陕西省咸阳市杨陵区姚安中学2021年高三物理下学期期末试题含解析

陕西省咸阳市杨陵区姚安中学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.（单选题）如下图所示，三个小球从同一高处的O点分别以水平初速度v1、v2、v3抛出，落在水平面上的位置分别是A、B、C，O′是O在水平面上的射影点，且O′A∶AB∶BC＝1∶3∶5.若不计空气阻力，则下列说法正确的是

()A．v1∶v2∶v3＝1∶4∶9B．三个小球下落的时间C最长C．三个小球落地的速度相同

D．三个小球落地的动能相同参考答案：A2.（多选）如图8是位于x轴上某点的电荷在直线PQ右侧的电势φ随x变化的图线，a、b是x轴上的两点，过P点垂直于x轴的直线PQ和x轴是该曲线的渐近线，则以下说法正确的是A．可以判断出OP间的各点电势均为零B．负检验电荷在a点的电势能小于在b点的电势能C．可以判断出P点左侧与右侧的电场方向均为x轴正方向D．正检验电荷从a点移到b点，电场力一直做正功参考答案：BD。由图可知：不能判断出OP间的各点电势均为零（它是大于零），Ａ错；当负电荷从由图可知道是从电势高到低，电场力作负功，电势能增大，即a点的电势能小于在b点的电势能，Ｂ正确；因不知电荷放在轴上的何位置，所以不能判定出P点左侧与右侧的电场方向均为x轴正方向，Ｃ错；因点电势高于点的电势，所以正检验电荷从a点移到b点，电场力一直做正功，Ｄ正确；故选择ＢＤ答案。3.(单选)在阴极射线管中电子流方向由左向右，其上方有一根通有如图所示电流的直导线，导线与阴极射线管平行，则阴极射线将

()A．向上偏转

B．向下偏转C．向纸里偏转

D．向纸外偏转参考答案：B4.竖直墙面与水平面均光滑绝缘，A．B两小球带有同种电荷，用水平拉力作用在A小球上，两小球处于静止状态，如图所示，现将A小球向右拉动一小段距离后，A．B两小球可以重新平衡，在移动A小球的过程中，下列说法中正确的是

（

）

A．A．B两小球间的库仑力变大

B．库仑力对B小球做正功

C．B小球的电势能增大

D．A小球对地面的压力不变参考答案：

BD5.一个用半导体材料制成的电阻器D，其电流I随它两端电压U的关系图象如图（a）所示，将它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源两端，三个用电器消耗的电功率相同，现将它们连接成如图（b）所示的电路，仍接在该电源的两端，设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别是PD、P1、P2，它们之间的大小关系是（

）A．P1=4P2

B．P1>4P2

C．PD>P2

D．PD<P2

参考答案：

答案：BC二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.甲、乙两辆完全一样的小车处于光滑水平面上，质量均为M，乙车内用轻绳悬挂一个质量为0.5M的小球。现保持乙车静止，让甲车以速度v与乙车相碰，碰后连为一体一起向右运动。则两车刚碰后瞬间的速度为______________，从两车相碰到小球第一次摆到最高点的过程中，两车的速度_________（填“减小”、“增大”或“先减小再增大”。参考答案：

减小7.(4分)如图所示，质量为8kg的物体，以100J的初动能从斜面底端的A点沿斜面向上作匀减速直线运动，在上升过程中经过B点时，动能减少了80J，机械能减少了32J，已知A、B间的距离s=2m，则物体受到的滑动摩擦力大小为

N，沿斜面向上运动的总时间为

s。

参考答案：答案：16，18.如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为B0，半圆弧导线框的直径为d，电阻为R。使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，线框中产生的感应电流大小为_________。现使线框保持图中所示位置，让磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小应为_________。

参考答案：；9.某星球密度与地球相同，又知其表面重力加速度为地球表面重力加速度的2倍，则该星球的质量是地球质量的

倍。参考答案：

810.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/s11.⑵如图，一定质量的理想气体由状态a沿abc变化到状态c，吸收了340J的热量，并对外做功120J。若该气体由状态a沿adc变化到状态c时，对外做功40J，则这一过程中气体

▲

（填“吸收”或“放出”）

▲

J热量。参考答案：吸收

260J12.放射性同位素C被考古学家称为“碳钟”，它可以用来判定古生物体的年代．宇宙射线中高能量中子碰撞空气中的氮原子后，就会形成很不稳定的C，它很容易发生β衰变，变成一个新核，其半衰期为5730年．该衰变的核反应方程式为．C的生成和衰变通常是平衡的，即生物机体中C的含量是不变的．当生物体死亡后，机体内C的含量将会不断减少．若测得一具古生物遗骸中C含量只有活体中的25%，则这具遗骸距今约有11460年．参考答案：：解：根据电荷数守恒、质量数守恒得，．经过一个半衰期，有半数发生衰变，测得一古生物遗骸中的C含量只有活体中的25%，根据=得，n=2，即经过2个半衰期，所以t=2×5730=11460年．故答案为：；

1146013.某学习小组设计了一种粗测小物体质量的方法．使用的器材有细绳、硬纸板、支架、刻度尺、铅笔、白纸、自制小滑轮、已知质量的小物块和若干待测小物体等．简化的实验装置如图所示，在A点固定一根细绳AP，以A为圆心、AP为半径描出圆弧CD，直线AC水平，AD竖直．在B点固定小滑轮，一根细绳绕过小滑轮，一端悬挂小物块（质量m0已知），另一端连接绳端P点．在结点P悬挂不同质量的待测小物体m，平衡时结点P处在圆弧CD上不同的位置．利用学过的物理知识，可求出结点P在圆弧CD上不同的位置时对应的待测物体的质量值m，并标在CD弧上．（1）在圆弧CD上从C点至D点标出的质量值应逐渐

（填写“增大”或“减小”）；（2）如图所示，BP延长线交竖直线AD于P′点，用刻度尺量出AP′长为l1，PP′长为l2，则在结点P处标出的质量值应为

．参考答案：解：（1）对物体m0分析，受重力和拉力，根据平衡条件，有：T=m0g…①再对结点P受力分析，如图所示：图中的力三角形与几何三角形APP′相似，故：…②解得：联立①②解得：m==越靠近D点，m增大；故答案为：（1）增大；（2）．三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（8分）某同学对实验室的一个多用电表中的电池进行更换时发现，里面除了一节1.5V的干电池外，还有一个方形的电池（层叠电池），如图甲所示。为了测定该电池的电动势和内电阻，实验室提供了下列器材：A．电流表G（滿偏电流10mA，内阻10Ω）B．电流表A（0～0.6A～3A，内阻未知）C．滑动变阻器R（0～100Ω，1A）D．定值电阻R0（阻值990Ω）E．开关与导线若干（1）请根据实验器材，自行设计电路画在方框乙中．（2）丙图为该同学根据上述设计的实验电路利用测出的数据绘出的I1-I2图线（I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数），则由图线可以得到被测电池的电动势E＝

V，内阻r=

Ω。参考答案：答案：（1）电路图(4分)；（2）9.0，10.0(每空2分)15.某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中，设计出如下的实验方案，其实验装置如图所示．已知小车质量M＝400g，砝码盘质量m0＝10g，所使用的打点计时器交流电频率f＝50Hz.其实验步骤是：A．按图中所示安装好实验装置；B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板

向下做匀速运动；C．取下细绳和砝码盘，记下砝码盘中砝码的质量m；D．再接通电源，然后放开小车，打出一条纸带，由纸带求得小车的加速度a；E．重新挂上细绳和砝码盘，改变砝码盘中砝码质量，调节垫块的位置，改变倾角，重复B－D步骤，求得小车在不同合外力F作用下的加速度．回答下列问题：(g=10m/s2)(1)按上述方案做实验，是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？_______(填“是”或“否”)．(2)实验中打出的其中一条纸带如图所示，由该纸带可求得小车的加速度a＝____m/s2.此时砝码盘中所加砝码质量为________g参考答案：1）否

（2）

2.5

m/s2

90

g四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，有一光滑、不计电阻且较长的“"平行金属导轨，间距L=lm，导轨所在的平面与水平面的倾角为37°，导轨空间内存在垂直导轨平面的匀强磁场。现将一质量m=0.1kg、电阻R=2的金属杆水平靠在导轨处，与导轨接触良好。(g=l0m／s2sin37°=0.6

cos37°=0.8)(1)若磁感应强度随时间变化满足B=2+0.2t(T)，金属杆由距导轨顶部lm处释放，求至少经过多长时间释放，会获得沿斜面向上的加速度；(2)若匀强磁场大小为定值，对金属杆施加一个平行于导轨斜面向下的外力F，其大小为产为金属杆运动的速度，使金属杆以恒定的加速度a=10m／s2沿导轨向下做匀加速运动，求匀强磁场磁感应强度B的大小；(3)若磁感应强度随时间变化满足时刻金属杆从离导轨顶端So=lm处静止释放，同时对金属杆施加一个外力，使金属杆沿导轨下滑且没有感应电流产生，求金属杆下滑5m所用的时间。参考答案：（1）若磁感应强度随时间变化满足B=2+0.2t（T），金属杆由距导轨顶部lm处释放，至少经过20s释放，会获得沿斜面向上的加速度；（2）若匀强磁场大小为定值，对金属杆施加一个平行于导轨斜面向下的外力F，其大小为产F=v+0.4（N），v为金属杆运动的速度，使金属杆以恒定的加速度a=10m/s2沿导轨向下做匀加速运动，匀强磁场磁感应强度B的大小；（3）若磁感应强度随时间变化满足B=（T），t=0时刻金属杆从离导轨顶端S0=1m处静止释放，同时对金属杆施加一个外力，使金属杆沿导轨下滑且没有感应电流产生，则金属杆下滑5m所用的时间．（1）金属杆有沿着斜面向上的加速度时，安培力等于重力沿斜面的分力，由安培力表达式F=BIL，结合B随t的变化关系，可以解得时间t；（2）金属杆收到重力和安培力的作用而做匀加速运动，由牛顿第二定律，结合安培力表达式，可解得磁感应强度B．（3）金属杆沿导轨下滑且没有感应电流产生，说明磁通量不变，由此可以表示初末磁通量相等，解得金属杆下滑5m所用的时间．解：（1）设金属杆长为L，距离导轨顶部也为L，经过ts后，金属杆有沿着斜面向上的加速度，此时安培力等于重力沿斜面的分力，则：FA=mgsinθ，又：，其中：E=KL2=0.2V，所以：，解得：t=20s．（2）对金属杆由牛顿第二定律：mgsinθ+F﹣FA=ma，其中：，解得：，带入数据解得：，因为是匀加速运动，加速度为定值，则：，解得：，（3）设t=0时刻金属杆距离顶端为S0，由金属杆与导轨组成的闭合电路中，磁通量保持不变，经过ts的位移为S，则：

B1LS0=B2L（S+S0），带入数据：

，解得：

S=t2，金属杆做初速度为零的匀加速直线运动，S=5m，解得：

．17.如图在xOy坐标系第Ⅰ象限，磁场方向垂直xOy平面向里，磁感应强度大小均为B=1.0T；电场方向水平向右，电场强度大小均为E=N／C。一个质量m=2.0×10-7kg，电荷量q=2.0×10-6C的带正电粒子从x轴上P点以速度v0射入第Ⅰ象限，恰好在xOy平面中做匀速直线运动。0.10s后改变电场强度大小和方向，带电粒子在xOy平面内做匀速圆周运动，取g=10m／s2。求：（1）带电粒子在xOy平面内做匀速直线运动的速度v0大小和方向；（2）带电粒子在xOy平面内做匀速圆周运动时电场强度的大小和方向；（3）若匀速圆周运动时恰好未离开第Ⅰ象限，x轴上入射P点应满足何条件？参考答案：(1)如图粒子在复合场中做匀速直线运动，设速度v0与x轴夹角为θ，依题意得：粒子合力为零

①（1分）重力mg=2.0×10-6N，电场力F电=Eq=2×10-6N洛伦兹力=4.0×10-6N

②（2分）由f=qv0B得

v0=2m／s

③（2分）=

θ=60°

④（2分）速度v0大小2m／s，方向斜向上与x轴夹角为60°

(2)（5分）带电粒子在xOy平面内做匀速圆周运动时，电场力F电必须与重力平衡，洛伦兹力提供向心力。故电场强度，⑤（3分）方向竖直向上；⑥（2分）(3)（8分）如图带电粒子匀速圆周运动恰好未离开第1象限，圆弧左边与y轴相切N点；

⑦（2分）（或正确画出轨迹图的给2分）PQ匀速直线运动，PQ=v0t=0.2m

⑧（1分）洛伦兹力提供向心力，

⑨（2分）整理并代入数据得R=0.2m

⑩由几何知识得OP=R+Rsin60°-PQcos60°?=0.27m

⑾x轴