2021年四川省达州市石河中学高三物理下学期期末试题含解析

1、2021年四川省达州市石河中学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. 质量m1 kg的物体在光滑平面上运动，初速度大小为2 m/s。在物体运动的直线上施以一个水平恒力，经过t1 s，速度大小变为4 m/s，则这个力的大小可能是()A2 N B4 N C6 N D8 N参考答案：AC物体的加速度可能是2 m/s2，也可能是6 m/s2，根据牛顿第二定律，这个力的大小可能是2 N，也可能是6 N，所以答案是A、C。2. 如图所示，正方形线圈abcd位于纸面内，边长为L，匝数为N，过ab中点和cd中点的连线OO恰好位于垂直纸面向里

2、的匀强磁场的右边界上，磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为（ ）A. B.C. D.参考答案：答案：A3. 物体在一直线上运动，用正、负号表示方向的不同，根据给出的初速度和加速度的正负，下列对运动情况判断正确的是Av00，a0，物体的速度越来越大Bv00，a0，物体的速度越来越大Cv00，物体的速度越来越小Dv00，a0，物体的速度越来越大参考答案：BD4. 在物理学的发展过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。在对以下几位物理学家的叙述中，不正确的说法是 （ ） A牛顿提出的万有引力定律奠定了天体力学的基础 B英国物理学家卡文迪许用实验的方法测出了万有引力常量G C法拉第发现了磁

3、场产生电流的条件和规律 D库仑发现了电流的磁效应参考答案：D5. 如图所示，水平地面上有一个坑，其竖直截面为半圆，O为圆心，AB为沿水平方向的直径若在A点以初速度v1沿AB方向平抛一小球，小球将击中坑壁上的最低点D点；若A点小球抛出的同时，在C点以初速度v2沿BA方向平抛另一相同质量的小球并也能击中D点已知COD=60，且不计空气阻力，则（） A 两小球同时落到D点 B 两小球在此过程中动能的增加量相等 C 在击中D点前瞬间，重力对两小球做功的瞬时功率之比为2：1 D 两小球初速度之比v1：v2=：3参考答案：D： 解：A、平抛运动的时间由高度决定，高度越高，时间越长，可知两球平抛运动的时间不

4、等，不能同时落到D点，故A错误B、根据动能定理知，重力做功不同，则动能的增加量不同，故B错误C、根据，以及P=mgvy知，重力做功的瞬时功率P=mgvy=，根据几何关系知，下降的高度之比2：1，则重力做功的瞬时功率之比故C错误D、因为平抛运动的高度之比为2：1，根据t=，则时间之比为，根据，因为水平位移之比为1：，解得两小球初速度之比v1：v2=：3，故D正确故选：D二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6. （6分）伽利略通过研究自由落体和物块沿光滑斜面的运动，首次发现了匀加速运动规律。伽利略假设物块沿斜面运动与物块自由下落遵从同样的法则，他在斜面上用刻度表示物块滑下的路程，并测

5、出物块通过相应路程的时间，然后用图线表示整个运动过程，图中OA表示测得的时间，矩形OAED的面积表示该时间内物块经过的路程，则图中OD的长度表示 。P为DE的中点，连接OP且延长交AE的延长线于B，则AB的长度表示 。参考答案： 答案：平均速度，物体的末速度 7. 一只标有“18V，10W”的灯泡，正常工作时的电阻为；若用多用电表的欧姆档来测量这只灯泡的电阻，则测出的阻值应（填“大于”、“等于”或“小于”）正常工作时的电阻。参考答案：32.4，小于8. 地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，若高空中某处的重力加速度为，则该处距地球表面的高度为（1）R，在该高度绕地球做匀速圆周运动的卫星的线速

6、度大小为参考答案：解：根设地球的质量为M，物体质量为m，物体距地面的高度为h据万有引力近似等于重力得：在地球表面：mg=G在h高处：m?=G 由联立得：2R2=（R+h）2解得：h=（1）R在该高度卫星绕地球做匀速圆周运动时，由重力提供向心力，则得：m?=m可得：v=故答案为：（1）R；9. 如图所示，劲度系数为的轻弹簧B竖直固定在桌面上上端连接一个质量为m的物体，用细绳跨过定滑轮将物体m与另一根劲度系数为的轻弹簧C连接。当弹簧C处在水平位置且束发生形变时其右端点位于a位置。现将弹簧C的右端点沿水平方向缓慢拉到b位置时，弹簧B对物体m的弹力大小为，则ab间的距离为_。参考答案：下端弹簧仍处于压

7、缩状态时，；下端弹簧处于拉伸状态时，10. 如图所示，长度为L=6m、倾角30的斜面AB，在斜面顶端B向左水平抛出小球1、同时在底端A正上方某高度处水平向右抛出小球2，小球2垂直撞在斜面上的位置P，小球1也同时落在P点，则两球平抛下落的高度为_,下落的时间为_。（v1、v2为未知量）参考答案：1.8m, 0.6s11. 08年福州八中质检）（6分）在一个点电荷Q的电场中，Ox坐标轴与它的一条电场线重合，坐标轴上A、B两点的坐标分别为2.0m和5.0m.放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同，电场力的大小跟试探电荷的电量关系图象如图中直线a、b所示，放在A点的电荷带正电，放

8、在B点的电荷带负电.则B点的电场强度的大小为_ V/m,点电荷Q的位置坐标为_m。参考答案： 2.5 2.612. 如图所示，由两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器的极板N与静电计相接，极板M接地用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差U在两板相距一定距离d时，给电容器充电，静电计指针张开一定角度在整个实验过程中，保持电容器所带电量Q不变 （1）若将M板向上移，静电计指针偏角将_ （2）若在M、N之间插入云母板，静电计指针偏角将_参考答案： 答案： (1)增大 (2)减小13. 一质子束入射到能静止 靶核上，产生如下核反应: P+ X+n式中P代表质子，n代表中子，X代表核反应产生的新核

9、。由反应式可知，新核X的质子数为 ，中子数为 。参考答案：三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14. 静止在水平地面上的两小物块A、B，质量分别为mA=l.0kg，mB=4.0kg；两者之间有一被压缩的微型弹簧，A与其右侧的竖直墙壁距离l=1.0m，如图所示。某时刻，将压缩的微型弹簧释放，使A、B瞬间分离，两物块获得的动能之和为Ek=10.0J。释放后，A沿着与墙壁垂直的方向向右运动。A、B与地面之间的动摩擦因数均为u=0.20。重力加速度取g=10m/s2。A、B运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。（1）求弹簧释放后瞬间A、B速度的大小；（2）物块A、B中的哪一

10、个先停止？该物块刚停止时A与B之间的距离是多少？（3）A和B都停止后，A与B之间的距离是多少？参考答案：（1）vA=4.0m/s，vB=1.0m/s；（2）A先停止； 0.50m；（3）0.91m；分析】首先需要理解弹簧释放后瞬间的过程内A、B组成的系统动量守恒，再结合能量关系求解出A、B各自的速度大小；很容易判定A、B都会做匀减速直线运动，并且易知是B先停下，至于A是否已经到达墙处，则需要根据计算确定，结合几何关系可算出第二问结果；再判断A向左运动停下来之前是否与B发生碰撞，也需要通过计算确定，结合空间关系，列式求解即可。【详解】（1）设弹簧释放瞬间A和B的速度大小分别为vA、vB，以向右为

11、正，由动量守恒定律和题给条件有0=mAvA-mBvB联立式并代入题给数据得vA=4.0m/s，vB=1.0m/s（2）A、B两物块与地面间的动摩擦因数相等，因而两者滑动时加速度大小相等，设为a。假设A和B发生碰撞前，已经有一个物块停止，此物块应为弹簧释放后速度较小的B。设从弹簧释放到B停止所需时间为t，B向左运动的路程为sB。，则有在时间t内，A可能与墙发生弹性碰撞，碰撞后A将向左运动，碰撞并不改变A的速度大小，所以无论此碰撞是否发生，A在时间t内的路程SA都可表示为sA=vAt联立式并代入题给数据得sA=1.75m，sB=0.25m这表明在时间t内A已与墙壁发生碰撞，但没有与B发生碰撞，此时

12、A位于出发点右边0.25m处。B位于出发点左边0.25m处，两物块之间的距离s为s=025m+0.25m=0.50m（3）t时刻后A将继续向左运动，假设它能与静止的B碰撞，碰撞时速度的大小为vA，由动能定理有联立式并代入题给数据得 故A与B将发生碰撞。设碰撞后A、B的速度分别为vA以和vB，由动量守恒定律与机械能守恒定律有 联立式并代入题给数据得 这表明碰撞后A将向右运动，B继续向左运动。设碰撞后A向右运动距离为sA时停止，B向左运动距离为sB时停止，由运动学公式 由式及题给数据得sA小于碰撞处到墙壁的距离。由上式可得两物块停止后的距离15. （选修33（含22）（7分）如图所示是一定质量的气

13、体从状态A经状态B到状态C的pT图象，已知气体在状态B时的体积是8L，求气体在状态A和状态C的体积分别是多大？并判断气体从状态B到状态C过程是吸热还是放热？参考答案：解析：由图可知：从A到B是一个等温过程，根据玻意耳定律可得：(2分) 代入数据解得：(1分)从B到C是一个等容过程， (1分)【或由，代入数据解得：】由图可知气体从B到C过程为等容变化、温度升高，(1分)故气体内能增大，(1分)由热力学第一定律可得该过程气体吸热。(1分)四、计算题：本题共3小题，共计47分16. 如图所示，一个板长为L，板间距离也是L的平行板容器上极板带正电，下极板带负电。有一对质量均为m，重力不计，带电量分别为

14、+q和-q的粒子从极板正中水平射入（忽略两粒子间相互作用），初速度均为v0。若-q粒子恰能从上极板边缘飞出，求两极板间匀强电场的电场强度E的大小和方向-q粒子飞出极板时的速度v的大小与方向在极板右边的空间里存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，为使得+q粒子与-q粒子在磁场中对心正碰（碰撞时速度方向相反），则磁感应强度B应为多少？并画出运动轨迹图。参考答案：解：（1）（4分）板间电场强度方向竖直向下 （1分） -q粒子在水平方向上匀速运动，在竖直方向上匀加速运动 （1分） = （1分） 由得， （1分）（2）（4分）设粒子飞出板时水平速度为vx，竖直速度为vy，水平偏转角为 （1分） （1分） （1

15、分） 解得， （1分）（3）（4分）由于+q粒子在电场中向下偏转，且运动轨迹与-q粒子对称，它飞出下极板时速度大小与偏转角和-q粒子相同，进入磁场后它们均做圆周运动，为了使它们正碰，只须，轨迹如图所示（正确画出轨迹图可得1分） 由几何关系易知 （1分） 洛伦兹力提供向心力 （1分） 由得 （1分）17. 如图所示，倾角=37的光滑且足够长的斜面固定在水平面上，在斜面顶端固定一个轮半径和质量不计的光滑定滑轮D，质量均为m=1kg的物体A和B用一劲度系数k=240N/m的轻弹簧连接，物体B被位于斜面底端且垂直于斜面的挡板P挡住用一不可伸长的轻绳使物体A跨过定滑轮与质量为M的小环C连接，小环C穿过竖

16、直固定的光滑均匀细杆，当整个系统静止时，环C位于Q处，绳与细杆的夹角=53，且物体B对挡板P的压力恰好为零图中SD水平且长度为d=0.2m，位置R与位置Q关于位置S对称，轻弹簧和定滑轮右侧的绳均与斜面平行现让环C从位置R由静止释放，sin37=0.6，cos37=0.8，g取10m/s2求：（1）小环C的质量M；（2）小环C通过位置S时的动能Ek及环从位置R运动到位置S的过程中轻绳对环做的功WT；（3）小环C运动到位置Q的速率v参考答案：解：（1）先以AB组成的整体为研究对象，AB系统受到重力支持力和绳子的拉力处于平衡状态，则绳子的拉力为：T=2mgsin=210sin37=12N以C为研究对

17、象，则C受到重力、绳子的拉力和杆的弹力处于平衡状态，如图，则：T?cos53=Mg代入数据得：M=0.72kg（2）由题意，开始时B恰好对挡板没有压力，所以B受到重力、支持力和弹簧的拉力，弹簧处于伸长状态；产生B沿斜面方向的受力：F1=mgsin=110sin37=6N弹簧的伸长量：x1=mgsin/K=0.025m当小环 C 通过位置 S 时A下降的距离为xA=0.05m此时弹簧的压缩量x2=xAx1=0.025m由速度分解可知此时A的速度为零，所以小环C从R运动到S的过程中，初末态的弹性势能相等，对于小环C、弹簧和A组成的系统机械能守恒有：Mgdcot+mgxAsin=Ek解得：Ek=1.

18、38J环从位置 R 运动到位置 S 的过程中，由动能定理可知：WT+Mgdcot=Ek解得：WT=0.3J（3）环从位置 R 运动到位置 Q 的过程中，对于小环C、弹簧和A组成的系统机械能守恒Mg（2dcot）=对环在Q点的速度进行分解如下图，则：vA=vcos两式联立可得：v=2m/s答：（1）小环C的质量 是0.72kg； （2）小环C通过位置S时的动能Ek是1.38J，环从位置R运动到位置S的过程中轻绳对环做的功是0.3J； （3）小环C运动到位置Q的速率是2m/s【考点】功能关系；运动的合成和分解；功的计算【分析】（1）该题中，共有ABC三个物体与弹簧组成一个系统，受力的物体比较多，可以先以AB组成的整体为研究对象，求出绳子的拉力，然后以C为研究对象进行受力分析，即可求出C的质量；（2）由几何关系求出绳子RD段的长度，再以B为研究对象，求出弹簧的伸长量，以及后来的压缩量，最后根据机械能守恒定律求出C的速度、动能；由动能定理求出轻绳对环做的功WT；（3）由机械能守恒定律即可求出C的速度18. （9分）如图（甲）所示，边长为L=2.5m、质量m=0.50kg的正方形绝缘金属线框，平放在光滑的水平桌面上，磁感应强度B=0.80T的匀强磁场方向竖直向上，金属线框的一边ab与磁场的边界MN重合在力F作用下金属线框由静止开始向左运动，在5.0s内从磁场中拉出测得金属线框中的电流随