云南省昆明市富民县职业高级中学2021年高三物理期末试题含解析

云南省昆明市富民县职业高级中学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.（单选）如图所示，两平行金属板间距为d，电势差为U，板间电场可视为匀强电场；金属板下方有一磁感应强度为B的匀强磁场。带电量为+q、质量为m的粒子，由静止开始从正极板出发，经电场加速后射出，并进入磁场做匀速圆周运动。最终打到P点。下列说法正确的是（

）A．若只增大两板间的距离，则粒子打到P点左侧B．若只增大两板间的距离，则粒子在磁场中运动时间变长C．若只增大两板间的电压，则粒子打到P点左侧D．若只增大两板间的电压，则粒子在磁场中运动时间变长参考答案：C2.质量为m的物体以某一初速度冲上倾角为30°的斜面，减速上滑的加速度大小为0.6g（g为重力加速度），则物体在沿斜面向上滑行距离s的过程中（

）A．物体的动能减少了0.6mgs

B．物体的重力势能增加了0.6mgsC．物体的机械能减少了0.4mgs

D．物体克服摩擦力做功0.1mgs

参考答案：AD3.如图所示，将悬线拉至水平位置无初速释放，当小球到达最低点时，细线被一与悬点同一竖直线上的小钉B挡住，比较悬线被小钉子挡住的前后瞬间A．小球的机械能减小

B．小球的动能减小C．悬线的张力变大

D．小球的向心加速度变大参考答案：CD4.（单选）如图所示，一质量为m的物块以一定的初速度v0从斜面底端沿斜面向上运动，恰能滑行到斜面顶端．设物块和斜面的动摩擦因数一定，斜面的高度h和底边长度x可独立调节（斜边长随之改变），下列说法错误的是（）A．若增大m，物块仍能滑到斜面顶端B．若增大h，物块不能滑到斜面顶端，但上滑最大高度一定增大C．若增大x，物块不能滑到斜面顶端，但滑行水平距离一定增大D．若再施加一个水平向右的恒力，物块一定从斜面顶端滑出参考答案：考点：动能定理．专题：动能定理的应用专题．分析：根据动能定理求出初速度与上升高度之间的关系式，抓住水平位移和竖直高度的关系，结合关系式分析求解．解答：解：A、物块以一定的初速度v0从斜面底端沿斜面向上运动，恰能滑行到斜面顶端，根据动能定理得，，即，可见与物体的质量无关，增大m，物块仍能滑到斜面顶端．故A正确．B、根据，知h增大，物块不能滑到斜面的顶端，结合，知h=，增大h，θ增大，则上升的最大高度增大．故B正确．C、根据，知x增大，物块不能滑到斜面的顶端，结合，知x=，增大x，斜面的倾角变小，则滑行的最大距离一定增大．故C正确．D、施加一个水平向右的恒力，恒力沿斜面方向的分力可能小于摩擦力的增加量，则物块不一定能从斜面顶端滑出．故D错误．本题选错误的，故选：D．点评：解决本题的关键得出动能定理得出初速度和上升最大高度的关系式，通过关系式分析求解．5.如图，一物体从光滑斜面AB底端A点以初速度v0，上滑，沿斜面上升的最大高度为h。设下列情境中物体从A点上滑的初速度仍为v0，则下列说法中正确的是A．若把斜面CB部分截去，物体冲过C点后上升的最大高度仍为hB．若把斜面AB换成光滑曲面AEB，物体沿此曲面上升的最大高度仍为hC．若把斜面弯成竖直光滑圆形轨道AD，物体沿圆弧能上升的最大高度仍为hD．若把斜面AB与水平面的夹角稍变大，物体沿斜面上升的最大高度仍为h参考答案：BD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.已知地球的质量为M，万有引力恒量为G，地球半径为R．用以上各量表示，在地球表面附近运行的人造地球卫星的第一宇宙速度v=．参考答案：解：设卫星的质量是m，地球的第一宇宙速度是v，由牛顿第二定律可得：G=m，解得：v=；故答案为：．7.如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点，已知A、B、C三点的电势分别为UA=15V，UB=3V，UC=-3V，由此可知D点电势UD=_________V；若该正方形的边长为a=2cm，且电场方向与正方形所在平面平行，则场强为E=_________V/m。

参考答案：9V

8.在“探究加速度与物体受力的关系”活动中，某小组设计了如图所示的实验。图中上下两层水平轨道表面光滑，两完全相同的小车前端系上细线，细线跨过滑轮并分别挂上装有不同质量砝码的盘，两小车尾部细线水平连到控制装置上，实验时通过控制细线使两小车同时开始运动，然后同时停止。实验中：（1）应使砝码和盘的总质量远小于小车的质量，这时可认为小车受到的合力的大小等于

。（2）若测得小车1、2的位移分别为x1和x2，则小车1、2的加速度之比

。（3）要达到实验目的，还需测量的物理量是

。参考答案：(1)砝码和盘的总重

(2分)(2)x1/x2

(2分)

(3)两组砝码和盘的总重量（质量）（或盘的质量、两砝码和盘的总重量的比值）9.镭核(Ra)经过一系列α衰变和β衰变，变成铅核(Pb)，其中经过α衰变的次数是_____，镭核(Ra)衰变成铅核(Pb)的过程中损失了_______个中子．参考答案：51610.如图（a）为验证牛顿第二定律的实验装置示意图.①平衡小车所受的阻力的操作：取下

，把木板不带滑轮的一端垫高；接通打点计时器电源，轻推小车，让小车拖着纸带运动．如果打出的纸带如图（b）所示，则应

（减小或增大）木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹

为止．②图（c）为研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量的关系”时所得的实验图象，横坐标m为小车上砝码的质量．设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为___________，小车的质量为___________．

参考答案：①砝码（2分）（答沙桶或其他都不给分）

减小（2分）间隔相等（均匀）②（2分）

（2分）

解析：设小车的质量为，则有，变形得,所以图象的斜率为，所以作用力，图象的截距为，所以.11.如图所示为氢原子的能级图。用光子能量为13.06eV的光照射一群处于基态的氢原子，可能观测到氢原子发射的不同波长的光有

种，其中最短波长为m（已知普朗克常量h=6.63×10－34J·s）。参考答案：10

9.5×10-812.一颗卫星绕某一星球做匀速圆周运动，卫星的轨道半径为r，运动周期为T，星球半径为R，则卫星的加速度为，星球的质量为．（万有引力恒量为G）参考答案：：解：卫星的轨道半径为r，运动周期为T，根据圆周运动的公式得卫星的加速度a=根据万有引力提供卫星绕地球做圆周运动的向心力，=mM=故答案为：，13.质量为100kg的小船静止在水面上，船两端有质量40kg的甲和质量60kg的乙，当甲、乙同时以3m/s的速率向左、向右跳入水中后，小船的速度大小为0.6m/s，方向是向左．参考答案：考点：运动的合成和分解．专题：运动的合成和分解专题．分析：根据动量守恒定律分析，甲乙船三者组成的系统动量守恒．解答：解：甲乙船三者组成的系统动量守恒．规定向左为正方向．设小船的速度大小为v，由动量守恒定律有：0=m甲v甲+m乙v乙+mv

0=40×3﹣60×3+100v解得：v=0.6m/s．速度v为正值，说明方向向左．故答案为：0.6，向左．点评：解决本题的关键熟练运用动量守恒定律，注意动量的失量性，与速度的正负是解题的关键．三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（9分）我国登月的“嫦娥计划”已经启动，2007年10月24日，我国自行研制的探月卫星“嫦娥一号”探测器成功发射。相比较美国宇航员已经多次登陆月球。而言，中国航天还有很多艰难的路要走。若一位物理学家通过电视机观看宇航员登月球的情况，他发现在发射到月球上的一个仪器舱旁边悬挂着一个重物在那里摆动,悬挂重物的绳长跟宇航员的身高相仿,这位物理学家看了看自己的手表，测了一下时间，于是他估测出月球表面上的自由落体加速度。请探究一下,他是怎样估测的?参考答案：据宇航员的身高估测出摆长；测出时间，数出摆动次数，算得摆动周期；据公式,求得月球的重力加速度。解析：据单摆周期公式,只要测出单摆摆长和摆动周期,即可测出月球表面上的自由落体加速度．据宇航员的身高估测出摆长；测出时间，数出摆动次数，算得摆动周期；据公式求得月球的重力加速度。(9分)

15.将下图中的电磁铁连入你设计的电路中（在方框内完成），要求：A．电路能改变电磁铁磁性的强弱；B．使小磁针静止时如图所示。参考答案：（图略）要求画出电源和滑动变阻器，注意电源的正负极。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（18分）两物块A、B用轻弹簧相连，质量均为2kg，初始时弹簧处于原长，A、B两物块都以v＝6m／s的速度在光滑的水平地面上运动，质量4kg的物块C静止在前方，如图所示.B与C碰撞后二者立刻会粘在一起运动.求在以后的运动中：(1)B与C碰撞后二者刚粘在一起运动时BC的速度

(2)系统中弹性势能的最大值是多少?(3)A物块的速度有可能向左吗?试用能量的观点证明之。参考答案：

解析：

(1)B、C碰撞时B、C组成的系统动量守恒，设碰后瞬间B、C两者速度为，则

mBv=(mB+mC)

(2分)

==2m/s(2分)

(2)ABC速度相同时弹簧的弹性势能最大(1分)，设为Ep，

A、B、C三者组成的系统动量守恒，

(2分)

解得(2分)

根据能量守恒Ep=(mB+m-C)+mAv2-(mA+mB+mC)

=×(2+4)×22+×2×62-×(2+2+4)×32=12J(3分)

(3)A不可能向左运动(1分)

取向右为正，由系统动量守恒，

若A向左，＜0，即得＞4m/s(1分)

则

A、B、C动能之和(1分)

而系统的总机械能E=Ep+(mA+mB+mC)=12+36=48J(1分)

根据能量守恒定律，＞E是不可能的(1分)17.如图甲所示，两平行金属板长度l不超过0.2m，两板间电压U随时间t变化的图象如图乙所示。在金属板右侧有一左边界为MN、右边无界的匀强磁场，磁感应强度B=0.01T，方向垂直纸面向里。现有带正电的粒子连续不断地以速度v0=105m/s射入电场中，初速度方向沿两板间的中线OO’方向。磁场边界MN与中线OO’垂直。已知带电粒子的比荷q/m=108C/kg，粒子的重力和粒子之间的相互作用力均可忽略不计。(1) 在每个粒子通过电场区域的时间内，可以把板间的电场强度看作是恒定的。请通过计算说明这种处理能够成立的理由；(2)设t=0.1s时刻射人电场的带电粒子恰能从金属板边缘穿越电场射入磁场，求该带电粒子射出电场时速度的大小；(3) 对于所有经过电场射入磁场的带电粒子，设其射人磁场的入射点和从磁场射出的出射点间的距离为d,试判断d的大小是否随时间变化？若不变，证明你的结论；若变化，求出d的变化范围。参考答案：解：(1)带电粒子在金属板间运动时间t＝，T＝0.2s

得t<<T，(或t时间内金属板间电压变化ΔU≤2×10－3

V，变化很小)

故t时间内金属板间的电场可以认为是恒定的

(2)t＝0.1s时刻偏转电压U＝100V

带电粒子沿两板间的中线射入电场恰从平行金属板边缘飞出电场，电场力做功W＝qU

由动能定理：W＝mv12－mv02

代入数据可得v1＝1.41×105