山西省忻州市任家村中学2021年高三物理下学期期末试题含解析

山西省忻州市任家村中学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.给平行板电容器充电，断开电源后A极板带正电，B极板带负电。板间有一带电小球C用绝缘细线悬挂，如图所示。小球静止时与竖直方向的夹角为θ，则(

)A．若将B极板向下平移稍许，A、B两板间电势差将减小B．若将B极板向右平移稍许，电容器的电容将减小C．若将B极板向上平移稍许，夹角θ将变大D．轻轻将细线剪断，小球将做斜抛运动参考答案：AD2.两个电荷量、质量均相同的带电粒子甲、乙以不同速率从a点沿对角线方向射入正方形匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里．甲粒子垂直bc离开磁场，乙粒子垂直ac从d点离开磁场，不计粒子重力，则（）A．甲粒子带负电，乙粒子带正电B．甲粒子的运行动能是乙粒子运行动能的2倍C．甲粒子所受洛伦兹力是乙粒子所受洛伦兹力的2倍D．甲粒子在磁场中的运行时间与乙粒子相等参考答案：C【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动．【分析】根据粒子运动轨迹，应用左手定则可以判断出粒子的电性；粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据题意求出粒子轨道半径关系，然后应用牛顿第二定律求出粒子的速度然后分析答题；根据粒子做圆周运动的周期公式与粒子转过的圆心角求出粒子的运动时间．【解答】解：A、由左手定则可判定甲粒子带正电，乙粒子带负电，故A错误；B、令正方形磁场的边长为L，则由题知甲粒子运行的半径为L，乙粒子运行的半径为L，由洛伦兹力提供向心力有Bqv=m，动能Ek=mv2=，甲粒子的运行动能是乙粒子运行动能的4倍，故B错误；C、由牛顿第二定律得：Bqv=m，解得：F=Bqv=，所以甲粒子在磁场中所受洛伦兹力是乙粒子所受洛伦兹力的2倍，故C正确；D、粒子的运动时间：t=?，甲粒子运行轨迹所对圆心角为45°，乙粒子运行轨迹所对圆心角为90°，即甲粒子在磁场中的运行时间是乙粒子的一半，故D错误；故选：C．3.(单选)如图所示的电路中，闭合开关后，将滑动变阻器R的滑片P向上移动，则有（

）

A.表读数变小

B.表读数变大

C.表读数变小

D.电源的功率变小参考答案：D4.两块大小、形状完全相同的金属板平行放置，构成平行板电容器，与它相连接的电路如图所示。闭合开关S，待电路稳定后（

）A．若减小两板间的距离，则两板间电场的场强将减小B．若在两板间插入一块介质，则极板所带电荷量将增大C．若断开S后，在两板间插入一块介质，则两板间的电势差将增大

D．若断开S后，减小两板间的距离，则两板间的电势差将增大参考答案：5.核电站的核能来源于的裂变，现有4种说法：①原子核中有92个质子、143个中子；②的一种可能的裂变是变成两个中等质量的原子核，如和，反应方程式为+；③是天然放射性元素，常温下它的半衰期约为45亿年，升高温度半衰期缩短；④一个裂变能放出约200MeV的能量，合3.2×10-11J。以上的四种说法中正确的是

A．①②③

B．②③④

C．①③④

D．①②④参考答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一物块置于光滑的水平面上，受方向相反的水平力F1，F2作用从静止开始运动，两力随位移x变化的规律如图，则位移x=

m时物块的动能最大，最大动能为

J．参考答案：7.以气体为例，气体的大量分子做无规则运动，大量分子的速率分布如右图，若以温度区分，甲为

温分布，乙为

温分布。（填高或低）

参考答案：

答案：低温

高温8.两个质量相等的物体，从地面向上竖直抛出，其动能之比，不计空气阻力．则它们抛出时动量之比p1:p2＝________，上升的最大高度之比h1:h2＝________。参考答案：

答案：:1，3:19.为探究橡皮条被拉伸到一定长度的过程中，弹力做的功和橡皮条在一定长度时具有的弹性势能的关系（其中橡皮条的弹性势能表达式为，k是劲度系数），某同学在准备好橡皮条、弹簧测力计、坐标纸、铅笔、直尺等器材后，进行了以下操作：a．将橡皮条的一端固定，另一端拴一绳扣，用直尺从橡皮条的固定端开始测量橡皮条的原长l0，记录在表格中；b．将弹簧测力计挂在绳扣上，测出在不同拉力F1、F2、F3…的情况下橡皮条的长度l1、l2、l3…；c．以橡皮条的伸长量△l为横坐标，以对应的拉力F为纵坐标，在坐标纸上建立坐标系，描点、并用平滑的曲线作出F-△l图象；d．计算出在不同拉力时橡皮条的伸长量△l1、△l2、△l3…；e．根据图线求出外力克服橡皮条的弹力做的功．f.根据弹性势能表达式求出橡皮条具有的弹性势能.（1）以上操作合理的顺序是______________；（2）实验中，该同学作出的F-△l图象如图所示，从图象可求出△l=9cm过程中外力克服橡皮条的弹力做的功约为_____J，计算出△l=9cm时橡皮条具有的弹性势能约为_____J.（保留二位有效数字）（3）由实验可得出的结论是______________________________________________参考答案：（1）abdcef

（2）0.11

，0.11

（3）在误差允许范围内克服弹力做的功等于橡皮条弹性势能的增量10.内壁光滑的环形细圆管，位于竖直平面内，环的半径为R（比细管的半径大得多）．在细圆管中有两个直径略小于细圆管管径的小球（可视为质点）A和B，质量分别为m1和m2，它们沿环形圆管（在竖直平面内）顺时针方向运动，经过最低点时的速度都是v0；设A球通过最低点时B球恰好通过最高点，此时两球作用于环形圆管的合力为零，那么m1、m2、R和v0应满足的关系式是____________．参考答案：（1）在飞机沿着抛物线运动时被训人员处于完全失重状态，加速度为g，抛物线的后一半是平抛运动，在抛物线的末端飞机速度最大，为v=250m/s.竖直方向的分量vy=250cos30o=216.5m/s．水平方向的分量vx=250sin30o=125m/s．平抛运动的时间t=vy/g=22.2s．水平方向的位移是s=vxt=2775m．被训航天员处于完全失重状态的总时间是t总=10×2t=444s．（2）T-mg=mv2/r

由题意得T=8mg，r=v2/7g=915.7m（3）每飞过一个120o的圆弧所用时间t‘=（2πr/v）/3=7.67s，t总=10t‘+t总=76.7+444=520.7s（4）s总=20s+10×2rsin30o=55500+15859=71359m．．11.B.动能相等的两人造地球卫星A、B的轨道半径之比RA:RB=1:2，它们的角速度之比=

，质量之比mA:mB=

.参考答案：；1：2两卫星绕地球做匀速圆周运动，其万有引力充当向心力，，所以两者角速度之比为；线速度之比为，根据题意知两者动能相等，所以质量之比为：1:2。【考点】匀速圆周运动的描述、万有引力定律的应用

12.在如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r。滑动变阻器R3的滑片P从上端向下移动过程中，电压表的示数________；电流表的示数________（以上均选填“变大”、“变小”或“不变”）。参考答案：答案：变大；变大13.（3分）如图所示，在足够长的斜面上有一质量为m的长方形木板A，木板上表面光滑，当木板获得初速度v0后正好能沿斜面匀速下滑，当木板匀速下滑时将一质量也为m的滑块B轻轻地放在木板表面上，当B在木板上无摩擦时，木板和B的加速度大小之比为；当B在木板上动量为时，木板的动量为

；当B在木板上动量为，木板的动量为

。参考答案：

答案：1：1，

，0三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受拉力F及质量m关系的实验,图(a)为实验装置简图.（所用交变电流的频率为50Hz）①图(b)为某次实验得到的纸带，实验数据如图,图中相邻计数点之间还有4个点未画出，根据纸带可求出小车的加速度大小为

m/s2．（保留三位有效数字）(2分)②在研究小车所受合力不变时,加速度a和小车质量的倒数的对应数据如表,画出a—图象,由图线可得小车所受合外力为

N.（保留三位有效数字）(2分)a(m·s—2-)1.02.02.73.04.00.250.500.690.801.0

③实验中作出了小车加速度a随拉力F的变化图线如图所示,该图线不通过原点,其主要原因是______________.(2分)

参考答案：①0.510

（2分）

②3.85-4.05（2分）

③没有平衡摩擦力（平衡摩擦力不够）15.一小球沿光滑斜面向下运动，用每隔0.1s曝光一次的频闪照相机拍摄下不同时刻小球的位置照片如图所示，选小球的五个连续位置A、B、C、D、E进行测量，测得距离s1、s2、s3、s4的数据如表格所示。⑴小球沿斜面下滑的加速度大小为__________m/s2.⑵根据以上数据求出小球在位置A和位置E的速度分别为______m/s_______m/s.⑶能否根据以上数据求出斜面的倾角？简要说明理由。（重力加速度g为已知）参考答案：四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，竖直光滑四分之三圆轨道BCD固定在水平面AB上，轨道圆心为O，半径R=1m，轨道最低点与水平面相切于B点，C为轨道最高点，D点与圆心O等高．一质量的小物块，从水平面上以速度竖直向上抛出，物块从D点进入圆轨道，最终停在A点，物块与水平面间的动摩擦因数=0．4，取．求：

（1）物块运动到D点时的速度；（可以保留根式）

（2）物块运动到C点时，对轨道的压力大小；

（3）物块从B点运动到A点所用的时间及A、B间的距离．参考答案：17.如图所示．一辆质量M=3kg的小车A静止在光滑的水平面上，将一轻质弹簧城压越缩并锁定，此时弹簧的弹性势能为，质量m=1kg的光滑小球B紧挨轻弹簧右端静止放置。解除轻弹簧的锁定．小球B被弹出并脱离弹簧，求小球脱离弹簧时小车的速度大小。参考答案：18.如图所示，在A点固定一正电荷，电荷量为