辽宁省沈阳市吉林师大分院艺术附属艺术中学2020-2021学年高三物理期末试卷含解析

1、辽宁省沈阳市吉林师大分院艺术附属艺术中学2020-2021学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)中国志愿者王跃参与人类历史上第一次全过程模拟从地球往返火星的一次实验“火星500”活动，王跃走出登陆舱，成功踏上模拟火星表面，在火星上首次留下中国人的足迹，目前正处于从“火星”返回地球途中。假设将来人类一艘飞船从火星返回地球时，经历了如图所示的变轨过程，则下列说法中正确的是：a.飞船在轨道上运动时，在p点速度大于在q点的速度b.飞船在轨道上运动时的机械能大于轨道上运动的机械能c.飞船在轨道上运动到p点时的加速度等于飞船在轨

2、道上运动到p点时的加速度d.飞船绕火星在轨道上运动周期跟飞船返回地面的过程中绕地球以轨道同样半径运动的周期相同参考答案：ac2. 在空间中同时存在匀强磁场和匀强电场，匀强电场方向竖直向上，场强大小为e，匀强磁场的方向和大小均未知，如图所示.现有一质量为m的带电小球，用长为l的绝缘线悬挂在一点，小球在水平面上以角速度做匀速圆周运动，顺着电场强方向观察，小球向顺时针方向旋转，这时线与竖直方向夹角为，线上拉力为零.下列说法正确的是a小球带负电荷，电量为q=mg/eb磁感应强度方向竖直向上c突然撤去磁场后，小球将做竖直平面内的摆动d突然撤去磁场后，小球在速度方向和绝缘线决定的平面内做匀速圆周运动参考答

3、案：d3. （单选）如图甲所示，在竖直方向上有四条间距相等的水平虚线l1、l2、l3、l4，在l3与l4之间存在匀强磁场，磁感应强度大小均为1t，方向垂直于虚线所在平面向里现有一矩形线圈abcd，宽度cd=l=0.5m，质量为0.1kg，电阻为2，将其从图示位置静止释放（cd边与l1重合），速度随时间的变化关系如图乙所示，t1时刻cd边与l2重合，t2时刻ab边与l3重合，t3时刻ab边与l4重合，t2t3之间图线为与t轴平行的直线，t1t2之间和t3之后的图线均为倾斜直线，已知t1t2的时间间隔为0.6s，整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向（重力加速度g取10m/s2）则（） a 在0t

4、1时间内，通过线圈的电荷量为2.5c b 线圈匀速运动的速度大小为8m/s c 线圈的长度为1m d 0t3时间内，线圈产生的热量为4.2j参考答案：（4）根据能量守恒求出0t3这段时间内线圈中所产生的电热： 解：b、根据平衡有：mg=bil而i=联立两式解得：m/s故b正确c、t1t2的时间间隔内线圈一直做匀加速直线运动，知ab边刚进上边的磁场时，cd边也刚进下边的磁场设磁场的宽度为d，则线圈的长度：l=2d线圈下降的位移为：x=l+d=3d，则有：3d=vtgt2，将v=8m/s，t=0.6s，代入解得：d=1m，所以线圈的长度为l=2d=2m故c错误a、在0t1时间内，cd边从l1运动到

5、l2，通过线圈的电荷量为：c故a错误d、0t3时间内，根据能量守恒得：q=mg（3d+2d）mv2=j故d错误故选：b4. （单选）如图所示，由两种材料制成的半球面固定在水平地面上，右侧面是光滑的，左侧面是粗糙的，o点为球心，a、b是两个相同的小物块（可视为质点），小物块a静止在左侧面上，小物块b在图示水平力f作用下静止在右侧面上，a、b处在同一高度，ao、bo与竖直方向的夹角均为，则a、b对球面的压力大小之比为（） a sin2 ：1 b cos2 ：1 c sin ：1 d cos ：1参考答案：【考点】： 共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力【专题】： 共点力作用下物体平衡专题【分

6、析】： 分别对a、b两个相同的小物块受力分析，由受力平衡，求得所受的弹力，再由牛顿第三定律，求a、b分别对球面的压力大小之比： 解：分别对a、b两个相同的小物块受力分析，如图，由平衡条件，得：n1=mgsin同理：n2=故=sin2；根据牛顿第二定律，斜面对滑块的支持力等于滑块对斜面的压力，故左右两物块对斜面的压力大小之比sin2：1；故选：a【点评】： 本题是共点力平衡问题，受力分析后画出受力分析图，再根据几何关系列式求解，不难5. 如图所示，一半径为r的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一质量为，电量为的正电荷（重力忽略不计）以速度沿正对着圆心o的方向射入磁场，从磁场中射出时速度方向改

7、变了角。磁场的磁感应强度大小为（    ）a                    bc                    d参考答案：b二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16

8、分6. (4分)两个单摆甲和乙，它们的摆长之比为41，若它们在同一地点做简谐运动，则它们的周期之比t甲:t乙=        。在甲摆完成10次全振动的时间内，乙摆完成的全振动次数为           。参考答案：答案：2：1     207. 某同学在做测定木板与木块间的动摩擦因数的实验时，设计了两种实验方案方案a：木板固定，用弹簧测力计拉动木块如图(a)所示方案b：弹簧固定，用手拉

9、动木板，如图(b)所示除了实验必需的弹簧测力计、木板、木块、细线外，该同学还准备了质量为200 g的砝码若干个(g10 m/s2)(1)上述两种方案中，你认为更合理的是方案_(2)该同学在重2n的木块上加放了2个砝码，弹簧测力计稳定后的示数为15n , 则木板与木块间的动摩擦因数_.参考答案：8. 一列横波沿x轴正方向传播，在t0 =0时刻的波形如图所示，波刚好传到x=3 m处，此后x1m处的质点比x-1m处的质点_（选填“先” 、“后”或“同时”）到达波峰位置；若该波的波速为10m/s，经过时间，在x轴上3m3m区间内的波形与t0时刻的正好相同，则 =_参考答案：后（2分）0.4n s、 n

10、=1.2.39. （4分）如图所示，质量为m的人站在自动扶梯上，扶梯正以加速度a向上匀加速运动，a与水平方向的夹角为，则人所受的支持力大小为           ，摩擦力大小为            。    参考答案：     mgmasin    macos10.

11、某同学在描绘平抛运动轨迹时，得到的部分轨迹曲线如图所示。在曲线上取a、b、c三个点，测量得到a、b、c三点间竖直距离=10.20cm，=20.20cm，a、b、c三点间水平距离=12.40cm，g取10ms2，则物体平抛运动的初速度大小为_ms，轨迹上b点的瞬时速度大小为_m/s。（计算结果保留三位有效数字）参考答案：1.24m/s   1.96m/s据题意，由于物体做平抛运动，则有h2-h1=gt2，可以求出物体在ab、bc段的运动时间为t=0.1s，则物体做平抛运动的初速度为v0=x/t=1.24m/s；轨迹上b点的速度为vb=，vx=1.24m/s，vy=(h1+h2

12、)/2t=1.52m/s，则b点的速度为：vb=1.96m/s。11. 有两个单摆做简谐运动，位移与时间关系是：x1=3asin(4bt+/4)和x2=9asin(8bt+/2)，其中a、b为正的常数，则它们的：振幅之比为_；摆长之比为_。参考答案：1：3    4：112. 在光电效应试验中，某金属的截止频率相应的波长为，该金属的逸出功为_。若用波长为（<0）单色光做实验，则其截止电压为_。已知电子的电荷量，真空中的光速和布朗克常量分别为e、c和h.参考答案：（1）  （2）（1）由和得（2）由爱因斯坦质能方程和得13. 为了测量一微安表头a的内

13、阻，某同学设计了如图所示的电路。图中，a0是标准电流表，r0和rn分别是滑动变阻器和电阻箱，s和s1分别是单刀双掷开关和单刀开关，e是电池。完成下列实验步骤中的填空：(1)将s拨向接点1，接通s1，调节_，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时_的读数i；(2)然后将s拨向接点2，调节_，使_，记下此时rn的读数；(3)多次重复上述过程，计算rn读数的_，此即为待测微安表头内阻的测量值。参考答案：三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14. （8分）如图所示电路中，定值电阻r0=10，r为电阻箱，s2为单刀双掷开关闭合s1，将s2切换到a，调节电阻箱，读出其阻值为r1，记录电压传

14、感器测得的数据为ul，然后保持电阻箱阻值不变，将s2切换到b，记录电压传感器示数为u2则电阻rx的表达式：_。若电阻rx2.5，将s2切换到a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱阻值r和记录对应的电压传感器数据u，对测得的数据进行处理，绘出如图（2）所示的图线则电源电动势e_(v)，内阻r=_()参考答案：；2；115. 2010年世博会在上海举行，本次世博会大量采用低碳环保技术，太阳能电池用作照明电源是其中的亮点之一。硅光电池是太阳能电池的一种，某同学为了测定某种硅光电池的电动势和内电阻，设计了如图甲所示电路，在一定强度的光照下进行测量，图中与a1串联的定值电阻的阻值r0= 990。现有三只电流

15、表：        a、电流表（满偏电流30ma，内阻为l0）        b、电流表（量程0300ma，内阻很小）        c、电流表（量程0一3a，内阻很小）        为减小测量误差，则电流表a1选      ；电流表a2选_（选填元件代号）；

16、0; 根据测量数据作出该硅光电池的u-i图象如图乙所示，由图象可知：该电池的电动势e=     v，在流过电流表a2的电流小于200ma的情况下，此电池的内阻r=     ；  若将该硅光电池两端接上阻值为6的电阻，此时该电阻消耗的功率等于        。（本题答案均保留三位有效数字）参考答案：a、b  （每空2分）；2.90;  4.0 （每空3分）    0.375(0.3680.382)（2分）四、

17、计算题：本题共3小题，共计47分16. 两质量为m的小球，a带电+q，b不带电，两球静止放在光滑水平面上，且相距l，现在空间沿ab方向加一个电场强度大小为e是匀强电场，t=0时刻，a开始受电场力运动经过一段时间，a、b间第一次发生弹性正碰（即发生速度交换），无电量转移，以后a、b之间的碰撞都是弹性碰撞重力加速度为g，求（1）a、b第一次刚 要发生碰撞时，a球的速度多大？（2）从a、b第一次发生碰撞到第二次碰撞经历时间为多少？（3）求从第1次碰撞结束到第19次碰撞刚要发生所经历的时间是多少？参考答案：解：（1）从a球开始运动到第一次碰撞之前，对a，由动能定理有  qel=可得 v1=（

18、2）第一次发生碰撞后两球交换速度，a的速度变为0，b的速度变为v1，设小球a的加速度为a，第一次碰后结束到第二次发生碰撞前瞬间经过时间为t2，则根据牛顿第二定律知：qe=ma由位移时间关系有：v1t2=解得 t2=（3）设第二次发生碰撞前a的速度为v2，则 v2=at2=2v1；当a、b第二次碰撞后交换速度，b的速度变为2v1，a的速度变为v1；第三次碰撞又是相差v1的速度开始，a加速追击b，所以所用时间与t2相同，以此类推，第1次正碰到第19次正碰之间的时间 t19=t18=t2=故总时间 t=18t2=答：（1）a、b第一次刚 要发生碰撞时，a球的速度是（2）从a、b第一次发生碰撞到第二次

19、碰撞经历时间为（3）从第1次碰撞结束到第19次碰撞刚要发生所经历的时间是【考点】电势差与电场强度的关系；动能定理【分析】（1）加上匀强电场后，a做匀加速运动，b仍静止，由动能定理求a、b第一次刚要发生碰撞时a球的速度（2）两球发生弹性碰撞，由于两球的质量，所以碰撞后两者交换速度，此后b做匀速运动，a做初速度为零的匀加速运动，根据牛顿第二定律和运动学位移公式结合求解（3）根据上题的结果，研究每次碰撞后的规律，再求解从第1次碰撞结束到第19次碰撞刚要发生所经历的时间17. 如图所示，相距l=0.5m的平行导轨mns、pqt处在磁感应强度b=0.4t的匀强磁场中，水平导轨处的磁场方向竖直向上，光滑倾

20、斜导轨处的磁场方向垂直于导轨平面斜向下。质量均为m=0.04kg、电阻均为r=0.1的导体棒ab、cd均垂直放置于导轨上，并与导轨接触良好，导轨电阻不计。质量为m=0.20kg的物体c，用绝缘细线绕过光滑的定滑轮分别与导体棒ab、cd相连接。细线沿导轨中心线且在导轨平面内，细线及滑轮质量不计。已知倾斜导轨与水平面的夹角=37°，水平导轨与ab棒间的动摩擦因数=0.4。重力加速度g=10m/s2，水平导轨足够长，导体棒cd运动过程中始终不离开倾斜导轨。物体c由静止释放，当它达到最大速度时下落高度h=1m，求这一运动过程中：（sin37°=0.6,cos37°=0.8

21、）（1）物体c能达到的最大速度是多少？（2）由于摩擦产生的内能与电流产生的内能各为多少？（3）若当棒ab、cd达到最大速度的瞬间，连接导体棒ab、cd及物体c的绝缘细线突然同时断裂，且ab棒也刚好进入到水平导轨的更加粗糙部分（ab棒与水平导轨间的动摩擦因数变为=0.6）。若从绝缘细线断裂到ab棒速度减小为零的过程中ab棒向右发生的位移x=0.11m，求这一过程所经历的时间？参考答案：（1）2m/s   （2）0.16j   1.04j  （3）0.15s【详解】（1）设c达到最大速度为，由法拉第电磁感应定律可得回路的感应电动势为： e

22、=2blvm                                              由欧姆定律可得回路中的电流强度为：   

23、60;         金属导体棒ab、cd受到的安培力为：            线中张力为t2，导体棒ab、cd及物体c的受力如图，由平衡条件可得：， ，                      

24、0;         联立解得     （2）运动过程中由于摩擦产生的内能：e1=mgh=0.16j     由能的转化和守恒定律可得：       联立将，代入可得这一过程由电流产生内能：（3）经分析， 在ab棒向右减速运动的过程中，其加速度大小与cd棒沿斜面向上运动的加速度大小始终相等，速率也始终相等。设某时刻它们的速率为v，则：e=2blv            由欧姆定律可得回路中的电流强度为：金属导体棒ab、cd受到的安培力为： 对ab棒运用动量定理：         又          计算可得 t=0.15s18. （12分）如图所示，两个质量均为m的小环套在一水平放置的粗糙长杆上，两根长度均为l的轻绳一端系在小环上，另一端系在质量为m的木块上，两个小环之间的距离也为l，小环保持静止。试求：（1）小环对杆的压