2021年辽宁省丹东市第二十七中学高三物理下学期期末试卷含解析

2021年辽宁省丹东市第二十七中学高三物理下学期期末试卷含解析一、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）如图所示，匀强磁场的边界为直角三角形abc，今有质量为m、带电量为q的一束微观粒子以不同的速度v沿ca方向从c点射入磁场做匀速圆周运动，不计粒子的重力，下列说法中正确的是（） A． 粒子带负电 B． 从ab边射出的粒子一定比从bc边射出的粒子速度小 C． 从bc边射出的所有粒子在磁场中运动的时间相等 D． 只要速度合适，粒子可以到达b点参考答案：考点： 带电粒子在匀强磁场中的运动．分析： 带电粒子进入磁场做匀速圆周运动，周期为T=，轨迹半径为r=．根据圆的对称性可知，从ab边出射的粒子速度的偏向角相同，则轨迹的圆心角相同，运动时间必定相同．速度越大，半径越大，从ac边出射的粒子速度的偏向角不同，运动时间不同．解答： 解：A、如果粒子带负电，由左手定则可知，粒子刚进入磁场时受到的洛伦兹力水平向左，粒子将离开磁场，不能在磁场中做圆周运动，则粒子带正电，故A错误；B、带电粒子进入磁场做匀速圆周运动，另两只提供向心力，由牛顿第二定律得：qvB=m，解得，粒子轨迹半径为：r=，速度越大，半径越大，从ab边射出的粒子比从bc边射出的粒子轨道半径大，则从ab边射出的粒子一定比从bc边射出的粒子速度大，故B错误；C、从bc边射出的粒子速度的偏向角都相同，而轨迹的圆心角等于速度的偏向角，则从ab边出射的粒子轨迹的圆心角θ都相同，粒子在磁场中运动时间为t=T，T相同，则从bc边出射的速度不同的粒子的运动时间都相等，故C正确．D、当粒子速度大到一定值，粒子将从ab边射出磁场，粒子不可能到达b点，故D错误．故选：C．点评： 本题带电粒子在有界的磁场中运动的类型，注意根据圆的对称性得到出射时粒子速度和边界的夹角与入射时速度和边界的夹角相等．2.如图所示，A、B两球质量均为m．固定在轻弹簧的两端，分别用细绳悬于O点，其中球A处在光滑竖直墙面和光滑水平墙面的交界处，已知两球均处于平衡状态，OAB恰好构成一个正三角形，则下列说法正确的是（重力加速度为g）

A．球A可能受到四个力的作用

B．弹簧对球A的弹力大于对球B的弹力

C．绳OB对球B的拉力大小一定等于mgD．绳OA对球A的拉力大小等于或小于1．5mg参考答案：ACD3.著名物理学家费曼曾设计过这样一个实验：一块水平放置的绝缘体圆盘可绕过其中心的竖直轴自由转动，在圆盘的中部有一个线圈，圆盘的边缘固定着一圈带负电的金属小球，如图所示．当线圈接通直流电源后，线圈中的电流方向如图中箭头所示，圆盘会发生转动．几位同学对这一实验现象进行了解释和猜测，你认为合理的是（）A．接通电源后，线圈产生磁场，带电小球受到洛伦兹力，从而导致圆盘沿顺时针转动（从上向下看）B．接通电源后，线圈产生磁场，带电小球受到洛伦兹力，从而导致圆盘沿逆时针转动（从上向下看）C．接通电源的瞬间，线圈产生变化的磁场，从而产生电场，导致圆盘沿顺时针转动（从上向下看）D．接通电源的瞬间，线圈产生变化的磁场，从而产生电场，导致圆盘沿逆时针转动（从上向下看）参考答案：C【考点】楞次定律；洛仑兹力．【分析】由题，在线圈接通电源的瞬间，线圈中的电流是增大的，产生的磁场是逐渐增强的，逐渐增强的磁场会产生电场（麦克斯韦电磁理论）．在小球所在圆周处相当于有一个环形电场，小球因带电而受到电场力作用从而会让圆板转动．根据小球的带电性，判定圆板的转动方向．【解答】解：A、小球在静止时不受洛伦兹力，故圆盘不会发生转动；故AB错误；C、若金属小球带正电且线圈中电流突然增大，根据电磁场理论可知，电场力顺时针方向，则圆盘转动方向与电流流向相反；故圆盘沿顺时针转动；故C正确；D错误；故选：C．4.

将一根原长为40cm、劲度系数为100N／m的弹簧拉长为45cm，则此时弹簧的弹力大小为（）．

A．45NB．40NC．85ND．5N参考答案：答案：D5.（多选）一列沿x轴传播的简谐横波，t=0时刻的波形如图所示，此时质点P恰在波峰，质点Q恰在平衡位置且向上振动。再过0．2s，质点Q第一次到达波峰，则正确的是

A．波沿x轴正方向传播

B．波的传播速度为30m／sC．1s末质点P的位移为零D．质P的振动位移随时间变化的关系式为E．0至0．9s时间内P点通过的路程为0.9m参考答案：ABC二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.某物理兴趣小组采用如图所示的装置深入研究平抛运动。质量分别为和的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，A球落到地面N点处，B球落到地面P点处。测得=0.04kg，=0.05kg，B球距地面的高度是1.225m，M、N点间的距离为1.500m，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，g取9.8，结果保留两位有效数字）参考答案：0.5s

0.66J7.在如图（a）所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器．闭合开关S，将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端，两个电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图（b）所示．则电源内阻的阻值为5Ω，滑动变阻器R2的最大功率为0.9W．参考答案：考点：闭合电路的欧姆定律；电功、电功率．专题：恒定电流专题．分析：由图可知两电阻串联，V1测R1两端的电压，V2测R2两端的电压；当滑片向左端滑动时，滑动变阻器接入电阻减小，则可知总电阻变化，由闭合电路欧姆定律可知电路中电流的变化，则可知内电压的变化及路端电压的变化，同时也可得出R1两端的电压变化，判断两图象所对应的电压表的示数变化；由图可知当R2全部接入及只有R1接入时两电表的示数，则由闭合电路的欧姆定律可得出电源的内阻；由功率公式可求得电源的最大输出功率及滑动变阻器的最大功率．解答：解：当滑片左移时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大；而R1两端的电压增大，故乙表示是V1示数的变化；甲表示V2示数的变化；由图可知，当只有R1接入电路时，电路中电流为0.6A，电压为3V，则由E=U+Ir可得：E=3+0.6r；当滑动变阻器全部接入时，两电压表示数之比为，故=；由闭合电路欧姆定律可得E=5+0.2r解得：r=5Ω，E=6V．由上分析可知，R1的阻值为5Ω，R2电阻为20Ω；当R1等效为内阻，则当滑动变阻器的阻值等于R+r时，滑动变阻器消耗的功率最大，故当滑动变阻器阻值为10Ω时，滑动变阻器消耗的功率最大，由闭合电路欧姆定律可得，电路中的电流I==A=0.3A，则滑动变阻器消耗最大功率P=I2R=0.9W；故答案为：5，0.9．点评：在求定值电阻的最大功率时，应是电流最大的时候；而求变值电阻的最大功率时，应根据电源的最大输出功率求，必要时可将与电源串联的定值电阻等效为内阻处理．8.测定木块与长木板之间的动摩擦因数时，采用如图所示的装置，图中长木板水平固定．（1）（4分）实验过程中，电火花计时器应接在

（选填“直流”或“交流”）电源上．调整定滑轮高度，使

．（2）（3分）已知重力加速度为g，测得木块的质量为M，砝码盘和砝码的总质量为m，木块的加速度为a，则木块与长木板间动摩擦因数μ=

．（3）（3分）如图为木块在水平木板上带动纸带运动打出的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6为计数点，相邻两计数点间还有4个打点未画出．从纸带上测出x1=3.20cm，x2=4.52cm，x5=8.42cm，x6=9.70cm．则木块加速度大小a=

m/s2(保留两位有效数字)．参考答案：9.

（选修3-4）（4分）如图所示，一列简谐横波在某一时刻的波的图象，A、B是介质中的二个质点．已知波是向x轴正方向传播的，由此可以判断：质点A的振幅为

cm，质点B此刻向

运动.

参考答案：答案：0.4；y轴正方向．（每空2分）10.如图，三个电阻R1、R2、R3依次标有“12Ω，3W”、“8Ω，5W”、“6Ω，6W”，则允许接入电路的最大电压为10.8V，此时三个电阻消耗的总功率为10.8W．参考答案：考点：电功、电功率；串联电路和并联电路．专题：恒定电流专题．分析：根据电路结构及已知条件：三个电阻允许消耗的最大功率分别为3W、15W、6W，分析保证电路安全的条件，然后求电路的最大功率．解答：解：由可求得R1的额定电压U1=6V，R2的额定电压U2=2V，R3的额定电压U3=6V，

R1与R2的并联阻值为R′=，则因R3大于其并联值，则当R3达到6V时，并联电压小于6V，

则以R3达到额定电压为安全值计算：

即

求得U1=4.8V

则接入电路的最大的电压为Um=U1+U3=10.8V功率为：P=故答案为：10.8，10.8点评：考查串联并联电路，明确安全的要求是每个电阻都不能超出额定电压．11.如图所示，质量为m的物块放在水平木板上，木板与竖直弹簧相连，弹簧另一端固定在水平面上，今使m随M一起做简谐运动，且始终不分离，则物块m做简谐运动的回复力是由

提供的，当振动速度达最大时，m对M的压力为

。参考答案：重力和M对m的支持力的合力;

mg。略12.平抛运动可看成是水平方向的

运动和竖直方向的

运动的合运动参考答案：匀速直线运动，自由落体运动13.第26届国际计量大会决定，质量单位“千克”用普朗克常量定义，“国际千克原器”于2019年5月20日正式“退役”的数值为，根据能量子定义，的单位是______，该单位用国际单位制中的力学基本单位表示，则为______。参考答案：

(1).

(2).【详解】由，能量的单位为，频率的单位为，故h的单位为，又因能量的单位换成力学基本单位可表示为，则h的单位为三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图（甲）所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳，图（乙）是在白纸上根据实验结果画出的图。如果没有操作失误，图（乙）中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是______。本实验采用的科学方法是______A．理想实验法

B．等效替代法

C．控制变量法

D．建立物理模型法参考答案：（1）

F′

（2）

B

15.为了测定某迭层电池的电动势（约20V~22V）和电阻（小于2Ω），需要把一个量程为10V（内阻为10KΩ）的直流电压表接一固定电阻（用电阻箱代替），改装为量程30V的电压表，然后用伏安法测电源的电动势和内电阻。（1）进行改装时与电压表串联的电阻箱的阻值为__________KΩ；（2）用该扩大了量程的电压表（电压表的表盘刻度没变），测电源电动势E和内电阻r，实验电路如图甲所示，得到多组电压U和电流I的值，并作出U—I图线，如图乙所示，由图像可知电池的电动势为________V，内电阻为______Ω。（保留三位有效数字）参考答案：【知识点】测定电源的电动势和内阻．J7【答案解析】（1）20；（2）21.0；1.71．

解析：：（1）电压表原来量程为10V，改装后的量程为30V，则串联分压电阻分压是电压表两端电压的两倍，串联电路各部分电路两端电压与串联电路电阻成正比，则串联分压电阻是电压表内阻的两倍，即串联电阻阻值为10×2=20kΩ；

（2）由图象可知，图象与纵轴坐标交点为7.0，则电压表读数为：7.0V×3=21.0V，则电源电动势为21.0V；电源内阻r=≈1.71Ω【思路点拨】（1）根据串联电路特点求出串联电阻阻值．（2）电源的U-I图象与纵轴交点坐标值是电源电动势，图象斜率的绝对值是电源内阻，根据图象求出电源电动势与内阻．求电源电动势与内阻时要注意，电压表示数是总坐标轴示数的3倍．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（18分）一滑雪运动员以滑雪板和滑雪杖为工具在平直雪道上进行滑雪训练．如图所示，某次训练中，他站在雪道上第一次利用滑雪杖对雪面的作用获得水平推力F=60N而向前滑行，其作用时间为t1=1s，撤除水平推力F后经过t2=2s，他第二次利用滑雪杖对雪面的作用获得同样的水平推力且其作用时间仍为1s．已知该运动员连同装备的总质量为m=50kg，在整个运动过程中受到的滑动摩擦力大小恒为f=10N，求：（1）第一次利用滑雪杖对雪面作用获得的速度大小；（2）该运动员（可视为质点）第二次撤除水平推力后滑行的最大距离．参考答案：运动员站在雪道上第一次利用滑雪杖对雪面作用时，加速度为

2分t1=1s时的速度为

2分第一次撤除水平推力F后，加速度为

2分撤除水平推力F后经过t2=2s，速度为

2分第二次刚撤除水平推力F时，速度为

2分此后在水平方向仅受摩擦力作用做匀减速运动，滑行的最大距离为

2分解得

s=6