山西省吕梁市东石羊中学2021年高三物理期末试题含解析

山西省吕梁市东石羊中学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1.一物体受到三个共点力的共同作用，三力矢量关系如图所示，则它们的合力大小是（

）A.2F1

B.2F2C.2F3 D.0参考答案：【知识点】力的合成．B3【答案解析】A解析：根据三角形定则，F2与F3的合力等于从F2的起点到F3的终点的有向线段，即与F1相同，故合力等于2倍的F1．故选A．【思路点拨】三角形定则是指两个力（或者其他任何矢量）合成，其合力应当为将一个力的起始点移动到第二个力的终止点，合力为从第二个的起点到第一个的终点．三角形定则是平面力系求解力的合成与分解的基本法则，是由平行四边形定则发展而，与平行四边形定则在本质上是一致的．本题涉及力的合成的三角形定则，即有两个力，大小方向都不同，用矢量三角形求出它们合力的大小，就把第二个力的尾连上第一个力的头，它们的合力就是第一个力的尾指向第二个力的头的这样一个矢量，画出之后你可以看到三者构成一个三角形．2.一定量的理想气体从状态a开始,经历三个过程:从a到b,b到c,c到a回到原状态,其中V-T图像如图所示。用pa、Pb、pc分别表示状态a、b、c的压强,下列说法正确的是_____A.pa＜pc=pbB.由a到b的过程中,气体一定吸热C.由b到c的过程中,气体放出的热量一定等于外界对气体做的功D.由b到c的过程中,每一个气体分子的速率都减小E.由c到a的过程中,气体分子的平均动能不变参考答案：ABE【详解】A、设a状态的压强为Pa，则由理想气体的状态方程可知：，所以：Pb＝3Pa，同理：：得Pc＝3Pa，所以：pc＝pb＞pa．故A正确；B、过程ab中气体的体积不变，没有做功；温度升高，内能增大，所以气体一定吸热。故B正确；C、由图象可知，bc过程气体压强不变，温度降低，由盖吕萨克定律可知，其体积减小，外界对气体做功，W＞0，气体温度降低，内能减少，△U＜0，由热力学第一定律可知，气体要放出热量，过程bc中气体放出的热量一定大于外界对气体做的功，故C错误；D、温度是分子的平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律，对单个的分子没有意义，所以过程bc中气体的温度降低，分子的平均动能减小，并不是每一个分子的速率都减小。故D错误；E、由图可知过程ca中气体等温膨胀，温度不变，由c到a的过程中气体分子的平均动能不变，故E正确。3.如图所示,在倾角为α的光滑斜面上,垂直纸面放置一根长为L,质量为m的直导体棒,在导体棒中的电流I垂直纸面向里时,欲使导体棒静止在斜面上,下列外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向正确的是

（

）A.B=mg,方向垂直斜面向上B.B=mg,方向垂直斜面向下C.B=mg,方向垂直斜面向下D.B=mg,方向垂直斜面向上参考答案：A4.带电粒子射入一个固定的点电荷Q的电场中，沿图中虚线由a点运动到b点，a、b两点到点电荷Q的距离分别为ra和rb（ra>rb）9若不计重力，则在这一运动过程中（

）

A.电场力对粒子做负功

B.粒子在b点的电势能小于在a点的电势能

C.粒子在b点的动能大于在a点的动能

D.粒子在b点的加速度大于在a点的加速度参考答案：AD5.如下左图所示，小球以初速度为v0从光滑斜面底部向上滑，恰能到达最大高度为h的斜面顶部．下右图中A是内轨半径大于h的光滑轨道、B是内轨半径小于h的光滑轨道、C是内轨半径等于h/2的光滑轨道、D是长为h/2的轻杆，其下端固定一个可随棒绕O点向上转动的小球．小球在底端时的初速度都为v0，则小球在以上四种情况中不能到达高度h的有

参考答案：BC二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（选修3-3（含2-2）模块）(4分）已知某物质摩尔质量为M，密度为，阿伏加德罗常数为NA，则该物质的分子质量为___

，单位体积的分子数为

。

参考答案：答案：M/NA

（2分）；

ρNA/M（2分）7.为了“探究动能改变与合外力做功”的关系，某同学设计了如下实验方案：A.第一步他把带有定滑轮的木板有滑轮的一端垫起，把质量为的滑块通过细绳与质量为的带夹重锤相连，然后跨过定滑轮，重锤夹后连一纸带，穿过打点计时器，将打点计时器固定好。调整木板倾角，直到轻推滑块后，滑块沿木板匀速运动如图甲所示B.第二步保持长木板的倾角不变，将打点计时器安装在长木板靠近滑轮处，取下细绳和重锤，将滑块与纸带相连，使其穿过打点计时器，然后接通电源释放滑块，使之从静止开始加速运动，打出纸带，如图乙所示

打出的纸带如下图：试回答下列问题：①已知O、A、B、C、D、E、F相邻计数的时间间隔为，根据纸带求滑块速度，当打点计时器打点时滑块速度____________，打点计时器打点时滑块速度_____________。②已知重锤质量，当地的重加速度，要测出某一过程合外力对滑块做的功还必须测出这一过程滑块_________（写出物理名称及符号），合外力对滑块做功的表达式W合=____________。③测出滑块运OA段、OB段、OC段、OD段、OE段合外力对滑块所做的功，VA、VB、VC、VD、VE以为纵轴，以W为横轴建坐标系，描点作出图象，可知它是一条过坐标原点的倾斜直线，若直线斜率为，则滑块质量_____________参考答案：①___

，

______

②___下滑的位移__（写出物理名称及符号），W合=_______。③__________8.在研究“电磁感应现象”的实验中，所需的实验器材如图所示．现已用导线连接了部分实验电路．（1）请把电路补充完整；（2）实验时，将线圈A插入线圈B中，合上开关瞬间，观察到检流计的指针发生偏转，这个现象揭示的规律是______________________；（3）（多选）某同学设想使线圈B中获得与线圈A中相反方向的电流，可行的实验操作是（

）A．抽出线圈A

B．插入软铁棒C．使变阻器滑片P左移

D．断开开关

参考答案：（1）（2）闭合电路中磁通量发生变化时，闭合电路中产生感应电流。（3）B、C

9.氢原子第n能级的能量为En=，其中E1为基态能量．当氢原子由第5能级跃迁到第3能级时，发出光子的频率为；若氢原子由第3能级跃迁到基态，发出光子的频率为，则=

。参考答案：10.①图示为探究牛顿第二定律的实验装置，该装置由气垫导轨、两个光电门、滑块和沙桶等组成。光电门可以测出滑块分别通过两个光电门的瞬时速度，导轨标尺可以测出两个光电门间的距离，另用天平测出滑块和沙桶的质量分别为M和m.下面说法正确的是_______（选填字母代号）．A．用该装置可以测出滑块的加速度B．用该装置探究牛顿第二定律时，要保证拉力近似等于沙桶的重力，因此必须满足m<<MC．可以用该装置验证机械能守恒定律，但必须满足m<<MD．可以用该装置探究动能定理，但不必满足m<<M②某同学采用控制变量法探究牛顿第二定律，在实验中他将沙桶所受的重力作为滑块受到的合外力F，通过往滑块上放置砝码改变滑块的质量M。在实验中他测出了多组数据，并画出了如图所示的图像，图像的纵坐标为滑块的加速度a，但图像的横坐标他忘记标注了，则下列说法正确的是

A．图像的横坐标可能是F，图像AB段偏离直线的原因是没有满足m<<M

B．图像的横坐标可能是M，图像AB段偏离直线的原因是没有满足m<<M

C．图像的横坐标可能是，图像AB段偏离直线的原因是没有满足m<<M

D．若图像的横坐标是，且没有满足m<<M，图像的AB部分应向虚线上方偏离参考答案：11.一探测飞船，在以X星球中心为圆心、半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1，则X星球的质量为M＝__________；当飞船进入到离X星球表面更近的、半径为r2的圆轨道上运动时的周期为T2＝___________。（已知引力常量为G）参考答案：，T112.一水平放置的水管，距地面高h＝l.8m，管内横截面积S＝2cm2。有水从管口处以不变的速度v＝2m/s源源不断地沿水平方向射出，则水流的水平射程为

???

m，水流稳定后在空中有

?

m3的水。（g取10m/s2）参考答案：1.2、2.4×10－413.19世纪和20世纪之交，经典物理已达到了完整、成熟的阶段，但“在物理学晴朗天空的远处还有两朵小小的、令人不安的乌云”，人们发现了经典物理学也有无法解释的实验事实，“两朵乌云”是指

（填“宏观问题”或“微观问题”）与

（填“高速问题”或“低速问题”）。参考答案：微观问题

高速问题三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学为了将一量程为3V的电压表改装成可测量电阻的仪表——欧姆表。（1）先用如图甲所示电路测量该电压表的内阻，图中电源内阻可忽略不计，闭合开关，将电阻箱阻值调到时，电压表恰好满偏；将电阻箱阻值调到时，电压表指针指在如图乙所示位置，则电压表的读数为_____V。由以上数据可得电压表的内阻=______。（2）将图甲的电路稍作改变，在电压表两端接上两个表笔，就改装成了一个可测量电阻的简易欧姆表，如图丙所示，为将表盘的电压刻度转换为电阻刻度，进行了如下操作：闭合开关，将两表笔断开，调节电阻箱，使指针指在“3.0V”处，此处刻度应标阻值为_____（选填“0”或“”）；再保持电阻箱阻值不变，在两表笔间接不同阻值的已知电阻，找出对应的电压刻度，则“1V”处对应的电阻刻度为______。（3）若该欧姆表使用一段时间后，电池内阻不能忽略且变大，电动势不变，但将两表笔断开时调节电阻箱，指针仍能满偏，按正确使用方法再进行测量，其测量结果将_______。A.偏大

B.偏小

C.不变

D.无法确定参考答案：

(1).1.50

(2).6

(3).∞

(4).1

(5).C试题分析：由图示表盘确定电压表的分度值，然后根据指针位置读出其示数；根据电路图应用闭合电路的欧姆定律求出电压表内阻；根据闭合电路欧姆定律和分流公式分别列出通过电流表电流的表达式，联立求解即可；根据闭合电路的欧姆定律分析实验误差．（1）由图（b）所示电压表表盘可知，其分度值为0.1V，示数为1.50V；

电源内阻不计，由图（a）所示电路图可知，电源电动势：，由题意可知：，解得；（2）电压表的示数为3V，则与之并联部分相当于断路刻度应标阻值为∞。若电压表示数为1V，其与外接电阻构成并联关系，并联总电阻为R，因其电压为1V，且变阻箱电阻为3KΩ，分压3.5V，则可知，由，则电流为3V时的电流的，解得．（3）因电动势不变，仅内阻变化，可改变电阻箱的阻值使总的电阻不变，则不影响测量结果，C正确．15.用螺旋测微器测量金属丝的直径，把金属丝放在已校准的螺旋测微器的测砧和测微杆之间，使用微调旋钮将其夹紧，其刻度如图所示，该金属丝的直径为

mm.参考答案：1.803mm

略四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图，边长为L的正方形ABCD内切圆内存在着垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度为B，正方形和内切圆之间存在着沿内切圆径向的电场。今有一质量为m带电量为q的粒子从A点由静止释放沿电场线从E点进入磁场，而后从F点离开。已知EF//AB，不计粒子重力。则（1）带电粒子带何种电荷？匀强磁场的方向如何？（2）粒子在磁场中运动的速度多大？（3）A、E两点间的电势差UAE多大？参考答案：（1）粒子带正电

┉┉┉（3分）匀强磁场垂直纸面向里

┉┉┉（3分）（2）由几何知识可知粒子在磁场中运动的半径为

①

┉┉┉（2分）设粒子在磁场中运动的速度为v则

②

┉┉┉（3分）由以上两式可解得

③

┉┉┉（2分）（3）

④

┉┉┉（3分）由③④两式解得

┉┉┉（2分）17.如图所示，与水平面成37°倾斜轨道AB，其沿直线在C点与半径R=1m的半圆轨道CD相切，全部轨道为绝缘材料制成且放在竖直面内．整个空间存在水平向左的匀强电场，MN的右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场．一个质量为m＝0.4kg的带电小球从A点无初速开始沿斜面下滑，至B点时速度为，接着沿直线BC（此处无轨道）运动到达C处进入半圆轨道，进入时无动能损失，且刚好到达D点，从D点飞出时磁场立即消失，不计空气阻力，g＝10m/s2，cos37°＝0.8，求：（1）小球带何种电荷．（2）小球离开D点后的运动轨迹与直线AC的交点距C点的距离．（3）小球在半圆轨道部分克服摩擦力所做的功．参考答案：（1）正电荷；（2）2.26m；（3）27.6J【答案】

将代入上式并化简得：

小球离开D点后作类平抛运动，其加速度为：a＝F/m

由得：