山西省晋中市农业大学附属中学2021年高三物理下学期期末试题含解析

山西省晋中市农业大学附属中学2021年高三物理下学期期末试题含解析一、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.质量为m的木块从半径为R的半球形的碗口下滑到碗的最低点的过程中，如果由于摩擦力的作用使得木块速率不变，则（

）A．因为速率不变，所以木块的加速度为零B．因为速率不变，所以木块的加速度不变C．因为速率不变，所以木块下滑过程中的摩擦力不变D．木块下滑过程中的加速度大小不变，方向时刻指向球心参考答案：D2.（单选）带有活塞的气缸内封闭一定量的理想气体。气体开始处于状态a，然后经过过程ab到达状态b或经过过程ac到达状态c，b、c状态温度相同，如V-T图所示。设气体在状态b和状态c的压强分别为pb和pc，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac，则（

）A．pb>pc，Qab>Qac B．pb>pc，Qab<QacC．pb<pc，Qab>Qac D．pb<pc，Qab<Qac参考答案：C3..如图所示，矩形线圈面积为O.lm2，匝数为100，绕00'轴在磁感强度为：的匀强磁场中以角速度5πrad/s匀速转动.从图示位置开始计时?理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2,两电表均为理想电表，电阻R=50Ω，其它电阻不计，下列判断正确的是A.

在t=0.1s时，穿过线圈的磁通量最大B.

n1/n2=1/5时，变压器输入功率为50WC.

P向上移动时，电压表示数变大D.

P向上移动时，电流表示数变小参考答案：BD4.下列选项中，属于对过程建立物理模型的是

（

）（A）质点

（B）简谐运动

（C）点电荷

（D）理想气体参考答案：B5.（单选）在物理学的重大发现中科学家们总结出了许多物理学方法，如理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法、科学假设法和建立物理模型法等。以下关于物理学研究方法的叙述不正确的是（

）A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法运用了假设法B．根据速度的定义式，当趋近于零时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了极限思想法C．在实验探究加速度与力、质量的关系时，运用了控制变量法D．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程等分成很多小段，然后将各小段位移相加，运用了微元法参考答案：A。本题是物理学研究和思维方法考查题，A选项就是建立理想模型法处理问题，A是不正确的；B是极限思想对速度下的定义，正确；在探究加速度与力、质量的关系时，运用了控制变量法：是控制力或质量不变分析另一因素与加速度的关系，C正确；同样D是利用微元法处理问题，正确。本题是选择不正确答案，即A是本题的答案。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.(5分)如图所示，一定质量的理想气体可由状态1经等容过程到状态2，再经等压过程到状态3，也可先经等压过程到状态4，再经等容过程到状态3。已知状态1的温度和状态3的温度相同，状态2的温度为T2，状态4的温度为T4，则状态1和状态3的温度T1=T3=

。参考答案：

答案：7.某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙．当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态．若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：（1）你认为还需要的实验器材有

（2）实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是

，实验时为保证细线拉力为木块的合外力首先要做的步骤

（3）在（2）的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M.往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m.让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1＜v2）。则本实验最终要验证的数学表达式为

（用题中的字母表示实验中测量得到的物理量）.参考答案：（1）天平，刻度尺（2分）（2）沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量（2分），平衡摩擦力（2分）（3）（3分）（1）实验要验证动能增加量和总功是否相等，故需要求出总功和动能，故还要天平和刻度尺；故答案为：刻度尺、天平；

（2）沙和沙桶加速下滑，处于失重状态，其对细线的拉力小于重力，设拉力为T，根据牛顿第二定律，有

对沙和沙桶，有mg-T=ma

对小车，有T=Ma

解得故当M＞＞m时，有T≈mg

小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，故可以将长木板的一端垫高；

故答案为：沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量，平衡摩擦力；

（3）总功为：mgL，动能增加量为：故答案为：mgL=8.在做“验证力的平行四边形定则”的实验中，若测量F1时弹簧秤的弹簧与其外壳发生了摩擦（但所描出的细绳拉力的方向较准确），则用平行四边形定则作出的F1和F2的合力F与其真实值比较，F的大小偏________．参考答案：_小____9.(4分)如图所示，在倾角为30°的斜面上，一辆动力小车沿斜面下滑，在小车下滑的过程中，小车支架上连接着小球的轻绳恰好水平。已知小球的质量为，则小车运动的加速度大小为

，绳对小球的拉力大小为

。

参考答案：答案：2g；10.汽车发动机的功率为50kW，若汽车总质量为5×103kg，在水平路面上行驶时，所受阻力大小恒为5×103N，则汽车所能达到的最大速度为________m/s，若汽车以0.5m/s2的加速度由静止开始做匀加速运动，这一过程能维持的时间为________s。参考答案：10

40/311.某学生用螺旋测微器在测定某一金属丝的直径时，测得的结果如下图所示．则该金属丝的直径d=____mm.另一位学生用游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测一工件的长度，测得的结果如下图所示，则该工件的长度L=____mm参考答案：I．3.205（3.204～3.206）（1分）50.15（1分）I．螺旋测微器的固定刻度读数为3mm，可动刻度读数为0.01×20.5mm=0.205mm，所以最终读数为3.205mm．游标卡尺的主尺读数为50mm，游标读数为0.05×3=0.15mm，所以最终读数为50.15mm．12.在“研究匀变速直线运动”的实验中，电磁打点计时器使用

（选填“直流”或“交流”）电源，若电源频率为50Hz，则它每隔

秒打一次点．如果每隔5个点取一个计数点，那么相邻计数点间的时间间隔是

．参考答案：交流，0.02，0.12s【考点】探究小车速度随时间变化的规律．【分析】解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项．【解答】解：电磁打点计时器是使用交流电源的计时仪器，当电源的频率为50Hz时，它每隔0.02s打一次点．如果每隔5个点取一个计数点，相邻两个计数点时间间隔为6×0.02s=0.12s故答案为：交流，0.02，0.12s13.如图所示，放置在竖直平面内的圆轨道AB，O点为圆心，OA水平，OB竖直，半径为m。在O点沿OA抛出一小球，小球击中圆弧AB上的中点C，vt的反向延长线与OB的延长线相交于D点。已知重力加速度g=10m/s2。小球运动时间为_________，OD长度h为_________。参考答案：s，2m三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.用多用电表进行了几次测量，指针分别处于a、b位置，如图所示.（1）若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的档位，a和b的相应读数各是多少？请填在表格中.

（2）如果要用此多用表测量一个约1.8×103Ω的电阻，为了使测量比较精确，应选的欧姆档是_________（选填“×10”、“×100”或“×1K”）.

参考答案：

(1)26.0，0.65，40；（每空1分）

(2)×100（2分）15.（1）在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中，某同学采用如图甲所示的装置的实验方案，他想用钩码与小桶的重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为在实验中应该采取的两项必要措施是(钩码与小桶总质量为m，小车质量为M)：a．

；b．

。（2）如图乙所示是某次实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F是计数点，相邻计数点间的时间间隔为T．距离如图乙．则打C点时小车的速度表达式为（用题中所给物理量表示）

；要验证合外力的功与动能变化间的关系，除位移、速度外，还要测出的物理量有

。参考答案：（1）a.平衡摩擦力

b.钩码质量远小于小车的质量

（2）

钩码和小桶的重力四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，倾角为α的光滑固定斜面，斜面上相隔为d的平行虚线MN与PQ间有大小为B的匀强磁场，方向垂直斜面向下．一质量为m，电阻为R，边长为L的正方形单匝纯电阻金属线圈，线圈在沿斜面向上的恒力作用下，以速度v匀速进入磁场，线圈ab边刚进入磁场和cd边刚要离开磁场时，ab边两端的电压相等．已知磁场的宽度d大于线圈的边长L，重力加速度为g．求（1）线圈进入磁场的过程中，通过ab边的电量q；（2）恒力F的大小；（3）线圈通过磁场的过程中，ab边产生的热量Q．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）根据电量公式、欧姆定律和法拉第电磁感应定律结合求解电量．（2）线圈匀速进入磁场，受力平衡，根据平衡条件和安培力公式求解．（3）根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律结合得到线圈ab边刚进入磁场和cd边刚要离开磁场时，ab间的电压与速度的关系，从而求得cd边刚要离开磁场时的速度，再由动能定理和功能关系求解热量．：解：（1）线圈进入磁场过程中，通过线框横截面的电量①根据欧姆定律有

②根据法拉第电磁感应定律

③线框进入磁场过程中的磁通量变化△?=BL2④由①②③④式解得

⑤（2）线圈匀速进入磁场，根据平衡有

F=mgsinα+F安⑥线圈受到的安培力

F安=BIL⑦根据欧姆定律

⑧根据法拉第定磁感应定律

E=BLv⑨由⑥⑦⑧⑨式解得

⑩（3）线圈ab边刚进入磁场时，根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律线圈cd边刚要离开磁场时，根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律线圈通过磁场的过程中，根据动能定理有根据安培力做功和电热的关系有

W安=Q总根据热量分配关系有

解得答：（1）线圈进入磁场的过程中，通过ab边的电量q是；（2）恒力F的大小为mgsinα+；（3）线圈通过磁场的过程中，ab边产生的热量Q为﹣mv2．【点评】：本题中感应电荷量的结论可在会推导的基础上记牢，经常用到．分析清楚线圈的运动过程是正确解题的关键，解题时要注意：E=BLv、欧姆定律、安培力公式、平衡条件、动能定理与能量守恒定律的应用，求热量时，要注意线框进入和穿出磁场两个过程都要产生焦耳热．17.（8分）特种兵过山谷的一种方法可简化为图示情景。将一根长为2d的不可伸长的细绳两端固定在相距为d的A、B两等高点，绳上挂一小滑轮P，战士们相互配合，就可沿着绳子滑到对面。如图所示，战士甲用水平力F拉住滑轮，质量为m的战士乙吊在滑轮上，脚离地，处于静止状态，此时AP竖直。然后战士甲将滑轮从静止状态释放，若不计滑轮摩擦及空气阻力，也不计滑轮的质量，求：

（1）战士甲释放滑轮前对滑轮的水平拉力F；

（2）战士乙滑动过程中的最大速度。参考答案：

解析：（1）设乙静止时AP间距离为h，则由几何关系得

d2+h2=(2d-h)2

①

解得

对滑轮受力分析如图，则有

FT+FTcosθ=mg

②

FTsinθ=F

③

解得：