移动过程中。电压表的最大读数为_______V，电源的最大输出功率为

W。参考答案：10.“长征2号”火箭点火升空时，经过3s速度达到42m/s，设火箭上升可看作匀加速运动，则它在3s内上升的高度为________m，升空时的加速度为___________m/s2.参考答案：11.某实验小组的同学在进行“研究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中准备的实验器材有木块、木板、毛巾和砝码，在实验中设计的实验表格和实验数据记录如下表所示。实验序数接触面的材料正压力（N）滑动摩擦力（N）1木块与木板20.42木块与木板40.83木块与木板61.24木块与木板81.65木块与毛巾82.5（1）根据上面设计的表格可以知道该实验用的实验方法为________________.（2）分析比较实验序数为1、2、3、4的实验数据，可得出的实验结论为_____________________________________________________________________________________________.（3）分析比较实验序数为_________的两组实验数据，可得出的实验结论是：压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大.参考答案：12.为了“验证牛顿运动定律”，现提供如图所示的器材：A为小车，B为电火花计时器，C为装有砝码的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力F等于砝码和小桶的总重量．请思考探究思路并回答下列问题：(1)为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取什么做法？_______________________________.(2)在“探究加速度与质量的关系”时，保持砝码和小桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m的数据如下表：次数12345小车加速度a/m·s－20.780.380.250.200.16小车质量m/kg0.200.400.600.801.00根据上述实验数据，用计算机绘制出a—m图象如图所示：通过对图象(图甲)的观察，可猜想在拉力F一定的情况下a与m的关系可能是：a∝m－1、a∝m－2、a∝m－3、…，为了验证猜想，请在图乙中作出最能直观反映a与m之间关系的图象．(3)在“探究加速度与力的关系”时，保持小车的质量不变，改变小桶中砝码的质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与力F图线如图所示，该图线不通过坐标原点，试分析图线不通过坐标原点的原因是________________________________________________________．参考答案：(1)把木板的右端(或安装打点计时器的那端)适当垫高，以平衡摩擦力(2)如图所示

(3)实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分13.

（6分）地球上的海水的总质量达1.4×1021kg。如果把这些海水的温度减低10C，放出的热量就达9×1018KW·h，足够全世界使用4000年。这个设想不违背

，但是不能实现，所以叫

永动机，它违背了

。参考答案：答案：能量守恒定律

第二类

热力学第二定律

（各2分）三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.用金属丝制成的线材（如钢丝、钢筋）受到拉力会伸长，17世纪英国物理学家胡克发现：金属丝或金属杆在弹性限度内它伸长的长度与拉力成正比，这就是著名的胡克定律，这一发现为后人对材料的研究奠定了重要基础．现在一根用新材料制成的金属杆，长为5m，横截面积0.4cm2，设计要求它受到拉力后的伸长的长度不超过原长的1/1000，问最大拉力多大？由于这一拉力很大，杆又较长，直接测量有困难，但可以选用同种材料制成的样品进行测试，通过测试取得数据如下：长

度

伸长拉力截面积250N500N750N1000N1m

0.05cm20.04cm

0.08cm

0.12cm

0.16cm

2m

0.05cm20.08cm

0.16cm

0.24cm

0.32cm

1m

0.10cm20.02cm

0.04cm

0.06cm

0.08cm

（1）测试结果表明线材受拉力作用后伸长与材料的长度成

比，与材料的横截面积成

比．

（2）上述金属杆承受的最大拉力为

N．参考答案：（1）

正

，

反

（2）

5×103

N。

解析：（1）由表格知：

1、当受到的拉力F、横截面积S一定时，伸长量x与样品长度L成正比，①2、当受到的拉力F、样品长度L一定时，伸长量x与横截面积S成反比，②3、当样品长度L、横截面积S一定时，伸长量x与受到的拉力F成正比，③由1、2的结论，线材受拉力作用后伸长与材料的长度成正比，与横截面积成反比．（2）由①②③三个结论，可以归纳出，x与L、S、F之间存在一定量的比例关系，设这个比值为k，那么有：x＝k

④根据图表提供数据代入解得：k＝由题意知：待测金属杆M承受最大拉力时，其伸长量为原来的，即5×10-3m；此时S=0.4cm2=4×10-5m2，L=5m；代入上面的公式④得：

5×10?3＝×10?10×解得：

F=5×103N15.用如图1所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T。请根据下列步骤完成电阻测量:(1)旋动部件________，使指针对准电流的"0"刻线。(2)将K旋转到电阻挡"×l00"的位置。(3)将插入"十"、"－"插孔的表笔短接，旋动部件_____，使指针对准电阻的______(填"0刻线"或"∞刻线")。(4)将两表笔分别与侍测电阻相接，发现指针偏转角度过小。为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按_______的顺序避行操作，再完成读数测量。A．将K旋转到电阻挡"×1k"的位置

B．将K旋转到电阻挡"×10"的位置C．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接D．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准参考答案：⑴S；

（3）T,

0刻线；（4）ADC四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，长L=1.5m，高h=0.45m，质量M=10kg的长方体木箱，在水平面上向右做直线运动．当木箱的速度v0=3.6m/s时，对木箱施加一个方向水平向左的恒力F=50N，并同时将一个质量m=1kg的小球轻放在距木箱右端的P点（小球可视为质点，放在P点时相对于地面的速度为零），经过一段时间，小球脱离木箱落到地面．木箱与地面的动摩擦因数为0.2，其他摩擦均不计．取，求：（1）小球从离开木箱开始至落到地面所用的时间；（2）小球放上P点后，木箱向右运动的最大位移；（3）小球离开木箱时木箱的速度．参考答案：考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系；匀变速直线运动的速度与位移的关系；自由落体运动．专题：压轴题；牛顿运动定律综合专题．分析：（1）小球离开木箱后做自由落体运动，根据位移时间关系可以求得时间；（2）对木箱受力分析，求出加速度，可以根据速度时间关系公式和位移时间关系公式分别求出位移和时间；（3）先对木箱受力分析，根据牛顿第二定律求得加速度，然后可以先根据位移时间关系公式求得时间，再根据速度时间公式求末速度，也可以直接根据速度位移关系公式求末速度．解答：解：（1）木箱上表面的摩擦不计，因此小球在离开木箱前相对地面处于静止状态，离开木箱后将作自由落体运动．由，得小球从离开木箱开始至落到地面所用的时间为0.3s．（2）小球放到木箱后，木箱的加速度为：木箱向右运动的最大位移为：小球放上P点后，木箱向右运动的最大位移为0.9m．（3）x1小于1m，所以小球不会从木箱的左端