2021年江苏省无锡市建国中学高三物理下学期期末试卷含解析

2021年江苏省无锡市建国中学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.电视画面每隔秒更迭一帧，当屏幕上出现一辆车匀速奔驰的情景，观众如果注视车辆的辐条，往往会产生奇怪的感觉，设车轮上有8根对称分布完全相同的辐条，如图，则下列推测中正确的是A.若在秒内每根辐条恰好转过45°，则观众觉得车轮是不动的B.若在秒内每根辐条恰好转过360°，则观众觉得车轮是不动的C.若在秒内每根辐条恰好转过365°，则观众觉得车轮是倒转的D.若在秒内每根辐条恰好转过355°，则观众觉得车轮是倒转的参考答案：ABD2.（多选题）质量为m的物块静止在长为L、倾角为θ的斜面顶端，现对物块施加一平行斜面向下的拉力，使物块由静止开始向下做匀加速运动，测得其滑到斜面低端所用时间为t，由以上物理量可求出（）A．物块到达斜面底端时的动能B．物块与斜面之间的动摩擦因数C．下滑过程中拉力对物块所做的功D．物块下滑过程中机械能的变化量参考答案：AD【考点】功能关系；机械能守恒定律．【分析】物体沿斜面向下做匀加速运动，根据运动学公式可求加速度和滑到斜面低端的速度；根据牛顿第二定律得加速度等式，再根据已知量判断能否求拉力和动摩擦因数；根据功能关系求物块下滑过程中机械能的变化量．【解答】解：A．物体沿斜面向下做匀加速运动，所以有：L=t，解得：滑到斜面低端的速度为：v=，所以滑到低端的动能为：EK=mv2，故A正确；B．由v2=2aL可知，可求得加速度，由牛顿第二定律有：a=，但是拉力F未知，不能求物块与斜面之间的动摩擦因数，故B错误；C．由B分析可知，不能求出F的大小，所以不能求下滑过程中拉力对物块所做的功，故C错误；D．由B分析可知，F﹣μmgcosθ=ma﹣mgsinθ，所以可求出F﹣μmgcosθ的大小，即是可求F﹣μmgcosθ做的功，根据功能关系，可求物块下滑过程中机械能的变化量，故D正确．故选：AD．3.（单选）如图1所示，倾斜天花板平面与竖直方向夹角为θ，推力F垂直天花板平面作用在木块上，使其处于静止状态，则()

A．木块可能受三个力作用B．天花板对木块的作用力竖直向上C．木块受的静摩擦力等于mgcosθD．木块受的静摩擦力等于mg/cosθ参考答案：C4.（单选）如图所示，一固定斜面上两个质量不相同的小物块A和B紧挨着匀速下滑，A与B的接触面光滑．已知B的质量是A的质量的2倍。A与斜面之间的动摩擦因数是B与斜面之间动摩擦因数的2倍，斜面倾角为α，则B与斜面之间的动摩擦因数是A.tanα

B.cotα

C．tanα

D．cotα参考答案：C5.关于做匀速圆周运动物体的向心加速度方向，下列说法正确的是

A.与线速度方向始终相同

B.与线速度方向始终相反

C.始终指向圆心

D.始终保持不变参考答案：答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示（a）所示，在x轴上有一个点电荷Q（图中未画出）．A，B两点的坐标分别为0.2m和0.5m．放在A，B两点的检验电荷q1，q2受到的电场力的大小和方向跟检验电荷所带电量的关系如图（b）所示．则A点的电场强度大小为2000N/C，点电荷Q的位置坐标为x=0.3m．参考答案：：解：（1）由图可知，A点的电场强度的大小为N/C．（2）同理B点的电场强度N/C，设点电荷Q的坐标为x，由点电荷的电场得：，联立以上公式解得：x=0.3m．故答案为：2000，0.37.如右图所示是利用闪光照相研究平抛运动的示意图。小球A由斜槽滚下，从桌边缘水平抛出，当它恰好离开桌[边缘时，小球B也同时下落，用闪光相机拍摄的照片中B球有四个像，相邻两像间实际下落距离已在图中标出，单位cm，如图所示。两球恰在位置4相碰。则两球经过

s时间相碰，A球离开桌面时的速度为

m/s。(g取10m/s2)参考答案：

0.4

s;

1.5

m/s8.质量为m的物体以初速v0沿倾角为的斜面上滑，滑回原处时速度大小为3v0/4，则物体上滑的最大高度为，物体所受阻力大小为。参考答案：

、9.做平抛运动的物体可以分解成水平方向上的

运动和竖直方向上的

运动．物体在水平方向上的速度为

，竖直方向上的速度为

．参考答案：匀速直线，自由落体，v0，gt．【考点】平抛运动．【分析】根据平抛运动水平方向和竖直方向上的受力情况判断物体的运动规律，再由分速度公式求解．【解答】解：平抛运动在水平方向上不受力，有初速度，根据牛顿第一定律知，物体在水平方向上做匀速直线运动．竖直方向上，物体仅受重力，初速度为零，所以竖直方向上做自由落体运动．物体在水平方向上的速度为vx=v0，竖直方向上的速度为vy=gt故答案为：匀速直线，自由落体，v0，gt．10.某行星绕太阳的运动可近似看作匀速圆周运动，已知行星运动的轨道半径为R，周期为T，万有引力恒量为G，则该行星的线速度大小为___________，太阳的质量可表示为__________。参考答案：11.在万有引力定律研究太阳系中的行星围绕太阳运动时，我们可以根据地球的公转周期，求出太阳的质量。在运算过程中，采用理想化方法，把太阳和地球简化成质点，还做了

和

的简化处理。参考答案：答案：把地球的运动简化为匀速圆周运动（匀速、轨迹圆周分别填在两空上得一空分），忽略其他星体对地球的作用，认为地球只受太阳引力作用。12.一辆公共汽车进站后开始刹车，做匀减速直线运动，开始刹车后的第1s内和第2s内位移大小依次为9m和7m，则刹车后6s内的位移是

m参考答案：25m13..如图所示，有一个匀强电场，方向平行于纸面。电场中有A、B、C、D四点，已知AD=DB=BC=d，且ABBC。有一个电量为q的正电荷从A点移动到B点电场力做功为2W，从B点移动到C点克服电场力做功为W。则电场中D点的电势

（填“大于”“小于”或“等于”）C点的电势；该电场的电场强度为

。参考答案：等于；三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（6分）取两杯体积相同的清水，同时分别滴入一滴红墨水，出现如图（a）、（b）所示的情景。这个实验观察到的现象是________________________；由此可以判断水的温度较高的是图________；从分子动理论的角度分析，这个实验揭示的物理规律是________________________。参考答案：b中的墨水扩散得快；b；温度越高，水分子运动越剧烈。15.某同学用下列器材测定一节蓄电池的电动势和内电阻。蓄电池的电动势约为3V，内电阻很小。

A.量程是0.6A，内阻约为0.5的电流表；

B.量程是3V，内阻是6K的电压表；

C.量程是15V，内阻是30K的电压表；

D.阻值为0—1K，额定电流为0.5A的滑动变阻器；

E．阻值为0—10，额定电流为2A的滑动变阻器；

F．定值电阻=4，额定功率4W;

G.电键S一个，导线若干。①为减小实验误差，电压表应选择______（填器材代号），电路图中的导线应连接到______（填“a”或“b”），改变滑动变阻器阻值的时候，为了使电压表和电流表的读数变化比较明显，滑动变阻器应选择______（填器材代号）。②用上问中的实验电路进行测量，读出电压表和电流表的读数，画出对应的U-I图线如图所示，由图线可计算出该蓄电池的电动势E=______V，内电阻r=______。（结果保留两位有效数字）参考答案：四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，在以坐标原点O为圆心，半径为R的半圆形区域内有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度为B，磁场方向垂直于xOy平面向里。一带正电的粒子（不计重力）从O点沿y轴正方向以某一速度射入，带电粒子恰好做匀速直线运动，经t0时间从P点射出。（1）求电场强度的大小和方向.（2）若仅撤去磁场，带电粒子仍从O点以相同的速度射入，经时间恰从半圆形区域的边界射出，求粒子运动加速度大小；（3）若仅撤去电场，带电粒子仍从O点射入但速度为原来的4倍，求粒子在磁场中运动的时间。参考答案：解:(1)设带电粒子的质量为m,电荷量为q,初速度为v,电场强度为E.可判断出粒子受到的洛伦磁力沿x轴负方向,于是可知电场强度沿x轴正方向且有qE=qvB

（2分）又R=vt0

（1分）则

（1分）(2)仅有电场时,带电粒子在匀强电场中做类平抛运动在y方向位移

（1分）得

（1分）设在水平方向位移为x,因射出位置在半圆形区域边界上,于是

（2分）又有

（2分）得

（1分）(3)仅有磁场时,入射速度,带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,设轨道半径为r,由牛顿第二定律有

（1分）又qE=ma得

（1分）由几何关系

（1分）即

（1分）带电粒子在磁场中运动周期

（1分）则带电粒子在磁场中运动时间

（1分）所以

（1分）17.如图1所示，M、N为竖直放置的平行金属板，两板间所加电压为U0，S1、S2为板上正对的小孔。金属板P和Q水平放置在N板右侧，关于小孔S1、S2所在直线对称，两板的长度和两板间的距离均为l；距金属板P和Q右边缘l处有一荧光屏，荧光屏垂直于金属板P和Q；取屏上与S1、S2共线的O点为原点，向上为正方向建立x轴。M板左侧电子枪发射出的电子经小孔S1进入M、N两板间。电子的质量为m，电荷量为e，初速度可以忽略。不计电子重力和电子之间的相互作用。（1）求电子到达小孔S2时的速度大小v；（2）若板P、Q间只存在垂直于纸面向外的匀强磁场，电子刚好经过P板的右边缘后，打在荧光屏上。求磁场的磁感应强度大小B和电子打在荧光屏上的位置坐标x；（3）若金属板P和Q间只存在电场，P、Q两板间电压u随时间t的变化关系如图2所示，单位时间内从小孔S1进入的电子个数为N。电子打在荧光屏上形成一条亮线。忽略电场变化产生的磁场；可以认为每个电子在板P和Q间运动过程中，两板间的电压恒定。a.试分析在一个周期（即2t0时间）内单位长度亮线上的电子个数是否相同。b.若在一个周期内单位长度亮线上的电子个数相同，求2t0时间内打到单位长度亮线上的电子个数n；若不相同，试通过计算说明电子在荧光屏上的分布规律。参考答案：见解析（1）根据动能定理

【3分】

解得：

①

【3分】（2）电子在磁场中做匀速圆周运动，设圆运动半径为R，在磁场中运动轨迹如图，由几何关系

解得：

【2分】根据牛顿第二定律：

【1分】解得：

【1分】设圆弧所对圆心为α，满足：

由此可知：

电子离开磁场后做匀速运动，满足几何关系：

【1分】通过上式解得坐标

【1分】（3）a.设电子在偏转电场PQ中的运动时间为t1，PQ间的电压为u垂直电场方向：

②

平行电场方向：

③

此过程中电子的加速度大小

④

①、②、③、④联立得：

【1分】电子出偏转电场时，在x方向的速度

⑤

电子在偏转电场外做匀速直线运动，设经时间t2到达荧光屏。则水平方向：

⑥

竖直方向：

⑦、⑤、⑥、⑦联立，解得：

【1分】

电子打在荧光屏上的位置坐标⑧

【1分】对于有电子穿过P、Q间的时间内进行讨论：由图2可知，在任意时间内，P、Q间电压变化相等。由⑧式可知，打在荧光屏上的电子形成的亮线长度。所以，在任意时间内，亮线长度相等。由题意可知，在任意时间内，射出的电子个数是相同的。也就是说，在任意时间内，射出的电子都分布在相等的亮线长度范围内。因此，在一个周期内单位长度亮线上的电子个数相同。

【1分】b.现讨论2t0时间内，打到单位长度亮线上的电子个数：当电子在P、Q电场中的侧移量x1=时，由得：u=2U0

【1分】当偏转电压在0~±2U0之间时，射入P、Q间的电子可打在荧光屏上。由图2可知，一个周期内电子能从P、Q电场射出的时间所以，一个周期内打在荧光屏上的电子数

【1分】由⑧式，电子打在荧光屏上的最大侧移量亮线长度L=2xm=3l