内蒙古自治区呼和浩特市五良太乡中学2021年高三物理上学期期末试卷含解析

内蒙古自治区呼和浩特市五良太乡中学2021年高三物理上学期期末试卷含解析一、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）如图所示，ABCD为固定的水平光滑矩形金属导轨，处在方向竖直向下，磁感应强度为B的匀强磁场中，AB间距为L，左右两端均接有阻值为R的电阻，质量为m、长为L且不计电阻的导体棒MN放在导轨上，与导轨接触良好，并与轻质弹簧组成弹簧振动系统．开始时，弹簧处于自然长度，导体棒MN具有水平向左的初速度v0，经过一段时间，导体棒MN第一次运动到最右端，这一过程中AB间R上产生的焦耳热为Q，则（

）A．初始时刻棒所受的安培力大小为B．当棒再一次回到初始位置时，AB间电阻的热功率为C．当棒第一次到达最右端时，弹簧具有的弹性势能为mv02－2QD．当棒第一次到达最右端时，弹簧具有的弹性势能为mv02－6Q参考答案：AC2.（单选）如图所示，虚线a、b和c是某点电荷形成的电场中的三个间距相等的等势面，它们的电势为，一带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示，由图可知（

D

）A当粒子从M到N的过程中，动能减少，电势能增加B．当粒子从K到L的过程中，电场力做正功，机械能增加C．形成电场的点电荷一定带负电，且相邻的电势差D．形成电场的点电荷一定带正电，且相邻的电势差参考答案：D3.（多选）一电池外电路断开时的路端电压为3V，接上8Ω的负载后路端电压降为2.4V，则可以判定电池的电动势E和内阻r为（）A．E=2.4VB．E=3VC．r=2ΩD．r=1Ω参考答案：考点：闭合电路的欧姆定律．专题：恒定电流专题．分析：电源的电动势等于外电路断开时电源两极间的电压．由题，电源接上8Ω的负载电阻后路端电压降为2.4V，根据欧姆定律利用比例法求出电源的内电阻．解答：解：由题，电池外电路断开时的路端电压为3V，则电池的电动势E=3V．当电源接上8Ω的负载电阻后路端电压降为2.4V，则有=，得：r=R=×8Ω=2Ω，故BC正确，AD错误；故选：BC．点评：本题要对电动势的意义要了解，可根据闭合电路欧姆定律进行理解，并强化记忆．4.一列简谐横波某时刻的波形如图所示，比较介质中的三个质点a、b、c，则A.此刻a加速度最小B.此刻b的速度最小C.若波沿x轴正方向传播，此刻b向y轴正方向运动D.若波沿x轴负方向传播，a比c先回到平衡位置参考答案：C【详解】由机械振动特点确定质点的加速度和速度大小，由“上下坡法”确定振动方向。由波动图象可知，此时质点a位于波峰处，根据质点振动特点可知，质点a的加速度最大，故A错误，此时质点b位于平衡位置，所以速度为最大，故B错误，若波沿x轴正方向传播，由“上下坡法”可知，质点b向y轴正方向运动，故C正确，若波沿x轴负方向传播，由“上下坡法”可知，a质点沿y轴负方向运动，c质点沿y轴正方向运动，所以质点c比质点a先回到平衡位置，故D错误。5.（多选）如图所示，范围足够大、磁感应强度为B的匀强磁场垂直于xoy平面向里，两质量相等的粒子带等量异种电荷，它们从x轴上关于O点对称的两点同时由静止释放，运动过程中未发生碰撞，不计粒子所受的重力.则A．两粒子沿x轴做直线运动B．运动过程中，若两粒子间的距离等于初始位置间的距离时，它们的速度均为零C．运动过程中，两粒子间的距离最小时，它们的速度沿y轴方向的分量vy最大D．若减小磁感应强度，再从原处同时由静止释放两粒子，它们可能会发生碰撞参考答案：BCD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（2）（6分）在“验证牛顿第二定律”的实验中，实验装置如图，有一位同学保持小车质量不变的情况下，通过实验测量作出了图乙、丙两幅图。①A图线不通过坐标原点的原因是_______________________.②A图上部弯曲的原因是______________________________.③B图线在纵轴上有截距的原因是_______________________.参考答案：①没有平衡摩擦，或平衡摩擦不够

②砂和砂桶的总质量不满足远小于小车和砝码的总质量…③平衡摩擦力太过…7.如图所示，两木块A和B叠放在光滑水平面上，质量分别为m和M，A与B之间的最大静摩擦力为f，B与劲度系数为k的轻质弹簧连接构成弹簧振子。为使A和B在振动过程中不发生相对滑动，则它们的振幅不能大于

，它们的最大加速度不能大于

参考答案：

略8.如图所示，一半径为R的绝缘圆形轨道竖直放置，圆轨道最低点与一条水平轨道相连，轨道均光滑；轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，场强为E．从水平轨道上A点由静止释放一质量为m的带正电小球，已知小球受电场力的大小等于小球重力大小的3/4倍．为使小球刚好在圆轨道内做圆周运动，小球在轨道内的最小速率是；释放点距圆轨道最低点B的距离是．参考答案：考点：带电粒子在匀强电场中的运动；向心力．分析：1、带电小球受到重力和电场力作用，重力和电场力都是恒力，故重力和电场力的合力也是恒力，所以在轨道上上升的运动过程中，动能减小，因为小球刚好在圆轨道内做圆周运动，故合力恰好提供向心力时是小球做圆周运动的临界状态，此时小球的速度最小，此时的“最高点”是等效最高点，不是相对于AB轨道的最高点．2、A到B的过程运用动能定理，此过程只有电场力作用Eqs=m，化简可得A到B的距离s．解答：解：带电小球运动到图中最高点时，重力、电场力的合力提供向心力时，速度最小，因为Eq=根据勾股定理合力为：=因为小球刚好在圆轨道内做圆周运动，故最高点合力提供向心力，即解得：（3）从B点到最高点，由动能定理得：﹣mgR（1+cosθ）﹣EqRsinθ=

从A到B，由动能定理得：Eqs=

代入数据解得：s=R

故答案为：，点评：题要注意速度最小的位置的最高点不是相对于地面的最高点，而是合力指向圆心，恰好提供向心力的位置，这是解题的关键．9.汽艇静水中的速度为5m/s，河水的流速为3m/s，若该汽艇渡过宽为80m的河道至少需要

s的时间；若汽艇要以最短的位移渡河，所用时间为

s。参考答案：16

2010.某同学用如图甲所示的装置测定重力加速度。（1）打出的纸带如图乙所示，实验时纸带的

端通过夹子和重物相连接。（填“a”或“b”）（2）纸带上1至9各点为计数点，由纸带所示数据可算出实验时的重力加速度为

m/s2

（3）当地的重力加速度数值为9.8m/s2，请列出测量值与当地重力加速度的值有差异的一个原因

。参考答案：11.小球作直线运动时的频闪照片如图所示．已知频闪周期T=0．1s，小球相邻位置间距(由照片中的刻度尺量得)分别为OA=6．51cm，AB=5．59cm，BC=4．70cm，CD=3．80cm，DE=2．89cm，EF=2．00cm．小球在位置A时的速度大小νA=

m/s，小球运动的加速度大小a=

m/s2．（结果保留一位小数。）参考答案：0.6m/s,

0.9m/s212.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：．13.据报道：1978年澳大利亚科学家利用5m长的电磁轨道炮，将质量为3.3g的弹丸以5.9km/s的高速发射获得成功。假设弹丸在轨道炮内做匀加速直线运动，弹丸所受的合力为_________N。如果每分钟能发射6颗弹丸，该电磁轨道炮的输出功率约为＿＿＿＿＿Ｗ。参考答案：1.15×104

N；

5.74×103

W。三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.现在按图①所示的电路测量一节旧干电池的电动势E（约1.5V）和内阻r（约20Ω），可供选择的器材如下：

电流表A1、A2（量程（0～500μA，内阻约为500Ω），滑动变阻器R（阻值0～100Ω，额定电流1.0A），定值电阻R1（阻值约为100）电阻箱R2、R3（阻值0～999.9Ω），开关、导线若干。

由于现有电流表量程偏小，不能满足实验要求，为此，先将电流表改装（扩大量程），然后再按图①电路进行测量。（1）测量电流表A2的内阻

按图②电路测量A2的内阻，以下给出了实验中必要的操作。

A．断开S1B．闭合S1、S2C．按图②连接线路，将滑动变阻器R的滑片调至最左端，R2调至最大D．调节R2，使A1的示数为I1，记录R2的值。E．断开S2，闭合S3F．调节滑动变阻器R，使A1、A2的指针偏转适中，记录A1的示数I1请按合理顺序排列实验步骤（填序号）：

。

（2）将电流表A2（较小量程）改装成电流表A（较大量程）

如果（1）中测出A2的内阻为468.0Ω，现用R2将A2改装成量程为20mA的电流表A，应把R2，设为与A2并联，改装后电流表A的内阻RA为Ω。

（3）利用电流表A电阻箱R3，测电池的电动势和内阻。用电流表A、电阻箱R3及开关S按图①所示电路测电池的电动势和内阻。实验时，改变R1的值，记录下电流表A的示数I，得到若干组R3、I的数据，然后通过作出有关物理量的线性图象，求得电池电动势E和内r。a．请写出与你所作线性图象对应的函数关系式。b．请在虚线框内坐标中作出定性图象（要求标明两上坐标轴所代表的物理量，用符号表示）。c．图中表示E。图中表示r。参考答案：答案：（1）C

B

F

E

D

A；（2）

12Ω

11.7；

（3）答案一：a..R3＋RA＝E()－rb.c.直线的斜率纵轴截距的绝对值

答案二：a..＝（R3＋RA）＋b.

c．直线斜率的倒数纵轴截距除以斜率

答案三：a..R3=E()－(r+RA) b.

c.直线的斜率

纵轴截距的绝对值与RA的差解析：（1）此为替换法测定电流表A2的内阻，两次调节使A1中的电流不变，则电阻箱R2的值为电流表A2的内阻。（2）某电流表改装如下图所示，A2的满偏电流I2＝500μA，改装后电流表的最大电流I1＝20mA，则通过电阻R的电流为I＝I1－I2，则R两端的最大电压U＝I2RA2，则部分电路欧姆定律得：R＝，代入数据得R＝12Ω，改装后电流表A的内阻RA＝＝＝11.7Ω。

（3）电阻箱电阻为R3，电流表电阻为RA，电源内阻为r，电流表读数为I，由闭合电路的欧姆定律知：E＝I(R3＋RA+r)，则R3＋RA＝－r。其图象如图（见答案图）所示，图中直线的斜率表示电动势E，纵轴截距的绝对值表示内阻r。其它两种请自己研究。15.某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系，并测弹簧的劲度系数k。做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上。表中是该同学记录的实验数据，实验中弹簧始终未超过弹性限度。（g=10m/s2）钩码质量m/g0306090120150弹簧总长度l/cm6.007.188.409.6210.8012.40

（a）根据实验数据在坐标系中作出弹力F跟弹簧伸长量x的关系图象

（b）根据图象得到弹簧的劲度系数是

N/m。参考答案：注意：图线应是过原点的直线，且最后一点要舍弃

（a）25

(b)四、计算题：本题共3小题，共计47分16.图中A、B两点代表一定质量理想气体的两个不同的状态，状态A的温度为TA状态B的温度为TB，由图可知TA与TB的比值为多少？参考答案：【考点】：理想气体的状态方程．【专题】：理想气体状态方程专题．【分析】：由图可知AB两点处的压强及体积，则由理想气体的状态方程可求得两种状态下的温度关系．：解：根据理想气体的状态方程，有：有：答：TA与TB的比值为1：6．【点评】：本题考查理想气体的状态方程，从图象读出压强之比和体积之比，基础题目．17.如图所示，一质量m=0.5kg的“日”字形匀质导线框“abdfeca”静止在倾角=37°的粗糙斜面上，线框各段长ab=cd=ef=ac=bd=ce=df=L=0.5m，ef与斜面底边重合，线框与斜面间的动摩擦因数=0.25，ab、cd、ef三段的阻值相等、均为R==0.4Ω，其余部分电阻不计。斜面所在空间存在一有界矩形匀强磁场区域GIJH，其宽度GI=HJ=L，长度IJ>L，IJ//ef，磁场垂直斜面向上，磁感应强度B=1T。现用一大小F=5N、方向沿斜面向上且垂直于ab的恒力作用在ab中点，使线框沿斜面向上运动，ab进入磁场时线框恰好做匀速运动。若不计导线粗细，重力加速度g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8。求：(1)ab进入磁场前线框运动的加速度大小a；(2) cd在磁场中运动时，外力克服安培力做功的功率P；(3) 线框从开始运动到ef恰好穿出磁场的过程中，线框中产生的焦耳热与外力F做功的比值。参考答案：（1）ab进入磁场前，线框做匀加速运动

，由牛顿第二定律有F－mgsin

α－μmgcos

α＝ma

(2分)

解得a＝2

m/s2

(2分)（2）由于线框穿过磁场的过程中有且仅有一条边切割磁感线，等效电路也相同，所以线框一直做匀速运动，设速度大小为v

，由力的平衡条件有F＝mgsin

α＋μmgcos

α＋FA

(2分)代入数据解得FA

＝1

N

(2分)而FA

＝BIL＝

(2分)

(1分)解得：v＝2.4

m/s

(1分)

所以P＝FAv＝2.4

W

(2分)（3）设ab进入磁场前线框发生的位移为x

，则

(1分)则Q＝FA·3L＝1.5

J

(1分)

W＝F(x＋3L)＝14.7

J

(2分)所以：

(1分)18.低空跳伞是一种极限运动，一般在高楼、悬崖、高塔等固定物上起跳。人在空中降落过程中所受空气阻力随下落速度的增大而变大，而且速度越大空气阻力增大得越快。因低空跳伞下落的高度有限，导致在空中调整姿态、打开伞包的时间较短，所以其危险性比高空跳伞还要高。一名质量为70kg的跳伞运动员背有质量为10kg的伞包从某高层建筑顶层跳下，且一直沿竖直方向下落，其整个运动过程的v－t图象如图所示。已知2.0s末的速度为18m/s，10s末拉开绳索开启降落伞，16.2s时安全落地，并稳稳地站立在地面上。g取10m/s2，请根据此图象估