山西省忻州市后会中学2021年高三物理期末试题含解析

山西省忻州市后会中学2021年高三物理期末试题含解析一、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.如图所示，S为一点光源，P、Q是偏振片，R是一光敏电阻，R1、R2是定值电阻，电流表和电压表均为理想电表，电源电动势为E，内阻为r，则当偏振片Q由图示位置转动900的过程中，电流表和电压表的示数变化情况为A．电流表的示数变大，电压表的示数变小B．电流表的示数变大，电压表的示数变大C．电流表的示数变小，电压表的示数变大D．电流表的示数变小，电压表的示数变参考答案：B解析：当Q转过900时，将无光线照到电阻上，故R将会增大，利用串反并同可以判定B对。2.（多选题）如图所示，实线表示一簇关于x轴对称的等势面，在轴上有A、B两点，则（）A．A点场强小于B点场强 B．A点场强方向指向x轴负方向C．A点场强大于B点场强 D．A点电势高于B点电势参考答案：AD【考点】等势面；电场强度．【分析】电场线与等势面垂直．电场线密的地方电场的强度大，等势面密，电场线疏的地方电场的强度小，等势面疏；沿电场线的方向，电势降低．沿着等势面移动点电荷，电场力不做功．电场线与等势面垂直．【解答】解：A、C、等差等势面的疏密程度表示电场强度的大小，由于0.4V与0.1V两个等势面间电势差大于0.6V与0.4V两个等势面间电势差，U=，B点电场强度较大，故A正确，C错误；B、电场线与等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面，故A点场强方向指向x轴正方向，故B错误；D、电场线与等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面，故电场线沿着x轴正方向；沿着电场线电势逐渐降低，故A点电势高于B点电势；故D正确；故选：AD．3.作匀加速直线运动的物体，依次通过A、B、C三点，位移SAB=3SBC，已知物体在AB段的平均速度为12m/s，在BC段的平均速度大小为6m/s，那么物体在B点时的即时速度的大小为A．8m/s

B．8.4m/s

C．9m/s

D．9.6m/s参考答案：

B4.如图所示，一质量为的木块靠在粗糙竖直的墙上，且受到水平力的作用，下列说法正确的是（

）A．若木块静止，则受到的静摩擦力大小等于，方向竖直向上

B．若木块静止，当增大时，木块受到的静摩擦力随之增大C．若木块与墙壁间的动摩擦因数为，则撤去后，木块受到的滑动摩擦力大小等于D．若撤去，木块沿墙壁下滑时，木块不受滑动摩擦力作用参考答案：答案：AD5.在实验室中，两组同学分别探究合力一定时，物体的加速度与质量之间的关系。（1）甲组同学使用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）装置进行实验，如图所示，①是固定在小车上位移传感器的发射器部分，②是接收部分。在该实验中采用控制变量法，保持小车所受拉力不变，用钩码所受的重力作为小车所受拉力，利用图示装置，改变小车的质量，多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-1/M关系图线。①如果摩擦力不能忽略，则画出的a-1/M图线为右图中的____________。（填“甲”或“乙”或“丙”）②该实验中某同学画出的图线中AB段明显偏离直线，如右图所示，造成此误差的主要原因是

A．小车与轨道之间存在摩擦B．导轨保持了水平状态C．所挂钩码的总质量太大D．所用小车的质量太大（2）乙组同学利用如图甲所示的气垫导轨实验装置来进行实验。①做实验时，将滑块从图甲所示位置由静止释放，由数字计时器（图中未画出）可读出遮光条通过光电门1、2的时间分别为Δt1、Δt2；用刻度尺测得两个光电门中心之间的距离x，用游标卡尺测得遮光条宽度d。则滑块经过光电门1时的速度表达式v1=

；经过光电门2时的速度表达式v2=

，滑块加速度的表达式a=

。（以上表达式均用已知字母表示）。②为了保持滑块所受的合力不变，可改变滑块质量M和气垫导轨右端高度h，如图所示。关于“改变滑块质量M和气垫导轨右端的高度h”的正确操作方法是

A．M增大时，h增大，以保持二者乘积增大B．M增大时，h减小，以保持二者乘积不变C．M减小时，h增大，以保持二者乘积不变D．M减小时，h减小，以保持二者乘积减小参考答案：（1）①丙

②C（2）①

②BC二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，把电量为－5×10－9C的电荷，从电场中的A点移到B点，其电势能

（选填“增大”、“减小”或“不变”）；若A点的电势UA＝15V，B点的电势UB＝10V，则此过程中电场力做的功为

J。参考答案：答案：增大，－2.5×10－8

解析：将电荷从从电场中的A点移到B点，电场力做负功，其电势能增加；由电势差公式UAB=，W=qUAB=－5×10―9×(15－10)J=－2.5×10－8J。7.一飞船在某星球表面附近，受星球引力作用而绕其做匀速圆周运动的速率为，飞船在离该星球表面高度为h处，受星球引力作用而绕其做匀速圆周运动的速率为，已知引力常量为G，则该星球的质量表达式为

。参考答案：8.一列火车由车站静止开始做匀加速直线运动开出时，值班员站在第一节车厢前端的旁边，第一节车厢经过他历时4s，整个列车经过他历时20s，设各节车厢等长，车厢连接处的长度不计，则此列火车共有______节车厢，最后九节车厢经过他身旁历时______s。参考答案：25节，4s9.如题12B-2图所示，两艘飞船A、B沿同一直线同向飞行，相对地面的速度均为v（v接近光速c）。地面上测得它们相距为L，则A测得两飞船间的距离___▲____（选填“大于”、“等于”或“小于”）L。当B向A发出一光信号，A测得该信号的速度为___▲____。参考答案：大于

c(或光速)A测得两飞船间的距离为静止长度，地面上测得两飞船间的距离为运动长度，静止长度大于运动长度L。

根据光速不变原理，A测得该信号的速度为c(或光速)。10.(4分)一炮弹质量为m，以一定的倾角斜向上发射，到达最高点时速度为v，炮弹在最高点爆炸成两块，其中一块恰好做自由落体运动，质量为，则另一块爆炸后瞬时的速度大小________。参考答案：（4分）11.如图所示，某种自动洗衣机进水时，洗衣机缸内水位升高，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量．将细管中密闭的空气视为理想气体，当洗衣缸内水位缓慢升高时，外界对空气做了0.5J的功，则空气________(填“吸收”或“放出”)了__________的热量．参考答案：放出0.512.（4分）在光滑水平面上的O点系一长为l的绝缘细线，线的一端系一质量为m，带电量为q的小球。当沿细线方向加上场强为E的匀强电场后，小球处于平衡状态。现给小球一垂直于细线的初速度v0，使小球在水平面上开始运动。若v很小，则小球第一次回到平衡位置所需时间为__________。

参考答案：答案：

13.一条悬链长7.2m，从悬点处断开，使其自由下落，不计空气阻力．则整条悬链通过悬点正下方12.8m处的一点所需的时间是0.54s（g取10m/s2）参考答案：解：设链条的长度为L，悬链的下端到P点的距离是h，经t1链条的下端经过P点，则；；经t2链条的上端经过P点，此时悬链的总位移是h+L，则：h+L=gt22，；整条悬链通过悬点正下方12.8m处的P点所需的时间：△t=t2﹣t1=1.6s﹣1.06s=0.54s；故答案为：0.54s三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系．轻质弹簧秤固定在一合适的木块上，桌面的右边缘固定一个光滑的定滑轮，细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接．在桌面上画出两条平行线P、Q，并测出间距d.开始时将木块置于P处，现缓慢向瓶中加水，直到木块刚刚开始运动为止，记下弹簧秤的示数F0，以此表示滑动摩擦力的大小．再将木块放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧秤的示数F，然后释放木块，并用秒表记下木块从P运动到Q处的时间t.(1)木块的加速度可以用d和t表示为a＝______.(2)改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度a与弹簧秤示数F的关系．下图中能表示该同学实验结果的是________．(3)用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是________．A．可以改变滑动摩擦力的大小B．可以更方便地获取更多组实验数据C．可以更精确地测出摩擦力的大小[D．可以获得更大的加速度以提高实验精度参考答案：(1)

2d/t2_

(2)

_C_

(3)

BC

（1）

根据匀变速直线运动公式得：（2）当有拉力是加速度还是零，所以图线不经过原点的原因是没有平衡小车的摩擦力．ABD答案不可能，只有C答案正确。（3）用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比水的质量容易改变，可以更方便地获取更多组实验数据，可以更精确地测出摩擦力的大小，故选选择BC答案。15.某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律.弧形轨道末端水平，离地面的高度为H,将钢球从轨道的不同高度h处静止释放，钢球的落点距轨道末端的水平距离为s.(1)若轨道完全光滑，s2与h的理论关系应满足s2=

(用H、h表示).(2)该同学经实验测量得到一组数据，如下表所示：H(10－1m)2.003.004.005.006.00s2(10－1m2)2.623.895.206.537.78请在坐标纸上作出s2―h关系图.(3)对比实验结果与理论计算得到的s2―h关系图线(图中已画出)，自同一高度静止释放的钢球，水平抛出的速率

(填“小于”或“大于”)(4)从s2―h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著，你认为造成上述偏差的可能原因是

。

参考答案：四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（18分）如图25所示，足够大的平行挡板A1、A2竖直放置，间距6L，两板间存在两个方向相反的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，以水平面MN为理想分界面，Ⅰ区的磁感应强度为B0，方向垂直纸面向外，A1、A2上各有位置正对的小孔S1、S2，两孔与分界面MN的距离均为L，质量为m、电量为+q的粒子经宽度为d的匀强电场由静止加速后，沿水平方向从S1进入Ⅰ区，并直接偏转到MN上的P点，再进入Ⅱ区，P点与A1板的距离是L的k倍，不计重力，碰到挡板的粒子不予考虑。（1）若k=1，求匀强电场的电场强度E；（2）若2<k<3，且粒子沿水平方向从S2射出，求出粒子在磁场中的速度大小v与k的关系式和Ⅱ区的磁感应强度B与k的关系式。图25参考答案：解：（1）粒子在电场中，由动能定理有qEd=mv2-0①粒子在Ⅰ区洛伦兹力提供向心力

qvB0＝m

②当k=1时，由几何关系得r=L

③由①②③解得E=④（2）由于2<k<3时，由题意可知粒子在Ⅱ区只能发生一次偏转，由几何关系可知(r-L)2+(kL)2=r2

⑤解得r=L

⑥由②⑥解得v=

⑦粒子在Ⅱ区洛伦兹力提供向心力

qvB＝m

⑧由对称性及几何关系可知

⑨解得r1=L

⑩由⑧⑩解得

B＝B0

17.如图所示，两电阻不计的足够长光滑平行金属导轨与水平面夹角，导轨间距，所在平面的正方形区域abcd内存在有界匀强磁场，磁感应强度为T，方向垂直斜面向上．将甲乙两电阻阻值相同、质量均为kg的相同金属杆如图放置在导轨上，甲金属杆处在磁场的上边界，甲乙相距也为，其中m．静止释放两金属杆的同时，在甲金属杆上施加一个沿着导轨的外力F，使甲金属杆在运动过程中始终做沿导轨向下的匀加速直线运动，加速度大小5m/s2．（取m/s2）（1）乙金属杆刚进入磁场时，发现乙金属杆作匀速运动，则甲乙的电阻R为多少？（2）以刚释放时，写出从开始到甲金属杆离开磁场，外力F随时间t的变化关系，并说明F的方向．（3）乙金属杆在磁场中运动时，乙金属杆中的电功率多少？（4）若从开始释放到乙金属杆离开磁场，乙金属杆中共产生热量J，试求此过程中外力F对甲做的功．参考答案：（1）甲乙加速度相同(5m/s2)，当乙进入磁场时，甲刚出磁场

(1分)乙进入磁场时

①

(1分)乙受力平衡

②

(1分)

=

(1分)（2）甲在磁场中运动时，

③

(1分)外力F始终等于安培力，

④

(2分)F方向沿导轨向下

(1分)（3）乙在磁场中作匀速运动，

⑤

(2分)（4）乙进入磁场前，甲乙发出相同热量，设为Q1，此过程中甲一直在磁场中，外力F始终等于安培力，则有WF=W安=2Q1

⑥

(1分)乙在磁场中运动发出热量Q2，利用动能定理mglsinθ－2Q2=0

(1分)得Q2=0.02J

⑦

甲乙发出相同热量Q1=(Q-Q2）/2=1/75=0.0133J

(1分)由于甲出磁场以后，外力F为零。得WF=2Q1=2/75=0.0266J

(1分)（另解：整个过程甲、乙通过的电流相同，所以发出的热量相同，总热量为2Q=0.0667J

(1分)根据能量守恒，由于甲在磁场中是a=5m/s=gsinθ，所以甲金属杆下滑时重力做功全部转化成动能，外力做功WF转化成电能。离开磁场后外力为零，不做功。

(1分)乙金属杆进入磁场后，是匀速运动，重力做功转化为电能，WG=mglsinθ=0.04J

(1分)

WF+WG=2Q

WF=2Q-WG=0.0267(J)

(1分)18.如图，质量m=2kg的物体静止于水平地面的A处，A、B间距L=20m．用