辽宁省丹东市敬业中学2021年高三物理期末试题含解析

辽宁省丹东市敬业中学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.（单选）如图所示，直角三角形ABC区域中存在一匀强磁场，比荷相同的两个粒子（不计重力）沿AB方向射入磁场，分别从AC边上的P、Q两点射出，则（）A．从P点射出的粒子速度大B．两个粒子射出磁场时的速度一样大C．从Q点射出的粒子在磁场中运动的时间长D．两个粒子在磁场中运动的时间一样长参考答案：解：粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据几何关系（图示弦切角相等），粒子在磁场中偏转的圆心角相等，根据粒子在磁场中运动的时间：t=，又因为粒子在磁场中圆周运动的周期T=，可知粒子在磁场中运动的时间相等，故D正确，C错误；如图，粒子在磁场中做圆周运动，分别从P点和Q点射出，由图知，粒子运动的半径RP＜RQ，又粒子在磁场中做圆周运动的半径R=知粒子运动速度vP＜vQ，故AB错误；故选：D2.（单选）甲、乙两质点在同一直线上运动的位移时间图像如图所示，下列说法正确的是

(

)A．两质点的运动方向相同B．t2时刻乙质点的速度为零C．t1时刻两质点的速度相同D．t1时刻两质点相遇参考答案：D3.（多选题）磁流体发电机可简化为如下模型：两块长、宽分别为a、b的平行板，彼此相距L，板间通入已电离的速度为v的气流，两板间存在一磁感应强度大小为B的磁场，磁场方向与两板平行，并与气流垂直，如图所示．把两板与外电阻R连接起来，在磁场力作用下，气流中的正、负离子分别向两板移动形成电流．设该气流的导电率（电阻率的倒数）为σ，则（）A．该磁流体发电机模型的内阻为r=B．产生的感应电动势为E=BavC．流过外电阻R的电流强度I=D．该磁流体发电机模型的路端电压为参考答案：AC【考点】霍尔效应及其应用．【专题】定量思想；方程法；带电粒子在磁场中的运动专题．【分析】电离的气体含有大量带正电和负电的粒子，进入磁场受洛伦兹力发生偏转，根据左手定则判断出正负电荷的偏转方向，从而确定极板的正负极，确定出电流在外电路中的流向．最终电荷受电场力和洛伦兹力处于平衡，根据平衡求出电动势的大小，从而根据闭合电路欧姆定律求出电流的大小，再根据路端电压U=IR，即可求解．【解答】解：根据左手定则知正电荷向上偏，负电荷向下偏，上极板带正电，下极板带负电，最终电荷处于平衡有：qvB=q，解得电动势为：E=BLv．内电阻为：r=ρ==，根据闭合电路欧姆定律有：I==I=，那么路端电压为：U=IR=，综上所述，故AC正确，BD错误．故选：AC．4.科学家在“哥伦比亚”号航天飞机上进行了一次在微重力条件（即失重状态）下制造泡沫金属的实验。把锂、铝、钛等轻金属放在一个石英瓶内，用太阳能将这些金属熔化成液体，然后在熔化的金属中充进氢气，使金属内产生大量气泡，金属冷凝后就形成到处是微孔的泡沫金属。下列说法中正确的是

（

）

A．失重条件下液态金属呈现球状是由于液体表面分子间存在引力作用

B．失重条件下充入金属液体的气体气泡不能无限地膨胀是因为液体表面张力的约束

C．在金属液体冷凝过程中，气泡收缩变小，外界对气体做功，气体内能增大

D．泡沫金属物理性质各向同性，说明它是非晶体参考答案：B5.（多选）如图所示，一质量为m、带电荷量为+q的物体处于场强按E=E0﹣kt（E0、k均为大于零的常数，取水平向左为正方向）变化的电场中，物体与竖直墙壁间动摩擦因数为μ，当t=0时刻物体处于静止状态．若物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且电场空间和墙面均足够大，下列说法正确的是（）A．物体开始运动后加速度先增加、后减小B．物体开始运动后加速度不断增大C．经过时间t=，物体在竖直墙壁上的位移达最大值D．经过时间t=，物体运动速度达最大值参考答案：考点：牛顿第二定律；力的合成与分解的运用；电场强度．分析：对物体仅仅受力分析，运用牛顿第二定律求出物体的加速度大小和方向，根据物体的初状态确定物体的运动情况．由于电场强度是随时间变化的，求合力时应注意其大小和方向．解答：解：AB、电场改变方向之前，物体沿竖直墙运动，由于水平方向支持力与电场力相等，电场强度减弱，所以支持力减小，故摩擦力减小，所以物体受到的重力和摩擦力的合力增大；电场改为水平向右时，物体受互相垂直的重力和电场力，而电场力随电场强度的增大而增大，所以合力增大．因此，整个过程中，物体运动的加速度不断增大，且速度不断增大，故A错误，B正确；C、当电场强度为零时，物体开始离开墙壁，即E0﹣kt=0，所以t=，故C正确．D、根据A选项分析，物体运动的加速度不断增大，且速度不断增大，故D错误．故选：BC．点评：本题关键要找出物体的合力，求出物体的加速度，根据加速度的情况判断物体运动情况．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.原子核聚变可望给人类未来提供丰富洁净的能源。当氘等离子体被加热到适当高温时,氘核参与的几种聚变反应可能发生，放出能量。这几种反应的总效果可以表示为①该反应方程中的k=

,d=

；②质量亏损为

kg.参考答案：7.一列简谐横波沿x轴传播，t＝0时刻波形如图所示，此时质点P沿y轴负方向运动，质点Q经过0．3s第一次到达平衡位置，则该波的传播方向为沿x轴___（填”正”“负”）方向，传播波速为______m／s，经过1．2s，质点P通过的路程为______cm。参考答案：

(1).负

(2).10

(3).8（1）此时质点P沿y轴负方向运动，由波的形成原理可知此波沿沿x轴负方向传播。（2）Q经过0．3s第一次到达平衡位置，可知波的周期为，所以波速为（3）经过1．2s，质点P通过的路程为8.如图R1和R2是材料相同、厚度相同、表面为正方形的导体，正方形的边长之比为2：1。通过这两导体的电流方向如图所示，则这两个导体电阻之比为R1：R2=

。你认为这种关系对电路元件改进的意义是

。参考答案：9.如图所示的实验电路，当用黄光照射光电管中的碱金属涂层时，毫安表的指针发生了偏转.若将电路中的滑动变阻器的滑片P向右移动到某一位置时，毫安表的读数恰好减小到零，此时电压表读数为U.若此时增加黄光照射的强度，则毫安表

(选填“有”或“无”)示数.若改用蓝光照射光电管中的金属涂层，则毫安表

(选填“有”或“无”)示数.参考答案：无

有10.三根绳a、b、c长度都为l，a、b悬挂在天花板上，ｃ的下端与质量为m＝2kg物体相连，它们之间的夹角为120°，如图所示。现用水平力F将物体m缓慢向右拉动，绳a的拉力为T1，绳b的拉力为T2，当绳c与竖直方向的夹角为某一角度时，Ｔ2的值恰为零，此时T1＝Ｎ，水平拉力F的大小为

Ｎ。（取g＝10m／s2）参考答案：40，

11.如图所示，虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过图示装置来测量该磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，长度为L，两侧边竖直且等长；直流电源电动势为E，内阻为r；R为电阻箱；S为开关。此外还有细沙、天平和若干轻质导线。已知重力加速度为g。先将开关S断开，在托盘内加放适量细沙，使D处于平衡状态，然后用天平称出细沙质量m1。闭合开关S，将电阻箱阻值调节至R1=r，在托盘内重新加入细沙，使D重新处于平衡状态，用天平称出此时细沙的质量为m2且m2＞m1。（1）磁感应强度B大小为___________，方向垂直纸面____________（选填“向里”或“向外”）；

（2）将电阻箱阻值调节至R2=2r，则U形金属框D_________（选填“向下”或“向上”）加速，加速度大小为___________。参考答案：（1），向外；（2）向上，12.用铁架台将长木板倾斜支在水平桌面上，在长木板上安放两个光电门A、B，在一木块上粘一宽度为△x的遮光条．让木块从长木板的顶端滑下，依次经过A、B两光电门，光电门记录的时间分别为△t1和△t2．实验器材还有电源、导线、开关和米尺（图中未画出）．

（1）为了计算木块运动的加速度，还需测量的物理量是

（用字母表示）；用题给的条件和你再测量的物理量表示出加速度a=

；

（2）为了测定木块与长木板间的动摩擦因数，还需测量的物理量有

（并用字母表示）；用加速度a，重力加速度g，和你再测量的物理量表示出动摩擦因数μ=

.参考答案：（1）两光电门间的距离d；

（2）长木板的总长度L；长木板的顶端距桌面的竖直高度h；

（1）用遮光条通过光电门的平均速度来代替瞬时速度大小，有：v=，故，，由可得。（2）从A到B过程根据速度-位移公式有：

①

根据牛顿第二定律有：

mgsinθ-μmgcosθ=ma

②

其中sinθ=，cosθ=

③

联立①②③解得：μ=．13.有一游标卡尺，主尺的最小分度是1mm，游标上有20个小的等分刻度。用它测量一小工件的长度，如图甲所示的读数是

mm。用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，如图乙所示的读数是

mm。用欧姆表测同一定值电阻的阻值时，分别用×1；×10；×100三个挡测量三次，指针所指位置分别如图丙中的①、②、③所示，被测电阻的阻值约为

Ω。参考答案：104.05

0.520

200为提高测量的精确度，应该用挡，被测电阻阻值约为；三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（6分）如图所示，一气缸竖直放置，用一质量为m的活塞在缸内封闭了一定量的理想气体，在气缸的底部安装有一根电热丝，用导线和外界电源相连，已知汽缸壁和活塞都是绝热的，汽缸壁与活塞间接触光滑且不漏气。现接通电源，电热丝对缸内气体缓慢加热。

①关于汽缸内气体，下列说法正确的是

。A．单位时间内气缸单位面积上气体分子撞击次数减少B．所有分子的速率都增加C．分子平均动能增大D．对外做功，内能减少②设活塞横截面积为S，外界大气压强为p0，电热丝热功率为P，测得通电t时间内活塞缓慢向上移动高度h，求：（Ⅰ）汽缸内气体压强的大小；（Ⅱ）t时间缸内气体对外所做的功和内能的变化量。参考答案：AC（2分）；（4分）15.如图甲所示，将一质量m=3kg的小球竖直向上抛出，小球在运动过程中的速度随时间变化的规律如图乙所示，设阻力大小恒定不变，g=10m/s2，求（1）小球在上升过程中受到阻力的大小f．（2）小球在4s末的速度v及此时离抛出点的高度h．参考答案：（1）小球上升过程中阻力f为5N；（2）小球在4秒末的速度为16m/s以及此时离抛出点h为8m考点： 牛顿第二定律；匀变速直线运动的图像．专题： 牛顿运动定律综合专题．分析： （1）根据匀变速直线运动的速度时间公式求出小球上升的加速度，再根据牛顿第二定律求出小球上升过程中受到空气的平均阻力．（2）利用牛顿第二定律求出下落加速度，利用运动学公式求的速度和位移．解答： 解：由图可知，在0～2s内，小球做匀减速直线运动，加速度大小为：由牛顿第二定律，有：f+mg=ma1代入数据，解得：f=6N．（2）2s～4s内，小球做匀加速直线运动，其所受阻力方向与重力方向相反，设加速度的大小为a2，有：mg﹣f=ma2即4s末小球的速度v=a2t=16m/s依据图象可知，小球在4s末离抛出点的高度：．答：（1）小球上升过程中阻力f为5N；（2）小球在4秒末的速度为16m/s以及此时离抛出点h为8m点评： 本题主要考查了牛顿第二定律及运动学公式，注意加速度是中间桥梁四、计算题：本题共3小题，共计47分16.一根不可伸长的细轻绳，穿上一粒质量为的珠子（视为质点），绳的下端固定在点，上端系在轻质小环上，小环可沿固定的水平细杆滑动（小环的质量及与细杆摩擦皆可忽略不计），细杆与在同一竖直平面内．开始时，珠子紧靠小环，绳被拉直，如图复19-7-1所示，已知，绳长为，点到杆的距离为，绳能承受的最大张力为，珠子下滑过程中到达最低点前绳子被拉断，求细绳被拉断时珠子的位置和速度的大小（珠子与绳子之间无摩擦）注：质点在平面内做曲线运动时，它在任一点的加速度沿该点轨道法线方向的分量称为法向加速度，可以证明，，为质点在该点时速度的大小，为轨道曲线在该点的“曲率半径”，所谓平面曲线上某点的曲率半径，就是在曲线上取包含该点在内的一段弧，当这段弧极小时，可以把它看做是某个“圆”的弧，则此圆的半径就是曲线在该点的曲率半径．如图复19-7-2中曲线在点的曲率半径为，在点的曲率半径为．参考答案：1.珠子运动的轨迹建立如图复解19-7所示的坐标系，原点在过点的竖直线与细杆相交处，轴沿细杆向右，轴沿向下。当珠子运动到点处且绳子未断时，小环在处，垂直于轴，所以珠子的坐标为

由知

即有，得

（1）这是一个以轴为对称轴，顶点位于处，焦点与顶点的距离为的抛物线，如图复解19-7-1所示，图中的，为焦点。

2.珠子在点的运动方程因为忽略绳子的质量，所以可把与珠子接触的那一小段绳子看做是珠子的一部分，则珠子受的力有三个，一是重力；另外两个是两绳子对珠子的拉力，它们分别沿和方向，这两个拉力大小相等，皆用表示，则它们的合力的大小为

（2）为点两边绳子之间夹角的一半，沿的角平分线方向。因为是焦点至的连线，平行于轴，根据解析几何所述的抛物线性质可知，点的法线是的角平分线．故合力的方向与点的法线一致。由以上的论证．再根据牛顿定律和题中的注，珠子在点的运动方程（沿法线方向）应为

（3）

（4）式中是点处轨道曲线的曲率半径；为珠子在处时速度的大小。根据机械能守恒定律可得

（5）3.求曲车半径当绳子断裂时，由（4）式可见，如果我们能另想其他办法求得曲率半径与的关系,则就可能由（4）、（5）两式求得绳子断裂时珠子的纵坐标。现提出如下一种办法。做一条与小珠轨迹对于轴呈对称状态的抛物线，如图复解19-7-2所示。由此很容易想到这是一个从高处平抛物体的轨迹。平抛运动是我们熟悉的，我们不仅知道其轨迹是抛物线，而且知道其受力情况及详细的运动学方程。这样我们可不必通过轨道方程而是运用力学原理分析其运动过程即可求出与对称的点处抛物线的曲率半径与的关系，也就是处抛物线的曲率半径与的关系。设从抛出至落地的时间为，则有

由此解得

（7）设物体在处的速度为，由机械能守恒定律可得

（8）物体在处法线方向的运动方程为

（9）式中即为处抛物线的曲率半径，从（7）、（8）、（9）式及,可求得

这也等于点抛物线的曲率半径，，故得

（10）4.求绳被拉断时小珠的位置和速度的大小把（5）式和（10）式代入（4）式，可求得绳子的张力为

（11）当时绳子被拉断，设此时珠子位置的坐标为，由（11）式得