河北省邯郸市新兴铸管子弟学校2021年高三物理期末试卷含解析

河北省邯郸市新兴铸管子弟学校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.（单选题）2013年6月13日神舟十号与天官一号完成自动交会对接。可认为天宫一号绕地球做匀速圆周运动，对接轨道所处的空间存在极其稀薄的空气，则下面说法正确的是

(

)

A．如不加干预，天宫一号的轨道高度将缓慢升高

B．如不加干预，在运行一段时间后，天宫一号的动能可能会增加

C．为实现对接，两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间

D．航天员在天宫一号中处于失重状态，说明航天员不受地球引力作用参考答案：BA、卫星本来做圆周运动，满足万有引力提供向心力即，对接轨道所处的空间存在极其稀薄的空气，由于摩擦阻力作用卫星的线速度减小，提供的引力大于卫星所需要的向心力故卫星将做近心运动，即轨道半径将减小，故A错误；B、根据万有引力提供向心力有：得轨道高度降低，在新的轨道做圆周运动卫星的线速度较大，故动能将增大，故B正确；C、第一宇宙速度为最大环绕速度，两者运行速度的大小一定小于第一宇宙速度，故C错误；D、失重状态说明航天员对悬绳或支持物体的压力为0，而地球对他的万有引力提供他随天宫一号围绕地球做圆周运动的向心力，故D错误。故选B。2.如图所示，一足够长的木板静止在光滑水平面上，一物块静止在木板上，木板和物块间有摩擦，现用水平力向右拉木板，当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时，撤掉拉力，此后木板和物块相对于水平面的运动情况为

A．物块先向左运动，再向右运动

B．物块向右运动，速度逐渐增大，直到做匀速运动

C．木板向右运动，速度逐渐变小，直到做匀速运动

D．木板和物块的速度都逐渐变小，直到为零参考答案：BC设拉力为F，物块（m）和木板（M）间的摩擦力为f，由牛顿第二定律得，对整体，F=(M+m)a,对物块，f=ma1，由于a与a1的大小关系不确定，所以撤掉拉力时，物块和木板的速度大小关系不确定，若物块速度大于木板速度，则物块向右运动，速度逐渐减小，木板向右运动，速度逐渐变大，直到以共同速度做匀速运动；若物块速度小于木板速度，则物块向右运动，速度逐渐增加，木板向右运动，速度逐渐减小，直到以共同速度做匀速运动。综上所述，BC选项正确。3.图9中理想变压器的原线圈接u＝311sin100πt(V)的交变电压，副线圈与阻值为R1的电阻接成闭合电路；图10-中阻值为R2的电阻直接接到电压为U＝220V的直流电源上，结果发现R1与R2消耗的电功率恰好相等，则变压器原、副线圈的匝数之比为()．图9图10-A.

B.

C.

D.参考答案：由u＝311sin100πt(V)可知，原线圈接入交变电压的最大值为Umax＝311V，故有效值为U1＝220V．又＝，R1消耗的电功率P1＝.R2消耗的电功率P2＝.又U＝220V＝U1，P1＝P2.联立解得＝.答案C4.一定质量的理想气体，当温度保持不变时，压缩气体，气体的压强会变大．这是因为气体分子的（）A．密集程度增加B．密集程度减小C．平均动能增大D．平均动能减小参考答案：解：A、当温度保持不变时，压缩气体，气体的压强会变大．体积减小，所以气体密度增大，即气体分子的密集程度增加，故A正确，B错误C、温度保持不变时，所以分子平均动能不变，故CD错误故选A．5.用牛顿第三定律判断下列说法正确的是

（

）

A．轮船的螺旋转时向后推水，水同时给螺旋桨一个反作用力，推动轮船前进

B．发射火箭时，燃料点燃后喷出的气体给空气一个作用力，空气推动火箭前进

C．马拉车前进，只有马对车的拉力大于车对马的拉力时，车才能前进

D．一个作用力和它的反作用力的合力为零参考答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案。如图所示，将一个小球和一个滑块用细绳连接，跨在斜面上端。开始时小球和滑块均静止，剪断细绳后，小球自由下落，滑块沿斜面下滑，可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音。保持小球和滑块释放的位置不变，调整挡板位置，重复以上操作，直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音。用刻度尺测出小球下落的高度、滑块释放点与挡板处的高度差和沿斜面运动的位移。（空气阻力对本实验的影响可以忽略）

①滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为________。②滑块与斜面间的动摩擦因数为__________________。③以下能引起实验误差的是________。．滑块的质量

．当地重力加速度的大小．长度测量时的读数误差

．小球落地和滑块撞击挡板不同时参考答案：①；

②；

③7.一矿井深125m，在井口每隔一相同的时间落下一个小球，当第11个小球刚从井口开始下落时，第1个小球恰好到达井底，则：（1）相邻两个小球下落的时间间隔时

s；（2）这时第3个球与第5个小球相距

m。（g取）参考答案：8.某同学为了探究物体在斜面上运动时摩擦力与斜面倾角的关系，设计实验装置如图。长直平板一端放在水平桌面上，另一端架在一物块上。在平板上标出A、B两点，B点处放置一光电门，用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间。实验步骤如下：A用游标卡尺测量滑块的挡光长

度d,用天平测量滑块的质量mB用直尺测量AB之间的距离s，A点到水平桌面的垂直距离h1，B点到

水平桌面的垂直距离h2C将滑块从A点静止释放，由光电计时器读出滑块的挡光时间tD重复步骤C数次，并求挡光时间的平均值E利用所测数据求出摩擦力f和斜面倾角的余弦值cosαF多次改变斜面的倾角，重复实验步骤BCDE，做出f--cosα关系曲线用测量的物理量完成下列各式（重力加速度为g）滑块通过光电门时的速度υ=

滑块运动时所受到的摩擦阻力f=

参考答案：9.如图所示是甲、乙两位同学在“探究力的平行四边形定则”的实验中所得到的实验结果，若用F表示两个分力F1、

F2的合力，用F′表示F1和F2的等效力，则可以判断___(填“甲”或“乙”)同学的实验结果是符合事实的．参考答案：_甲_(填“甲”或“乙”)10.如图所示，处于水平位置的、质量分布均匀的直杆一端固定在光滑转轴O处，在另一端A下摆时经过的轨迹上安装了光电门，用来测量A端的瞬时速度vA，光电门和转轴O的竖直距离设为h。将直杆由图示位置静止释放，可获得一组（vA2，h）数据，改变光电门在轨迹上的位置，重复实验，得到在vA2~h图中的图线①。设直杆的质量为M，则直杆绕O点转动的动能Ek=_____________（用M和vA来表示）。现将一质量m=1kg的小球固定在杆的中点，进行同样的实验操作，得到vA2~h图中的图线②，则直杆的质量M=____________kg。（g=10m/s2）参考答案：，0.2511.如图，质量为m的活塞夹在两块光滑的水平隔板间，活塞与轻质传动杆之间有大小不计的光滑转轴连接，活塞在水平力作用下缓缓推动传动杆，传动杆带动曲轴绕固定转轴O转动。在图示位置时，水平推力大小为F（F<mg），轻杆与水平方向夹角为θ(θ<45°)，曲轴与水平虚线垂直，轻杆与曲轴连接处到转轴O距离为L，此时传动杆对曲轴的力矩大小为

，隔板对活塞的作用力大小为

。参考答案：FL；mg-Ftanθ

12.某小组同学尝试用下图所示装置测定大气压强．实验过程中温度保持不变．最初U形管两臂中的水银面齐平，烧瓶中无水．当用注射器往烧瓶中注入水时，U形管两臂中的水银面出现高度差．实验的部分数据记录在下表中．

气体体积V(ml)800674600531500水银面高度差h(cm)014.025.038.045.0

（1）根据表中数据，在右图中画出该实验的h－1/V关系图线；（2）实验环境下的大气压强p0=

cmHg；

（3）如果实验开始时气体的热力学温度为T0，最终气体的体积为500ml，现使U型管中的水银面回到初始齐平状态，应使容器中的气体温度降低到_________．参考答案：（1）右图所示

（2分）（2）75（±2）

（3分）（3）

（3分）13.在《探究加速度与力、质量的关系》实验中，某同学利用右图所示的实验装置，将一端带滑轮的长木板固定在水平桌面上，滑块置于长木板上，并用细绳跨过定滑轮与托盘相连，滑块右端连一条纸带，通过打点计时器记录其运动情况．开始时，托盘中放少许砝码，释放滑块，通过纸带记录的数据，得到图线a．然后在托盘上添加一个质量为m=0.05kg的砝码，再进行实验，得到图线b．已知滑块与长木板间存在摩擦，滑块在运动过程中，绳中的拉力近似等于托盘和所加砝码的重力之和，g取10m/s2，则X①通过图象可以得出，先后两次运动的加速度之比为

；②根据图象，可计算滑块的质量为

kg．参考答案：（1）①3:4（2分），②2.5三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（6分）在探究“动摩擦因数”的实验活动中，有一位同学设计了一个方案，如图(a)所示，用弹簧秤拉木块在水平木板上向右匀速运动。为了测定动摩擦因数，需要测定的物理量有

、

，动摩擦因数的表达式μ=

。另一同学对以上方案进行了改进，用弹簧秤拉住木块不动，用外力拉木板向左运动，如图(b)所示，请对该方案作出评价，并说明有什么优点。参考答案：弹簧秤示数F；木块重量G；u＝；优点：弹簧相对地面静止，读数容易，误差小15.某同学利用以下器材测量电源电动势、内阻和定值电阻的阻值．待测电源(电动势约3V，内阻约1Ω)一个阻值未知的电阻

电压表两块(内阻很大，量程3V)电流表(内阻约为5Ω，量程0.6A)

滑动变阻器A(0～30Ω，3A)滑动变阻器B(0～200Ω，0.2A) 电键一个，导线若干该同学设计了如图甲的电路，用、、I分别表示电表、、A的读数．将滑动变阻器的滑片移到不同位置时，得到下表所示数据：根据题中所给信息回答下列问题：(1)滑动变阻器应选择＿＿＿(选填器材代号“A”或“B”)；(2)根据甲图用笔画线代替导线把乙图中的实物图补充完整；(3)该同学根据表中数据在图丙中已经画出了-I(=-)图线，请你在图中画出-I图线；(4)根据图线，求出电源电动势E=＿＿＿V，内阻r=＿＿＿Ω，定值电阻=＿＿＿Ω．参考答案：⑴A（2分）⑵如图乙（2分）

⑶如图丙（2分）⑷2.8~3.2（1分）0.9~1.2（2分）4.8~5.5（1分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.在距地面10m高处，以10m/s的初速度抛出一个质量为1kg的物体，已知初速度方向与水平方向成37°仰角。以地面为重力势能的参考平面，取g=10m/s2。求： ⑴抛出瞬间物体的机械能是多少？⑵若不计空气阻力，自抛出到最高点，重力对物体做功为多少？⑶若物体落地时的速度大小为16m/s，飞行过程中物体克服阻力做的功是多少？参考答案：1.如图所示，固定的水平光滑金属导轨，间距为L，左端接有阻值为R的电阻，处在方向竖直，磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m的导体棒与固定弹簧相连，放在导轨上，导轨与导体棒的电阻均可忽略。初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有水平向右的初速度。在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。ks5u（1）求初始时刻导体棒受到的安培力。（2）若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时，弹簧的弹力势能为，则这一过程中安培力所做的功W1和电阻R上产生的焦耳热Q1分别为多少？（3）导体棒往复运动，最终将静止于何处？从导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q为多少？参考答案：1）初始时刻棒中感应电动势，棒中感应电流，作用于棒上的安培力，联立解得，

（每式1分共5分）安培力方向：水平向左；

（2分）（2）由功和能的关系，得安培力做功，（3分）电阻R上产生的焦耳热；

（3分）（3）由能量转化平衡条件等，可判断：棒最终静止于初始位置

（3分）。

18.如图所示，两根足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距l=0.2m，导轨上端连接着电阻R1=1Ω，质量为m=0.01kg、电阻为R2=0.2Ω的金属杆ab与导轨垂直并接触良好，导轨电阻不计．整个装置处于与导轨平面垂直的磁感应强度为B=1T的匀强磁场中．ab杆由静止释放，若下落h=O.8m后开始做匀速运动，g取10m/s2，求：（1）杆匀速运动的速度大小；（2）匀速运动过程中杆ab两端的电压哪端高，高多少；（3）该过程整个装置产生的热量．参考答案：考点：导体切割磁感线时的感应电动势；焦耳定律．专题：电磁感应与电路结合．分析：（1）杆匀速下降时所受重力与安培力平衡，由此列式求解杆匀速运动的速度大小；（2）根据右手定则判断杆两端电势的高低，AB两端的电压为等效电源的路端电压，根据欧姆定律确定；（3）根据能量守恒定律求整个装置产生的热量．解答：解：（1）杆达到匀速运动时速度最大，此时杆处于平衡状态，