重庆经开礼嘉中学2021年高三物理下学期期末试题含解析

重庆经开礼嘉中学2021年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，在竖直平面内的直角坐标系中，一个质量为m的物体在拉力F的作用下，从坐标原点O由静止沿直线ON斜向下运动，直线ON与y轴负方向成角，则物体所受拉力F的最小值为（

）

A．

B．

C．

D．参考答案：

答案：B2.（多选）如图所示，一电荷量为q，质量为m的带正电粒子，经过水平方向的加速电场U，沿水平方向进入竖直方向的偏转电场U2，已知粒子从偏转电场下极板最左端的G点进入，恰从上极板最右端A点离开偏转电场，立即垂直射入一圆形区域的均强磁场内，AC是圆形磁场区域的一条沿水平方向的直径。粒子速度方向与AC成角，已知圆形区域的直径为D、磁感应强度为B，磁场方向垂直于圆平面指向外，，若此粒子在磁场区域运动过程中，速度的方向一共改变了，重力忽略不计，侧下列说法正确的是（

）A.粒子在磁场中运动速度大小为B.该粒子在磁场中运动的时间为C.偏离电场的板间距为d和板长L的比值D.加速电场和偏转电场所加电压比参考答案：ABD3.许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献，下列叙述中符合物理学史实的是A.牛顿提出了万有引力定律，通过实验测出了万有引力恒量B.法拉第发现了电磁感应现象，制造了世界上第一台手摇发电机C.牛顿应用“理想斜面实验”推翻了亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”观点D．亚里士多德认为必须有力的作用物体才能运动参考答案：4.（单选）一频闪仪每隔0．04秒发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的小球，于是胶片上记录了小球在几个闪光时刻的位置。下图是小球从A点运动到B点的频闪照片示意图。由图可以判断，小球在此运动过程中 （

） A．速度越来越小 B．速度越来越大 C．受到的合力为零 D．受到合力的方向由A点指向B点参考答案：A5.（单选）运动员原地纵跳可分为快速下蹲和蹬伸向上两个过程，若运动员的重力为G，对地面的压力为F，下列叙述正确是（）A．下蹲过程的加速阶段，F＜GB．下蹲过程的减速阶段，F＜GC．蹬伸过程的加速阶段，F＜GD．蹬伸过程的减速阶段，F=G参考答案：考点：牛顿第二定律；作用力和反作用力．版权所有专题：牛顿运动定律综合专题．分析：根据加速度的方向，结合牛顿第二定律比较对地面的压力和运动员重力的大小关系．解答：解：A、下蹲加速阶段，加速度方向向下，根据牛顿第二定律得，mg﹣N=ma，则N=mg﹣ma＜mg，所以压力F＜G．故A正确．B、下蹲过程减速阶段，加速度方向向上，根据牛顿第二定律得，N﹣mg=ma，则N=mg+ma＞mg，所以压力F＞G．故B错误．C、蹬伸加速阶段，加速度方向向上，根据牛顿第二定律得，N﹣mg=ma，则N=mg+ma＞mg，所以压力F＞G．故C错误．D、蹬伸减速阶段，加速度方向向下，根据牛顿第二定律得，mg﹣N=ma，则N=mg﹣ma＜mg，所以压力F＜G．故D错误．故选：A．点评：解决本题的关键知道加速度方向与合力的方向相同，结合牛顿第二定律进行求解．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，两个完全相同的圆弧轨道分别固定在竖直板上的不同高度处，轨道的末端水平，在它们相同位置上各安装一个电磁铁，两个电磁铁由同一个开关控制，通电后，两电磁铁分别吸住相同小铁球A、B，断开开关，两个小球同时开始运动。离开圆弧轨道后，A球做平抛运动，B球进入一个光滑的水平轨道，则：（1）B球进入水平轨道后将做________________运动；改变A轨道的高度，多次重复上述实验过程，总能观察到A球正好砸在B球上，由此现象可以得出的结论是：________________________________________________。（2）若某次两个小球相碰的位置恰在水平轨道上的P点处，固定在竖直板上的方格纸的正方形小格边长均为5cm，则可算出A铁球刚达P点的速度为________m/s。（g取10m/s2，结果保留两位小数）参考答案：（1）匀速直线，A球的水平分运动是匀速直线运动（2）3.357.如图，电源电动势E=3V，内阻r=1Ω，电阻R1=2Ω，滑动变阻器总电阻R=16Ω，在滑片P从a滑到b的过程中，电流表的最大示数为1A，滑动变阻器消耗的最大功率为0.75W．参考答案：考点：闭合电路的欧姆定律；电功、电功率．专题：恒定电流专题．分析：分析电路明确电路结构，再根据闭合电路欧姆定律求得电流表的最大示数；由功率公式可知当内外电阻相等时功率达最大．解答：解：由图可知，滑动变阻器两端相互并联后与R1串联，当滑动变阻器短路时，电流表示数最大，则最大电流I===1A；把保护电阻看做电源的内阻，电源与保护电阻等效于电源，滑动变阻器是外电路，滑片P从a滑到b的过程中，电路外电阻R先变大后变小，等效电源电动势E不变，由P=可知，滑动变阻器消耗的电功率先变小后变大，当内外电路电阻相等时，外电路功率最大，即当R=r+R1=1+2=3Ω时，外电路功率最大，故此时滑动变阻器消耗的功率为：P===0.75W；故答案为：1；0.75．点评：本题考查闭合电路欧姆定律及功率公式的应用，要注意等效内阻法的应用，明确当内外电阻相等时，外部功率最大．8.在某介质中形成一列简谐波，t＝0时刻的波形如图中的实线所示．若波向右传播，零时刻刚好传到B点，且再经过0.6s，P点也开始起振，该列波的周期T=______s，从t＝0时刻起到P点第一次到达波峰时止，O点相对平衡位置的位移y=____________cm.参考答案：0.2

－2

9.在探究弹簧振子（如图在一根轻质弹簧下悬挂质量为m的重物，让其在竖直方向上振动）振动周期T与物体质量m间的关系的实验中：(1)如图，某同学尝试用DIS测量周期，把弹簧振子挂在力传感器的挂钩上，图中力传感器的引出端A应接到__________．使重物做竖直方向小幅度振动，当力的测量值最大时重物位于__________．若测得连续N个力最大值之间的时间间隔为t，则重物的周期为__________．(2)为了探究周期T与质量m间的关系，某同学改变重物质量，多次测量，得到了下表中所示的实验数据。为了得到T与m的明确关系，该同学建立了右下图的坐标系，并将横轴用来表示质量m，请在图中标出纵轴表示的物理量，然后在坐标系中画出图线。(3)周期T与质量m间的关系是

参考答案：（1）数据采集器（1分），最低点（1分），（2分）（2）如右图（2分）（3）振动周期T的平方与重物的质量m成正比。（或者：T2∝m，T2=0.20m，T2=km）（2分）10.一点光源以功率P向外发出波长为λ的单色光，若已知普朗克恒量为h，光速为c，则此光源每秒钟发出的光子数为

个，如果能引起人的视觉反应的此单色光的最小强度是人的视网膜单位面积上每秒钟获得n个光子，那么当人距离该光源

远时，就看不清该光点源了。（球面积公式为，式中r为球半径）参考答案：

答案：11.一束光从空气射向折射率为的某种介质，若反射光线与折射光线垂直，则入射角为__________。真空中的光速为c，则光在该介质中的传播速度为________________.参考答案：60°；c．解析：根据折射定律n=①由题意：i+r=90°则sin2+sin2r=1②解得：sini=则∠i=60°传播速度v=c17、光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图实－1－10(a)所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以精确地把物体从开始挡光到挡光结束的时间记录下来．图(b)中MN是水平桌面，Q是长木板与桌面的接触点，1和2是固定在长木板上相距L=0.5m的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出，长木板顶端P点悬有一铅锤，实验时，让滑块从长木板的顶端滑下，做匀加速直线运动。光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为1.0×10－2s和4.0×10－3s.用精度为0.05mm的游标卡尺测量滑块的宽度为d，其示数如图(c)所示．

(1)滑块的宽度d＝________cm.(2)已知滑块通过光电门1时的速度v1＝

m/s，滑块通过光电门2时的速度v2＝________m/s.(结果保留两位有效数字)(3)滑块做匀加速运动的加速度a=

m/s2(结果保留三位有效数字)参考答案：1、010

1、0

2、5

5、2513.如图所示，边长为L的正方形区域abcd内存在着匀强电场，一个质量为m、电量为q、初速度为v0的带电粒子从a点沿ab方向进入电场，不计重力。若粒子恰好从c点离开电场，则电场强度E＝______________；粒子离开电场时的动能为______________。参考答案：，mv02三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如下图甲所示，用包有白纸的质量为1.00kg的圆柱棒替代纸带和重物，蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之匀速转动，使之替代打点计时器，当烧断悬挂圆柱棒的线后，圆柱棒竖直自由下落，毛笔就在圆柱棒面的纸上画出记号，如图乙所示，设毛笔接触棒时不影响棒的运动，测得记号之间的距离依次为26.0mm、50.0mm、74.0mm、98.0mm、122.0mm、146.0mm，已知电动机铭牌上标有“1200r/min”字样，由此验证机械能守恒定律，根据以上内容，可得：（1）毛笔画相邻两条线的时间间隔_____________s；（2）根据乙图所给的数据，记号3、6之间，棒的动能的增量为_______J，重力势能的减少量为______J。（g取9.8，结果保留三位有效数字）

参考答案：（1）0.05

（2）2.82

2.8815.甲同学设计了如图所示的电路测电源电动势E及电阻R1和

R2阻值．实验器材有：A.待测电源E（不计内阻）

B.待测电阻R1C.待测电阻R2

D.电压表V（量程为1.5V，内阻很大）E.电阻箱R（0﹣99.99Ω）

F.单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2G.导线若干．①先测电阻R1的阻值．请将甲同学的操作补充完整：闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱，读出其示数r和对应的电压表示数Ul，保持电阻箱示数不变，将S2切换到b，读出电压表的示数U2．则电阻R1的表达式为R1=．②甲同学已经测得电阻Rl=4.8Ω，继续测电源电动势E和电阻R2的阻值．该同学的做法是：闭合S1，将S2切换到a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图所示的图线，则电源电动势E=V，电阻R2=Ω．（结果均保留两位有效数字）。③利用甲同学设计的电路和测得的电阻Rl，乙同学测电源电动势E和电阻R2的阻值的做法是：闭合S1，将S2切换到b，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出于相应的图线，根据图线得到电源电动势E和电阻R2．这种做法与甲同学的做法比较，由于电压表测得的数据范围（选填“较大”、“较小”或“相同”），所以同学的做法更恰当些．参考答案：①；②1.4；1.2；③较小；

甲四、计算题：本题共3小题，共计47分16.(16分)如图所示,一根电阻为R=12的电阻丝做成一个半径为r=1m的圆形导线框，竖直固定在水平匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，磁感强度为B=0.2T，现有一根足够长的质量为m=0.1kg、电阻不计的水平导体棒，自圆形线框最高点静止起沿线框下落，在下落过程中始终与线框良好接触，已知下落距离为时，棒的速度大小为=m/s，下落到经过圆心时棒的速度大小为=m/s，(不计摩擦及空气阻力，g取10m/s2),求：(1)导体棒从开始下落到经过圆心的过程中线框中产生的焦耳热？(2)导体棒下落距离为时，棒的加速度的大小？参考答案：解析：(1)导体棒从开始下落到经过圆心的过程中，由能量转化与守恒定律得：

………………………（3分）

………………（3分）(2)当导体棒下落距离为时，电路的总电阻…………（2分）

导体棒受到的安培力N………………（3分）

由牛顿第二定律…………（3分）

m/s2………………（2分）17.如图所示，一质量为m、带电量为﹣q的小球A，用长为L的绝缘轻杆与固定转动轴O相连接，绝缘轻杆可绕轴O无摩擦转动．整个装置处于水平向右的匀强电场中，电场强度E=2，现将轻杆从图中的竖直位置由静止释放．求：（1）轻杆转过90°时，小球A的速度为多大？（2）轻杆转过多大角度时小球A的速度最大？（3）小球A转过的最大角度为多少？参考答案：考点：动能定理的应用；力矩的平衡条件．版权所有专题：动能定理的应用专题．分析：（1）小球受到向左的电场力作用，轻杆顺时针转动，根据动能定理求解速度；（2）轻杆转动过程中，合力矩为零时，小球A的速度最大，根据此条件列式求解；（3）小球A转过的最大角度时速度为零，根据动能定理求解小球A转过的最大角度．解答：解：（1）轻杆转过90°的过程中，由动能定理：qEL+（﹣mgL）=﹣0，又E=2，得qE=2mg解出v=（2）轻杆转动过程中，合力矩为零时，小球A的速度最大即mgLsinα=qELcosα得到tanα=2，解出α=arctan2=63.43°

（3）设小球A的速度减为零时轻杆与水平方向的夹角为β，动能定理：qELcosβ+=0﹣0

得到2cosβ=1+sinβ，解出sinβ=0.6（舍去sinβ=﹣1），β=37°

因此，小球A转过的最大角度为90°+37°=127°答：（1）轻杆转过90°时，小球A的速度为．（2）轻杆转过63.43°的角度时小球A的速度最大．（3）小球A转过的最大角度为127°．点评：本题考查了动能定理、力矩等知识，综合性较强，关键要理解力矩的物理意义，抓住住小球速度最大时合力矩这个临界条件，对学生的能力