2021年江西省九江市都昌新妙湖高级中学高三物理上学期期末试题含解析

2021年江西省九江市都昌新妙湖高级中学高三物理上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.如图所示的圆形区域内，有垂直于纸面方向的匀强磁场，一束质量和电荷量都相同的带电粒子，以不同的速率沿着相同的方向对准圆心O射入匀强磁场，又都从该磁场中射出，这些粒子在磁场中的运动时间有的较长，有的较短，若带电粒子在磁场中只受磁场力的作用，则在磁场中运动时间越长的带电粒子A.速率一定越小B.半径一定越大C.在磁场中通过的路程越长D.在磁场中的周期一定越大参考答案：A试题分析：粒子运动轨迹如图所示；根据周期公式得：由于带电粒子们的B、q、m均相同，所以T相同，根据可知，在磁场中运动时间越长的带电粒子，圆心角越大，半径越小，由，知速率一定越小，A正确，BD错误；通过的路程即圆弧的长度，与半径r和圆心角有关，故C错误．考点：考查了带电粒子在匀强磁场中的运动【名师点睛】带电粒子在磁场、质量及电量相同情况下，运动的半径与速率成正比，从而根据运动圆弧来确定速率的大小；运动的周期均相同的情况下，可根据圆弧的对应圆心角来确定运动的时间的长短2.如图甲所示，物体沿斜面由静止开始下滑，在水平面上滑行一段距离后停止，物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同，斜面与水平面平滑连接，图乙中、、、、、Ek分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小、路程、时间和动能。.图乙中可能正确的是参考答案：BCD解析：物体在斜面上受到的摩擦力为恒定值，在水平面上受到的摩擦力也为恒定值，物体在斜面上受到的摩擦力小于在水平面间受到的摩擦力，A错误；物体在斜面上做匀加速直线运动，在水平面做匀减速直线运动，BC可能正确；由动能定理可知D正确。3.（单选）如图所示为一个弹簧振子做简谐振动的图象，以某时刻为计时零点（t=0），经过周期时，振子具有正方向最大加速度，则其振动图象是（）A．B．C．D．参考答案：考点：简谐运动的振动图象．专题：简谐运动专题．分析：回复力：F=﹣kx；牛顿第二定律公式：a=；得到加速度的一般表达式后，再进行讨论即可．解答：解：根据F=﹣kx和a=，有：a=﹣以某时刻为计时零点（t=0），经过周期时，振子具有正方向最大加速度，根据位移达到负向最大；A、在时刻的位移正向最大，不是负向最大，故A错误；B、在时刻的位移正向为零，不是负向最大，故B错误；C、在时刻的位移正向为零，不是负向最大，故C错误；D、在时刻的位移是负向最大，故D正确；故选：D．点评：本题关键是根据回复力公式和加速度公式得到加速度与位移关系式，然后逐项讨论．4.以下说法符合物理史实的是（）A．牛顿发现了万有引力定律，并且用扭秤装置测出了引力常量B．卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型C．奥斯特为了解释磁体产生的磁场提出了分子电流假说D．贝克勒尔通过实验发现了中子，汤姆孙通过实验发现了质子参考答案：B【考点】物理学史．【分析】根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．【解答】解：A、牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许通过实验测出了引力常量，故A错误；B、卢瑟福在用a粒子轰击金箔的实验中发现了质子，提出原子核式结构学说，故B正确；C、安培为了解释磁体产生的磁场提出了分子电流假说，故C错误；D、贝克勒尔通过实验发现了中子，汤姆孙通过实验发现了电子，卢瑟福通过实验发现了质子，故D错误；故选：B5.如图所示，固定位置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一质量为m（质量分布均匀）的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为μ。现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离L时，速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直）。设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度大小为g。则此过程中（

）A.杆的速度最大值为B.流过电阻R的电量为C.恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量D.恒力F做的功与安倍力做的功之和小于杆动能的变化量参考答案：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（4分）一带电量为q的小圆环A，可沿着长为2的光滑绝缘固定的细杆在竖直方向运动，小圆环直径远小于。杆的下端固定一质量为m、带电量为q的小球B。平衡时，小圆环A恰好悬于细杆的正中间，如图所示。这时杆对B小球的拉力为___________；若取B小球位置重力势能为零，当设法使B小球所带的电瞬间消失，则此后经过时间_____________A小环的动能恰等于其重力势能。（一切阻力均不计，静电力恒量用k表示）。参考答案：；7.如图，滑块从h＝0.2m高处的a点经光滑圆弧轨道ab，滑入水平轨道bc，最终恰好停在c点，如果滑块在bc匀减速运动的时间为t＝3s。则滑块经过b点的速度大小为______m/s，bc间距离为_______m。参考答案：

(1).2

(2).3由a到b由机械能守恒定律：解得：bc间的距离：8.某兴趣小组的同学为了测量某量程为3V电压表的内阻，设计了如图甲所示的电路。实验器材如下：

A.待测电压表V(量程3V，内阻约为几k)B.滑动变阻器(阻值范围0-10)C.电阻箱R1(阻值范围0-9999)D.直流电源，电动势6V，内阻不计E.开关一个，导线若干(1)实验电路巳进行了部分连接，请按电路图在乙图中将其补充完整______。(2)闭合开关S前，最好将滑动变阻器的滑动头P移到_____端(填“a”或“b”)。(3)将电阻箱的电阻调到1000Ω,闭合开关S，调节滑动变阻器，使电压表的示数为3V。保持电路的其它部分不变，只调节电阻箱的电阻，使电压表示数变为1V时，电阻箱示数为7680Ω，电压表的内阻为____。参考答案：

(1).

(2).a

(3).2340【详解】（1）电路连线如图：；（2）闭合开关S前，为使测量部分起始电压较小，最好将滑动变阻器的滑动头P移到a端。（3）滑动变阻器阻值远小于电压表内阻，调节电阻箱时，电压表和电阻箱两端的电压不变，设为U；则将电阻箱的电阻调到1000Ω，闭合开关S，调节滑动变阻器，使电压表的示数为3V，则；调节电阻箱的电阻，使电压表示数变为1V时，电阻箱示数为7680Ω，则；联立解得：RV=2340Ω.9.小球每隔0.2s从同一高度抛出，做初速为6m/s的竖直上抛运动，设它们在空中不相碰，第1个小球在抛出点以上能遇到的小球个数为

。（g取10m/s2）参考答案：510.如图为悬挂街灯的支架示意图，横梁BE质量为6kg，重心在其中点。直角杆ADC重力不计，两端用铰链连接。已知BE＝3m，BC＝2m，∠ACB＝30°，横梁E处悬挂灯的质量为2kg，则直角杆对横梁的力矩为

N·m，直角杆对横梁的作用力大小为_______N。参考答案：150，150

11.用原子核的人工转变方法可以将两个氘核聚变成一个氚核，其核反应方程是__________________________，在1kg氘核中含有的原子核的个数为____________．（阿伏加德罗常数为6.02×1023）

参考答案：

答案：

3.01×1026个12.打点计时器是一种使用_____（填“交”或“直”）流电源的计时仪器。如图所示是打点计时器测定匀加速直线运动的加速度时得到的一条纸带，测出AB=1.2cm，AC=3.6cm，AD=7.2cm，计数点A、B、C、D中，每相邻的两个计数点之间有四个小点未画出，则运动物体的加速度a=__________m/s2，打B点时运动物体的速度vB=__________m/s。参考答案：13.（4分）一个1.2kg的物体具有的重力势能为72J，那么该物体离开地面的高度为_____m。一个质量是5kg的铜球，以从离地面15m高处自由下落1s末，它的重力势能变为_____J。(g取10m/s2)(以地面为零重力势能平面)参考答案：

6m

500J三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.在“验证力的平行四边形定则”实验中，将橡皮筋的一端D固定在竖直放置的木板上，另一端系上两根细绳OA、OB，O为两细绳与橡皮筋的结点，细绳OA跨过钉在木板上的光滑的钉子C，下端挂重力已知的钩码，细绳OB用一个弹簧秤钩住，如图所示，可以通过改变钩码的个数和弹簧秤的拉力调整橡皮筋与两细绳的结点O的位置。①某同学认为在此过程中必须注意以下几项，其中正确的是(

)(多项选择）Ａ、两细绳的夹角必须成90°，以便于算出两细绳的合力Ｂ、橡皮筋应与两绳夹角的平分线在同一直线上Ｃ、在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行Ｄ、只用弹簧秤通过细绳拉橡皮筋时结点O达到的位置应与钩码、弹簧秤同时拉时相同②图中OC与橡皮筋延长线的夹角为α，细绳OB与橡皮筋延长线的夹角为β，且α+β＞90°，下列操作正确的是（

）(多项选择）A、增加钩码个数后，为使结点位置不变，应减小β，同时减小弹簧秤的拉力B、增加钩码个数后，为使结点位置不变，应增大β，同时增大弹簧秤的拉力C、保持钩码个数不变，将钉子向左移动一些，为使结点位置不变，应增大β，同时增大弹簧秤的拉力D、保持钩码个数不变，将钉子向左移动一些，为使结点位置不变，应减小β，同时增大弹簧秤的拉力参考答案：①

CD

②

BD

15.甲、乙都是使用电磁打点计器验证机械能守恒定律的实验装置图.①

较好的装置是_______(填“甲”或“乙”).②打点汁时器必须接_______（填“髙压”或“低压”）交流电源.③丙图是采用较好的装置进行实验的，打点清晰，无漏点，如果发现第1、2两点之间的距离大约为4mm,这是因为实验时

；如果出现这种情况，则打第6点时重物的重力势能与动能的关系为_

_（选填序号）：A.

B.

C.

参考答案：(1)甲（2分）

②低压（2分）

③__先释放纸带后接通电源（2分）,_C__（2分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，匀强磁场的磁感应强度方向竖直向上，大小为B0．用电阻率为ρ、横截面积为S的导线做成的边长为l的正方形线框水平放置，OO′为过ad、bc两边中点的直线，线框全部位于磁场中．现将线框右半部分固定不动，而将线框左半部分以OO′为轴向上转动60°，如图中虚线所示．（1）求转动过程中通过导线横截面的电荷量；（2）若线框左半部分以角速度ω绕OO′向上转动90°，求此过程中线框中产生的焦耳热；（3）若线框左半部分在转动60°后固定不动，此时磁感应强度随时间按变化(k为常量)，求出磁场对线框边的作用力大小随时间变化的关系式．参考答案：(1)线框在转动过程中产生的平均感应电动势

(2分)在线框中产生的平均感应电流

(1分)

(1分)转动过程中通过导线某横截面的电荷量

联立解得：

(1分)(2)

(1分)在转过90°过程中产生的是正弦式交流电，电动势有效值

(2分)在转过90°过程中产生的焦耳热

(2分)(3)若转动后磁感应强度随时间按B=B0+kt变化，在线框中产生的感应电动势大小

(2分)在线框中产生的感应电流

(2分)线框ab边所受安培力的大小为联立⑥⑦⑧解得：

17.参考答案：18.在竖直平面内，以虚线为界分布着如图所示的匀强电场和足够大的匀强磁场，各区域磁场的磁感应强度大小均为B，匀强电场方向竖直向下，大小为E=；倾斜虚线与x轴之间的夹角为60o，一带正电的C粒子从O点以速度v0与y轴成30o角射入左侧磁场，粒子经过倾斜虚线后进入匀强电场，恰好从图中A点射入右侧x轴下方磁场。已知带正电粒子的电荷量为q，质量为m(粒子重力忽略不计)。试求：

(1)带电粒子通过倾斜虚线时的位置坐标；

(2)粒子到达A点时速度的大小和方向以及匀强电场的宽度L；

(3)若在C粒子从O点出发的同时，一不带电的D粒子从A点以速度v沿x轴正方向匀速运动，最终两粒子相碰，求D粒子速度v的可能值。参考答案：见解析（1）

解得……（1分）……………（1分）……………（1分）位置坐标为：(，)……………（1分）（2）由几何关系可知粒子垂直电场线进入匀强电场做类平抛运动…………（1分）

（1分）粒子到达A点的速度大小……………（