河北省邯郸市元固乡中学2021年高三物理下学期期末试题含解析

河北省邯郸市元固乡中学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.（单选）如图，一个带电粒子从粒子源飘入(初速度很小，可忽略不计)电压为U1的加速电场，经加速后从小孔S沿平行金属板A、B的中心线射入．A、B板长为L，相距为d，电压为U2.则带电粒子能从A、B板间飞出应该满足的条件(

)．A.<

B.<C.<

D.<参考答案：C。带电粒子在电场中被加速，则有

（1）带电粒子在偏转电场中做类平抛运动，可看成匀速直线运动与匀加速直线运动的两分运动．

匀速直线运动：由运动学公式得

L=vt

（2）

匀加速直线运动：设位移为x，则有

（3）要使带电粒子能飞出电场，则有

（4）由（1）-（4）可得：。C正确其它答案错误，故选：C．2.CD、EF是两条水平放置的阻值可忽略的平行光滑金属导轨，导轨间距为L，在水平导轨的左侧垂直磁感应强度方向垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场区域的长度为d，如图所示．导轨的右端接有一电阻R，左端与一弯曲的光滑轨道平滑连接．将一阻值也为R的导体棒从弯曲轨道上h高处由静止释放，导体棒最终恰好停在磁场的右边界处．已知导体棒与水平导轨接触良好，则下列说法中正确的是（）A．电阻R的最大电流为B．流过电阻R的电荷量为C．导体棒从进入磁场运动一半时间时速度大小为D．电阻R中产生的焦耳热为参考答案：D【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律．【分析】金属棒在弯曲轨道下滑时，只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律或动能定理可以求出金属棒到达水平面时的速度，由E=BLv求出感应电动势，然后求出感应电流；由q=可以求出流过电阻R的电荷量；克服安培力做功转化为焦耳热，由动能定理（或能量守恒定律）可以求出克服安培力做功，得到导体棒产生的焦耳热．【解答】解：A、金属棒下滑过程中，由机械能守恒定律得：mgh=mv2，金属棒到达水平面时的速度v=，金属棒到达水平面后进入磁场受到向左的安培力做减速运动，则导体棒刚到达水平面时的速度最大，所以最大感应电动势为E=BLv，最大的感应电流为I==，故A错误；B、流过电阻R的电荷量q==，故B错误；C、导体棒进入磁场运动过程中，速度逐渐减小，故切割电动势减小，感应电流减小，安培力减小，加速度减小，故前一半时间速度减小量大于后一半时间速度减小量，故中间时刻的速度大于，故C错误；D、金属棒在整个运动过程中，由动能定理得：mgh﹣WB=0﹣0，则克服安培力做功：WB=mgh，所以整个电路中产生的焦耳热为：Q=WB=mgh，克服安培力做功转化为焦耳热，电阻与导体棒电阻相等，通过它们的电流相等，则金属棒产生的焦耳热：QR=Q=mgh，故D正确；故选：D3.（单选）一物体从某一高度自由下落，落在直立于地面的轻弹簧上，如图所示，在A点，物体开始与弹簧接触，到B点时，物体速度为零，然后被弹回．下列说法中正确的是（）A．物体从A下降到B的过程中，动能不断变小，重力势能不断增大B．物体从B上升到A的过程中，动能不断变小，重力势能不断增大C．物体从A下降到B以及从B上升到A的过程中，速率都是先增大，后减小；从A到B重力势减小D．物体在B点时所受合力为0，弹性势能最大参考答案：考点：功能关系；动能和势能的相互转化．分析：动能的大小与物体的速度有关，通过分析物体的受力情况，判断其速度的变化情况，就可以知道动能的变化情况．重力势能和弹性势能的变化可根据重力和弹力做功情况进行判断．解答：解：A、物体从A点到B点的运动过程：物体受到向下的重力和弹簧向上的弹力，弹力先小于重力，合力向下，物体加速，之后弹力大于重力，合力向上，物体开始减速，直至减为零．当弹力和重力相等时，物体的速度达到最大，所以物体的速度先增大后减小，则动能先增大后减小．重力一直做正功，重力势能不断减小．故A错误．B、物体从B到A的过程中，弹力先大于重力，合力方向向上，物体加速上升，当弹簧的弹力和物体的重力相等物体的速度达到最大，之后弹力小于重力，物体开始减速．可知动能先增大后减小．重力势能随着物体高度的增大而不断增大．故B错误．C、由上分析可知物体从A下降到B以及从B上升到A的过程中，速率都是先增大，后减小；从A到B重力势减小，故C正确．D、由上分析可知物体在AB之间某个位置，重力与弹力相平衡，物体在B点时动能为零，但弹力大于重力，弹性势能最大．故D错误；故选：C．点评：本题关键要正确分析小球的受力情况，判断其运动情况，要抓住弹力的可变性，不能认为物体一接触弹簧就开始减速．4.（多选）下列说法正确的是

。A．空调机既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性B．当分子间距离减小时，分子势能不一定减小C．一定量气体膨胀对外做功20J，同时向外界放出20J的热量，则它的内能不变D．不是所有晶体都具有各向异性的特点E．小昆虫水黾可以站在水面上是由于液体表面张力的缘故参考答案：BDE热传递的方向性指的是自发的，热量不能自发的从低温传给高温，故A错误；分子间距离减小时，若分子力为引力，则做正功分子势能减小，分子力若为斥力，则分子力做负功分子势能增大，故B正确；根据符号法则知：一定量气体膨胀对外做功20J，功为负值，向外界吸收20J的热量，热量为负值，根据热力学第一定律知：，故内能减小40J，故C错误；单晶体具有各向异性的特点，例如云母，多晶体的物理性质确是各向同性，故D正确；由于液体表面张力，小昆虫可以站立水面，故E正确。5.如图所示，用绝缘细线拴一个带负电的小球，让它在竖直向下的匀强电场中绕O点做竖直平面内的圆周运动，、两点分别是圆周的最高点和最低点，则（

）A．小球经过点时，线中的张力最小B．小球经过点时，电势能最小C．小球经过点时，电势能最小D．小球经过点时，机械能最小参考答案：CD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.为“验证牛顿第二定律”，某同学设计了如下实验方案：A．实验装置如图甲所示，一端系在滑块上的轻质细绳通过转轴光滑的轻质滑轮，另一端挂一质量为m＝0.5kg的钩码，用垫块将长木板的有定滑轮的一端垫起．调整长木板的倾角，直至轻推滑块后，滑块沿长木板向下做匀速直线运动；B．保持长木板的倾角不变，取下细绳和钩码，接好纸带，接通打点计时器的电源，然后让滑块沿长木板滑下，打点计时器打下的纸带如图乙所示．请回答下列问题：(1)图乙中纸带的哪端与滑块相连_______________________________________________________________________．(2)图乙中相邻两个计数点之间还有4个打点未画出，打点计时器接频率为50Hz的交流电源，根据图乙求出滑块的加速度a＝________m/s2.(3)不计纸带与打点计时器间的阻力，滑块的质量M＝________kg.(g取9.8m/s2)参考答案：(1)取下细绳和钩码后，滑块加速下滑，随着速度的增加点间距离逐渐加大，故纸带的右端与滑块相连．(2)由Δx＝aT2，得a＝＝m/s2＝1.65m/s2.(3)匀速下滑时滑块所受合外力为零，撤去钩码滑块所受合外力等于mg，由mg＝Ma得M＝2.97kg.7.环境污染已非常严重，瓶装纯净水已经占领柜台．再严重下去，瓶装纯净空气也会上市．设瓶子的容积为500mL，空气的摩尔质量M＝29×10－3kg/mol.按标准状况计算，NA＝6.0×1023mol－1，试估算：①空气分子的平均质量是

kg

(保留两位有效数字)②一瓶纯净空气的质量是

kg(保留两位有效数字)③一瓶中约有

个气体分子？(保留两位有效数字)参考答案：8.一座高6m的水塔顶端渗水，每隔一定时间有一滴水滴落下，当第5滴离开水塔顶端时，第l滴水滴正好落到地面，则此时第3滴水滴距地面的高度为_________m。参考答案：4.5m9.超导磁悬浮列车（图甲）推进原理可以简化为图乙所示的模型：在水平面上相距为L的两根平行直导轨间有竖直方向等距离分布的匀强磁场B1和B2，且B1=B2=B，每个磁场的宽度都是l，相间排列。金属框abcd（悬浮在导轨上方）跨在两导轨间，其长和宽分别为L、l。当所有这些磁场都以速度v向右匀速运动时，金属框abcd在磁场力作用下将向________（填“左”或“右”）运动。若金属框电阻为R，运动中所受阻力恒为f，则金属框的最大速度为_________________参考答案：右

磁场向右匀速运动，金属框中产生的感应电流所受安培力向右，金属框向右加速运动，当金属框匀速运动时速度设为vm，感应电动势为E=2BL（v-vm），感应电流为，安培力为F=2BLI，安培力与阻力平衡，F=f，解得vm=10.在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，已画好玻璃砖的界面和后，不慎将玻璃砖向上平移了一些，放在如图所示的位置上，而实验中的其他操作均正确，则测得的折射率将（

）（填“偏大，偏小或不变”）。参考答案：不变11.（8分）一辆摩托车能达到的最大速度为30m/s，要想在3min内由静止起沿一条平直公路追上在前面1000m处以20m/s的速度匀速行驶的汽车，则摩托车至少以多大的加速度起动?甲同学的解法是：设摩托车恰好在3min时追上汽车，则at2=vt+s0，代入数据得：a=0.28m/s。乙同学的解法是：设摩托车追上汽车时，摩托车的速度恰好是30m/s，则=2as=2a（vt+s0），代入数据得：a=0.1m/s2。你认为甲、乙的解法正确吗?若错误请说明其理由，并写出正确的解题过程。参考答案：解析：

12.通电直导线A与圆形通电导线环B固定放置在同一水平面上，通有如图所示的电流时，通电直导线A受到水平向＿＿＿的安培力作用。当A、B中电流大小保持不变，但同时改变方向时，通电直导线A所受到的安培力方向水平向＿＿＿＿。参考答案：答案：右、右13.如图所示为“用DIS研究机械能守恒定律”的实验装置。该实验装置中传感器K的名称是____________传感器；由该实验得到的结论是：__________________________________________________________________________________。参考答案：光电门；在只有重力做功的情况下，物体的动能和重力势能相互转化，机械能总量保持不变。三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.“探究加速度与质量的关系”的实验中：（1）备有器材：A．长木板；B．电磁打点计时器、低压交流电源、纸带；C．细绳、小车、砝码；D．装有细沙的小桶；E．薄木板；F．毫米刻度尺；还缺少的一件器材是天平．（2）实验得到如图甲所示的一条纸带，相邻两个计数点的时间间隔为T；B、C两点的间距x2和D、E两点的间距x4已量出，利用这两段间距计算小车加速度的表达式为．（3）某同学根据实验数据画出的a图线如图乙所示，从图线可得沙和沙桶的总质量为0.02kg．（g取10m/s2）（4）另一位同学根据实验数据画出的a图象如图丙所示，则造成这一结果的原因是没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够．参考答案：考点：探究加速度与物体质量、物体受力的关系．专题：实验题．分析：（1）本题需测量小车的质量，所以还需要天平；（2）利用匀变速直线运动的推论，根据作差法求出加速度；（3）根据牛顿第二定律可知，a﹣图象的斜率等于砂和砂桶的总重力；（4）从上图中发现直线没过原点，当绳子上有拉力时小车的加速度还为0，则该同学实验操作中遗漏了平衡摩擦力这个步骤解答：解：（1）本题要测量小车的质量，则需要天平，所以还缺少的一件器材是天平；（2）根据逐差法得：解得：（3）根据牛顿第二定律可知，a=，则F即为a﹣图象的斜率，所以砂和砂桶的总重力m′g=F=解得：m′=（4）从上图中发现直线没过原点，当绳子上有拉力时小车的加速度还为0，则该同学实验操作中遗漏了平衡摩擦力这个步骤．所以原因是没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够．故答案为：天平，，0.02，没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够点评：了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，能够运用逐差法求解加速度，知道图象的含义，难度适中．15.在探究合力的方法时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳。实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条。（1）同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是

（填字母代号）两细绳必须等长

B、弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行C、用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数适当大一些D、拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些（2）当橡皮筋的活动端拉到O点时，两根细绳相互垂直,如图所示.这时弹簧测力计的读数可从图中读出，由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为____牛和____牛。（3）在本题的虚线方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力并利用所作图求出合力大小。参考答案：（1）BCD（2）4.00；2.50；（3）如图所示．解析：（1）A、具体实验中，两细绳长度不需要相同，故A错误；B、本实验是通过在白纸上作力的图示验证平行四边定则，为了减小实验误差，弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，否则，作出的是拉力在纸面上的分力，误差较大，故B正确；C、用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数适当大一些，故C正确；D、在记录力的方向时，同一细绳方向的两点要远些，作图时产生的角度误差会减小，故D正确．故选：BCD．

（2）由图可知，弹簧秤的最小分度为0.1N；则读得：F1=4.00N，F2=2.50