广东省汕头市棉城中学2021年高三物理期末试卷含解析

广东省汕头市棉城中学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.（多选）如图所示，一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心OO′转动，筒内壁粗糙，筒口半径和筒高分别为R和H，筒内壁A点的高度为筒高的一半．内壁上有一质量为m的小物块随圆锥筒一起做匀速转动，则下列说法正确的是()A．小物块所受合外力指向O点B．当转动角速度ω＝时，小物块不受摩擦力作用C．当转动角速度ω>时，小物块受摩擦力沿AO方向D．当转动角速度ω<时，小物块受摩擦力沿AO方向参考答案：BC2.关于曲线运动和圆周运动，以下说法中正确的是（

）A.做曲线运动的物体受到的合外力一定不为零B.做曲线运动的物体的加速度一定是变化的C.做圆周运动的物体受到的合外力方向一定指向圆心D.做匀速圆周运动物体的加速度方向一定指向圆心参考答案：AD3.下列关于质点的说法正确的是（

）A．质点是一种理想化的物理模型，但实际上可以存在B．因为质点没有大小，所以与几何中的点是一样的C．凡是质量小或体积小的物体都能看作质点D．如果物体的形状和大小对所研究的问题没有影响，属于无关或次要因素时，即可以把物体看成质点参考答案：D略4.（单选）一列横波沿直线传播，在波的传播方向上有A、B两点。在t时刻A、B两点间形成如图甲所示波形，在（t＋3s）时刻A、B两点间形成如图乙所示波形，已知A、B两点间距离a＝9m，则以下说法中不正确的是（ ）A、若周期为4s，波一定向右传播B、若周期大于4s，波可能向右传播C、若波速为8.5m/s，波一定向左传播D、该波波速可能的最小值为0.5m/s参考答案：B5.汉语成语中有一个“形影不离”的成语，意思是人的身体和影子分不开，形容关系密切，经常在一起．在晴天的早上，某同学在操场上跑步，下列说法正确的是A．以地面为参考系，影子是静止的

B．以地面为参考系，影子是运动的C．以人为参考系，影子是静止的

D．以人为参考系，影子是运动的参考答案：BC二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.质量为m=60kg的人站在质量为M=100kg的小车上，一起以v=3m/s的速度在光滑水平地面上做匀速直线运动．若人相对车以u=4m/s的速率水平向后跳出，则车的速率变为4.5m/s．参考答案：考点：动量守恒定律．专题：动量定理应用专题．分析：首先要明确参考系，一般选地面为参考系．其次选择研究的对象，以小车和车上的人组成的系统为研究对象．接着选择正方向，以小车前进的方向为正方向．最关键的是明确系统中各物体的速度大小及方向，跳前系统对地的速度为v0，设跳离时车对地的速度为v，人对地的速度为﹣u+v．最后根据动量守恒定律列方程求解．解答：解：选地面为参考系，以小车和车上的人为系统，以小车前进的方向为正方向，跳前系统对地的速度为v0，设跳离时车对地的速度为v，人对地的速度为﹣u+v，根据动量守恒定律：（M+m）v0=Mv+m（﹣u+v′），解得：v′=v+u，代入数据解得：v′=4.5m/s；故答案为：4.5．点评：运动动量守恒定律时，一定要注意所有的速度都是相对于同一个参考系，因此该题的难点是人对地的速度为多大．7.某同学利用图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律。物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上（尚未到达滑轮处）。从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图乙所示。打点计时器电源的频率为50Hz。（1）通过分析纸带数据，可判断物块在相邻计数点

和

之间某时刻开始减速。（2）计数点5对应的速度大小为

m/s，计数点6对应的速度大小为

m/s。（保留三位有效数字）。（3）物块减速运动过程中加速度的大小为a=

m/s2（保留三位有效数字），若用a/g来计算物块与桌面间的动摩擦因数（g为重力加速度），则计算结果比动摩擦因数的真实值

（填“偏大”或“偏小”）。

参考答案：（1）6，7或7，6（2）1.00，1.20（3）2.00，偏大8.如图所示，M为理想变压器，各电表均可视为理想电表．当电路输入端a、b接正弦交流电压时，原、副线圈中电流表的示数分别为I1和I2，则原、副线圈的匝数之比等于

；在滑动变阻器的滑片P向上滑动的过程中，示数不会发生变化的电表是

．

参考答案：答案：I2：I1

V1与V29.测得某电梯在上行起动阶段的速度如下表所示：(l)在坐标纸上描点如图所示，请在图中作出电梯在O～6Os内的速度一时间图线；

(2)由所作图线判断，在0～6Os内电梯加速度的变化情况是____________．参考答案：10.如图所示，同一平面内有两根互相平行的长直导线甲和乙，通有大小均为I且方向相反的电流，a、b两点与两导线共面，其连线与导线垂直，a、b到两导线中点O的连线长度和甲乙间距离均相等．已知直线电流I产生的磁场中磁感应强度的分布规律是（K为比例系数，为某点到直导线的距离），现测得O点磁感应强度的大小为，则a点的磁感应强度大小为，乙导线单位长度受到的安培力的大小为N．参考答案：;

11.(6分)某同学用如图所示装置研究感应电流的方向与引起感应电流的磁场方向的关系。已知电流从接线柱流入电流表时，电流表指针左偏。实验的磁场方向、磁铁运动情况及电流表指针偏转情况部分已记录在下表中。请依据电磁感应规律填定空出的部分。

实验序号磁场方向磁铁运动情况指针偏转情况1向下插入左偏2拔出右偏3向上右偏4向上拔出参考答案：向下，插入，左偏12.一降压变压器输入电压的最大值是220V，另有负载电阻R，当R接在20V的直流电源上时消耗的功率为P，若把它接到该变压器的副线圈上时消耗功率为P／2，则此变压器原、副线圈的匝数比=___________。参考答案：11:l13.电动车所需能量有它所携带的蓄电池供给。图为某电动车与汽油车性能的比较。通常车用电动机的质量是汽油机电动机质量的4倍或者5倍。为促进电动车的推广使用，在技术上应对电动车的_________、_____________等部件加以改进。

给电动车蓄电池充电的能量实际上来自于发电站。一般发电站燃烧燃料释放出来的能量仅30％转化为电能，在向用户输送及充电过程中又损失了20%，这意味着使用电动车时能量转化的总效率约为________％。参考答案：答案：蓄电池

电动机

16.8解析：根据题意，使用电动车时能量转化的总效率约为30%×80%×70%=16.8％。三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.用图（a）所示的实验装置验证牛顿第二定律：（1）某同学通过实验得到如图（b）所示的a﹣F图象，造成这一结果的原因是：在平衡摩擦力时木板与水平桌面间的倾角

（填“偏大”或“偏小”）．（2）该同学在平衡摩擦力后进行实验，实际小车在运动过程中所受的拉力

砝码和盘的总重力（填“大于”、“小于”或“等于”），为了便于探究、减小误差，应使小车质量M与砝码和盘的总质量m满足

的条件．（3）某同学得到如图（c）所示的纸带，已知打点计时器电源频率为50Hz．A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点．△s=sDG﹣sAD=

cm．由此可算出小车的加速度a=m/s2（加速度a计算结果保留两位有效数字）．参考答案：（1）偏大；（2）小于；M＞＞m；（3）1.80；5.0．【考点】验证牛顿第二运动定律．【分析】（1）考查实验时平衡摩擦力时出现的误差问题，不是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，就是平衡摩擦力时过大．从图上分析两图各是什么原因即可．（2）根据牛顿第二定律求出绳子拉力与砝码和盘的总重力的关系，判断出在什么情况下砝码和盘的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力．（3）根据匀变速直线运动的规律△x=aT2可以求出加速度的大小．【解答】解：（1）当拉力F等于0时，小车已经产生力加速度，故原因是平衡摩擦力时平衡摩擦力过大，在平衡摩擦力时木板与水平桌面间的倾角偏大．（2）对整体分析，根据牛顿第二定律得，a=，绳子的拉力F=Ma=，所以实际小车在运动过程中所受的拉力小于砝码和盘的总重力．当M＞＞m，即砝码和盘的总质量远小于小车和小车上砝码的总质量时，砝码和盘的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力．（3）根据刻度尺的示数可知△s=3.90cm﹣2.10cm=1.80cm，时间间隔为t=0.06s，代入公式△x=at2可以求出加速度为：a=5.0m/s2．故答案为：（1）偏大；（2）小于；M＞＞m；（3）1.80；5.0．15.用螺旋测微器测量某金属丝直径的结果如图所示。该金属丝的直径是

mm

②用游标为50分度的卡尺，测定某圆筒的内径时，卡尺上的示数如图．可读出圆筒的内径为_____mm．参考答案：1.704-1.707

52.12四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，在长度足够长、宽度d=5cm的区域MNPQ内，有垂直纸面向里的水平匀强磁场，磁感应强度B=0.33T．水平边界MN上方存在范围足够大的竖直向上的匀强电场，电场强度E=200N/C．现有大量质量m=6.6×10﹣27kg、电荷量q=3.2×10﹣19C的带负电的粒子，同时从边界PQ上的O点沿纸面向各个方向射入磁场，射入时的速度大小均为v=1.6×106m/s，不计粒子的重力和粒子间的相互作用．求：(1)求带电粒子在磁场中运动的半径r；(2)求与x轴负方向成60°角射入的粒子在电场中运动的时间t；(3)当从MN边界上最左边射出的粒子离开磁场时，求仍在磁场中的粒子的初速度方向与x轴正方向的夹角范围，并写出此时这些粒子所在位置构成的图形的曲线方程．参考答案：（1）洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律有解得

r=0.1m（2）粒子的运动轨迹如图甲所示，由几何关系知，在磁场中运动的圆心角为30°，粒子平行于场强方向进入电场

粒子在电场中运动的加速度粒子在电场中运动的时间解得

t=3.3×10﹣4s（3）如图乙所示，由几何关系可知，从MN边界上最左边射出的粒子在磁场中运动的圆心角为60°，圆心角小于60°的粒子已经从磁场中射出，此时刻仍在磁场中的粒子运动轨迹的圆心角均为60°．则仍在磁场中的粒子的初速度方向与x轴正方向的夹角范围为30°～60°所有粒子此时分布在以O点为圆心，弦长0.1m为半径的圆周上曲线方程为

x2+y2=R2（R=0.1m，≤x≤0.1m）17.粒子扩束装置如图甲所示，由粒子源、加速电场、偏转电场和偏转磁场组成。粒子源A产生相同的带正电粒子(粒子质量为m，电荷量为q，其所受重力不计)由静止开始，经加速电场加速后，连续不断地沿平行于导体板的方向从两极板正中央射入偏转电场。偏转电场的极板间距为d，偏转电场的电压如图乙所示(已知偏转电场的周期为T，偏转电场的电压最大值)，加速电场的电压为。偏转磁场水平宽度为、竖直长度足够大，磁场右边界为竖直放置的荧光屏，磁场方向垂直纸面向外。已知粒子通过偏转电场的时间为T.不考虑粒子间相互作用。求：(1)偏转电场的极板长度L1(2)粒子射出偏转电场的最大侧移量ymax(3)求磁感应强度B为多少时，粒子能打到荧光屏上尽可能低的位置，求最低位置离中心点O的距离h。参考答案：18.（22分）如图，一质量为m=1kg的木板静止在光滑水平面上。开始时，木板右端与墙相距L=0.08m；质量为m=1kg的小物块以初速度v0=2m/s滑上木板左端。木板长度可保证物块在运动过程中不与墙接触。物块与木板之间的动摩擦因数为=0.1，木板与墙的碰撞是完全弹性的。取g=10m/s2，求（1）从物块滑上木板到两者达到共同速度时，木板与墙碰撞的次数及所用的时间；（2）达到共同速度时木板右端与墙之间的距离。参考答案：解析：（1）物块滑上木板后，在摩擦力作用下，木板从静止开始做匀加速运动，设木板加速度为a，经历时间T后与墙第一次碰撞，碰撞时的速度为v1，则

①

②

③联立①②③解得

T=0.4s

v1=0.4m/s

④在物块与木板两者达到共同速度前，在每两次碰撞之间，木板受到物块对它的摩擦力作用而做加速度恒定的运动，因而木板与墙相碰后将返回至初态，所用时间为T。设物块与木板两者达到共同速度v前木板共经历n次碰撞，则有

⑤式中是碰撞n次后木板从起始位置至达到共同速度时所需要的时间。⑤式可