广东省广州市六中珠江中学2021年高三物理期末试题含解析

广东省广州市六中珠江中学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.

A、B两物体叠放在一起，放在光滑的水平面上，从静止开始受到一变力的作用，该力与时间的关系如图所示，A、B始终相对静止，则下列说法不正确的是：A．t0时刻A、B间静摩擦力最大

B．t0时刻B速度最大C．2t0时刻A、B间静摩擦力最大

D．2t0时刻A、B运动的位移最大参考答案：A2.图中的平行直线是匀强电场的电场线（电场方向未画出），曲线是电子（重力不计）在该电场中的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，则下列说法正确的是A．a点的电势高于b点的电势B．电子在a点的电势能大于在b点的电势能C．电子在a点的动能大于在b点的动能D．电子在a点的加速度大于在b点的加速度参考答案：

答案：AC3.（单选）转笔（PenSpinning）是一项用不同的方法与技巧、以手来转动笔的休闲活动，如图所示。转笔深受广大中学生的喜爱，其中也包含了许多的物理知识，假设某转笔高手能让笔绕其上的某一点O做匀速圆周运动，下列有关该同学转笔中涉及到的物理知识的叙述正确的是（

）A．

笔杆上的点离O点越近的，做圆周运动的向心加速度越大；B．

笔杆上的各点做圆周运动的向心力是由万有引力提供的；C．

若该同学使用中性笔，笔尖上的小钢珠有可能因快速的转动做离心运动被甩走；D．

若该同学使用的是金属笔杆，且考虑地磁场的影响，由于笔杆中不会产生感应电流，因此金属笔杆两端一定不会形成电势差。参考答案：CA、笔杆上各点间相互作用，且作用力大小相等，由,可知各点做圆周运动的向心加速度相等，故A错误；B、笔杆上的各点做圆周运动的向心力是由笔杆上各点间相互作用力提供的，故B错误；C、笔尖上的小钢珠做圆周运动所需向心力，是由小钢珠与笔芯间的作用力提供的，如果快速的转动，作用力不足以提供所需向心力，小钢珠有可能做离心运动被甩走，故C正确；D、若该同学使用的是金属笔杆，由于没有形成闭合回路，所以无法形成感应电流，但金属笔杆转动时，在切割地磁场，所以金属笔杆两端一定会形成电势差，故D错误。故选：C4.（多选）如图所示，两平行光滑导轨竖直固定．边界水平的匀强磁场宽度为h，方向垂直于导轨平面．两相同的异体棒a、b中点用长为h的绝缘轻杆相接，形成“工”字型框架，框架置于磁场上方，b棒距磁场上边界的高度为h，两棒与导轨接触良好．保持a、b棒水平，由静止释放框架，b棒刚进入磁场即做匀速运动，不计导轨电阻．则在框架下落过程中，a棒所受轻杆的作用力F及a棒的机械能E随下落的高度h变化的关系图象，可能正确的是（）A．B．C．D．参考答案：【考点】：导体切割磁感线时的感应电动势；机械能守恒定律．【专题】：电磁感应与电路结合．【分析】：分析棒的运动过程，根据棒的受力情况、棒的运动性质分析答题．：解：A、框架在进入磁场前做自由落体运动，轻杆对a作用力为零，b进入磁场后，框做匀速运动，a处于平衡状态，杆对a的作用力F=mg，方向向上，当框架下落2h，a棒进入磁场后，a受到轻杆的作用力大小等于重力，方向向下，故A错误，B正确；C、框架进入磁场前做自由落体运动，机械能守恒，机械能不变，线框进入磁场后做匀速直线运动，动能不变，重力势能减小，机械能减少，框架完全离开磁场后，只受重力作用，机械能守恒，故C正确，D错误；故选：BC．【点评】：本题考查了判断a的受力情况与机械能变化情况，分析清楚框架的运动情况即可正确解题．5.子弹头射入置于光滑水平面的木块中，以下说法正确的是A．子弹头损失的机械能等于木块内能的增加量B．子弹头损失的机械能等于木块和子弹头内能的增加量C．不计空气阻力，木块和子弹头组成的系统总能量保持不变D．由于发热，木块和子弹头组成的系统总能量要减少参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.某探究性学习小组欲探究光滑斜面上物体的加速度与物体质量及斜面倾角是否有关。实验室提供如下器材：(A)表面光滑的长木板(长度为L)，(B)小车，(C)质量为m的钩码若干个，(D)方木块(备用于垫木板)，(E)米尺，(F)秒表。(1)实验过程：第一步，在保持斜面倾角不变时，探究加速度与质量的关系。实验中，通过向小车放入钩码来改变物体质量，只要测出小车由斜面顶端滑至底端所用时间t，就可以由公式a=

求出a。某同学记录了数据如上表所示：根据以上信息，我们发现，在实验误差范围内质量改变之后平均下滑时间

(填“改变”或“不改变”)，经过分析得出加速度与质量的关系为

。第二步，在物体质量不变时，探究加速度与倾角的关系。实验中通过改变方木块垫放位置来调整长木板的倾角，由于没有量角器，因此通过测量出木板顶端到水平面高度h，求出倾角α的正弦值sinα=h／L。某同学记录了高度和加速度的对应值，并在坐标纸上建立适当的坐标轴后描点作图如下，请根据他所作的图线求出当地的重力加速度g=

m／s2。进一步分析可知，光滑斜面上物体下滑的加速度与倾角的关系为

。参考答案：（1）

（2分）

不改变（2分）斜面倾角一定时，加速度与物体质量无关（2分）7.物体在空中下落的过程中，重力做正功，物体的动能越来越大，为了“探究重力做功和物体动能变化间的定量关系”，我们提供了如下图的实验装置。

（1）某同学根据所学的知识结合右图设计一个本实验情景的命题：如图所示，设质量为m（已测定）的小球在重力mg作用下从开始端自由下落至光电门发生的位移s，通过光电门时的速度v，试探究外力做的功mgs与小球动能变化量的定量关系。（2）某同学根据上述命题进行如下操作并测出如下数据。①用天平测定小球的质量为0.50kg；②用

测出小球的直径为10.0mm；(选填:刻度尺,游标卡尺,螺旋测微器)③用刻度尺测出电磁铁下端到

的距离为80.40cm；④电磁铁先通电，让小球

。⑤让电磁铁断电，小球自由下落。⑥在小球经过光电门时间内，计时装置记下小球经过光电门所用时间为2.50×10－3s。⑦计算得出重力做的功为4.02J，小球动能变化量为

J。(g取10m/s2，结果保留三位有效数字)（3）试根据在（2）中条件下做好本实验的结论：

。参考答案：(2)②游标卡尺,③光电门,④吸在电磁铁下端

⑦

4.00(3)在误差允许范围内外力做功与动能变化量相等8.2．爱因斯坦在现代物理学领域作出了很多重要贡献，试举出其中两项：

；

．参考答案：相对论；光的量子性9.放射性同位素被考古学家称为“碳钟”，它可以用来判定古生物体的年代。宇宙射线中高能量中子碰撞空气中的氮原子后，就会形成很不稳定的，它很容易发生β衰变，变成一个新核，其半衰期为5730年。该衰变的核反应方程式为

。的生成和衰变通常是平衡的，即生物机体中的含量是不变的。当生物体死亡后，机体内的含量将会不断减少。若测得一具古生物遗骸中含量只有活体中的25%，则这具遗骸距今约有

年。参考答案：；

11460

10.在真空中两个带等量异种的点电荷，电量均为2×10-8C，相距20cm，则它们之间的相互作用力为_________________N。在两者连线的中点处，电场强度大小为_________________N/C。参考答案：F，

F/C

11.客运电梯简化模型如图甲所示，电梯的加速度a随时间t变化的关系如图乙所示。已知电梯在t=0时由静止开始上升，电梯总质最m=2.0×103kg，忽略一切阻力。电梯在上升过程中受到的最大拉力F=

N，电梯在前2s内的速度改变量△v=

m/s。参考答案：2.2×104，1.512.如图所示为氢原子的能级图。用光子能量为13.06eV的光照射一群处于基态的氢原子，可能观测到氢原子发射的不同波长的光有

▲

种，其中最短波长为

▲

m（已知普朗克常量h=6.63×10－34J·s）。参考答案：10

9.5×10-813.一个圆盘边缘系一根细绳，绳的下端拴着一个质量为m的小球，圆盘的半径是r，绳长为L，圆盘匀速转动时小球随着一起转动，并且细绳与竖直方向成θ角，如图所示，则圆盘的转速是______.参考答案：三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图所示，荧光屏MN与x轴垂直放置，荧光屏所在位置横坐标x0＝40cm，在第一象限y轴和MN之间存在沿y轴负方向的匀强电场，在第二象限有半径R＝10cm的圆形磁场，磁感应强度大小B＝0.4T，方向垂直xOy平面向外。磁场的边界和x轴相切于P点。在P点有一个粒子源，平行于坐标平面，向x轴上方各个方向发射比荷为1.0×108C./kg的带正电的粒子，已知粒子的发射速率v0＝4.0×106m/s。不考虑粒子的重力粒子间的相互作用。求(1)带电粒子在磁场中运动的轨迹半径;(2)若所有带电粒子均打在x轴下方的荧光屏上，求电场强度的最小值参考答案：（1）（2）【详解】（1）粒子在磁场中做圆周运动，其向心力由洛伦兹力提供，即：，则；（2）由于r＝R，所以所有粒子从右半圆中平行x轴方向进入电场进入电场后，最上面的粒子刚好从Q点射出电场时，电场强度最小，粒子进入电场做类平抛运动，水平方向上竖直方向，联立解得最小强度为：；15.质量分别为m和3m的A、B两个小球以相同的速率v沿同一直线相向运动，碰后B球停止不动，试求A球碰后的速度，并判断它们之间发生的是弹性碰撞还是非弹性碰撞（说明理由）．参考答案：弹性碰撞取B球碰前的速度方向为正方向，设A球碰后的速度为v′，由动量守恒定律有解得，方向与B球碰前的速度方向相同由于，故碰撞前后的总动能相等，则此碰撞是弹性碰撞四、计算题：本题共3小题，共计47分16.无线电通信是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性信息交换的一种通信方式．其中的“蓝牙”技术在生活中很常见，它实际上是一种短距离无线电技术，利用“蓝牙”技术，能够有效地简化掌上电脑、笔记本电脑和移动电话手机等移动通信终端设备之间的通信．“蓝牙”技术最明显的缺点是手距离限制，即设备间超过一定距离就无法通信，某中学物理学习小组设计了如下实验来研究移动设备的“蓝牙”通信能力，让两辆带有“蓝牙”通信能力且总质量相等的小车A、B分别沿图1所示的足够长的轨道a1和b1匀速运动，如图1所示，两车的速度分别为vA=10m/s和vB=5m/s同方向匀速行驶，两轨道的距离为d=5m，当两车的距离超过L=10m时两车就无法“蓝牙”通信．（1）若两车在直轨道上运动时所受的阻力大小与速度关系满足Ff=kv2（其中k为常数），求A、B两车在直轨道上匀速运动时发动机提供的机械功率之比为多少？（2）求两车在直轨道上同方向运动的过程中，最长能连续通信多少时间？（忽略信号传递的时间）（3）实验小组通过上述实验后发现，直线轨道会受场地的限制会影响实验的连续测试能力，决定将轨道改为圆形，如图2所示，让A、B两车分别在轨道a2和b2顺时针匀速圆周运动，轨道a2和b2的半径分别为R1=10m和R2=20m，求这种情形两车最长能连续通信多少时间？参考答案：解：（1）当牵引力等于阻力时，机车匀速运动，则有：P=Fv代入数值可得：（2）两车沿轨道方向的距离为X时，恰好能通信，由几何关系可知：L2=x2+d2代入数据解得：x=15m能连续通信时间t1，满足：vAt﹣vBt=2x代入数据解得：t=6s（3）两车在轨道做圆周运动的角速度分别为：如图所示，当两车恰能通信时分别位于M1和N1，由几何知识可知，△M1N1O为直角三形，其中α=60°，则两车能连续通信时间t′满足：ωAt′﹣ωBt′=2a解得：答：（1）A、B两车在直轨道上匀速运动时发动机提供的机械功率之比为8：1（2）最长能连续通信时间为6s（3）这种情形两车最长能连续通信时间为【考点】向心力；牛顿第二定律；功率、平均功率和瞬时功率．【分析】（1）当牵引力等于阻力时，小车做匀速运动，根据P=Fv=fv即可求的功率比值；（2）利用几何关系求的间距为L时沿轨道方向的距离即可求的时间；（3）根据v=ωr求的角速度，根据几何关系即可求的．17.如图所示，一直立的汽缸用一质量为m的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞横截面积为S，气体最初的体积为V0，最初的压强为，汽缸内壁光滑且缸壁导热性能良好．开始活塞被固定在A处，打开固定螺栓K，活塞下落，经过足够长时间后，活塞停在B处，设周围环境温度保持不变，已知大气压强为P0，重力加速度为g，若一定质量理想气体的内能仅由温度决