广东省惠州市河南岸中学2021年高三物理上学期期末试卷含解析

广东省惠州市河南岸中学2021年高三物理上学期期末试卷含解析一、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.某同学设计的家庭电路保护装置如图所示，铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成。当右侧线圈L2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K，从而切断家庭电路。仅考虑L1在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有()A．家庭电路正常工作时，L2中的磁通量为零B．家庭电路中使用的电器增多时，L2中的磁通量不变C．家庭电路发生短路时，开关K将被电磁铁吸起D．地面上的人接触火线发生触电时，开关K将被电磁铁吸起参考答案：ADB2.(多选题)如图10－2所示，一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有两个质量相等的小球和，紧贴内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则下列结论正确的是A、线速度

B、角速度

C、周期

D、对筒壁的压力参考答案：AB3.（单选）如图所示，虚线表示某电场的等势面．一带电粒子仅在电场力作用下由A运动到B的径迹如图中实线所示，则下列结论正确的（） A． 粒子带正电，由A到B的过程中加速度一直增大 B． 粒子带负电，由A到B的过程中速度先增大再减小 C． 粒子带正电，由A到B的过程中电场力一直做正功 D． 粒子带负电，由A到B的过程中电势能先增大再减小，但B点电势能比A点大参考答案：考点： 电势能；电场强度．专题： 电场力与电势的性质专题．分析： 图中场源位于等势面圆心位置，根据曲线的弯曲可知是静电斥力，根据等差等势面的疏密判断场强大小，结合牛顿第二定律得到加速度大小关系；根据公式φ=判断电势能高低．解答： 解：由于等势面是同心圆，且外侧电势高，故图中场源位于等势面圆心位置，是负电荷；根据曲线的弯曲可知是静电斥力，故粒子也带负电；由于B位置等差等势面较密集，场强大，加速度大，即aA＜aB；从A到B，电势降低，由A到B的过程中电场力的方向与运动方向之间的夹角是钝角，属于电场力一直做做负功，粒子是动能减小，速度减小；电势能增大．故B点电势能大，即EPA＜EPB；故选：D．点评： 本题关键是先根据等势面判断场源，结合曲线运动判断电场力，根据公式φ=判断电势能高低，不难．也可以根据电场力做功与电势能改变的关系判断．4.（单选）探测器绕月球做匀速圆周运动，变轨后在周期较小的轨道上仍做匀速圆周运动，则变轨后与变轨前相比

A．轨道半径变小

B．向心加速度变小

C．线速度变小

D．角速度变小参考答案：A5.一质量为M的直角劈放在水平面上，保持静止，在劈的斜面上放一个质量为m的物体A，用一沿斜面向上的力F作用于A上，使其沿斜面匀速下滑的过程中，地面对劈的摩擦力f及支持力N是（）A、f=0

N=(M+m)g

B、f向左；N<(M+m)g

C、f向右；N<(M+m)g

D、f向左；N=(M+m)g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.某研究性学习小组利用如图甲所示电路测量某电池的电动势E和内电阻r。在坐标纸中画出了如图乙所示的U－I图象，若电流表的内阻为1Ω,则E＝________V，r＝________Ω参考答案：2.0；

1.4；7.空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对气缸中的气体做功为2.0×105J，同时气体的内能增加了1.5×l05J．试问：此压缩过程中，气体

(填“吸收”或“放出”)的热量等于

J．参考答案：放出；

5×104；8.如图，框架ABC由三根长度均为l、质量均为m的均匀细棒组成，A端用光滑铰链铰接在墙壁上。现用竖直方向的力F作用在C端，使AB边处于竖直方向且保持平衡，则力F的大小为

。若在C点施加的作用力改为大小为1.5mg、方向始终垂直于AC边的力F′，使框架从图示位置开始逆时针转动，运动过程中当框架具有最大动能时，力F′所做的功为__________。参考答案：mg，0.25πmgl

9.在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为λ0，该金属的逸出功为________．若用波长为λ(λ<λ0)的单色光做该实验，则其遏止电压为________．(已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e、c和h)参考答案：10.如图所示，U形管右管横截面积为左管横截面积的2倍，在左管内用水银封闭一段长为30cm、温度为577.5K的空气柱，左右两管水银面高度差为21cm，外界大气压为76cmHg．若给左管的封闭气体降温，使管内气柱长度变为20cm．求：①此时左管内气体的温度为多少？②左管内气体放出（填“吸收”或“放出”）的热量，大于（填“大于”、“等于”或“小于”）外界对气体做的功．参考答案：解：①初状态：P1=55cmHg，V1=30S

T1=577.5K降温后，水银面左管上升10cm，右管下降5cm．P2=40cmHgV2=20S由理想气体状态方程得：代入数据解得：T2=280K②由于体积减小，外界对气体做功，温度降低，内能减小，根据热力学第一定律知气体放热大于外界对气体做功．答：①此时左管内气体的温度为280K②左管内气体放热大于外界对气体做功．11.如图所示是采用动力学方法测量空间站质量的原理图，已知飞船质量为3.0×103kg。在飞船与空间站对接后，推进器对它们的平均推力大小为900N，推进器工作了5s，测出飞船和空间站速度变化了0.05m/s，则飞船和空间站的加速度大小为__________m/s2；空间站的质量为__________kg。参考答案：

答案：0.01m/s2

，8.7×104kg12.如图所示，用两条一样的弹簧吊着一根铜棒，铜棒所在的虚线框范围内有垂直纸面的匀强磁场，棒中通入自左向右的电流。当棒静止时，每个弹簧的拉力大小均为F1；若将棒中电流反向但不改变电流大小，当棒静止时，每个弹簧的拉力大小均为F2，且F2＞F1，则磁场的方向为____________，安培力的大小为____________。参考答案：垂直纸面向里；F2-F113.一木块静止于光滑水平面上，一颗子弹沿水平方向飞来射入木块中，当子弹进入木块深度最大值为2厘米时，木块沿水平面恰好移动距离1厘米。在上述过程中系统损失的机械能与子弹损失的动能之比为

。参考答案：

答案：2:3三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某学校实验小组利用如图所示的实验装置来难钩码和滑块所组成的系统机械能守恒。①实验前先调整气垫导轨底座使之水平。②利用游标卡尺测得遮光条的宽度为d。实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间为△t。那么，在本次实验中还需要测量的物理量有钩码的质量m、_____________和______________（文字说明并用相应的字母表示）。③本实验通过比较_____________和______________（用测量的物理量符号表示）在实验误差允许的范围内相等，就可以验证系统的机械能守恒。参考答案：（2）滑块上遮光条到光电门之间的距离x、滑块质量M

（3）、15.某兴趣小组利用自由落体运动测定重力加速度，实验装置如图所示。倾斜的球槽中放有若干个小铁球，闭合开关K，电磁铁吸住第1个小球。手动敲击弹性金属片M，M与触头瞬间分开，第1个小球开始下落，M迅速恢复，电磁铁又吸住第2个小球。当第1个小球撞击M时，M与触头分开，第2个小球开始下落……。这样，就可测出多个小球下落的总时间。（1）在实验中，下列做法正确的有

。（4分）

A．电路中的电源只能选用交流电源

B．实验前应将M调整到电磁铁的正下方

C．用直尺测量电磁铁下端到M的竖直距离作为小球下落的高度

D．手动敲击M的同时按下秒表开始计时（2）实验测得小球下落的高度H=1.980m，10个小球下落的总时间T=6.5s。可求出重力加速度g=

m/s2。（结果保留两位有效数字）（3）某同学考虑到电磁铁在每次断电后需要时间磁性才消失，因此，每个小球的实际下落时间与它的测量时间相差，这导致实验误差。为此，他分别取高度和测量n个小球下落的总时间和。他是否可以利用这两组数据消除对实验结果的影响？

（填是或否）（4）在不增加实验器材的情况下，请提出减小实验误差的两个办法。①

；②

参考答案：（1）M与触头接触期间，电磁铁应保持磁性存在，故电源用直流电源和交流电源均可，A项错误；实验中要通过小球撞击M断开电路来释放下一小球，故M必须在电磁铁正下方，B项正确；小球下落的高度应为电磁铁下端到M的竖直距离减去小球直径，C项错误；手敲击M瞬间，小球l即开始下落，故应同时开始计时，D项正确。（2） 所以（3）由可知，误差主要来源于H和T的测量，故增加H，或者对H、T多次测量求平均值，均可有效减小误差，另外，作出H—T2图象，从图线斜率求得g，也可有效减小误差。（4）见答案。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.在动摩擦因数m＝0.2的粗糙绝缘足够长的水平滑漕中，长为2L的绝缘轻质细杆两端各连接一个质量均为m的带电小球A和B，如图为俯视图（槽两侧光滑）。A球的电荷量为＋2q，B球的电荷量为－3q（均可视为质点，也不考虑两者间相互作用的库仑力）。现让A处于如图所示的有界匀强电场区域MPQN内，已知虚线MP恰位于细杆的中垂线，MP和NQ的距离为3L，匀强电场的场强大小为E＝1.2mg/q，方向水平向右。释放带电系统，让A、B从静止开始运动（忽略小球运动中所产生的磁场造成的影响）。求：（1）小球B第一次到达电场边界MP所用的时间；（2）小球A第一次离开电场边界NQ时的速度大小（3）带电系统运动过程中，B球电势能增加量的最大值。参考答案：（1）带电系统开始运动后，先向右加速运动；当B进入电场区时，开始做减速运动。设B进入电场前的过程中，系统的加速度为a1，由牛顿第二定律：2Eq－m2mg＝2ma1

即

a1=g

B刚进入电场时，由L＝a1t12

可得

4分（2）当A刚滑到右边界时，电场力对系统做功为W1＝2Eq′2L＋（—3Eq′L）＝EqL

摩擦力对系统做功为W2＝—＝—0.8mmgLW总=EqL—0.8mgL=0.4mgL

故A球从右端滑出。

设B从静止到刚进入电场的速度为v1，

由＝2a1L

可得v1＝

设B进入电场后，系统的加速度为a2，由牛顿第二定律2Eq－3Eq－2mg＝2ma2

a2＝－0.8g

系统做匀减速运动，设小球A第一次离开电场边界NQ时的速度大小为v2；由

—=2a2L

可得

6分（3）当带电系统速度第一次为零，此时A已经到达右边界NQ外，B克服电场力做的功最多，B增加的电势能最多，设此时A离右边界NQ的距离为x

由动能定理：2Eq′2L—3Eq′（L＋x）—2L+x)=0

可得

x=0.1L所以B电势能增加的最大值DW1＝3Eq′1.1L＝3.3EqL=3.96mgL

6分17.如图，质量的物体静止于水平地面的A处，A、B间距L=20m。用大小为30N，沿水平方向的外力拉此物体，经拉至B处。(已知，。取)(1)求物体与地面间的动摩擦因数μ；(2)用大小为30N，与水平方向成37°的力斜向上拉此物体，使物体从A处由静止开始运动并能到达B处，求该力作用的最短时间t。

参考答案：

(12分)解析：

(1)物体做匀加速运动

(1分)∴

（1分）

由牛顿第二定律

（1分）

(1分)所以

(1分)ks5u(2)设作用的最短时间为，小车先以大小为的加速度匀加速秒，撤去外力后，以大小为，的加速度匀减速秒到达B处，速度恰为0，由牛顿定律

(2分)

（1分）Ks5u由于匀加速阶段的末速度即为匀减速阶段的初速度，因此有

（1分）

（1分）

（1分）∴

（1分）

18.（计算）（2014秋?微山县校级月考）甲、乙两颗人造地球卫星在同一轨道平面上的