2021年浙江省温州市芙蓉中学高三物理下学期期末试题含解析

2021年浙江省温州市芙蓉中学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.如图所示，一个半径R=0.5m的圆形轨道固定在竖直面内，以其最高点O为坐标原点建立平面直角坐标系xoy，其中x轴沿水平方向，y轴沿竖直方向，整个空间存在范围足够大、方向竖直向下的匀强电场，规定O点为电势能及重力势能的零点。若从O点将一个质量m=0.1kg、可视为质点的带正电小球以v0=2m／s的速度平行于x轴抛出，小球落于轨道上x=0.4m处的A点，若该小球抛出速度增至4v0，小球将沿轨道做完整的圆周运动，已知重力加速度g=10m／s2，则下列说法正确的是A.小球所受电场力大小等于其重力的4倍B.小球以v0=2m／s的速度抛出后运动至A点的过程中，其速度变化量为8m／s，方向竖直向下C.小球以4v0的速度抛出后的运动过程中，小球与轨道间的最大弹力为29.8ND.小球以4v0的速度抛出后的运动过程中，小球机械能的最大值为6.2J参考答案：BD带电小球以v0=2m/s的速度沿x轴正向抛出，小球落于轨道上x=0.4m处，由运动公式：，x=v0t，解得t=0.2s，a=40m/s2，由牛顿第二定律mg+qE=ma，解得qE=3mg，选项A错误；小球以v0=2m/s的速度抛出后从最高点至最低点的运动过程，其速度变化为?v=at=8m/s，方向竖直向下，选项B正确；小球以4v0的速度抛出后从最高点至最低点的运动过程中由动能定理可得：，解得v=12m/s，在最低点：N-(qE+mg)=mv2/R，解得N=32.8N,选项C错误；小球运动至最低点时，电势能最小，机械能最大，最大值为，选项D正确；故选BD.点睛：此题是带电粒子在复合场中的运动问题；关键是知道用等效法处理合力的方法，明确粒子的运动特点，知道平抛运动以及圆周运动的处理方法.2.如图所示，A、B为两个固定的等量的同种正电荷，在它们连线的中点处有一个可以自由

运动的正电荷C，现给电荷C一个垂直于连线的初速度v0，若不计电荷C所受的重力，

则关于电荷C运动过程中的速度和加速度情况，下列说法正确的是（

）

①加速度始终增大

②加速度先增大后减小③速度始终增大，最后趋于无穷大

④速度始终增大，最后趋于某有限值A．①②

B．③④

C．②④

D．①④参考答案：C3.如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子在分子力作用下沿x轴运动，两分子间的分子势能EP与两分子间距离的关系如图曲线所示。图中分子势能最小值为-E0。若两分子所具有的总能量为零，则下列说法正确的是（

）A．乙分子在P点（x=x2）时，加速度最大B．乙分子在P点（x=x2）时，其动能为E0C．乙分子在Q点（x=x1）时，处于平衡状态D．乙分子的运动范围为x≥x1参考答案：BD由图知x=x2时，分子势能最小，所以此位置为分子平衡位置，分子力为零，加速度为零（最小），则选项A、C错误；根据总能量为零，即EP+Ek=0，乙分子在P点动能最大为E0，在Q点动能最小（为零），所以乙分子的运动范围x≥x1，则选项B、D正确。【点拨】分子势能的变化取决分子力做功：分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增加。选无穷远处分子势能为零时，设想两分子间距离由无限远减小到r0，全过程分子相互作用的合力一直为引力，且做正功，故分子势能一直减小。因此，当在分子间距离为r0时，合力为零，但分子势能小于无穷远处分子势能，不为零，为负值，这是由于选定了无穷远处分子势能为零所导致的。如果选分子间距离为r0时分子势能为零，则两分子相距无限远时，分子势能为正值。需要特别注意的是：由于物体分子距离变化，在宏观上表现为体积变化，微观的分子势能也发生相应变化。但是，不是宏观体积增大，微观的分子势能就一定增大。同样是宏观体积增大，有时是微观分子势能增大（在r＞r0范围内），有时是微观分子势能减小（在r＜r0范围内）。4.边长为a的闭合金属正三角形框架，左边竖直且与磁场右边界平行，完全处于垂直于框架平面向里的匀强磁场中，现把框架匀速水平向右拉出磁场，如图所示，则下列图象与这一过程相符合的是：参考答案：5.如图，在水平放置的刚性气缸内用活塞封闭两部分气体A和B，质量一定的两活塞用杆连接。气缸内两活塞之间保持真空，活塞与气缸璧之间无摩擦，左侧活塞面积较大，A、B的初始温度相同。略抬高气缸左端使之倾斜，再使A、B升高相同温度，气体最终达到稳定状态。若始末状态A、B的压强变化量△pA、△pB均大于零，对活塞压力的变化量为△FA、△FB，则(A)A体积增大

(B)A体积减小

(C)△FA△FB

(D)△pA<△pB参考答案：AD以两个活塞和杆整体为研究对象，初始时刻，，将左端倾斜平衡后，由于温度升高，气体体积变大，活塞向B端移动。A项正确，B项错误；仍以两个活塞为研究对象，；△pA<△pB，D项正确；压力的变化量：△FA＜△FB，C项错误。【考点】理想气体状态方程、共点力平衡二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图，长方形线框abcd通有电流I，放在直线电流I'附近，线框与直线电流共面，则下列表述正确的是

A.线圈四个边都受安培力作用，它们的合力方向向左B.只有ad和bc边受安培力作用，它们的合力为零C.ab和dc边所受安培力大小相等，方向相同D.线圈四个边都受安培力作用，它们的合力为零参考答案：A7.有两个单摆做简谐运动，位移与时间关系是：x1=3asin(4πbt+π/4)和x2=9asin(8πbt+π/2)，其中a、b为正的常数，则它们的：①振幅之比为__________；②摆长之比为_________。参考答案：①1：3

②4：18.2．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.某同学用如图所示的装置验证动能定理．为提高实验精度，该同学多次改变小滑块下落高度胃的值．测出对应的平撼水平位移x，并算出x2如下表，进而画出x2一H图线如图所示：

①原理分析：若滑块在下滑过程中所受阻力很小．则只要测量量满足

，便可验证动能定理．

②实验结果分析：实验中获得的图线未过坐标原点，而交在了大约(0.2h，0)处，原因是

。

(2)现有一根长约20m的金属丝，其横截面直径约lmm，金属丝的电阻率为5×10-3Ω·m。一位同学用伏安法测量该金属丝的电阻，测量时使用电动势为4.5V的电源。另有如下器材供选择：

A．量程为0—0.6A，内阻约为2Ω的电流表

B．量程为0—3A，内阻约为0.1Ω的电流表

c．量程为0—6V，内阻约为4kΩ的电压表

D．量程为0—15V，内阻约为50kΩ的电压表

E．阻值为0—10Ω．额定电流为lA的滑动变阻器

F．阻值为0—1kΩ，额定电流为0.1A的滑动变阻器

①以上器材应选用

．(填写器材前的字母)

②用笔画线代替导线，将如图所示实验电路连接完整．

③闭合开关后，发现电流表示数不为零，而电压表示数为零．为检测电压表的好坏，该同学拆下电压表．用多用电表欧姆挡进行检测．为使电压表指针向右偏转，多用电表的黑表笔应接电压表的

接线柱(填“正”或“负”)；如果电压表完好，将电压表正确接人电路后，电压表示数仍为零，检查所有接线柱也都接触良好，则应检查

．参考答案：（1）①x2与H成正比

②滑块需要克服阻力做功（2）①ACE②实验电路连接如图所示。③正

连接电压表与金属丝的两根导线是否断路（1）若滑块在下滑过程中所受阻力很小．由动能定理，mgH=mv2，根据平抛运动规律，x=vt，h=gt2，显然x2与H成正比，即只要测量量满足x2与H成正比，便可验证动能定理．实验中获得的图线未过坐标原点，而交在了大约(0.2h，0)处，原因是滑块需要克服阻力做功。（2）由电阻定律可估算出该金属丝的电阻大约为100Ω，电流表选择量程为0—0.6A电流表，电压表选择量程为0—6V的电压表；选择阻值为0—1kΩ，额定电流为0.1A的滑动变阻器。用多用电表欧姆挡进行检测．为使电压表指针向右偏转，多用电表的黑表笔应接电压表的—正接线柱。将电压表正确接人电路后，电压表示数仍为零，检查所有接线柱也都接触良好，则应检查连接电压表与金属丝的两根导线是否断路。10.某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案。如图所示，将一个小球和一个滑块用细绳连接，跨在斜面上端。开始时小球和滑块均静止，剪断细绳后，小球自由下落，滑块沿斜面下滑，可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，保持小球和滑块释放的位置不变，调整挡板位置，重复以上操作，直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音。用刻度尺测出小球下落的高度H、滑块释放点与挡板处的高度差h和沿斜面运动的位移。测出H=1m，h=0.3m，x=0.5m。（空气阻力对本实验的影响可以忽略,g取10m／s2）。①物体下滑的加速度表达式为

，计算得a=

m/s2。②滑块与斜面间的动摩擦因数表达式为__________________，计算得动摩擦因数等于

。参考答案：11.刹车后的汽车做匀减速运动直到停止，则它在前一半时间与后一半时间的平均速度之比为 ；它在前一半位移与后一半位移的平均速度之比为

。参考答案：3：1，：112.A、B两物体在光滑水平地面上沿一直线相向而行，A质量为5kg，速度大小为10m/s，B质量为2kg，速度大小为5m/s，它们的总动量大小为____________kgm/s，两者相碰后，A沿原方向运动，速度大小为4m/s，则B的速度大小为____________m/s。参考答案：40；1013.（1）在该实验中必须采用控制变量法，应保持小车质量不变，用钩码所受的重力作为___________，用DIS测小车的加速度。（2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线（如图所示）。①分析此图线的OA段可得出的实验结论是______________。②此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是A．小车与轨道之间存在摩擦

B．导轨保持了水平状态C．所挂钩码的总质量太大

D．所用小车的质量太大参考答案：（1）小车受到的合力；（2）小车的加速度跟所受的合力成正比；（3）C。三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（10分）一物体在A、B两点的正中间由静止开始运动（设不会超越A、B），其加速度随时间变化如图所示，设向A的加速度方向为正方向，若从出发开始计时，则：

（1）物体的运动情况是___________________。（2）4S末物体的速度是______，0-4S内物体的平均速度是________。（3）请根据图画出该物体运动的速度-时间图像。参考答案：（1）一直向A运动（2分）；（2）0；2m（4分）；（3）如图（4分）

15.（选修3-4）（6分）如图所示，己知平行玻璃砖的折射率，厚度为。入射光线以入射角60°射到玻璃砖的上表面，经玻璃砖折射从下表面射出，出射光线与入射光线平行，求两平行光线间距离。（结果可用根式表示）参考答案：解析：∵n=

∴r=300

（2分）

光路图如图所示

∴L1=d/cosr=

（2分）

∴L2=L1sin300=

（2分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.一半径为R的透明球状物体的横截面如图所示，圆弧CD内表面镀银（含边界），O为球心，A、B、C、D是圆的四等分点．有一点光源，发出的一条细光线射到B点，与DB的夹角为60°，经折射后直接射到C点，从透明球状物体射出后刚好可以回到点，光在真空中的速度为，为计算方便，取，答案值可用根式表示，试求：(ⅰ)透明物体的折射率；(ⅰⅰ)光从点发出到射回点所需的时间。参考答案：（1）（2）【分析】根据几何关系求出光线在P点折射时的入射角和折射角，再根据光的折射定律即可求解折射率；根据几何知识求出光线在正方形ABCD内传播的距离，由求出光在正方形ABCD中的传播速度，再求在正方体中传播的时间，再加上在正方体外传播的时间即为所求；【详解】解：（1）根据题意可作光路图，如图所示，光线在P点发生折射时，入射角为折射角为因此透明物体的折射率

（2）连接AB，过S作AB的垂线，由几何关系可知：光在透明物体中的速度：光在透明物体外传播所用的时间：光透明物体中传播所用的时间：则光从S点发出射回到S点所经历的总时间为：17.如图所示，在光滑的水平面上静止着一个质量为4m的木板B，B的左端静止着一个质量为2m的物块A，已知A、B之间的动摩擦因数为，现有质量为m的小球以水平速度v0。飞来与A物块碰撞后立即以大小为的速率弹回，在整个过程中物块A始终未滑离木板B，且物块A可视为质点，求：