山东省青岛市第四十一中学2021年高三物理下学期期末试题含解析

山东省青岛市第四十一中学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.用双缝干涉实验装置得到白光的干涉条纹，在光源与单缝之间加上红色滤光片后A.干涉条纹消失B.彩色条纹中的红色条纹消失C.中央条纹变成暗条纹D.中央条纹变成红色参考答案：D点睛：本题考查了光的干涉现象，注意只有频率相同、振动相同的两列波才能形成稳定的干涉图像，同时要掌握哪些点是振动加强点，哪些点是振动减弱点。2.（多选）如图所示电路中，电源的内电阻为r，R1、R3、R4均为定值电阻，电表均为理想电表．闭合电键S，当滑动变阻器R2的滑动触头P向右滑动时，电表的示数都发生变化，下列说法正确的是（）A．电压表示数变大B．电流表示数变大C．外电路等效电阻变大D．内电路消耗的功率变大参考答案：考点：闭合电路的欧姆定律；电功、电功率．专题：恒定电流专题．分析：根据电路的结构，R2与R1并联，与R4串联，再与R3并联，可知，当P向右滑动时，R2增大，外电路总电阻增大，则电压表示数U变大，干路电流I减小，由功率公式P=I2r．则知道内电路消耗功率变大；根据干路电流I与R3电流的变化情况，来判断R4电流I4的变化情况；由U与U4的变化情况，可分析得出R1的电流增大，而IA=I﹣I1，则可知IA变小．解答：解：A、根据电路的结构，R2与R1并联，与R4串联，再与R3并联，当P向右滑动时，R2↑，R1与R2并联电阻增大，外电路总电阻R总增大，干路电流I↓，路端电压U↑，即电压表示数变大，故AC正确；B、由P=I2r知，内电路消耗的功率变小，由I4=I﹣I3知，I↓，I3↑，则I4↓，U4↓，而R1与R2并联的电压U并=U﹣U4，U↑，U4↓则U并↑，则R1的电流I1变大，又电流表的电流IA=I﹣I4，I↓，I4↑，则IA↓，故BD错误．故选：AC点评：解决这类动态分析问题的基础是认识电路的结构，并采用控制变量法进行分析．3.（多选）如图表示甲、乙两物体由同一地点出发，向同一方向运动的速度图线，其中t2=2t1，则（

）A．在t1时刻，乙物在前，甲物在后

B．在t1时刻，甲、乙两物体相遇C．乙物的加速度大于甲物的加速度

D．在t2时刻，甲、乙两物体相遇参考答案：CD4.（单选）如图，地面上某空间区域内，水平虚线上方存在场强为E1、方向竖直向下的匀强电场，虚线下方存在场强为E2，方向竖直向上的匀强电场．若质量为m、带电量为+q的小球从上方电场的A点由静止释放，恰好能到达下方电场中与A关于虚线对称的B点，则（）A．场强大小关系满足E2=2E1B．场强E1不可能大于E2C．若AB高度差为h，则UAB=D．带电小球在AB两点电势能相等参考答案：考点：电场线；电势能．分析：根据运动的对称性得出加速度的大小关系，通过动能定理求出A、B的电势差．结合牛顿第二定律得出两电场强度的关系．解答：解：A、A到B的过程：，知道E1＜E2，，故A错误，B正确C、对A到B的过程运用动能定理得，qUAB+mgh=0，解得：UAB=，知A、B的电势不等，则电势能不等．故CD错误；故选：B．点评：本题考查了动能定理和牛顿第二定律的综合运用，抓住小球在上方电场和下方电场中运动的对称性入手分析求解．5.(3-4模块)（4分)下列说法中正确的有A．X射线有较强的穿透本领，在机场等地用其探测箱内物品进行安全检查B．在地面上的人看来，以10km/s的速度运动的飞船在运动方向上会变窄，而飞船中的宇航员却感觉到地面上的人看起来比飞船中的人扁一些C．次声波是频率低于20Hz的声波，它比超声波更易发生衍射D．调谐是电磁波发射应该经历的过程，调制是电磁波接收应该经历的过程参考答案：答案:AC二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，是小球做平抛运动中的一段轨迹，已知小球质量m=0.2kg，取重力加速度g=10m/s2，则由轨迹对应的坐标值可求得其初速度v0＝_________m/s；若以抛出点为零势能参考平面，小球经P点时的重力势能Ep=________J．参考答案：vo=2m/s；

Ep=-0.4J7.“静止”在赤道上空的地球同步气象卫星把广阔视野内的气象数据发回地面，为天气预报提供准确、全面和及时的气象资料。设地球同步卫星的轨道半径是地球半径的n倍，则同步卫星运行速度是第一宇宙速度的

倍，同步卫星的向心加速度是地球表面重力加速度的

倍。参考答案：8.为了测量所采集的某种植物种子的密度，一位同学进行了如下实验：（1）取适量的种子，用天平测出其质量，然后将这些种子装入注射器内；（2）将注射器和压强传感器相连，然后缓慢推动活塞至某一位置，记录活塞所在位置的刻度V，压强传感器自动记录此时气体的压强p；（3）重复上述步骤，分别记录活塞在其它位置的刻度V和记录相应的气体的压强p；（4）根据记录的数据，作出l／p－V图线，并推算出种子的密度。（1）根据图线，可求得种子的总体积约为_________（即）。（2）如果测得这些种子的质量为7.86×10-3kg，则种子的密度为______kg/m3。（3）如果在上述实验过程中，操作过程中用手握住注射器，使注射器内气体的温度升高，那么，所测种子的密度值_________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。参考答案：（1）（2分）（2）（2分）

（3）偏小（2分）9.如图所示为一圆拱桥，最高点的半径为40m。一辆质量为1.2×103kg的小车，以10m／s的速度经过拱桥的最高点。此时车对桥顶部的压力大小为_________N；当过最高点的车速等于_________m/s时，车对桥面的压力恰好为零。（取g=10m／s2）参考答案：

20

10.如右图所示，一个质量为m，顶角为的直角劈和一个质量为M的长方形木块，夹在两竖直墙之间，不计摩擦，则M对左墙压力的大小为___________参考答案：mgcot11.某学生用螺旋测微器在测定某一金属丝的直径时，测得的结果如下图所示．则该金属丝的直径d=____mm.另一位学生用游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测一工件的长度，测得的结果如下图所示，则该工件的长度L=____mm参考答案：I．3.205（3.204～3.206）（1分）50.15（1分）I．螺旋测微器的固定刻度读数为3mm，可动刻度读数为0.01×20.5mm=0.205mm，所以最终读数为3.205mm．游标卡尺的主尺读数为50mm，游标读数为0.05×3=0.15mm，所以最终读数为50.15mm．12.如图所示，实线为一列简谐波在t=0时刻的波形，虚线表示经过△t=0.2s后它的波形图像，已知T<△t<2T（T表示周期），则这列波传播速度的可能值v=

；这列波的频率可能值f=

。参考答案：答案：0.25m/s，0.35m/s；6.25Hz，8.75Hz13.汽车发动机的功率为60kW，若汽车总质量为5×103kg，在水平路面上行驶时，所受阻力大小恒为5×103N，则汽车所能达到的最大速度为12m/s；若汽车以0.5m/s2的加速度由静止开始做匀加速运动，这一过程能维持的时间为16s．参考答案：考点：功率、平均功率和瞬时功率；牛顿第二定律．专题：功率的计算专题．分析：当汽车在速度变大时，根据F=，牵引力减小，根据牛顿第二定律，a=，加速度减小，当加速度为0时，速度达到最大．以恒定加速度开始运动，速度逐渐增大，根据P=Fv，发动机的功率逐渐增大，当达到额定功率，速度增大，牵引力就会变小，所以求出达到额定功率时的速度，即可求出匀加速运动的时间．解答：解：当a=0时，即F=f时，速度最大．所以汽车的最大速度=12m/s．以恒定加速度运动，当功率达到额定功率，匀加速运动结束．根据牛顿第二定律，F=f+ma匀加速运动的末速度===8m/s．所以匀加速运动的时间t=．故本题答案为：12，16．点评：解决本题的关键理解汽车的起动问题，知道加速度为0时，速度最大．三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图甲所示，用细线竖直拉着包有白纸的质量为m（kg）的圆柱棒，蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之转动．当烧断悬挂圆柱棒的线后，圆柱棒竖直自由下落，毛笔就在圆柱棒表面的纸上画出记号，如图乙所示，设毛笔接触棒时不影响棒的运动．测得记号之间的距离依次为20.0mm，44.0mm，68.0mm，92.0mm，116.0mm，140.0mm，已知电动机铭牌上标有“1200r/min”字样，根据以上内容，回答下列问题：①图乙中的

端是圆柱体的悬挂端（填“左”或“右”）；②根据图乙所给的数据，可知毛笔画下记号D时，圆柱棒下落的速度vD=

m/s；圆柱棒竖直下落的加速度为

m/s2．参考答案：①左；②1.60，9.60【分析】了解该实验装置的原理，它类似于打点计时器，蘸有颜料的毛笔随电动机转一圈就在圆柱棒面上的纸上画出记号，这就像打点计时器每隔一定时间就打一个点．数据的处理思路与打点计时器打出来的纸带处理一样．利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度．【解答】解：①圆柱棒竖直自由下落，速度越来越大，因此毛笔所画出的记号之间的距离越来越大，因此左端的记号后画上，所以左端是悬挂端．②电动机的转速n=1200r/min，所以周期T==min=0.05s，匀变速直线运动的中间时刻的瞬时速度等于这一段的平均速度为：vD=m/s=1.60m/s，加速度为：a===9.60m/s2．故答案为：①左；②1.60，9.6015.如图甲所示，是利用打点计时器测量小车沿斜面下滑时所受阻力的示意图。小车拖着纸带沿斜面下滑时，打出的一段纸带如图乙所示，其中O为小车开始运动时打出的点。设小车在斜面上运动时所受阻力恒定0①已知打点计时器使用的交流电频率为50

Hz，则小车下滑的加速度a=___▲__m/s2,打g点时小车速度vg=__▲__m/sD(结果均保留两位有效数字）②为了得出小车下滑过程中所受的阻力,在知道小车下滑的加速度a、打E点时速度vg、小车质量m、重力加速度g的情况下,只用刻度尺还需要测量的物理量为__▲__，阻力的表达式为__▲__(用字母表示）。参考答案：四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，圆形匀强磁场半径R=lcm，磁感应强度B=IT，方向垂直纸面向里，其上方有一对水平放置的平行金属板M、N，间距d=1cm，N板中央开有小孔S。小孔位于圆心O的正上方，S与0的连线交磁场边界于A．两金属板通过导线与匝数为100匝的矩形线圈相连(为表示线圈的绕向，图中只画了2匝)，线圈内有垂直纸面向里且均匀增加的磁场，穿过线圈的磁通量变化率为△Φ/△t=100Wb/s。位于磁场边界上某点(图中未画出)的离子源P，在纸面内向磁场区域发射速度大小均为v=5×105m/s，方向各不相同的带正电离子，离子的比荷q/m=5×107C/kg，已知从磁场边界A点射出的离子恰好沿直线AS进入M、N间的电场．(不计离子重力；离子碰到极板将被吸附)求：

(1)M、N之间场强的大小和方向；

(2)离子源P到A点的距离；

(3)沿直线AS进入M、N间电场的离子在磁场中运动的总时间(计算时取π=3)．参考答案：（1）由法拉第电磁感应定律得M、N之间的电压U=n△Φ/△t=100×100V=102V。M、N之间场强的大小E=U/d=106N/C，方向竖直向下。（2）离子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由qvB=mv2/r，解得r=cm。如图所示，tanθ=R/r，解得θ=30°。由图中几何关系可知离子源P到A点的距离PA=r=cm。（3）离子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期T=2πm/qB。离子第一次在磁场中运动的时间t1=T/6=πm/3qB=2×10-8s。离子进入电场后做匀减速直线运动，在电场中运动距离x=v2/2a.，a=qE/m，解得x=0.75cm<d。因此离子不会打在M板上，会以相同的速率从A点反向再进入磁场。由对称性，离子在磁场中运动的总时间t=2t1=2×10-8s。点评：此题考查法拉第电磁感应定律、带电粒子在电场中匀变速直线运动、在匀强磁场中匀速圆周运动等知识点。17.质量均为m=0.1kg的两个小物体A和B，静止放在足够长的水平面上，相距L=12.5m。它们跟水平面间的动摩擦因数均为=0．2，其中A带电荷量为q=3×10－4C的正电荷，与水平面的接触是绝缘的，B不带电。现在水平面附近空间加一水平向右的匀强电场，场强E=103N/C，A便开始向右运动，并与B发生多次对心碰撞，碰撞过程时间极短，碰撞过程中无机械能损失，A带电量不变，B始终不带电，重力加速度g取10m/s2。求：

（1）A与B第1次碰撞后B的速度大小；

（2）A与B从第2次碰撞到第3次碰撞过程中B运动的位移；

（3）整个运动过程中A、B同水平面摩擦产生热量的总和。参考答案：18.有一个上、下表面平行且足够大的玻璃平板，玻璃平板的折射率为、厚度为d=12cm．现在其上方的空气中放置一点光源S，点光源距玻璃板的距离为L=18cm，从S发出的光射向玻璃板，光线与竖直方向夹角最大为θ=53°，经过玻璃板后从下表面射出，形成一个圆形光斑，如图所示．求玻璃板下表面圆形光斑的半径（sin53°=0.8）．