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河北省邯郸市武安西寺庄乡中学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.(多选题)如图所示,匀强电场场强大小为E,方向与水平方向夹角为θ(θ≠45°),场中有一质量为m,电荷量为q的带电小球,用长为L的细线悬挂于O点.当小球静止时,细线恰好水平.现用一外力将小球沿圆弧缓慢拉到竖直方向最低点,小球电荷量不变,则在此过程中()

A.外力所做的功为mgLcotθB.带电小球的电势能增加qEL(sinθ+cosθ)C.带电小球的电势能增加2mgLcotθD.外力所做的共为mgLtanθ参考答案:AB【考点】动能定理的应用;电势能.【分析】对小球进行受力分析可知,小球受重力、电场力及绳子的拉力而处于平衡;由共点力的平衡可求得电场力的大小;由功的计算公式可求得小球运动中电场力所做的功;则由电场力做功与电势能的关系可求得电势能的变化;再由动能定理可求得外力所做的功.【解答】解:小球在水平位置静止,由共点力的平衡可知,F电sinθ=mg,则F电=;小球从最初始位置移到最低点时,电场力所做的功W电=﹣EqL(cosθ+sinθ),因电场力做负功,故电势能增加,故B正确,C错误;由动能定理可知,W外+W电+WG=0;W外=﹣(W电+WG)=EqL(cosθ+sinθ)﹣mgL=mgLcotθ;故A正确,D错误;故选AB.2.有两个大小均为6N的共点力,它们合力的大小不可能为()A.0 B.6N C.12N D.15N参考答案:D解:两力合成时,合力范围为:|F1﹣F2|≤F≤F1+F2;故0N≤F≤12N;所以不可能的是15N,即D选项.本题选择不可能的,故选:D.3.(多选题)如图所示,将质量为M1、半径为R且内壁光滑的半圆槽置于光滑水平面上,左侧靠墙角,右侧靠一质量为M2的物块.今让一质量为m的小球自左侧槽口A的正上方h高处从静止开始落下,与圆弧槽相切自A点进入槽内,则以下结论中正确的是()A.小球在槽内运动的全过程中,小球与半圆槽在水平方向动量守恒B.小球在槽内运动的全过程中,小球与半圆槽在水平方向动量不守恒C.小球在槽内运动的全过程中,小球、半圆槽和物块组成的系统动量不守恒D.若小球能从C点离开半圆槽,则其一定会做竖直上抛运动参考答案:BC【考点】动量守恒定律;功能关系.【分析】系统所受合外力为零时系统动量守恒,根据系统所受外力情况判断系统动量是否守恒;物体具有竖直向上的初速度、在运动过程中只受重力作用时做竖直上抛运动,根据球的初速度情况判断球的运动性质.【解答】解:A、小球在槽内运动的全过程中,系统在水平方向所受合外力不为零,小球与半圆槽在水平方向动量不守恒,故A错误,B正确;C、小球在槽内运动的全过程中,墙壁对系统有水平向右的作用力,系统在水平方向所受合外力不为零,小球、半圆槽、物块在水平方向动量不守恒,故C正确;D、小球离从C点离开半圆槽时具有水平向右与竖直向上的速度,小球的速度斜向右上方,小球不做竖直上抛运动,故D错误;故选:BC.4.有一长直螺线管通有正弦交流电,当电子沿螺线管轴线射入后,若不计电子重力,则电子的运动情况是A.变速直线运动

B.匀速直线运动C.匀速圆周运动

D.沿轴线振动参考答案:B5.一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,原线圈输入电压的变化规律如图6-1-21甲所示,副线圈所接电路如图乙所示,P为滑动变阻器的触头.下列说法正确的是()甲

乙A.副线圈输出电压的频率为50HzB.副线圈输出电压的有效值为31VC.P向右移动时,原、副线圈的电流比减小D.P向右移动时,变压器的输出功率增加参考答案:AD二、填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分6.用A、B两个弹簧秤拉橡皮条的D端(O端固定),当D端达到E处时,.然后保持A的读数不变,角由图中所示的值逐渐变小时,要使D端仍在E处,则角

_________(选填:增大、保持不变或减小),B弹簧秤的拉力大小

。(选填:增大、保持不变或减小).参考答案:7.一辆汽车在平直公路上以10m/s的速度行驶,由于前方有障碍物,司机发现后立即刹车,刹车加速度大小为2m/s2,则汽车经3s时的速度大小为

m/s;经10s时的位移大小是m.参考答案:4m/s;25m【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系;匀变速直线运动的速度与时间的关系.【分析】汽车刹车后的运动可以看成是匀减速直线运动.已知初速度和加速度,求几秒后通过的位移可以运用匀变速直线运动的公式.要注意汽车刹车是一项实际运动.一段时间后汽车就停止运动,所以要判断汽车从刹车到停止所需的时间,根据这个时间来运用公式.【解答】解:汽车刹车后做匀减速直线运动,设刹车时间为t,则t===5s因为3s<5s所以汽车经3s时的速度大小为:v=v0+at=(10﹣3×2)m/s=4m/s因为10s>5s故汽车在5s末就停止运动,所以x==10×5﹣×2×25m=25m故答案为:4m/s;25m8.激光在真空中传播速度为c,进入某种均匀介质时,传播速度变为真空中的,则激光在此均匀介质中的波长变为在真空中波长的__________倍;某激光光源的发光功率为P,该激光进入上述介质时由于反射,入射能量减少了10%,该激光在这种介质中形成的光束横截面积为S,若已知单个光子能量为E0,则在垂直于光束传播方向的截面内,单位时间内通过单位面积的光子个数为__________。

参考答案:,

9.一个电流表的内阻Rg=36Ω,满偏电流Ig=10mA,将它改装成较大量程的电流表,测得改装后电流表得内阻是0.36Ω,则改装后电流表的量程为

A,并联的分流电阻为

Ω。参考答案:1

0.364略10.26.一辆汽车从静止开始匀加速开出,然后保持匀速运动,最后匀减速运动直到停止。从汽车开始运动起计时,下表给出了某些时刻汽车的瞬时速度。根据表中的数据通过分析、计算可以得出,汽车加速运动经历的时间为

s,汽车全程通过的位移为

m。时刻(s)1.02.03.05.07.09.510.5速度(m/s)3.06.09.012129.03.0参考答案:4.0

9611.4.在图示的复杂网络中,所有电源的电动势均为E0,所有电阻器的电阻值均为R0,所有电容器的电容均为C0,则图示电容器A极板上的电荷量为

。参考答案:.(5分)12.(6分)物体以5m/s的初速度沿光滑斜槽向上做直线运动,经4s滑回原处时速度的大小仍为5m/s,则物体的速度变化为

m/s,加速度为

m/s2.(规定初速度方向为正方向)。参考答案:

-10;-2.513.如图13所示,S为波源,其频率为100Hz,所产生的简谐横波沿直线同时向左、右传播,波M48Qm/s,该波的波长为______;m.P、Q是波传播途径中的两点,巳知SP=4.2m,SQ=1.4m,则当S经过平衡位置并向上运动时,P在_______,Q在______(填“波峰”、“波谷”或“平衡位置”)。参考答案:三、简答题:本题共2小题,每小题11分,共计22分14.(8分)小明测得家中高压锅出气孔的直径为4mm,压在出气孔上的安全阀的质量为80g。通过计算并对照图像(如图)说明利用这种高压锅烧水时,最高温度大约是多少?假若要把这种高压锅向西藏地区销售,你认为需要做哪方面的改进,如何改进?参考答案:大约为115℃解析:

P=Po+Pm=1.01×105Pa+=1.63×105Pa由图像可得锅内最高温度大约为115℃.若要把这种锅向西藏地区销售,由于西藏大气压较小,要使锅内最高温度仍为115℃,锅内外压强差变大,应适当提高锅的承压能力,并适当增加安全阀的质量。15.(09年大连24中质检)(选修3—4)(5分)半径为R的半圆柱形玻璃,横截面如图所O为圆心,已知玻璃的折射率为,当光由玻璃射向空气时,发生全反射的临界角为45°.一束与MN平面成45°的平行光束射到玻璃的半圆柱面上,经玻璃折射后,有部分光能从MN平面上射出.求①说明光能从MN平面上射出的理由?

②能从MN射出的光束的宽度d为多少?参考答案:解析:①如下图所示,进入玻璃中的光线a垂直半球面,沿半径方向直达球心位置O,且入射角等于临界角,恰好在O点发生全反射。光线a右侧的光线(如:光线b)经球面折射后,射在MN上的入射角一定大于临界角,在MN上发生全反射,不能射出。光线a左侧的光线经半球面折射后,射到MN面上的入射角均小于临界角,能从MN面上射出。(1分)最左边射向半球的光线c与球面相切,入射角i=90°折射角r=45°。故光线c将垂直MN射出(1分)

②由折射定律知(1分)

则r=45°

(1分)

所以在MN面上射出的光束宽度应是

(1分)四、计算题:本题共3小题,共计47分16.三只灯泡、和的额定电压分别为1.5V、1.5V和2.5V,它们的额定电流都为0.3A。电源的电动势和内阻如图所示。若将它们连接成图甲和图乙所示的电路,且灯都正常发光。试求:(1)图甲电路的电阻消耗的电功率为多少?(2)通过计算说明哪个电路更节能。参考答案:【知识点】闭合电路的欧姆定律;电功、电功率.J2J3【答案解析】(1)0.045W(2)图2电路比图1电路节能.解析:(1)由题意,在图1电路中:

灯泡正常发光,其电流均为额定电流,则电路的总电流

I=I1+I2+I3=0.9A

路端电压U=E-Ir=3-0.9×0.5=2.55V

R2的电压U2=U-U3=2.55V-2.5V=0.05V

电阻R2消耗功率P2=U2I=0.045W

(2)图1电源的总功率

P总=EI=3×0.9W=2.7W

图2电源的总功率

P′总=E′I′=6×0.3W=1.8W

由于灯泡都正常发光,两电路有用功率相等,而P′总<P总

所以,图2电路比图1电路节能.【思路点拨】用电器在额定电压下正常工作,其电流为额定电流.根据串、并联电路电流关系及功率公式即可解答本题.本题是常规题,搞懂用电器正常工作时电压为额定电压,电流为额定电流是解答本题的关键.17.(22分)如图所示,垂直于纸面向里的匀强磁场的磁感应强度B=0.500T,MN是磁场的左边

(1)写出上述过程中的衰变方程(衰变方程中必须写出粒子x的具体符号);

(2)求该镭核在衰变为氡核和x粒子时释放的能量。

(保留三位有效数字,取1u=1.66×10-27kg,电子电荷量e=1.60×10-19C)参考答案:解析:(5分)

(2)根据题意可知α粒子在磁场中做圆运动的半径R=1.00m,设α粒子的速度为v,带电量为q,质量为m,则有:(2分)

(2分)

(2分)

镭核衰变满足动量守恒,设氡核的质量为M,速度为V,有:

(3分)

(2分)

镭核衰变时释放的能量:

(4分)

(2分)18.如图所示,质量为mB=14kg的木板B放在水平地面上,质量为mA=10kg的木箱A放在木板B上,一根轻绳一端拴在木箱上,另一端拴在地面的木桩上,绳绷紧时与水平面的夹角为θ=37°,已知木箱A与木板B之间的动摩擦因数μ1=0.5,木板B与地面之间的动摩擦因数μ2=0.4,重力加速度g取10m/s2,现用水平力F将木板B从木箱A下面匀速抽出,(sin37°=0.6,cos37°=

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