陕西省西安市第十五中学2021年高三物理期末试题含解析

陕西省西安市第十五中学2021年高三物理期末试题含解析一、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1.一列简谐横波沿x轴正方向传播，波速为v=1m/s，已知波源在坐标原点处，它的振动图象如图（甲）所示，则图（乙）中能够正确表示t=4s时波形图是（

）参考答案：B2.如图10所示a、b、c、d分别是一个菱形的四个顶点，。现将三个等量的正电荷+Q分别固定在a、b、c三个顶点上，将一个电荷量为+q的点电荷依次放在菱形中心O点和另一个顶点d处，下列说法正确的是A．d点电场强度的方向由O指向dB．+q在d点所具有的电势能比在O点的大C．d点的电势低于O点的电势D．d点的电场强度大于O点的电场强度参考答案：

【知识点】电势能；电场强度；电势I1I2【答案解析】AC

解析：A、d点电场是由三个点电荷所产生的电场的叠加，根据对称性和平行四边形定则可知，d点电场强度的方向由o点指向d点，故A正确Ｂ、Ｃ，o、d间电场线方向由o点指向d，根据顺着电场线方向电势降低，o点电势高于d点电势，而正电荷在高电势处电势能较大，则+Q在d点所具有的电势能较小.故B错误，C正确.D、设菱形的边长为r，根据公式分析可知三个点电荷在d产生的场强大小相等，由电场叠加可知，d点场强大小为;o点的场强大小为=，可见，d点场强小于点场强.故D错误.【思路点拨】根据电场的叠加，分析d点电场强度的方向；o点电场强度等于b处+Q在o处产生的电场强度大小.顺着电场线方向电势降低，分析d点和o点电势关系.3.如图所示，是验证楞次定律实验的示意图，竖直放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流．各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况,其中正确的是(

)参考答案：CD4.如图所示，一半径为R的均匀带正电圆环水平放置，环心为O点，质量为m的带正电的小球从O点正上方h高的A点静止释放，并穿过带电环，关于小球从A到关于O的对称点A′过程加速度（a）、重力势能（EpG）、机械能（E）、电势能（Ep电）随位置变化的图象可能正确的是（取O点为坐标原点且重力势能为零，向下为正方向，无限远电势为零）（）参考答案：5.（单选）如图所示，将一绝缘导体A置于一带负电荷的小球近旁。当导体慢慢向小球移近时，关于导体AB下面说法中正确的是(

)A．两端电势不断降低，但A端总比B端低

B．B端面上场强逐渐增大，导体内场强不改变C．感应电荷在B端的场强总小于A端场强D．用金属线将A端接地时，将有正电荷不断渗入大地参考答案：考点：静电场中的导体；电场强度；电势专题：电场力与电势的性质专题分析：带负电电荷靠近金属导体时，由于静电感应，会使金属导体A带正电，导体B带负电，当两者间距减小时，根据静电感应的现象来分析即可．解答：当带电小球靠近金属导体时，由于静电感应，导体B端带有负电荷，A端带有正电荷，A、处于静电平衡的导体，电势处处相等，是一个等势体，当移近时，因沿着电场线方向，电势降低，则两端电势在降低，但两端电势仍是相等的，故A错误；B、当导体慢慢向小球移近时，由于静电感应的作用，金属导体A端带的正电荷增多，导体B端带的负电荷也增多，即导体表面的电场强度增强，而内部电场强度仍为零，即感应电荷产生的电场强度与负点电荷在该处产生的电场强度大小相等，方向相反．但由于负电荷在A处产生电场强度大于B处的电场强度，因此感应电荷在B端的场强总小于A端场强，故BC正确；D、用金属线将A端接地时，将有B端的负电荷不断传向大地，所以D错误；故选：BC．点评：本题是对静电感应现象的考查，根本的原因就是电荷之间的基本性质，即同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.(4分)如图所示，质量为8kg的物体，以100J的初动能从斜面底端的A点沿斜面向上作匀减速直线运动，在上升过程中经过B点时，动能减少了80J，机械能减少了32J，已知A、B间的距离s=2m，则物体受到的滑动摩擦力大小为

N，沿斜面向上运动的总时间为

s。

参考答案：答案：16，17.利用如图所示的电路可以测定电压表的内阻，其中滑动变阻器R很小。不改变滑动变阻器R滑动触头位置，当电阻箱R0的阻值为10kΩ时，电压表正好满偏；当电阻箱R0的阻值为30kΩ时，电压表正好半偏。则电压表的内阻RV=

kΩ．参考答案：

答案：10

8.如图所示，长L的轻直杆两端分别固定小球A和B，A、B都可以看作质点，它们的质量分别为2m和m。A球靠在光滑的竖直墙面上，B球放置在光滑水平地面上，杆与竖直墙面的夹角为37o。现将AB球由静止释放，A、B滑至杆与竖直墙面的夹角为53o时，vA：vB＝____________，A球运动的速度大小为____________。

参考答案：4：3，（或0.559）9.一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图象如图所示。则：_____弹簧的原长更长，_____弹簧的劲度系数更大。（填“a”或“b”）参考答案：b

a

10.如图1，电源电动势E＝6V，内阻r＝2Ω，电键S闭合后，将滑动变阻器的滑片从A端移动到B端，该过程中定值电阻R1、R2消耗的功率与通过该电阻的电流的关系如图2所示。由图可知，滑动变阻器的阻值最大范围为_____Ω，R1的最大功率为______W。参考答案：6，411.一物体在水平面上运动，以它运动的起点作为坐标原点，表中记录了物体在x轴、y轴方向的速度变化的情况。物体的质量为m＝4kg，由表格中提供的数据可知物体所受合外力的大小为__________N，该物体所做运动的性质为__________。参考答案：

答案：4（14.4)

匀加速曲线12.竖直上抛运动，可看成是竖直向上的

和一个竖直向下

的运动的合运动参考答案：匀速直线运动，自由落体运动13.某同学用如图甲所示的装置做“物体质量一定时，探究加速度与物体受力的关系”

实验。

①用游标卡尺测出正方体垫木a的边长l，如图乙所示，则l=____cm；②首先不挂钩码，前后反复移动垫木，使打点计时器打出的纸带上的点___________时，摩擦力就平衡好了。然后细绳绕过滑轮挂上钩码，打出纸带，求出相应的加速度。改变钩码数量，重做几次。最后探究加速度与物体受拉力（钩码重力）的关系。③实验中钩码重力大于绳子拉力，钩码重力越大，误差越大。请你在不增减实验器材的条件下提出一个方法克服上述不足。你的方法是___________________________________________。参考答案：①（2分）②疏密间隔相同（2分）③选钩码和小车作一整体为研究对象，使增加（或减少）的悬挂钩码取自（或放入）小车上，保证改变拉力时，研究对象质量不变三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.直角三角形的玻璃砖ABC放置于真空中，∠B＝30°，CA的延长线上S点有一点光源，发出的一条光线由D点射入玻璃砖，如图所示．光线经玻璃砖折射后垂直BC边射出，且此光束经过SD用时和在玻璃砖内的传播时间相等．已知光在真空中的传播速度为c，，∠ASD＝15°.求：①玻璃砖的折射率；②S、D两点间的距离．参考答案：(1)

(2)d试题分析：①由几何关系可知入射角i=45°，折射角r=30°可得②在玻璃砖中光速光束经过SD和玻璃砖内的传播时间相等有可得

SD=d考点：光的折射定律。15.如图所示，一弹丸从离地高度H=1.95m

的A点以=8.0m/s的初速度水平射出，恰以

平行于斜面的速度射入静止在固定斜面顶端C处

的一木块中，并立即与术块具有相同的速度（此速度大小为弹丸进入术块前一瞬间速度的）共同运动，在斜面下端有一垂直于斜面的挡板，术块与它相碰没有机械能损失，碰后恰能返同C点．已知斜面顶端C处离地高h=0.05m，求：(1)A点和C点间的水平距离？(2)木块与斜面间的动摩擦因数?(3)木块从被弹丸击中到再次回到到C点的时间t?参考答案：四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（14分）如图所示，空间存在着一个范围足够大的竖直向下的匀强磁场区域，磁场的磁感强度大小为B=0.6T．边长为L=0.5m的正方形金属框abcd（以下简称方框）被固定在光滑的绝缘水平面上，其外侧套着一个质量为m=0.4kg、与方框边长相同的U型金属框架MNPQ（以下简称U型框)，U型框与方框之间接触良好且无摩擦．NP、bc、ad三边的电阻均为r=0.2Ω，其余部分电阻不计．U型框从图示位置开始以初速度v0=1.2m/s向右以a=-1.5m/s2作匀变速运动．问：

（1）开始时流过U型框的电流大小和方向如何？（2）开始时方框上ad边的热功率多大？

（3）当U型框NP边与方框bc边间的距离为0.29m时作用在U型框上的外力大小和方向如何？

参考答案：解析：（1）开始时V=0.36V

(1分)

回路总电阻

(1分)

回路总电流

A=1.2A

(1分)

此即流过U型框的电流，方向Q→P→N→M。 (1分)

(2)流过ad的电流大小0.6A

(1分)

所以ad边的热功率为．W=0.072W

(2分)

(3)设U型框运动到位移x时速度为vt，则

此时感应电动势

(1分)

感应电流

经过此位置时的安培力大小：

(1分)

由于U型框作匀变速运动，当它向右经过此位置时，有

得0.33N0.87N

向左17.)质量为M=2.5kg的一只长方体形状的铁箱在水平拉力F作用下沿水平面向右匀加速运动，铁箱与水平面间的动摩擦因数为=0.50。这时铁箱内一个质量为m=0.5kg的木块恰好能静止在后壁上(如图所示)，木块与铁箱内壁间的动摩擦因数为=0.25。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m／s2。求：(1)木块对铁箱的压力；(2)水平拉力F的大小；(3)使拉力F减小到120N，经过一段时间，木块落至箱底后且不反弹，之后某时刻当箱的速度为v=6m/s时撤去拉力，再经1s时间木块从铁箱左侧到达右侧，则铁箱长度是多少？参考答案：18.用同种材料制成的质量均为M=1kg的形状不同的滑块n个静止在光滑水平面上，编号依次为1、2、3…．质量为m=0.1kg的子弹（视为质点）以水平初速度v0=200m/s依次击穿这些滑块后最终保留在第n个滑块中．要求子弹穿过每个滑块的时间都相等，子弹在两滑块间匀速运动的时间也相等且等于子弹穿过一块滑块的时间，这必然导致每个滑块长度不同，滑块间的间距也不同．子弹穿过滑块时受到的水平阻力f=150N并保持恒定．测得子弹穿过编号为1的滑块后滑块的速度变为v=1.5m/s．不考虑子弹在竖直方向上的受力和运动．（滑块不翻转，不计空气阻力）（1）求n（2）用计算说明子弹刚穿过第N（N＜n）块滑块时，第N﹣1块滑块没有追上第N块滑块（3）易知第n块滑块与子弹相对静止后，第n﹣1块滑块会追上第n块滑块，然后发生碰撞，已知滑块间的碰撞为弹性碰撞，求滑块间碰撞的总次数（用字母A表示）．要求有必要的计算过程和文字说明．参考答案：【考点】：动量守恒定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．【专题】：动量定理应用专题．【分析】：分析子弹击穿第一块滑块的过程，运用动量守恒定律求解．第N块刚被击穿时是否被N﹣1块追上，取决于二者静止时的间距dN﹣1是否小于子弹刚接触N﹣1到刚击穿N的过程N﹣1比N多走的位移，分析子弹的运动过程，运用运动学公式求解比较．子弹打穿前13块后，1到13各块的速度均为v，根据系统动量守恒定律和机械能守恒列车等式求解．：解：（1）子弹击穿第一块滑块的过程，规定向右为正方向，根据动量守恒定律得mv0=mv1+Mv得v1=185m/s由于子弹穿过每个滑块的时间相等、受到的阻力也相等，所以速度的减少量相等△v=v0﹣v1=15m/sn=v0/△v=40/3，取n=14（2）第N块刚被击穿时是否被N﹣1块追上，取决于二者静止时的间距dN﹣1是否小于子弹刚接触N﹣1到刚击穿N的过程N﹣1比N多走的位移．子弹穿过一块滑块的时间或在两滑块间匀速运动的时间t==0.01s子弹击穿第N﹣1块的过程中第N﹣1块的位移：SN﹣1=t=0.075m子弹击穿N﹣1后匀速飞行的位移S′N﹣1=[v0﹣（N﹣1）△v]t=2﹣0.15（N﹣1）m静止时N﹣1与N的距离dN﹣1=SN﹣1+S′N﹣1=2.075﹣0.15（N﹣1）m当N=13时，dN﹣1取最小值是0.275m．从子弹刚接触N﹣1到刚击穿N的过程N﹣1比N多走的位移，如图：△S=vt=0.015m，（dN﹣1）min＞△S，所以没有追上．（3）子弹打穿前13块后，1到13各块的速度均为v，子弹与第14块相对静止时共同速度为v共＜v，13将追上14发生碰撞，对碰撞有Mv+（M+m）v共=Mv′+（M+m）v′共Mv2+（M+m）=Mv′2+（M+m）

得v′=v共﹣①v′共=v﹣②因v′＜v所以12会追上13发生碰撞并交换速度，然后11与12、10与11…1与2碰撞并交换速度，这一轮碰撞会发生13次．这一轮碰撞完时，1的速度为v′，2到13的速度为v，14的速度为v′共．由②知v′共＜v所以13会再次