福建省莆田市第十六中学2021年高三物理上学期期末试题含解析

福建省莆田市第十六中学2021年高三物理上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.下列说法正确的是：A．牛顿认为质量一定的物体其加速度与物体受到的合外力成正比B.亚里士多德认为轻重物体下落快慢相同C.笛卡尔的理想斜面实验说明了力不是维持物体运动的原因D.伽利略认为如果完全排除空气的阻力，所有物体将下落的同样快参考答案：AD2.一个理想变压器，原线圈和副线圈的匝数分别为n1和n2，正常工作时输入和输出的电压、电流、功率分别为U1和U2、I1和I2、P1和P2。已知n1＞n2，则A．U1＞U2，P1＜P2

B．P1＝P2，I1＜I2C．I1＜I2，U1＞U2

D．P1＞P2，I1＞I2

参考答案：答案：BC3.自动卸货车始终静止在水平地面上，车厢在液压机的作用下可以改变与水平面间的倾角θ，用以卸下车厢中的货物，下列说法正确的是A．当货物相对车厢静止时，地面对货车有向左的摩擦力B．当货物相对车厢匀速下滑时，地面对货车有向左的摩擦力C．当货物相对车厢加速下滑时，地面对货车有向左的摩擦力D．当货物相对车厢加速下滑时，货车对地面的压力大于货车和货物的总重力参考答案：C4.在下列叙述中，正确的是（）（A）物体的温度越高，分子热运动越剧烈，分子平均动能越大

（B）布朗运动就是液体分子的热运动

（C）对一定质量的气体加热，其内能一定增加

（D）分子间的距离r存在某一值r0，当r<r0时，斥力大于引力，当r>r0时，斥力小于引力参考答案：AD5.如图所示，两条电阻不计的平行导轨与水平面成θ角，导轨的一端连接定值电阻R1，匀强磁场垂直穿过导轨平面．一根质量为m、电阻为R2的导体棒ab，垂直导轨放置，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，且R2=2R1．如果导轨以速度v匀速下滑，导轨此时受到的安培力大小为F，则以下判断正确的是A．电阻消耗的热功率为B．整个装置消耗的机械功率为C．整个装置因摩擦而消耗的热功率为D．若使导体棒以v的速度匀速上滑，则必须施加沿导轨向上外力参考答案：AC二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一正方形线圈边长为40cm，总电阻为3Ω，在与匀强磁场垂直的平面中以v=6m/s的恒定速度通过有理想边界的宽为30cm的匀强磁场区，已知磁感应强度为0.5T，线圈在通过磁场区域的全过程中，有电磁感应时产生的感应电流I=___________A，所产生的热量Q=___________J。参考答案：0.4，0.0487.①有一内阻未知（约20kΩ～60kΩ）、量程（0～3V）的直流电压表。甲同学用一个多用电表测量上述电压表的内阻，如图A所示：先将选择开关拨至倍率“×1K”档，将红、黑表笔短接调零后进行测量，刻度盘指针偏转如图B所示，电压表的电阻应为___

____Ω。这时乙同学发现电压表的读数为1.6V，认为这是此欧姆表中电池的电动势，理由是电压表内阻很大。甲同学对此表示反对，认为欧姆表内阻也很大，这不是电池的路端电压。请你判断：

同学的观点是正确的。参考答案：_40K__

__甲___8.P、Q是一列简谐横波中的两质点，已知P离振源较近，P、Q两点的平衡位置相距15m（小于一个波长），各自的振动图象如图所示。此列波的波速为

m/s。参考答案：2.5m/s9.(5分)三个阻值相同，额定电压也相同的电阻，将其中两个并联再与第三个串联，共同能承受的最大总电压为U1，最大总功率为P1；若将两个串联后再与第三个并联，则共同能承受的最大总电压为U2，最大总功率为P2；则U1︰U2＝，P1︰P2＝

。参考答案：

答案：3︰2、1︰110.某实验小组采用图所示的装置探究“动能定理”，图中小车中可放置砝码，实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点针时器工作频率为50Hz．Ⅰ．实验的部分步骤如下：①在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码；②将小车停在打点计时器附近，接通电源，释放小车，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一列点，断开开关；③改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复②的操作。▲

▲

Ⅱ．图是钩码质量为0.03kg，砝码质量为0.02kg时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点O及A、B、C、D和E五个计数点，可获得各计数点到O的距离s及对应时刻小车的瞬时速度v，请将C点的测量结果填在表1中的相应位置（计算结果保留两外有效数字）．Ⅲ．在小车的运动过程中，对于钩码、砝码和小车组成的系统，

做正功，

做负功．▲

▲

Ⅳ．实验小组根据实验数据绘出了图中的图线（其中Δv2=v2-v20），根据图线可获得的结论是

．要验证“动能定理”，还需要测量的物理量是摩擦力和

．▲

▲

表1纸带的测量结果参考答案：Ⅱ．5.07（±0.02）

0.49；

Ⅲ．钩砝的重力

小车受摩擦阻力；Ⅳ．小车初末速度的平方差与位移成正比

小车的质量；11.氡核（）发生衰变后变为钋（），其衰变方程为

▲

，若氡（）经过一系列衰变后的最终产物为铅（），则共经过

▲

次衰变，

▲

次衰变．参考答案：(2分)

4

(1分)；4

12.从地面A处竖直上抛一质量为m的小球，小球上升到B点时的动能与小球上升到最高点后返回至C点时的动能相等，B点离地高度为，C点离地高度为．空气阻力f=0.1mg，大小不变，则小球上升的最大高度为_________；小球下落过程中从B点到C点动能的增量为___________．

参考答案：4h；

0.6mgh13.如图所示，注射器连接着装有一定水的容器．初始时注射器内气体体积V1，玻璃管内外液面等高．将注射器内气体全部压入容器中后，有体积V2的水被排出流入量筒中，此时水充满了细玻璃管左侧竖直部分和水平部分．拉动活塞，使管内的水回流到容器内且管内外液面仍等高，最后注射器内气体体积V3，从管内回流的水体积为V4．整个过程温度不变，则V3＞V4；V1=V2+V3．（填＞，＜或=）参考答案：考点：理想气体的状态方程．专题：理想气体状态方程专题．分析：气体在等温变化过程中，气体压强与体积成反比，压强变大体积变小，压强变小体积变大；根据题意分析，找出各体积间的关系．解答：解：把注射器内的气体压入容器时，气体压强变大，总体积变小，流出水的体积小于注射器内气体的体积，V1＞V2，拉动活塞，使管内的水回流到容器内时，容器（包括注射器）内气体压强变小，体积变大，注射器内气体体积大于回流的水的体积，V3＞V4，管内的水回流到容器内且管内外液面仍等高，压强不变，气体总体积不变，则V1=V2+V3，故答案为：＞=点评：在整个过程中气体温度不变，气体发生的是等温变化；应用玻意耳定律根据题意即可正确解题．三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（6分）图为一正在测量中的多用电表表盘。①如果是用×10Ω挡测量电阻，则读数为______Ω。②如果是用直流10mA挡测量电流，则读数为_____mA。参考答案：

①220；②23.915.某物理兴趣小组要精确测量一只电流表G(量程为1mA、内阻约为100Ω)的内阻。实验室中可供选择的器材有：电流表A1:量程为3mA内阻约为200Ω；电流表A2:量程为0.6A，内阻约为0.1Ω；定值电阻R1:阻值为10Ω；定值电阻R2:阻值为60Ω；滑动变阻器R3:最大电阻：20Ω，额定电流1.5A;直流电源:电动势为5V，内阻0.5Ω；开关，导线若干。(1)

为了精确测量电流表G的内阻，你认为该小组同学应选择的电流表为____________，定值电阻为____________。（填写器材的符号）(2)

在方框中画出你设计的实验电路图。(3)

按照你设计的电路进行实验，测得电流表A的示数为l1,电流表G的示数为I2，则电流表G的内阻的表达式为rg=____________.参考答案：(1)A1（2分）R2（2分）(2)如图所示（3分）

(3)（2分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.在如图所示的直角坐标中，x轴的上方存在与x轴正方向成45°角斜向右下方的匀强电场，场强的大小为E=×104V/m．X轴的下方有垂直于xOy面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为B=2×10﹣2T．一个比荷为=2×108C/kg的正点电荷从坐标为（0，1）的A点由静止释放．电荷所受的重力忽略不计．（1）求电荷从释放到第一次进入磁场时所用的时间；（2）求电荷在磁场中做圆周运动的半径；（3）当电荷第二次到达x轴上时，电场立即变为竖直向下，而场强大小不变，运动到P点处时速度方向与x轴正方向相同．试求P点位置坐标．参考答案：考点：带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动．专题：带电粒子在复合场中的运动专题．分析：（1）根据牛顿第二定律与运动学公式，即可求解；（2）根据洛伦兹力提供向心力，结合速度公式，即可求解；（3）根据运动的合成与分解知识求出P点的坐标值．解答：解：（1）电荷从A点匀加速运动运动到x轴的C点的过程：位移为：S=AC=m，由牛顿第二定律得，加速度：a=，由匀变速运动的位移公式得：s=at2，代入数据解得：t=1×10﹣6s（2）电荷到达C点的速度为：v=at，代入数据解得：v=2×106m/s速度方向与x轴正方向成45°角，粒子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：qvB=m，代入数据解得：R=m；（3）轨迹圆与x轴相交的弦长为：△x=R=×=1m，所以电荷从坐标原点O再次进入电场中，速度方向与x轴方向成45度角斜向右上方，电场方向竖直向下，则粒子在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做匀减速直线运动，运动到P点处时速度方向与x轴正方向相同，则竖直方向分速度为零，由题意知：vx=vcos45°，vy=vsin45°，则：vx=2×106m，vy=2×106m，由牛顿第二定律得，加速度：a=，在竖直方向，由匀变速运动的速度公式得：vy﹣at′=0，由匀变速运动的位移公式得：y=at′2，在水平方向，由匀速直线运动的位移公式得：x=vxt′，代入数据解得：x=（2+）m，y=m；答：（1）电荷从释放到第一次进入磁场时所用的时间1×10﹣6s；（2）电荷在磁场中做圆周运动的半径为m；（3）P点的位置坐标为（2+，）．点评：带电粒子在电磁场中的运动一般有直线运动、圆周运动和一般的曲线运动；直线运动一般由动力学公式求解，圆周运动由洛仑兹力充当向心力来解题．17.如图所示，某人驾驶摩托车做特技表演，以某一初速度沿曲面冲上高h、顶部水平的高台，到达平台顶部以v0=的水平速度冲出，落至地面时，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑．A、B为圆弧两端点，其连线水平。已知圆弧半径为R=，人和车的总质量为m，特技表演的全过程中不计一切阻力，。g为重力加速度。求：人和车运动到圆弧轨道最低点O时车对轨道的压力。参考答案：摩托车离开平台后平抛运动过程中，在竖直方向

（2分）

摩托车落到A点时速度方向沿A点切线方向，设速度与水平方向夹角为，此时的竖直分速度vy=gt

（1分）人和车的水平分速度vx=v0=,所以,tan

（2分）可知（2分）

设人和车在最低点速度为v1，则摩托车由高台顶部到圆弧轨道最低点的过程中，由机械能守恒定律得

（3分）在最低点，据牛顿第二定律，有

（2分）代入数据解得4.3mg

（2分）由牛顿第三定律可知，摩托车对轨道的压力为4.3mg

（1分）18.如图所示，两块很大的平行导体板MN、PQ产生竖直向上的匀强电场，两平行导体板与一半径为r的单匝线圈连接，在线圈内有一方向垂直线圈平面向里，磁感应强度变化率为的匀强磁场B1。在两导体板之间还存在有理想边界的匀强磁场，匀强磁场分为Ⅰ、Ⅱ两个区域，其边界为MN、ST、PQ，磁感应强度大小均为B2，方向如图所示，Ⅰ区域高度为d1，Ⅱ区域的高度为d2。一个质量为m、电量为q的带正电的小球从MN板上方的O点由静止开始下落，穿过MN板的小孔进入复合场后，恰能做匀速圆周运动，Ⅱ区域的高度d2足够大，带电小球在运动中不会与PQ板相碰，重力加速度为g。(1)求线圈内匀强磁场的磁感应强度变化率；(2)若带电小球运动后恰能回到O点，求带电小球释放时距MN的高度h；(3)若带电小球从距MN的高度为3h的O'点由静止开始下落，为使带电小球运动后仍能回到O'点，在磁场方向不改变的情况下对两导体板之间的匀强磁场作适当的调整，请你设计出两种方案并定量表示出来。ks5u

参考答案：解：（1）带电小球进入复合场后恰能做匀速圆周运动，则电场力与重力平衡，得

(1)

(2)

(3)

(4)（2）只有小球从进入磁场的位置离开磁场，做竖直上抛运动，才能恰好回到O点，由于两个磁场区的磁感应强度大小都相等，所以半径都为R，由图可知△O1O2O3是等边三角形。

(5)

(6)

(7)解得：

(8)（3）方案1：改变磁感应强度