山西省临汾市先成中学2021年高三物理下学期期末试卷含解析

山西省临汾市先成中学2021年高三物理下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.金属小球a和金属小球b的半径之比为1:3，所带电量之比为1：7．两小球间距远大于小球半径且间距一定时，它们之间相互吸引力大小为F巳知取无穷远处为零电势，导体表面的电势与导体球所带的电量成正比，与导体球的半径成反比现将金属小球a与金属小球b相互接触，达到静电平衡后再放回到原来位置，这时a、b两球之间的相互作用力的大小是（不考虑万有引力）

A．

B．

C．

D．参考答案：D2.如图所示的电路，电源电动势为E，内阻为r，Rt为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小）。现增加光照强度，则下列判断正确的是A．B灯变暗，A灯变亮

B．R0两端电压变大

C．电源路端电压变大

D．电源内压降变小参考答案：B3.下列关于物理学发展史的说法中正确的是（

）A.伽利略通过大量实验，发现只要斜面的倾角一定，不同质量的小球从不同高度开始滚动，小球的加速度都是相同的

B.奥斯特为了解释磁体产生的磁场提出了分子电流假说C.楞次在对理论基础和实验资料进行严格分析后，提出提出了电磁感应定律D．美国物理学家密立根经过多次实验，比较准确地测定了电子的电荷量参考答案：AD牛顿通过对伽利略的对接斜面实验的研究总结，最后得出了牛顿第一定律，根据mgsinα=μmgcosα得，a=gsinα，在斜面的倾角一定时，小球沿斜面下滑的加速度都是相同，故A对。安培提出了分子电流假说，故B错。法拉第提出了电磁感应定律，故C错。美国物理学家密立根在1909年，当他准备好条件使带电云雾在重力与电场力平衡下把电压加到10000伏时，他发现的是云层消散后“有几颗水滴留在机场中”，从而创造出测量电子电荷的平衡水珠法、平衡油滑法，就从实验上确证了元电荷的存在，并在1913年比较准确地测定了电子电荷的数值：e=（4.774±0．009）×10-10esu。故D正确。4.如图所示，质量为m物块A在质量为M斜面B上正在以加速度a加速下滑，已知斜面倾斜角为θ，物块下滑过程中斜面始终静止，则下列说法中正确的是（

）A．地面对斜面的支持力小于(M+m)gB．地面对斜面的支持力大于(M+m)gC．地面对斜面的摩擦力方向向左D．地面对斜面的摩擦力方向向右参考答案：AD5.2014年度诺贝尔物理学奖授予日本名古屋大学的赤崎勇、大野浩以及美国加州大学圣巴巴拉分校的中村修二，以表彰他们在发明一种新型高效节能光源即蓝色发光二极管（LED）方面的贡献，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，下列表述符合物理学史实的是A．开普勒认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比B．牛顿认为在足够高的高山上以足够大的水平速度抛出物体，物体就不会冉落在地球上C．奥斯特发现了电磁感应现象，这和他坚信电和磁之间一定存在着联系的哲学思想是分不开的D．安培首先引入电场线和磁感线，极大地促进了他对电磁现象的研究参考答案：B知识点:物理学史．O2A、胡克认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比，故A错误;B、牛顿认为在足够高的高山上以足够大的水平速度抛出一物体，物体将绕地球做圆周运动，不会再落在地球上，故B正确．C、法拉第发现了电磁感应现象，这和他坚信电和磁之间一定存在着联系的哲学思想是分不开的，故C错误．D、法拉第首先引入电场线和磁感线，极大地促进了他对电磁现象的研究，故D错误;故选：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，真空中有一顶角为75o，折射率为n=的三棱镜．欲使光线从棱镜的侧面AB进入，再直接从侧面AC射出，求入射角θ的取值范围为

▲

。

参考答案：450＜θ＜9007.两颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，运行线速度之比是v1:v2=1:2，它们运行的轨道半径之比为__________；所在位置的重力加速度之比为__________。参考答案：4:1

1:16由万有引力提供向心力可得，解得，，将v1:v2=1:2代入即可解答。8.某实验小组利用如图甲所示的实验装置来“探究物体运动的加速度与合外力、质量关系”．光电计时器和气垫导轨是一种研究物体运动情况的常见仪器，如图乙所示a、b分别是光电门的激光发射和接收装置．当物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．实验前需要调节气垫导轨使之平衡．为了测量滑块的加速度a，实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间t，用天平测钩码的质量m和滑块的质量M，测出滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离L，测得遮光条的宽度。（1）小车的加速度表达式=

（用字母表示）（2）实验中如把砝码的重力当作小车的合外力F，作出图线，如图丙中的实线所示．试分析：图线不通过坐标原点O的原因是

，曲线上部弯曲的原因是

参考答案：9.如图所示，物块A放在倾斜的木板上。当木板的倾角分别为37ｏ和53ｏ时物块所受摩擦力的大小恰好相等，则物块和木板间的动摩擦因数为（可能会用到的三角函数：sin37ｏ=0．6,cos37ｏ=0．8）参考答案：10.在2010年温哥华冬奥会上，首次参赛的中国女子冰壶队喜获铜牌，如图为中国队员投掷冰壶的镜头。假设在此次投掷中，冰壶运动一段时间后以0.4m/s的速度与对方的静止冰壶发生正碰，碰后中国队的冰壶以0.1m/s的速度继续向前滑行。若两冰壶质量相等，则对方冰壶获得的速度为

m/s。参考答案：0.311.如图所示，同一平面内有两根互相平行的长直导线甲和乙，通有大小均为I且方向相反的电流，a、b两点与两导线共面，其连线与导线垂直，a、b到两导线中点O的连线长度和甲乙间距离均相等．已知直线电流I产生的磁场中磁感应强度的分布规律是（K为比例系数，为某点到直导线的距离），现测得O点磁感应强度的大小为，则a点的磁感应强度大小为，乙导线单位长度受到的安培力的大小为N．参考答案：;

12.如图所示，质量为M的小车静止在光滑的水平地面上，车上装有半径为R的半圆形光滑轨道。现将质量为m的小球放于半圆形轨道的边缘上，并由静止开始释放，当小球滑至半圆形轨道的最低点位置时，小车移动的距离为______________，小球的速度为_________参考答案：13.爱因斯坦为解释光电效应现象提出了_______学说。已知在光电效应实验中分别用波长为λ和的单色光照射同一金属板，发出的光电子的最大初动能之比为1：2，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，则此金属板的逸出功为______________。参考答案：三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某实验小组利用弹簧秤和刻度尺，测量滑块在木板上运动的最大速度．实验步骤：①用弹簧秤测量橡皮泥和滑块的总重力，记作G；②将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上，通过水平细绳和固定弹簧秤相连，如图甲所示．在A端向右拉动木板，待弹簧秤示数稳定后，将读数记作F；③改变滑块上橡皮泥的质量，重复步骤①②；实验数据如表所示：G/N1.502.002.503.003.504.00F/N0.590.830.991.221.371.60④如图乙所示，将木板固定在水平桌面上，滑块置于木板上左端C处，细绳跨过定滑轮分别与滑块和重物P连接，保持滑块静止，测量重物P离地面的高度h；⑤滑块由静止释放后开始运动并最终停在木板上的D点（未与滑轮碰撞），测量C、D间的距离s．完成下列作图和填空：（1）根据表中数据在给定坐标纸上作出F﹣G图线（图丙）．（2）由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数μ=0.40（保留2位有效数字）．（3）滑块最大速度的大小v=．（用h、s、μ和重力加速度g表示）．参考答案：考点：探究影响摩擦力的大小的因素．专题：实验题．分析：（1）根据所测数据描点即可，注意所连的线必须是平滑的，偏离太远的点舍弃；（2）由实验图甲可知F=μG，即F﹣G图象上的直线的斜率代表动摩擦因数μ；（3）当重物P停止运动时，滑块达到最大速度，此后做匀减速运动，动摩擦因数μ在（2）中已知，根据运动规律公式v2﹣v02=2as列式即可求解．解答：解：（1）根据描点法在F﹣G图象上描出各点，再连接起来，如图所示；（2）由图甲可知F=μG，则F﹣G图象上的直线的斜率代表μ值的大小．由F﹣G图象可知μ==0.40；（3）当重物P刚好下落到地面时，滑块的速度v最大，此时滑块的位移为h，此后滑块做加速度为μg的匀减速运动，由公式v2﹣v02=2as知：滑块的最大速度vmax满足：vmax2=2μg（S﹣h），则vmax=．故答案为：（1）如图所示；（2）0.40；（3）．点评：本题既考查了学生实验创新能力、运用图象处理实验数据的能力，又考查了物体做匀加速运动的规律．求滑块的最大速度时，需注意重物刚落地时，滑块速度最大．另一解法：WF﹣μmgh=mv2﹣0滑块从C点运动到D点，由动能定理得WF﹣μmgs=0﹣0由以上两式得v=．15.（9分）某同学通过实验对平抛运动进行研究，他在竖直墙上记录了抛物线轨迹的一部分，如图所示。O点不是抛出点，x轴沿水平方向，由图中所给的数据可求出平抛物体的初速度是

m/s，抛出点的坐标x=

m，y=

m(g取10m/s2)参考答案：

4.0

—0.8000

，—0.2000

（各3分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.在平面直角坐标系内有P1（）、P2（）、P3（）、P4（），其平面内x≤12.5m的区域有平行XOY平面的匀强电场，12.5m≤x≤12.5m+d的区域内有垂直于该平面的匀强磁场，且P1、P2、P3的电势分别为-2000V、1000V、-1000V，磁感应强度为B=0.01T。如果有一个重力可以忽略的带电粒子从坐标原点以大小为106m/s、方向与-Y轴夹角为30°的速度射入第四象限，经过t=10-5s时速度恰好平行X轴，方向与X轴同向。粒子运动过程中仅受电场或磁场作用。

（1）求P4点的电势；（2）求带电粒子的性质及比荷；（3）匀强磁场的宽度d至少多大时，该粒子才能返回电场？粒子从什么坐标位置返回电场？参考答案：（1）据题意P1P2平行P3P4，且这四点不在同一等势面上，设P1P2与电场方向的夹角为θ，这两点间的电势差为（φ1－φ2），则

同理

故：

解得

φ4=－3000V（注：其他解法也可以。如先求出电场强度，再计算φ4）（2）据题意，P1P2与Y轴交点M（）电势为0，点N（）的电势也为0，即直线MN为等势线，设MN与Y轴夹角为α，则

α=30°因电场的方向垂直MN，所以电场方向与X轴夹角也30°，且指向第三象限。在t内粒子在-Y方向上做匀减速运动

解得

，且带负电（3）在t内粒子在+X方向上做匀加速运动

解得

x=12.5m即粒子速度与X轴平行时恰好进入磁场

解得

d至少应为：

因进入磁场时

即进入磁场时粒子的坐标为

（）

故再次进入电场的坐标是

（）或（）17.（计算）如图，在水平地面上固定一倾角为θ的光滑斜面，一劲度系数为k的绝缘轻质弹簧的一端固定在斜面底端，另一端连接着一质量为m的物体B，处于静止状态．一质量也为m的滑块A从距离物体B为s0距离处由静止释放，然后与滑块B发生碰撞并结合在一起，若A、B均可看做质点，弹簧始终处在弹性限度内，重力加速度大小为g．求：（1）滑块从静止释放到与物体B接触瞬间所经历的时间；（2）A、B发生碰撞后瞬间的速度；（3）从A、B发生碰撞后到沿斜面向下运动达到最大速度时，重力所做的功WG．参考答案：（1）滑块从静止释放到与物体B接触瞬间所经历的时间；（2）A、B发生碰撞后瞬间的速度；（3）从A、B发生碰撞后到沿斜面向下运动达到最大速度时，重力所做的功．考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的速度与时间的关系解：（1）滑块从静止释放到与弹簧刚接触的过程中作初速度为零的匀加速直线运动，设加速度大小为a，则有mgsinθ=ma（2）A与B碰撞前的速度A与B碰撞瞬间动量守恒mv1=2mv2（3）最初时弹簧压缩量为x0，由受力平衡可得mgsinθ=kx0①A、B速度达到最大的时，合力为零，由受力平衡可得2mgsinθ=kx1②根据WG=mgh=mg（x1﹣x0）sinθ③联立①②③解得答：（1）滑块从静止释放到与物体B接触瞬间所经历的时间；（2）A、B发生碰撞后瞬间的速度；（3）