2021年河北省张家口市第十六中学高三物理下学期期末试题含解析

2021年河北省张家口市第十六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.下图所示的各图象能正确反映自由落体运动过程的是参考答案：C2.如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有三个灯泡L1、L2和L3，输电线的等效电阻为R，原线圈接有一个理想的电流表，开始时，开关S接通，当S断开时，以下说法中不正确的是（）A．原线圈两端P、Q间的输入电压减小B．原线圈中电流表示数增大C．等效电阻R上消耗的功率变大D．灯泡L1和L2变亮参考答案：ABC3.（单选）从地面上以初速度v0竖直上抛一质量为m的小球，若运动过程中受到的空气阻力与其速率成正比，球运动的速率随时间变化的规律如图所示，t1时刻到达最高点，再落回地面，落地速率为v1，且落地前小球已经做匀速运动，则整个在过程中，下列说法中错误的是

（

）A.小球被抛出时的加速度值最大，到达最高点的加速度值最小B.小球的加速度在上升过程中逐渐减小，在下降过程中也逐渐减小C.小球抛出瞬间的加速度大小为（1+v0/v1）gD.小球下降过程中的平均速度大于v1/2参考答案：A解析：A、小球抛出时重力向下，阻力向下，此时速率最大故阻力最大，可知合力在抛出时最大，可知此时加速度最大，而加速度最小值为零，出现在匀速运动至落地前，故A错误；B、由小球受到的空气阻力与速率成正比，由可知在上升过程中空气阻力减小，又重力向下，故上升阶段合力减小，故加速度减小．下降过程中速率增大，空气阻力增大，方向向上，而重力向下，故合力逐渐减小，加速度逐渐减小，故B正确；C、由图可知，速度为v1时球匀速，说明重力等于阻力，故有：kv1=mg，得：k=，故抛出瞬间的空气阻力为：f0=kv0=，故抛出瞬间的加速度为：a=，故C正确

CD、上升过程若是匀减速直线运动，其平均速度为，而从图中可以看出其面积小于匀减速直线运动的面积，即图中的位移小于做匀减速的位移，而平均速度等于位移比时间，故其平均速度小于匀减速的平均速度，即小于，故D正确;本题选错误的，故选：A

4.如图所示，P是水平面上的圆弧凹槽。从高台边B点以某速度v0水平飞出的小球，恰能从固定在某位置的凹槽的圆弧轨道的左端A点沿圆弧切线方向进入轨道。O是圆弧的圆心，θ1是OA与竖直方向的夹角，θ2是BA与竖直方向的夹角，则(

)A．=2

B．tanθ1tanθ2=2C．=2

D．=2参考答案：B5.（单选）如图所示，两个内壁光滑、半径不同的半球形碗放在不同高度的水平面上，使两碗口处于同一水平面，现将质量相同的两个小球a、b（小球半径远小于碗的半径），分别从两个碗的边缘处由静止释放，则下列判断正确的是A．过碗底时，两球对碗底的压力相等 B．过碗底时，两球的动能相等C．过碗底时，球a的加速度大于球b的D．球a的机械能始终大于球b的机械能参考答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图为用拉力传感器和速度传感器探究“加速度与物体受力的关系”实验装置。用拉力传感器记录小车受到拉力的大小，在长木板上相距L=48.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器，分别记录小车到达A、B时的速率。

(1)实验主要步骤如下：①将拉力传感器固定在小车上；②调整长木板的倾斜角度，以平衡小车受到的摩擦力，让小车在不受拉力作用时能在木板上做

运动；③把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；④接通电源后自C点释放小车，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力F的大小及小车分别到达A、B时的速率vA、vB；⑤改变所挂钩码的数量，重复④的操作。(2)下表中记录了实验测得的几组数据，是两个速度传感器记录速率的平方差，则加速度的表达式a=

，请将表中第3次的实验数据填写完整（结果保留三位有效数字）；

次数F（N）（m2/s2）a（m/s2）10.600.770.8021.04]1.611.6831.422.34

42.003.483.6352.624.654.8463.005.495.72

3)由表中数据在坐标纸上描点并作出a～F关系图线；

(4)对比实验结果与理论计算得到的关系图线(图中已画出理论图线)，造成上述偏差的原因是

。参考答案：．⑴匀速直线(2分)

⑵(2分),

2.44(2分)

⑶如图(2分)（不描点扣1分）⑷没有完全平衡摩擦力(2分)7.)若将该密闭气体视为理想气体，气球逐渐膨胀起来的过程中，气体对外做了

0.6J的功，同时吸收了0.9J的热量，则该气体内能变化了

J；若气球在膨胀过程中迅速脱离瓶颈，则该气球内气体的温度

(填“升高”或“降低”)。参考答案：0.3

降低8.改变物体内能有两种方式，远古时代“钻木取火”是通过____________方式改变物体的内能，把___________转变成内能。参考答案：做功

机械能9.某同学在做“研究匀变速直线运动”实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s，其中S1=7.05cm、S2=7.68cm、S3=8.33cm、S4=8.95cm、S5=9.61cm、S6=10.26cm，则A点处瞬时速度的大小是_______m/s，小车运动的加速度计算表达式为________________，加速度的大小是_______m/s2（计算结果保留两位有效数字）。参考答案：0.86

0.6410.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，：111.在研究平抛物体运动实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长L=1.25cm.若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度的计算式为V0＝______________(用L、g表示),其值是____________.(取g=9.8米/秒2)

参考答案：

0.70m/s设相邻两点间的时间间隔为T

竖直方向：2L-L=gT2，得到T=，水平方向：v0==代入数据解得v0=0.70m/s

.12.如图所示，匀强磁场竖直向上穿过水平放置的金属框架，框架宽L，足够长且电阻不计，右端接有电阻R。磁场的磁感强度为B。一根质量为m，电阻不计的金属棒以v0的初速沿框架向左运动。棒与框架间的动摩擦因数为μ。测得棒在整个运动过程中，通过电阻的电量为q，则棒能运动的距离为______________，电阻R上消耗的电能为______________。

参考答案：，

13.一个做匀加速直线运动的物体，它在开始时连续两个4s的时间内分别通过的位移为24m和64m，则这个物体的加速度为

m/s2，中间时刻的瞬时速度为

m/s。参考答案：2.5

11三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.在“探究傲功与速度变化的关系”的实验中，某小组同学组装了如图所示装置，PQ为一块倾斜放置的木板，将带有遮光片的小车从斜露上不同位置由静止释放，在斜面底端Q处固定有一个光电门，测出小车从开始运动到经过光电门处的距离L及小车经过光电门处遮光片的挡光时间t，就能完成合外力做功与速度变化的关系探究。(1)某同学为了寻找合外力做功与速度变化的关系，测出了几组L与t的数值，在坐标纸上画出了图象如图所示。在实验中需要保持不变的是（_________）。A．小车的释放位置B．小车的质量C．导轨倾斜的角度D．光电门的位置(2)他为了更加直观的判断做功与速度变化的关系，在处理数据时，按照猜想他需要重新作图。下一步应该尝试做出____图象。(3)在此实验中，木板对小车的摩擦力的大小，会不会影响实验结论____？为什么？____________.参考答案：

(1).C

(2).

(3).不影响

(4).合外力包括摩擦力（1）小车经过光电门的速度是：（d为遮光片的宽度），由动能动能定理得：，联立可得：，由此可知实验中需要保持不变的是导轨倾斜的角度，故B正确，ACD错误。（2）由（1）可知尝试做出的图象更直观。（3）重力和摩擦力的总功W也与距离L成正比，因此不会影响探究的结果.15.（6分）探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，实验装置如图所示，实验主要过程如下：

（1）设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、……；

（2）分析打点计时器打出的纸带，求出小车的速度、、……；

（3）作出草图；

（4）分析图像。如果图像是一条直线，表明∝；如果不是直线，可考虑是否存在∝、∝、∝等关系。以下关于该试验的说法中有一项不正确，它是___________。A．本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、……。所采用的方法是选用同样的橡皮筋，并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致。当用1条橡皮筋进行是实验时，橡皮筋对小车做的功为W，用2条、3条、……橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、……实验时，橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W、……。B．小车运动中会受到阻力，补偿的方法，可以使木板适当倾斜。C．某同学在一次实验中，得到一条记录纸带。纸带上打出的点，两端密、中间疏。出现这种情况的原因，可能是没有使木板倾斜或倾角太小。D．根据记录纸带上打出的点，求小车获得的速度的方法，是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算。参考答案：D解析：本实验的目的是探究橡皮绳做的功与物体获得速度的关系。这个速度是指橡皮绳做功完毕时的速度，而不整个过程的平均速度，所以D选项是错误的。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图，C1D1E1F1和C2D2E2F2是距离为L的相同光滑导轨，C1D1和E1F1为两段四分之一圆弧，半径分别为r1=8r和r2=r。在水平矩形D1E1E2D2内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B。导体棒P、Q的长度均为L，质量均为m，电阻均为R，其余电阻不计，Q停在图中位置，现将P从轨道最高点无初速释放，则（1）求导体棒P进入磁场瞬间，回路中的电流的大小和方向（顺时针或逆时针）；（2）若P、Q不会在轨道上发生碰撞，棒Q到达E1E2瞬间，恰能脱离轨道飞出，求导体棒P离开轨道瞬间的速度；（3）若P、Q不会在轨道上发生碰撞，且两者到达E1E2瞬间，均能脱离轨道飞出，求回路中产生热量的范围。参考答案：（1）导体棒P下滑过程：，导体棒P到达D1D2瞬间：，方向逆时针（2）棒Q到达E1E2瞬间，恰能脱离轨道飞出，此时：，设导体棒P离开轨道瞬间的速度为，有得（3）①若棒Q到达E1E2瞬间，恰能脱离轨道飞出，设回路中产生的热量为，则，得②若导体棒Q与P能达到共速v，则，设回路中产生的热量为，则，得综上所述，回路中产生热量的范围。ks5u17.(12分)如图所示，带电量分别为4ｑ和－ｑ的小球A、B固定在水平放置的光滑绝缘细杆上，相距为ｄ，若杆上套一个带电小环C，带电体A、B和C均可视为点电荷。（1）求小环C的平衡位置；（2）若小环C带电量ｑ，将小环拉离平衡位置一小位移ｘ（｜ｘ｜《ｄ）后静止释放，试判断小环C能否回到平衡位置？（回答“能”或“不能”即可）（3）若小环C带电量为－ｑ，将小环拉离平衡位置一小位移ｘ（｜ｘ｜《ｄ》后静止释放，试证明小环将作简谐运动。（提示：当＜＜1时，则）参考答案：解析：(1)（4分）设C在AB连线的延长线上距离B为L处达到平衡，带电量为Q，据库仑定律

平衡条件

解得L=