河北省承德市黄旗中学2021年高三物理上学期期末试卷含解析

河北省承德市黄旗中学2021年高三物理上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.如图所示，质量为2kg的物体在水平恒力F的作用下在地面上做匀变速直线运动，位移随时间的变化关系为x=t2+t，物体与地面间的动摩擦因数为0.4，取g=10m/s2，以下结论正确的是（

）

A．匀变速直线运动的初速度为1m/s

B．物体的位移为12m时速度为7m/s

C．水平恒力F的大小为4N

D．水平恒力F的大小为12N参考答案：ABD2.在空间某一点以大小相等的速度分别竖直上抛、竖直下抛、水平抛出质量相等的小球，不计空气阻力，经过相等的时间（设小球均未落地）

（

）

A．做竖直下抛运动的小球加速度最大

B．三个小球的速度变化相同

C．做平抛运动的小球速度变化最小

D．做竖直下抛的小球速度变化最小

参考答案：B3.在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低。如图所示，在某路段汽车向左拐弯，司机左侧的路面比右侧的路面低一些。汽车的运动可看作是做半径为R的圆周运动。设内外路面高度差为h，路基的水平宽度为d，路面的宽度为L。已知重力加速度为g。要使车轮与路面间的横向摩擦力（即垂直于前进方向）等于零，则汽车转弯时的车速应等于

A．

B．

C．

D．参考答案：C4.（单选）闭合回路由电阻与导线组成,其内部磁场大小按图变化,方向如图所示,则回路中A.电流方向为顺时针方向B.电流强度越来越大C.磁通量的变化率恒定不变D.产生的感应电动势越来越大参考答案：【知识点】法拉第电磁感应定律；楞次定律。L1、L2。【答案解析】AC。A、由楞次定律可知，电流方向为顺时针，故A正确；B、由法拉第电磁感应定律可知，E=△Φ/△t=，故感应电动势保持不变，电流强度不变，故BD均错误；C、由图象可知，磁感应随时间均匀增大，则由?=BS可知，磁通量随时间均匀增加，故其变化率恒定不变，故C正确；故本题选择AC答案．【思路点拨】要由B-t图象可知磁感应强度的变化情况，则由磁通量的定义可知磁通量的变化率；再由楞次定律可判断电流方向；由法拉第电磁感应定律可求得感应电动势．本题考查楞次定律及法拉第电磁感应定律的应用，二者分别判断感应电流的方向和大小，应熟练掌握．5.在光滑水平面上有、两点，相距，一质点在一水平恒力作用下做直线运动，经过的时间先后通过、两点，则该质点通过、中点时的速度大小满足（）A．无论力的方向如何均大于

B．无论力的方向如何均小于C．若力的方向由向，则大于，若力的方向由向，则小于D．若力的方向由向，则小于，若力的方向由向，则大于参考答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.小杨同学用如图所示的实验装置“探究小车动能变化与合外力做功的关系”，图中A为小车，连接在小车后面的纸带穿过电火花打点计时器B的限位孔，它们均置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上，C为弹簧测力计，假设绳与滑轮之间的摩擦以及纸带穿过计时器时受到的摩擦均不计，实验时，先接通电源再松开小车，计时器在纸带上留下一系列点。计数点s/cmΔv2/m2s-2O//A1.600.04B3.600.09C6.000.15D7.000.19E9.200.23

（1）该同学在一条比较理想的纸带上，依次选取O、A、B、C、D、E共6个计数点，分别测量后5个计数点与计数点O之间的距离，并计算了它们与O点之间的速度平方差（注：），填入下表：

请以纵坐标，以s为横坐标作出图像；若测出小车质量为0.2kg，结合图像可求得小车所受合外力的大小为

N。（结果保留两位有效数字）（2）该同学通过计算发现小车所受合外力小于测力计读数，明显超出实验误差的正常范围，你认为主要原因是

。参考答案：（1）如右图，0.25

（2）长木板对小车存在摩擦力7.（5分）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为n1∶n2＝4∶1，原线圈回路中的电阻A与副线圈回路中的负截电阻B的阻值相等，a、b端加一定交流电压后，两电阻消耗的电功率之比PA∶PB＝____________，两电阻两端电压之比UA∶UB＝________________。参考答案：答案：1：16

1：48.已知氮气的摩尔质量为M，在某状态下氮气的密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，在该状态下体积为V1的氮气分子数为

▲

，该氮气变为液体后的体积为V2，则一个氮分子的体积约为

▲

．参考答案：

气的质量为：氮气的物质的量为：；故质量为m的水所含的分子数为：；该氮气变为液体后的体积为，则一个氮分子的体积约为：。9.参考答案：200远距离输电电压，输电线上损失的电压，10.①有一内阻未知（约20kΩ～60kΩ）、量程（0～3V）的直流电压表。甲同学用一个多用电表测量上述电压表的内阻，如图A所示：先将选择开关拨至倍率“×1K”档，将红、黑表笔短接调零后进行测量，刻度盘指针偏转如图B所示，电压表的电阻应为___

____Ω。这时乙同学发现电压表的读数为1.6V，认为这是此欧姆表中电池的电动势，理由是电压表内阻很大。甲同学对此表示反对，认为欧姆表内阻也很大，这不是电池的路端电压。请你判断：

同学的观点是正确的。参考答案：_40K__

__甲___11.如图所示，一根足够长轻绳绕在半径为R的定滑轮上，绳的下端挂一质量为m的物体。物体从静止开始做匀加速直线运动，经过时间t定滑轮的角速度为ω，此时物体的速度大小为________，物体对绳的拉力大小为________。参考答案：答案：；12.一物块静置于水平面上，现用一与水平方向成37°角的拉力F使物体开始运动，如图（a）所示．其后一段时间内拉力F随时间变化和物体运动速度随时间变化的图象如图（b）所示，已知物块的质量为0.9kg，g=10m/s2．根据图象可求得，物体与地面间的动摩擦系数为，0～1s内拉力的大小为6.6N．（sin37°=0.6，cos37°=0.8）参考答案：考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的速度与时间的关系．专题：牛顿运动定律综合专题．分析：由速度时间图象抓住1～t1时间内做匀速直线运动，根据共点力平衡求出动摩擦因数，从图象中求出物体运动的加速度，由牛顿第二定律可求得物体受到的拉力的大小．解答：解：物体在0～1s内做匀加速直线运动，在1～t1时间内做匀速直线运动，最好做匀减速直线运动．对于匀速直线运动阶段，有：Fcos37°=f，f=μ（mg﹣Fsin37°）解得：．在0～1s内，做匀加速直线运动，加速度a=4m/s2．F1cos37°﹣μ（mg﹣F1sin37°）=ma解得F1=6.6N．故答案为：，6.6点评：解决本题的关键理清物体的运动规律，结合牛顿第二定律进行求解．13.实验中,如图所示为一次记录小车运动情况的纸带,图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔T=0.1s.根据纸带可判定小车做_______运动.根据纸带计算各点瞬时速度:_____m/s_____m/s参考答案：（(1)匀加速

(2)3.90

2.64三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.用伏安法测一节干电池的电动势E和内电阻r，器材有：电压表：0－3－15V；电流表：0－0.6－3A；变阻器R1(总电阻20Ω)；以及电键S和导线若干.①根据现有器材设计实验电路并连接电路实物图甲，要求滑动变阻器的滑动头在右端时，其使用的电阻值最大.

②由实验测得的7组数据已在图乙的U－I图上标出，请你完成图线，并由图线求出E=_

，r=

Ω(保留两位有效数字)。③下表为另一组同学测得的数据.可以发现电压表测得的数据变化很小，将影响实验结果的准确性，电压表读数变化很小的原因是：

.I/A0.120.200.310.410.500.62U/V1.471.451.421.401.381.35

参考答案：(2)②1.50（1.48-1.52都给分）（2分）,

0.50（2分）

③电池内阻太小（2分）说明①如下图所示，有一处出错不给分.（2分）②图线如下图所示,要使尽可能多的点落在直线上，个别偏离的点应该舍弃.（2分）

15.（选修模块3-4）（12分）（1）某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到题12B-1（甲）图所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如题12B-1（乙）图所示。他改变的实验条件可能是

A．减小光源到单缝的距离

B．减小双缝之间的距离C．减小双缝到光屏之间的距离

D．换用频率更高的单色光源（2）在“探究单摆的周期与摆长的关系”实验中，某同学准备好相关实验器材后，把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度后释放，同时按下秒表开始计时，当单摆再次回到释放位置时停止计时，将记录的这段时间作为单摆的周期。以上操作中有不妥之处，请对其中两处加以改正。（3）Morpho蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈现出闪亮耀眼的蓝色光芒，这是因为光照射到翅膀的鳞片上发生了干涉。电子显微镜下鳞片结构的示意图见题12B-2图。一束光以入射角i从a点入射，经过折射和反射后从b点出射。设鳞片的折射率为n，厚度为d，两片之间空气层厚度为h。取光在空气中的速度为c，求光从a到b所需的时间t。参考答案：

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.素有“陆地冲浪”之称的滑板运动已深受广大青少年喜爱．如图所示是由足够长的斜直轨道，半径R1＝2m的凹形圆弧轨道和半径R2＝3.6m的凸形圆弧轨道三部分组成的模拟滑板组合轨道．这三部分轨道依次平滑连接，且处于同一竖直平面内．其中M点为凹形圆弧轨道的最低点，N点为凸形圆弧轨道的最高点，凸形圆弧轨道的圆心O与M点在同一水平面上．一可视为质点，质量为m＝1kg的滑板从斜直轨道上的P点无初速度滑下，经M点滑向N点，P点距水平面的高度h＝3.2m，不计一切阻力，g取10m/s2.求：

(1)滑板滑至M点时的速度；(2)滑板滑至M点时，轨道对滑板的支持力；(3)若滑板滑至N点时对轨道恰好无压力，则滑板的下滑点P距水平面的高度又是多少。

参考答案：17.（18分）水平面与竖直放置的半径为R的圆轨道内壁都是光滑的，它们相切于A点，有一个质量为m（可视为质点），带正电的小球，自A点静止释放后，小球可在A、B两点之间来回运动。已知A、B两点间的圆弧所对的圆心角为60°，整个装置处在水平向右的匀强电场中。现在小球从水平轨道上C点静止开始在电场力作用下从A处的小缺口滑入圆轨道，并恰好在圆轨道内做圆周运动，一直没有脱离内壁。

（1）此匀强电场的电场强度大小为多少？

（2）欲满足题中条件，AC间距离L应为多大？（3）在圆轨道中运动时，小球对轨道的最大压力出现在哪一点？试求这个压力的值；（重力加速度为g）参考答案：

解析：（1）由对称性可知：小球平衡位置在AB弧中点D，由矢量三角形可知：

（2）恰好做圆周运动意味着直径DE的另一端点E处有：

又C→E过程中有：

（3）最大压力出现在D点：

C→D过程中有：

D处有：

由“牛三”可知：最大压力为18.一个半径为R、半球形的光滑碗固定不动．碗口处于水平面内．（1）若将小球静止从碗口内侧释放，运动中能达到的最大速度为多少？（2）若将质量m的小球静止从碗口内侧释放，从释放开始计时，t时间内重力的平均功率，小球尚未到达碗底，则t时间末小球的瞬时速度为多少？（3）求在上问中t时间末小球重力的瞬时功率为多少？（4）如图所示，若将小球以沿球面的水平初速度v0从碗口内侧释放，小球会逐渐转动着下落．在运动到任意位置A时，将速度沿水平方向和沿图中圆弧虚线的切线向下分解，则水平分速度满足vx=（θ为小球与球心O点连线和水平面的夹角）．某次释放后，θ=30°时小球速度最大．求释放初速度v0（用g、R表示）．参考答案：考点： 机械能守恒定律；功率、平均功率和瞬时功率．专题： 机械能守恒定律应用专题．分析： （1）由机械能守恒定律即可求解速度；（2）根据平均功率求出高度，再由机械能守恒定律即可求解；（3）竖直方向瞬时功率Pt=mgvy，再根据几何关系即可求解；（4）速度最大处即为其轨迹的最低点，此处小球无沿球面向下的速度分量，再根据动能定理列式即可求解．解答： 解：（1）由机械能守恒定律有：

解得：（2）平均功率，解得由