广东省东莞市第七高级中学2021年高三物理期末试题含解析

广东省东莞市第七高级中学2021年高三物理期末试题含解析一、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.如图，ACB是一光滑的、足够长的、固定在竖直平面内的“∧”形框架，其中CA、CB边与竖直方向的夹角均为θ．P、Q两个轻质小环分别套在CA、CB上，两根细绳的一端分别系在P、Q环上，另一端和一绳套系在一起，结点为O．将质量为m的钩码挂在绳套上，OP、OQ两根细绳拉直后的长度分别用l1、l2表示，受到的拉力分别用F1和F2表示．（

）A．若

l1=

l2

，则两绳受到的拉力F1

=

F2B．若

l1=

l2

，则两绳受到的拉力F1

>

F2C．若

l1

<

l2

，则两绳受到的拉力F1<

F2D．若

l1>

l2

，则两绳受到的拉力F1=

F2参考答案：AD2.（单选）2013年12月，我国成功地进行了“嫦娥三号”的发射和落月任务，进一步获取月球的相关数据。该卫星在月球上空绕月球做匀速圆周运动时，经过时间t，卫星行程为s，卫星与月球中心连线扫过的角度是θ弧度，万有引力常量为G，月球半径为R，则可推知月球密度的表达式是参考答案：B3.下列说法中正确的是

A．光电效应现象说明光具有粒子性B．普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说

C．玻尔建立了量子理论，成功解释了各种原子发光现象D．运动的宏观物体也具有波动性，其速度越大物质波的波长越大参考答案：AB4.下列说法中正确的是

▲

A．当某列声波产生多普勒效应时，相应声源的振动频率一定发生变化B．狭义相对论指出：电磁相互作用在真空中的传播速度c是自然界中速度的极限C．家用微波炉的工作应用了一种电磁波，而军用雷达的工作应用了一种脉冲超声波D．大豆色拉油中的气泡看起来特别明亮，是因为光从气泡射向油时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故参考答案：B5.（单选）半圆柱体M放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的竖直挡板PQ，M与PQ之间放有一个光滑均匀的小圆柱体N，整个系统处于静止。如图所示是这个系统的纵截面图。若用外力F使PQ保持竖直并且缓慢地向右移动，在N落到地面以前，发现M始终保持静止。在此过程中，下列说法正确的是A．地面对M的摩擦力逐渐增大B．MN间的弹力先减小后增大C．PQ对N的弹力逐渐减小D．PQ和M对N的弹力的合力逐渐增大参考答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一小船与船上人的总质量为160kg，以2m/s的速度匀速向东行驶，船上一个质量为60kg的人，以6m/s的水平速度向东跳离此小船，若不计水的阻力，则人跳离时小船的速度大小为______m/s，小船的运动方向向______．参考答案：0.4向西7.如图所示，一质量不计的弹簧原长为10cm，一端固定于质量m＝2kg的物体上，另一端施一水平拉力F.若物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，当弹簧拉长至12cm时，物体恰好匀速运动，弹簧的劲度系数为

，若将弹簧拉长至13cm时，物体所受的摩擦力为

(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等)。参考答案：200N/m

，

4N8.在平直的公路上，自行车与同方向行驶的汽车同时经过A点。自行车做匀速运动，速度为6m/s．汽车做初速度为10m/s(此即为汽车过A点的速度)、加速度大小为0.5m/s2的匀减速运动．则自行车追上汽车所需时间为

s，自行车追上汽车时，汽车的速度大小为

m/s，自行车追上汽车前，它们的最大距离是

m。参考答案：16；2；169.右图所示，一木块放在水平面上，在水平方向共受到三个力作用，即F1＝10N、F2＝2N和摩擦力作用，木块处于静止状态，若撤去力F1，则木块在水平方向上受到的合力为

。参考答案：（零）10.某中学的实验小组利用如图所示的装置研究光电效应规律，用理想电压表和理想电流表分别测量光电管的电压以及光电管的电流．当开关打开时，用光子能量为2.5eV的光照射光电管的阴极K，理想电流表有示数，闭合开关，移动滑动变阻器的触头，当电压表的示数小于0.60V时，理想电流表仍有示数，当理想电流表的示数刚好为零时，电压表的示数刚好为0.60V．则阴极K的逸出功为1.9eV，逸出的光电子的最大初动能为0.6eV．参考答案：：解：设用光子能量为2.5eV的光照射时，光电子的最大初动能为Ekm，阴极材料逸出功为W0，当反向电压达到U=0.60V以后，具有最大初动能的光电子也达不到阳极，因此eU=Ekm由光电效应方程：Ekm=hν﹣W0由以上二式：Ekm=0.6eV，W0=1.9eV．所以此时最大初动能为0.6eV，该材料的逸出功为1.9eV；故答案为：1.9eV，0.6eV．11.气球以10m/s的速度匀速竖直上升，从气球上掉下一个物体，经17s到达地面。求物体刚脱离气球时气球的高度是__________m。落地时速度是_______m/s（g=10m/s2）参考答案：1275；16012.如图所示，在竖直平面内的直角坐标系中，一个质量为m的质点在外力F的作用下，从坐标原点O由静止沿直线ON斜向下运动，直线ON与y轴负方向成θ角（θ＜π/4）。则F大小至少为

；若F＝mgtanθ，则质点机械能大小的变化情况是

。参考答案：答案：mgsinθ，增大、减小都有可能

解析：该质点受到重力和外力F从静止开始做直线运动，说明质点做匀加速直线运动，如图中显示当F力的方向为a方向（垂直于ON）时，F力最小为mgsinθ；若F＝mgtanθ，即F力可能为b方向或c方向，故F力的方向可能与运动方向相同，也可能与运动方向相反，除重力外的F力对质点做正功，也可能做负功，故质点机械能增加、减少都有可能。

13.为了探究物体做功与物体速度变化的关系，现提供如图所示的器材，让小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行．请思考探究思路并回答下列问题(打点计时器交流电频率为50Hz)．(1)为了消除摩擦力的影响应采取什么措施？答：将木板的一端用木块垫起适当的高度，使小车能下滑即可．(2)当我们分别用相同的橡皮筋1条、2条、3条、……并起来进行第1次、第2次、第3次、……实验时，每次实验中橡皮筋拉伸的长度都应保持一致，我们把第1次实验时橡皮筋对小车做的功记为W.(3)由于橡皮筋对小车做功而使小车获得的速度可以由打点计时器和纸带测出，如下图所示的是其中四次实验打出的部分纸带．

(4)试根据第(2)、(3)项中的信息，填写下表：次数1234橡皮筋对小车做功W

小车速度v(m/s)

v2(m2/s2)

从表中数据可得出结论：____________________________________________________.

参考答案：固定打点计数器(1分)缓慢匀速(1分)次数1234

橡皮筋对小车做功W2W3W4W三行各1分，有错不得分小车速度v(m/s)1.01.4151.732.0v2(m2/s2)1.02.03.04.0结论：橡皮筋对小车做的功与小车速度的平方成正比三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某兴趣小组利用平抛运动知识测量某农庄水平喷水口的流量（单位时间内从管口喷出的水的体积），方法如下：（1）先用游标卡尺测量喷水口的内径D。A、B、C、D图中，测量方式正确的是

（2）右上图为正确测量得到的结果，由此可得喷水口的内径D＝

m。（3）打开水阀，让水从喷水口水平喷出，稳定后测得落地点距喷水口水平距离为x，竖直距离为y，则喷出的水的初速度v0＝

（用x、y、g表示）。（4）根据上述测量值，可得水管内水的流量Q＝

（用D、x、y、g表示）参考答案：15.(填空)如图(1)一a所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码，探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长长度的关系实验.(1)为完成实验，还需要的实验器材有_________

、_________.(2)实验中需要侧量的物理址有___________.(3)图(1)-b是弹黄所受弹力F与弹簧伸长长度x的F-x图线,由此可求出弹赞的劲度系数为________N/m,图线不过原点的原因是_________________________________.参考答案：(1)刻度尺

（2）弹簧的原长、弹簧伸长后的长度

（3）200

弹簧有自重四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图甲所示，竖直面MN的左侧空间存在竖直向上的匀强电场（上、下及左侧无边界）。一个质量为m、电量为q的可视为质点的带正电的小球，以大小为v0的速度垂直于竖直面MN向右作直线运动。小球在t=0时刻通过电场中的P点，为使小球能在以后的运动中竖直向下通过D点（P、D间距为L，且它们的连线垂直于竖直平面MN，D到竖直面MN的距离DQ等于L/π），经过研究，可以在电场所在的空间叠加如图乙所示随时间周期性变化的、垂直纸面向里的磁场，设且为未知量。求：（1）场强E的大小；（2）如果磁感应强度B0为已知量，试推出满足条件t1的表达式；（3）进一步的研究表明，竖直向下的通过D点的小球将做周期性运动。则当小球运动的周期最大时，求出磁感应强度B0及运动的最大周期T的大小，并在图中定性画出此时小球运动一个周期的轨迹。参考答案：（1）小球进入电场，做匀速直线运动时Eq=mg①

（2分）

E=mg/q

②

（2分）（2）在t1时刻加磁场，小球在时间t０内做匀速圆周运动，设圆周运动周期为T0，半径为R。有：③（2分）

竖直向下通过D点应有：PF-PD=R

即：

④（2分）

将④代入⑤式解得⑤（2分）（3）小球运动的速率始终不变，当R变大时，也增加，小球在电场中的运动周期T也增加。在小球不飞出电场的情况下，当T最大时有：DQ=2R即

⑥（2分）解得

⑦（2分）结合乙图及轨迹图可知，小球在电场中运动的最大周期：⑧（2分）小球在电场中运动一个周期的轨迹图如图所示（2分）17.如图所示，虚线MO与水平线PQ相交于O，二者夹角θ=30°，在MO左侧存在电场强度为E、方向竖直向下的匀强电场，MO右侧某个区域存在磁感应强度为B、垂直纸面向里的匀强磁场，O点处在磁场的边界上，现有一群质量为m、电量为+q的带电粒子在纸面内以速度v（0≤v≤）垂直于MO从O点射入磁场，所有粒子通过直线MO时，速度方向均平行于PQ向左，不计粒子的重力和粒子间的相互作用力，求：

（1）速度最大的粒子自O开始射入磁场至返回水平线POQ所用的时间．

（2）磁场区域的最小面积．

参考答案：（1）粒子的运动轨迹如图所示，设粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径为R，周期为T，粒子在匀强磁场中运动时间为t1则即

①（1分）

②（1分）

③（1分）

设粒子自N点水平飞出磁场，出磁场后应做匀速运动至OM，设匀速运动的距离为s，匀速运动的时间为t2，

由几何关系知：

S=Rcotθ

④（1分）

⑤（1分）

过MO后粒子做类平抛运动，设运动的时间为，则：

⑥（1分）

又由题知：

⑦（1分）

则速度最大的粒子自O进入磁场至重回水平线POQ所用的时间⑧（1分）

解①②③④⑤⑥⑦⑧得：（1分）（2）由题知速度大小不同的粒子均要水平通过OM，则其飞出磁场的位置均应在ON的连线上，故磁场范围的最小面积是速度最大的粒子在磁场中的轨迹与ON所