河南省平顶山市汝州平定山外国语学校2021年高三物理期末试题含解析

河南省平顶山市汝州平定山外国语学校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.如图甲所示，一矩形金属线圈abcd垂直匀强磁场并固定于磁场中，磁场是变化的，磁感应强度B随时间t的变化关系图象如图乙所示，则线圈的ab边所受安培力F随时间t变化的图象是图中的(规定向右为安培力F的正方向)（

）

A

B

C

D参考答案：A2.（单选）一小物块以某一初速度滑上水平足够长的固定木板，经一段时间t后停止。现将该木板改置成倾角为30°的斜面，让该小物块以相同大小的初速度沿木板上滑。则小物块上滑到最高位置所需时间t′与t之比为（设小物块与木板之间的动摩擦因数为μ）

参考答案：B。在水平面上有：。在斜面上有：。两式联立就可得到B答案。其它A、C、D错故选择B答案。3.劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图1所示。将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图2所示。干涉条纹有如下特点：⑴任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；⑵任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定。现若在图1装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹

（

）

A.变疏

B.变密

C.不变

D.消失参考答案：

答案：A4.一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1s时间内均匀地增大到原来的两倍，接着保持增大后的磁感应强度不变，在1s时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半，先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为（

）A．

B．1

C．2

D．4参考答案：B5.（单选）一个物体在多个力的作用下处于静止状态．如果仅使用其中的一个力大小逐渐减小到零，然后又从零逐渐恢复到原来的大小（此力的方向始终未变），在这过程中其余各力均不变，那么下列各图中，能正确描述该过程中物体速度变化情况的（）A．B．C．D．参考答案：考点：匀变速直线运动的图像；匀变速直线运动的速度与时间的关系．专题：运动学中的图像专题．分析：据题，物体在多个力的作用下处于静止状态，物体所受的合力为零，其中的一个力与其他各力的合力大小相等、方向相反．当保持这个力方向不变、大小逐渐减小到零，然后又从零逐渐恢复到原来的大小，分析物体的合力如何变化，确定物体的加速度如何变化，分析物体的运动情况，判断速度的变化情况，再选择图象．解答：解：依题，原来物体在多个力的作用下处于静止状态，物体所受的合力为零，使其中的一个力保持方向不变、大小逐渐减小到零，然后又从零逐渐恢复到原来的大小的过程中，物体的合力从开始逐渐增大，又逐渐减小恢复到零，物体的加速度先增大后减小，物体先做加速度增大的加速运动，后做加速度减小的加速度运动．根据速度图象的斜率等于加速度可知，速度图象的斜率先增大后减小，所以图象D正确．故选：D．点评：本题考查根据物体的受力情况来分析物体运动情况的能力，要用到共点力平衡条件的推论：物体在几个力作用下平衡时，其中一个力与其他各力的合力大小相等、方向相反．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.图为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分．图中背景方格的边长均为2.5厘米，如果取重力加速度g=10米/秒2，那么：（1）照片的闪光频率为

Hz．．（2）小球做平抛运动的初速度的大小为

m/s．参考答案：0.75．【考点】研究平抛物体的运动．【分析】正确应用平抛运动规律：水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体运动；解答本题的突破口是利用在竖直方向上连续相等时间内的位移差等于常数解出闪光周期，然后进一步根据匀变速直线运动的规律、推论求解．【解答】解：（1）在竖直方向上有：△h=gT2，其中△h=10cm，代入求得：T=0.1s，因此闪光频率为：故答案为：10．（2）小球水平方向做匀速直线运动，故有：x=v0t，其中x=3L=7.5cm所以v0=0.75m/s故答案为：0.75．7.用如图所示的装置，探究功与物体速度变化的关系．实验时，先适当垫高木板，然后由静止释放小车，小车在橡皮条弹力的作用下被弹出，沿木板滑行。小车滑行过程中带动通过打点计器的纸带，记录运动情况．观察发现纸带前面部分点迹疏密不匀，后面部分点迹比较均匀，回答下列问题：（1）适当垫高木板是为了

；（2）通过纸带求小车速度时，应使用纸带的

（填“全部”、“前面部分”或“后面部分”）；（3）若实验作了n次，所用橡皮条分别为1根、2根……n根，通过纸带求出小车的速度分别为v1、v2……vn，用W表示橡皮条对小车所做的功，作出的W—v2图线是一条过坐标原点的直线，这说明W与v2的关系是

。参考答案：(1)平衡摩擦力(2)后面部分

(3)W与v2成正比（1）用1条、2条、3条…同样的橡皮筋将小车拉到同一位置释放，橡皮筋拉力对小车所做的功依次为w、2w、3w…探究橡皮筋拉力对小车所做的功W与小车速度v的定量关系．将木板放有打点计时器的一端垫高，小车不连橡皮筋，尾部固定一纸带，轻推小车使小车沿木板向下运动，如果纸带上打出的点间距是均匀的，说明纸带的运动是匀速直线运动，小车重力沿斜面方向的分力刚好平衡了小车所受的摩擦力．

（2）橡皮筋拉力对小车所做的功全部完成后，打出来的点才能反映物体的速度．所以应使用纸带的后面部分．

（3）W-v2图线是一条过坐标原点的直线，根据数学知识可确定W与速度v的平方成正比．8.⑵如图，一定质量的理想气体由状态a沿abc变化到状态c，吸收了340J的热量，并对外做功120J。若该气体由状态a沿adc变化到状态c时，对外做功40J，则这一过程中气体

▲

（填“吸收”或“放出”）

▲

J热量。参考答案：吸收

260J9.在β衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出．中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测。1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中11H的核反应，间接地证实了中微子的存在．（1）中微子与水中的11H发生核反应，产生中子(01n)和正电子(＋10e)，即中微子＋11H―→01n＋＋10e

可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是________．（3分）(填写选项前的字母)A．0和0

B．0和1C．1和0

D．1和1（2）上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子(γ)，即

＋10e＋－10e―→2γ.

已知正电子和电子的质量都为9.1×10－31kg，反应中产生的每个光子的能量约为____

____J．（4分）

普朗克常量为h=6.63×10－34J·s

1u质量对应的能量为931.5MeV参考答案：10.小球自由下落时，记录小球每隔相同时间的位置有以下两种方式：一种是图(a)所示的频闪照相记录，另一种是图(b)所示的利用打点计时器记录。两种记录方式都能用来验证机械能守恒定律，但两种方式相比，图(a)比图(b)的__________误差更小（选填“偶然”或“系统”）；图(a)中所标数据为小球自A点释放后频闪仪每隔T＝0.04s闪光一次，各时刻的位置到A的距离，单位为厘米，验证图(a)中小球自A到E过程中的机械能守恒，还需要知道小球到达E处的速度，此速度有两种计算方式：第一种是根据自由落体速度公式v=gt求得(g为当地重力加速度)，第二种是利用求得，应选第_________种，参考答案：11.重的木块用水平力压在竖直墙上静止不动，已知，木块与墙的动摩擦因数，此时墙对木块的摩擦力的大小是___；若撤去力F，木块沿墙下滑，则此时墙对木块的摩擦力大小是____。参考答案：10N

012.在圆轨道运动的质量为m的人造地球卫星,它到地面的距离等于地球半径R，已知地面上的重力加速度为g，则卫星运动的加速度为

，卫星的动能为

。参考答案：g/4，mgR／413.下表是按照密立根的方法进行实验时得到的某金属的UC和v的的几组数据。(UC是遏制电压)UC/V0.5410.6370.7140.8090.878v/l014Hz5.6445.8886.0986.3036.501请根据上表的数据在答题纸对应的坐标中作出UC-v图象；从图象中可知这种金属的截止频率为

；已知e=1.6010-19C，用给出的数据结合图象算出普朗克常量为

。参考答案：用不同频率的光照射某金属均产生光电效应，题中测量金属遏止电压UC与入射光频率ν，根据表格数据得到UC-ν图象，当UC=0时，刚好发生光电效应．eUC=hν-W0，根据图象求出该金属的截止频率νC=4.27×1014Hz，根据图象的斜率k=，得普朗克常量h=6.30×10-34J?s.三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学测量阻值约为25kΩ的电阻Rx，现备有下列器材：A．电流表（量程100μA，内阻约为2kΩ）；B．电流表（量程500μA，内阻约为300Ω）；C．电压表（量程15V，内阻约为100kΩ）；D．电压表（量程50V，内阻约为500kΩ）；E．直流电源（20V，允许最大电流1A）；F．滑动变阻器（最大阻值1kΩ，额定功率1W）；G．电键和导线若干．电流表应选

，电压表应选

．（填字母代号）该同学正确选择仪器后连接了以下电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的问题：①

；②

．参考答案：B，C①电流表应采用内接的方法；②滑动变阻器应采用分压器方式的接法【考点】伏安法测电阻．【分析】合理选择实验器材，先选必要器材，再根据要求满足安全性，准确性，方便操作的原则选择待选器材．电流表的接法要求大电阻内接法，小电阻外接法．滑动变阻器是小电阻控制大电阻，用分压式接法．【解答】解：（1）电阻上是最大电流：，故电流表应选择B；因直流电源的电压是20V，故量程是50V的电压表的使用效率偏低，应选择电压表C；（2）因待测电阻约为25KΩ，大电阻故用内接法；因是小电阻控制大电阻，若用限流式接法，控制的电压变化范围太小，则应用分压式接法．故答案为：B，C①电流表应采用内接的方法；②滑动变阻器应采用分压器方式的接法15.某学习小组用图甲所示的实验装置探究“动能定理”。他们在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放。（1）某同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则d=mm。（2）下列实验要求中不必要的一项是（请填写选项前对应的字母）。A．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量B．应使A位置与光电门间的距离适当大些C．应将气垫导轨调至水平D．应使细线与气垫导轨平行（3）实验时保持滑块的质量M和A、B间的距离L不变，改变钩码质量m，测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t，通过描点作出线性图象，研究滑块动能变化与合外力对它所做功的关系，处理数据时应作出的图象是（请填写选项前对应的字母）。A.作出“图象”B．作出“图象”C.作出“图象”D.作出“图象”参考答案：（1）2．30（2）A（3）C【知识点】实验：探究动能定理【试题解析】（1）游标卡尺不需要估读，主尺刻度为2mm，因为分度值为0．05mm，所以游标尺刻度为0．05×6mm＝0．30mm，因此直径为d＝2．30mm；（2）拉力是直接通过传感器测量的，故与小车质量和钩码质量大小关系无关；应使A位置与光电门间的距离适当大些，有利于减小误差；应将气垫导轨调节水平，使拉力才等于合力；要保持拉线方向与气垫导轨平行，拉力才等于合力。故选A。（3）根据牛顿第二定律可知：F=Ma，而a＝，所以F＝故应作出图象，C正确。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.(计算)如图所示，在无限长的竖直边界AC和DE间，上、下部分分别充满方向垂直于ADEC平面向外的匀强磁场，上部分区域的磁感应强度大小为B0，OF为上、下磁场的水平分界线。质量为m、带电荷量为+q的粒子从AC边界上与O点相距为a的P点垂直于AC边界射入上方区域，经OF上的Q点第一次进入下方区域，Q与O点的距离为3a。不考虑粒子重力(1)求粒子射入时的速度大小；(2)要使粒子不从AC边界飞出，求下方区域的磁感应强度应满足的条件；(3)若下方区域的磁感应强度B=3B0，粒子最终垂直DE边界飞出，求边界DE与AC间距离的可能值。参考答案：（1）；（2）B1＞时，粒子不会从AC边界飞出；（3）4na（n=1，2，3…）；

带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力C2D4K3解析：（1）设粒子在OF上方做圆周运动半径为R，由几何关系可知；

R=5a

由牛顿第二定律可知：qvB0=m

解得：v=；

（2）当粒子恰好不从AC边界飞出时，设粒子在OF下方做圆周运动的半径为r1，由几何关系得：

r1+r1cosθ=3a

cosθ=所以r1=根据qvB1=解得：B1=当B1＞时，粒子不会从AC边界飞出．

（3）当B=3B0时，粒子在OF下方的运动半径为：r=a

设粒子的速度方向再次与射入磁场时的速度方向一致时的位置为P1，则P与P1的连线一定与OF平行，根据几何关系知：=4a；

所以若粒子最终垂直DE边界飞出，边界DE与AC间的距离为：L=n=4na（n=1，2，3…）；17.一个质量m=10kg的静止物体与水平地面间滑动摩擦系数μ=0.5，受到一个大小为100N与水平方向成θ=37°的斜向上拉力作用而运动，假设拉力作用的时间为t=1s．（g取10m/s2．已知sin53°=0.8，cos53°=0.6）（1）求1s内拉力做的功；（2）求1s内摩擦力做的功；（3）求1s内合外力做的功．参考答案：考点：牛顿第二定律；滑动摩擦力．专题：牛顿运动定律综合专题．分析：对物体受力分析，根据牛顿第二定律求出加速度，从而由位移公式求出位移，利用W=FScosθ计算各力做的功．解答：解：（1）由受力分析知：FN=