陕西省西安市西航第二中学2021年高三物理期末试卷含解析

陕西省西安市西航第二中学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1.一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖，经折射分成两束单色光a、b。已知a光的频率大于b光的频率。下列光路图中可能正确的是（

）参考答案：A2.（单选）如图所示，xOy平面内有一匀强电场，场强为E，方向未知，电场线跟x轴的负方向夹角为θ，电子在坐标平面xOy内，从原点O以大小为v0、方向沿x正方向的初速度射入电场，最后打在y轴上的M点．电子的质量为m，电荷量为e，重力不计．则（）A．O点电势高于M点电势B．运动过程中电子在M点电势能最多C．运动过程中，电子的电势能先减少后增加D．电场对电子先做负功，后做正功参考答案：考点：匀强电场中电势差和电场强度的关系．专题：电场力与电势的性质专题．分析：电子仅在电场力作用下，以一定的初速度，从O点运动到M点，根据曲线运动的条件可确定，电子受到的电场力方向．再由电子带负电，从而确定电场强度的方向．结合电场力与运动速度的方向来确定电场力做功的情况，从而可确定电子的电势能变化情况．解答：解：A、电子沿X轴正方向进入匀强电场，出现题中的运动轨迹，由曲线运动的条件可知道，电场力的方向沿着电场线斜向上，由于电子带负电，所以电场线的方向斜向下．根据沿着电场线方向电势降低，可知O点电势低于M点电势，故A错误；B、由电子的运动轨迹可知，电子所受的电场力先做负功，再做正功．因此电子的电势能先增加后减小．所以运动过程中电子在M点电势能最小，故B错误；C、根据电子所受的电场力先做负功，再做正功．因此电子的电势能先增加后减小．故C错误；D、由A选项分析可知，开始电场力方向与初速度方向夹角大于90°，之后夹角小于90°．因此电场力对电子先做负功，再做正功．故D正确；故选：D点评：本题突破口：根据曲线运动的条件，结合电场的力与能的基本性质，从而即可解题．3.一位同学做引体向上运动时，处于如图所示的静止状态，两臂夹角为60°，已知该同学体重60kg，取g=10m/s2，则每只手臂的拉力约为A.600N

B.300N

C.N

D.N参考答案：D4.如图电路中，电源电动势为E、内阻为r．闭合开关S，增大可变电阻R的阻值后，电压表示数的变化量为ΔU．在这个过程中，下列判断正确的是A．电压表的示数U和电流表的示数I的比值变大B．电阻R1两端的电压减小，减小量等于ΔUC．电容器的带电量减小，减小量小于CΔUD．电压表示数变化量ΔU和电流表示数变化量ΔI的比值不变参考答案：ACD试题分析：A、电压表测量R两端的电压，则有，R增大，则电压表的示数U和电流表的示数I的比值变大。故A正确；B、增大可变电阻R的阻值后，电路中电流减小，由欧姆定律分析得知，电阻R1两端的电压减小，电阻R两端的电压增大，而它们的总电压即路端电压增大，所以电阻R1两端的电压减小量小于△U，故B错误；C、R1两端的电压减小，电容器的带电量减小，根据Q=CU可知，电容器的带电量减小量小于C△U。故C正确；D、根据闭合电路欧姆定律得：U=E-I（R1+r），由数学知识得知，，保持不变。故D正确；故选：ACD。考点：闭合电路欧姆定律、电容【名师点睛】闭合开关S，增大可变电阻R的阻值后，电路中电流减小，由欧姆定律分析电阻R1两端的电压，根据路端电压的变化，分析电阻R1两端的电压变化量与△U的关系，确定电容带电量变化量。电压表的示数U和电流表的示数I的比值等于R。电压表示数变化量△U和电流表示数变化量△I的比值等于R1+r。5.磁悬浮列车是在车辆底部安装电磁铁，在轨道两旁铺设一系列的铝环．当列车运行时，电磁铁产生的磁场相对铝环运动，列车凌空浮起，使车与轨道间的摩擦减小到很小，从而提高列车的速度．以下说法正确的是（

）A、当列车通过铝环时，铝环中有感应电流，感应电流产生的磁场的方向与电磁铁产生的磁场的方向相同．B、当列车通过铝环时，铝环中有感应电流，感应电流产生的磁场的方向与电磁铁产生的磁场的方向相反．C、当列车通过铝环时，铝环中通有电流，铝环中电流产生的磁场的方向与电磁铁产生的磁场的方向相同．D、当列车通过铝环时，铝环中通有电流，铝环中电流产生的磁场的方向与电磁铁产生的磁场的方向相反．参考答案：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.用如图所示的装置测定木块与水平桌面问的

动摩擦因数，除图中器材外还有刻度尺。实验中将A

拉到某适当位置P后用手按住，调节滑轮使桌面上

方的细线水平，待B稳定后迅速放手，B落地后不再

弹起，A最终停在Q点。重复上述实验，并记下相关

数据。

(1)已知A、B质量相等，实验中还需要测量的物理量有___________________________________________________________________________(并注明符号)．

木块与桌面问的动摩擦因数可表示为μ=__________(用测量物理量的符号表示)

(2)符发现A释放后会撞到滑轮，请提出一个解决办法__________________________________________________________________________________________。参考答案：7.某同学用如图所示的装置验证动能定理．为提高实验精度，该同学多次改变小滑块下落高度胃的值．测出对应的平撼水平位移x，并算出x2如下表，进而画出x2一H图线如图所示：

①原理分析：若滑块在下滑过程中所受阻力很小．则只要测量量满足

，便可验证动能定理．

②实验结果分析：实验中获得的图线未过坐标原点，而交在了大约(0.2h，0)处，原因是

。

参考答案：①x2与H成正比

②滑块需要克服阻力做功若滑块在下滑过程中所受阻力很小．由动能定理，mgH=mv2，根据平抛运动规律，x=vt，h=gt2，显然x2与H成正比，即只要测量量满足x2与H成正比，便可验证动能定理．实验中获得的图线未过坐标原点，而交在了大约(0.2h，0)处，原因是滑块需要克服阻力做功。8.为了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的砝码．实验测出了砝码质量m与弹簧长度l的相应数据，其对应点已在图中标出．(g＝9.8m/s2)

(1)作出m—l的关系图线；

(2)弹簧的劲度系数为________。参考答案：(1)如图所示

(2)0.259N/m(0.248～0.262)9.如图所示的单摆，摆球a向右摆动到最低点时，恰好与一沿水平方向向左运动的粘性小球b发生碰撞，并粘接在一起，且摆动平面不变。已知碰撞前a球摆动的最高点与最低点的高度差为h，偏角θ较小，摆动的周期为T，a球质量是b球质量的4倍，碰撞前a球在最低点的速度是b球速度的一半。则碰撞后，摆动的周期为________T，摆球的最高点与最低点的高度差为_______h。参考答案：1

0.16

10.(8分）（1）如图在倾角为θ的斜面顶端A处以速度V0水平抛出一小球，落在斜面上的某一点B处，设空气阻力不计，求（1）小球从A运动到B处所需的时间_________；（2）从抛出开始计时到小球离斜面的距离最大经过的时间是_________？参考答案：11.某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，白纸。①下列哪些措施能够提高实验准确程度______。A.选用两光学表面间距大的玻璃砖B.选用两光学表面平行的玻璃砖C.选用粗的大头针完成实验D.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些②该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如下图所示，其中实验操作正确的是______。③该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于、点，再过、点作法线的垂线，垂足分别为、点，如图所示，则玻璃的折射率______。（用图中线段的字母表示）参考答案：

(1).AD

(2).D

(3).【详解】采用插针法测定光的折射率的时候，应选定光学表面间距大一些的玻璃砖，这样光路图会更加清晰，减小误差，同时两枚大头针的距离尽量大一些，保证光线的直线度，因此AD正确，光学表面是否平行不影响该实验的准确度，因此B错误，应选用细一点的大头针因此C错误。根据光的折射定律可知当选用平行的玻璃砖时出射光和入射光应是平行光，又因发生了折射因此出射光的出射点应相比入射光的延长线向左平移，因此D正确，ABC错误由折射定律可知折射率，，，联立解得

12.物体做匀变速直线运动，第2s内的平均速度为7m/s，第3s的平均速度为5m/s，物体运动的加速度大小为____________m/s2，其方向与初速度的方向__________；（填“相同”或“相反”）参考答案：2

相反13.测量小物块Q与平板P之间的动摩擦因数的实验装置如图所示。AB是半径足够大、光滑的四分之一圆弧轨道，与水平固定放置的P板的上表面BC在B点相切，C点在水平地面的垂直投影为C′。重力加速度为g。实验步骤如下：(1)用天平称出物块Q的质量m；(2)测量出轨道AB的半径R、BC的长度L和CC/的高度h；(3)将物块Q在A点由静止释放，在物块Q落地处标记其落地点D；(4)重复步骤C，共做10次；(5)将10个落地点用一个尽量小的圆围住，用米尺测量圆心到C′的距离s.用实验中的测量量表示：①物块Q到达C点时的动能EkC＝__________；②在物块Q从B运动到C的过程中，物块Q克服摩擦力做的功W克＝__________；③物块Q与平板P之间的动摩擦因数μ＝________.参考答案：①

②

③三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.在做“验证机械能守恒定律”的实验中，已知重物的质量为m，使用的交流电的频率为f.重物从高处由静止开始下落，重物上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点进行测量并通过计算，就可以验证机械能守恒定律．图12(1)如图12所示，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点O的距离为s0，点A、C间的距离为s1，点C、E间的距离为s2，用以上给出的已知量写出C点速度的表达式vC＝________，打点计时器在打O点到C点的这段时间内，重物的重力势能的减少量为________，动能的增加量为________．(2)某同学上交的实验报告显示，重物增加的动能略大于重物减少的重力势能，则出现这一问题的原因可能是________．(填字母)A．重物的质量测量错误B．重物下落过程中受到的阻力极小C．该同学实验操作时先释放纸带，后接通电源D．重物下落时受到的阻力过大参考答案：(1)mg(s0＋s1)m(s1＋s2)2f2(每空2分)15.某实验小组用原长约200mm的橡皮筋“研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系”。实验时，先将橡皮筋上端固定，然后在竖直悬挂的橡皮筋下端逐一增挂钩码（质量均为20g），每增挂一只钩码均记下对应的橡皮筋伸长量；当挂上10只钩码后，再逐一把钩码取下，每取下一只钩码，也记下对应的橡皮筋伸长量。根据测量数据，作出增挂钩码和减挂钩码时的橡皮筋伸长量Δl与拉力F关系的图像如图所示（实线为增挂钩码时的图线，虚线为减挂钩码时的图线）。两图线不重合的原因是（

）A．增挂钩码时Δl与F成正比，而减挂钩码时Δl与F不成正比B．当所挂钩码数相同时，增挂钩码时橡皮筋的伸长量比减挂钩码时的大C．当所挂钩码数相同时，增挂钩码时橡皮筋的伸长量与减挂钩码时的相等D．增挂钩码时所挂钩码数过多，导致橡皮筋超出弹性限度参考答案：B四、计算题：本题共3小题，共计47分16.一质量m＝0.5kg的滑块以一定的初速度冲上一倾角θ=37°足够长的斜面，某同学利用传感器测出了滑块冲上斜面过程中多个时刻的瞬时速度，并用计算机做出了小物块上滑过程的v-t图象，如图所示。（最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）求：（1）滑块与斜面间的动摩擦因数。（2）判断滑块最后能否返回斜面底端？若能返回，求出返回斜面底端时的速度大小；若不能返回，求出滑块停在什么位置。参考答案：（1）由图象可知，滑块的加速度a==m/s2=10m/s2

（1分）滑块冲上斜面过程中根据牛顿第二定律，有mgsinθ+μmgcosθ=ma

（2分）代入数据解得μ=0.5

（1分）（2）滑块速度减小到零时，重力的下滑分力大于最大静摩擦力，能再下滑（1分）由匀变速直线运动的规律，滑块向上运动的位移s==5m

（1分）滑块下滑过程中根据牛顿第二定律，有mgsinθ-μmgcosθ=ma2，a2=2m/s2（2分）由匀变速直线运动的规律，滑块返回底端的速度v==m/s

17.如图（甲）所示，在直角坐标系0≤x≤L区域内有沿y轴正方向的匀强电场，右侧有一个以点(3L，0)为圆心、半径为L的圆形区域，圆形区域与x轴的交点分别为M、N。现有一质量为m，带电量为e的电子，从y轴上的A点以速度v0沿x轴正方向射入电场，飞出电场后从M点进入圆形区域，速度方向与x轴夹角为30°。此时在圆形区域加如图（乙）所示周期性变化的磁场，以垂直于纸面向外为磁场正方向），最后电子运动一段时间后从N飞出，速度方向与进入磁场时的速度方向相同（与x轴夹角也为30°）。求：（1）电子进入圆形磁场区域时的速度大小；（2）0≤x≤L区域内匀强电场场强E的大小；（3）写出圆形磁场区域磁感应强度B0的大小、磁场变化周期T各应满足的表达式。参考答案：⑴电子在电场中作类平抛运动，射出电场时，如图1所示。由速度关系：

（2分）解得

（2分）

⑵由速度关系得

（2分）

在竖直方向

（2分）

解得

（2分）

⑶在磁场变化的半个周期内粒子的偏转角为60°（如图2），所以，在磁场变化的半个周期内，粒子在x轴方向上的位移恰好等于R。粒子到达N点而且速度符合要求的空间条件是：2nR=2L

（2分）电子在磁场作圆周运动的轨道半径

（2分）解得(n=1、2、3……)

（2分）若粒子在磁场变化的半个周期恰好转过圆周，若粒子在磁场变化的半个周期恰好转过圆周，同时MN间运动时间是磁场变化周期的整数倍时，可使粒子到达N点并且速度满足题设要求。应满足的时间条件：

（1分）

代入T的表达式得：(n=1、2、3……)

（2分）18.据报道，一儿童玩耍时不慎从45m高的阳台上无初速度掉下，在他刚掉下时恰被楼下一社区管