湖南省益阳市源嘉桥镇中学2021年高三物理期末试卷含解析

湖南省益阳市源嘉桥镇中学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.在真空中的光滑水平绝缘面上有一带电小滑块。开始时滑块静止。若在滑块所在空间加一水平匀强电场E1，持续一段时间后立即换成与E1相反方向的匀强电场E2。当电场E2与电场E1持续时间相同时，滑块恰好回到初始位置，且具有动能。在上述过程中，E1对滑块的电场力做功为W1，产生的加速度大小为；E2对滑块的电场力做功为W2，产生的加速度大小为。则A．=

B．4=

C．W1=0.25

W2=0.75

D．W1=0.20

W2=0.80参考答案：C2.（单选）两点电荷固定于x轴上，电量大小分别为Q和4Q。在它们形成的电场中，有一个带正电的试探电荷q从无限远处移向坐标原点O，其电势能Ep随位置变化的关系如图中曲线所示。当x→0时，电势能Ep→∞；当x→∞时，电势能Ep→0；电势能为最小值的位置坐标为x0。根据图线提供的信息，可确定A．x从正无穷大到x0区间电场方向沿+x方向B．x从0到x0区间电场方向沿+x方向C．Q为负电荷，4Q为正电荷D．4Q的坐标为(0，0)，Q的坐标为(-x0，0)参考答案：B3.（单选）如图所示,已知M>m,不计滑轮及绳子的质量，物体M和m恰好做匀速运动，若将M与m互换,

M、m与桌面的动摩因数相同,则（

）A．物体M与m仍做匀速运动

B．物体M与m做加速运动，加速度a=(M+m)g/MC．物体M与m做加速运动，加速度a=Mg/(M+m)D．绳子中张力不变参考答案：D4.（单选）2013年06月13日13时8分，搭载聂海胜、张晓光、王亚平3名航天员的神舟十号飞船与天宫一号目标飞行器在离地面343km的近圆轨道上成功进行了我国第5次载人空间交会对接。对接轨道所在空间存在极其稀薄的大气，下列说法正确的是A、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B、对接前，“神舟十号”欲追上“天宫一号”，必须在同一轨道上点火加速C、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D、当航天员王亚平站在“天宫一号”内讲课不动时，她受平衡力作用参考答案：C5.（单选）如图甲所示，一轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，在竖直平面内做半径为R的圆周运动小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为N，小球在最高点的速度大小为v，N﹣v2图象如乙图所示下列说法正确的是（）A．当地的重力加速度大小为B．小球的质量为C．v2=c时，杆对小球弹力方向向上D．若v2=2b．则杆对小球弹力大小为2a参考答案：考点：向心力；牛顿第二定律．专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用．分析：（1）在最高点，若v=0，则N=mg=a；若N=0，则mg=m，联立即可求得当地的重力加速度大小和小球质量；（2）由图可知：当v2＜b时，杆对小球弹力方向向上，当v2＞b时，杆对小球弹力方向向下；（3）若c=2b．根据向心力公式即可求解．解答：解：A、在最高点，若v=0，则N=mg=a；若N=0，则mg=m，解得g=，m=，故A错误，B正确；C、由图可知：当v2＜b时，杆对小球弹力方向向上，当v2＞b时，杆对小球弹力方向向下，所以当v2=c时，杆对小球弹力方向向下，故C错误；D、若c=2b．则N+mg=m，解得N=a，故D错误．故选B点评：本题主要考查了圆周运动向心力公式的直接应用，要求同学们能根据图象获取有效信息，难度适中．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示是甲、乙、丙三个物体做直线运动的s-t图像，比较三物体的

(1）位移大小：

；

(2）路程

；

(3）平均速度的大小

。参考答案：、、7.（选修3—5）如图质量均为m的两个完全相同的弹性小球A、B放在光滑水平面上，A球以初速v0与静止的小球B发生正碰，碰撞时间为t，则撞击结束后两球速度分别是vA=______、vB=_______；撞击过程中A球受到的平均冲击力为_________。

参考答案：答案：0、

v0、

mv0/t

8.“探究加速度与物体质量，物体受力关系”的实验装置如图所示，（1）本实验的研究对象是

。（2）当作用力一定时（悬挂的小盘和盘内的砝码重力不变），探究加速度与质量的关系时，以下说法中正确的是（

）A．平衡摩擦力时，应将小盘用细绳通过定滑轮系在小车上B．每次改变小车质量时，不需要重新平衡摩擦力C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源D．小车运动的加速度可用天平测出小车的质量M和小盘及盘内砝码的质量m后，直接用公式求出。（3）若确保小车质量一定时，加速度a与合外力F的关系数据如下表：1.984.065.958.129.951.002.003.004.005.00①根据表中数据在右侧坐标纸中画出a—F图象。②从图象可以判定

。参考答案：（1）小车

（2分）

（2）B

（2分）

（3）①如图：

（3分）

②当小车质量一定时，加速度与合外力成正比

（2分）9.水平面上质量为m的滑块A以速度v碰撞质量为的静止滑块B，碰撞后AB的速度方向相同，它们的总动量为

▲

；如果碰撞后滑块B获得的速度为v0，则碰撞后滑块A的速度为

▲

．参考答案：（2）mv

v–

10.如图所示，质量为m的均匀直角金属支架ABC在C端用光滑铰链铰接在墙壁上，支架处在磁感应强度为B的匀强磁场中，当金属支架通一定电流平衡后，A、C端连线恰水平，相距为d，BC与竖直线夹角为530，则金属支架中电流强度大小为

；若使BC边与竖直线夹角缓慢增至900过程中，则金属支架中电流强度变化应

（选填“增大、减小、先增大后减小、先减小后增大”）。(sin37°=0.6，cos37°=0.8)参考答案：1.07mg/Bd，先增大后减小11.一个中子与某原子核发生核反应,生成一个氘核,其核反应方程式为_____________.该反应放出的能量为Q,则氘核的比结合能为_____________.参考答案：12.做自由落体运动的小球，落到A点时的瞬时速度为20m/s，则小球经过A点上方12．8m处的瞬时速度大小为12m/s，经过A点下方25m处的瞬时速度大小为

．（取g=10m／s2）参考答案：13.一列简谐横波沿x轴正方向传播，波速大小为0.6m/s，t=0时刻波形如图所示。质点P的横坐标为x=0.96m，则质点P起动时向_______方向运动（选填“上”或“下”），t=______s时质点P第二次到达波谷。参考答案：下，1.7s三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.图甲是“验证机械能守恒定律”的实验装置图，下面一些实验步骤：A.用天平测出重物和夹子的质量B.把打点计时器用铁夹固定在放到桌边的铁架台上，使两个限位孔在同一竖直面内C.把打点计时器接在交流电源上，电源开关处于断开状态D.将纸带穿过打点计时器的限位孔，上端用手提着，下端夹上系住重物的夹子，让重物靠近打点计时器，处于静止状态E.接通电源，待计时器打点稳定后释放纸带，再断开电源F.用秒表测出重物下落的时间G.更换纸带，重新进行实验（1）对于本实验，以上不必要的两个步骤是

（2）图乙为实验中打出的一条纸带，O为打出的第一个点，A、B、C为从适当位置开始选取的三个连续点（其它点未画出），打点计时器每隔0.02s打一个点，若重物的质量为0.5kg，当地重力加速度取g=9.8m/s2，由图乙所给的数据算出（结果保留两位有效数字）：

①从O点下落到B点的过程中，重力势能的减少量为

J；

②打B点时重物的动能为

J。参考答案：（1）AF

（2）0.86

0.81

15.用如图所示装置探究影响加速度的因素，提供的器材有长木板、铁架台、米尺、

计时仪器、小车（可视为质点）、砝码等，进行以下探究活动

(l)探究加速度与质量的关系。

①测量木板长度为，将木板一端放在铁架台的支架上。

②让小车从静止开始由顶端滑到底端，测出下滑时间t，则小车运动的加速度可表示

为a=____。

③保持木板倾角不变，向小车内加入砝码，再使其由静止开始从顶端滑到底端，测出

下滑时间。④在实验误差范围内小车两次下滑的加速度a与的关系为a________（填“>”、“<”或“=”）⑤据此能否得出加速度与质量的关系？__________（填“能”或“不能”）(2)探究加速度与合外力的关系①若不计摩擦，小车质量为M，木板长度，两端高度差为h时，小车沿木板下滑受到的合外力为F=___________，

②改变木板倾角，测出每次木板两端的高度差h和小车下滑的时间t。

③为了寻求a与F的关系，可以作出与变量h、t相关的图像，当两坐标轴的物理量为_____和______时，得到的图像才是直线。参考答案：四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（18分）题9图为某种离子加速器的设计方案.两个半圆形金属盒内存在相同的垂直于纸面向外的匀强磁场.其中和是间距为的两平行极板，其上分别有正对的两个小孔和，，P为靶点，（为大于1的整数）.极板间存在方向向上的匀强电场，两极板间电压为.质量为、带电量为的正离子从点由静止开始加速，经进入磁场区域.当离子打到极板上区域（含点）或外壳上时将会被吸收.两虚线之间的区域无电场和磁场存在，离子可匀速穿过.忽略相对论效应和离子所受的重力.求：（1）离子经过电场仅加速一次后能打到P点所需的磁感应强度大小；（2）能使离子打到P点的磁感应强度的所有可能值；（3）打到P点的能量最大的离子在磁场中运动的时间和在电场中运动的时间。参考答案：（1）

（2），（3），试题分析：（1）离子经电场加速，由动能定理：，可得磁场中做匀速圆周运动，刚好打在P点，轨迹为半圆，由几何关系可知联立解得（2）若磁感应强度较大，设离子经过一次加速后若速度较小，圆周运动半径较小，不能直接打在P点，而做圆周运动到达右端，再匀速直线到下端磁场，将重新回到O点重新加速，直到打在P点。设共加速了n次，有：且解得：，要求离子第一次加速后不能打在板上，有，且，解得：故加速次数n为正整数最大取即（3）加速次数最多的离子速度最大，取，离子在磁场中做n-1个完整的匀速圆周运动和半个圆周打到P点。由匀速圆周运动电场中一共加速n次，可等效成连续的匀加速直线运动.由运动学公式可得：考点：本题考查带电粒子在电场和磁场中的运动、牛顿第二定律、运动学公式。17.在水平长直的轨道上，有一长度为L的平板车在外力控制下始终保持速度v0做匀速直线运动．某时刻将一质量为m的小滑块轻放到车面的中点，滑块与车面间的动摩擦因数为μ=0.2，滑块质量m=1kg，车长L=2m，车速v0=4m/s，取g=10m/s2，（1）当滑块放到车面中点的同时对该滑块施加一个与车运动方向相同的恒力F，要保证滑块不能从车的左端掉下，恒力F大小应该满足什么条件？（2）在（1）的情况下，力F取最小值，要保证滑块不从车上掉下，力F的作用时间应该在什么范围内?参考答案：见解析（1）设恒力F取最小值为F1，滑块加速度为a1，此时滑块恰好到达车的左端，则滑块运动到车左端的时间

①

由几何关系有

②

由牛顿定律有

③ 由①②③式代入数据解得

，

则恒力F大小应该满足条件是

（2）力F取最小值，当滑块运动到车左端后，为使滑块恰不从右端滑出，相对车先做匀加速运动（设运动加速度为a2，时间为t2），再做匀减速运动（设运动加速度大小为a3）．到达车右端时，与车达共同速度．则有

④

⑤

⑥

由④⑤⑥式代入数据解得

则力F的作用时间t应满足

，即18.如图，水平细杆上套一质量为0.54kg的小环A，用轻绳将质量为0.5kg的小球B与A相连．B受到始终与水平成53°角的风力作用，与A一起向右匀速运动，此时轻绳与水平方向夹角为37°，运动过程中B球始终在水平细杆的下方，则（取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）．B对绳子的拉力B受到的风力大小A与杆间的动摩擦因数参考答案：（1