2021年重庆大山中学高三物理上学期期末试题含解析

2021年重庆大山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8所示，足够长的光滑金属导轨MN、PQ平行放置，且都倾斜着与水平面成夹角θ.在导轨的最上端M、P之间接有电阻R，不计其他电阻．导体棒ab从导轨的最底端冲上导轨，当没有磁场时，ab上升的最大高度为H；若存在垂直导轨平面的匀强磁场时，ab上升的最大高度为h.在两次运动过程中ab都与导轨保持垂直，且初速度都相等．关于上述情景，下列说法正确的是()．图8A．两次上升的最大高度相比较为H＜hB．有磁场时导体棒所受合力的功大于无磁场时合力的功C．有磁场时，电阻R产生的焦耳热为mvD．有磁场时，ab上升过程的最小加速度为gsinθ参考答案：当有磁场时，导体棒除受到沿斜面向下的重力的分力外，还切割磁感线有感应电流受到安培力的作用，所以两次上升的最大高度相比较为h＜H，两次动能的变化量相等，所以导体棒所受合力的功相等，选项A、B错误，有磁场时，电阻R产生的焦耳热小于mv，ab上升过程的最小加速度为gsinθ，选项C错误、选项D正确．答案D2.A、B两个物体在水平面上沿同一直线运动，它们的v－t图象如图所示。在t＝0时刻，B在A的前面，两物体相距9m，B物体在滑动摩擦力作用下做减速运动的加速度大小为2m／s2，则A物体追上B物体所用时间是A．3s

B．5s

C．7.5s

D．8.5s参考答案：D试题分析：刹车问题，首先要考虑物体经多长时间停下来。B减速到零所需的时间。解法一：在5s内，A的位移，B的位移，可知B停下来时二指距离，即B停下来后A还需运动12m才能追上B，。所以A追上B所需的时间，故A、B、C错误，D正确。解法二：A追上B需满足，即，代入数据、整理得：，解得：。，不合理，舍去；，此时B已经停止，不合理。可知A追上B时B已经停止，需满足，，故A、B、C错误，D正确。3.关于晶体和非晶体，下列说法正确的是

（填入正确选项前的字母）A.金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体B.晶体的分子（或原子、离子）排列是有规则的C.单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点D.单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的，非晶体是各向同性的参考答案：BC4.（多选）如图所示，用某单色光照射光电管的阴板K，会发生光电效应．在阳极A和阴极K之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大加在光电管上的电压，直至电流表中电流恰为零，此时电压表的电压值U称为反向截止电压，现分别用频率为和的单色光照射阴极，测得反向截止电压分别为U1和U2．设电子的质量为m、电荷量为e，，下列说法正确的是

．A．频率为的光照射时，光电子的最大初速度为B．频率为的光照射时，光电子的最大初速度为C．阴极K金属的逸出功为

D．普朗克常数E．阴极K金属的极限频率是参考答案：ACD5.(单选)在轻绳的两端各拴一个小球，一人用手拿着绳上端的小球站在三层楼的阳台上，让小球从静止自由下落，两小球相继落地的时间差为Δt，如果站在四层楼的阳台上，同样放手让小球自由下落，则两小球相继落地时间差将A.变小

B.变大

C.不变

D.无法判断参考答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.在如图所示的四张图中，AB、BC均为轻质杆，各图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接，两杆都在B处由铰链相连接。图中的AB杆可以用与之等长的轻绳代替的有__________；图中的BC杆可以用与之等长的轻绳代替的有__________。参考答案：

答案：A、C、D，C

7.（6分）图中A为某火箭发射场，B为山区，C为城市。发射场正在进行某型号火箭的发射实验。该火箭起飞时质量为2.02×103千克Kg，起飞推力2.75×106N，火箭发射塔高100m，则该火箭起飞时的加速度大小为______m/s2，在火箭推力不变的情况下，若不考虑空气阻力及火箭质量的变化，火箭起飞后，经_____秒飞离火箭发射塔。（参考公式及常数：=ma，vt=v0+at，s=v0t+(1/2)at2，g=9.8m/s2）参考答案：答案：3.81m/s2；7.25s（答3.83s同样给分）8.为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈L连接，如图所示．己知线圈由a端开始绕至b端：当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转．将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转．（1）在图中L上画上几匝线圈，以便能看清线圈绕向；（2）当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离L时，指针将指向．（3）当条形磁铁插入线圈中不动时，指针将指向

．（选填“左侧”、“右侧”或“中央”）参考答案：(1)如右图所示。(2)左侧(3)中央9.如图所示，直导线ab与固定的电阻器R连成闭合电路，ab长0.40m，在磁感强度是0.60T的匀强磁场中以5.0m/s的速度向右做切割磁感线的运动，运动方向跟ab导线垂直．这时直导线ab产生的感应电动势的大小是_______V，直导线ab中感应电流的方向是_________（填“a→b”或“b→a”）；若电阻R=5Ω，导线ab电阻r=1Ω，则ab两端的电势差大小为_______V。参考答案：1.2V

b→a

1.0Vab导线切割磁感线，感应电动势E=BLv=1.2V，由右手定则知ab中电流方向是“b→a”；ab两端的电势差=1.0V10.如图为“用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系”的实验装置。实验操作中，用钩码所受的重力作为小车所受外力，用DIS系统测定小车的加速度。在保持小车总质量不变的情况下，改变所挂钩码的数量，多次重复测量，将数据输入计算机，得到如图所示的a~F关系图线。（1）小车上安装的是位移传感器的__________部分。（2）分析发现图线在水平轴上有明显的截距（OA不为零），这是因为____________。（3）图线AB段基本是一条直线，而BC段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是（单选）（A）小车与轨道之间存在摩擦（B）释放小车之前就启动记录数据的程序（C）实验的次数太多（D）钩码的总质量明显地大于小车的总质量在多次实验中，如果钩码的总质量不断地增大，BC曲线将不断地延伸，那么该曲线所逼近的渐近线的方程为__________。参考答案：（1）发射器（2分）（2）小车所受的摩擦力过大（2分）（3）D（2分），a=g（a=10m/s2）（2分）11.某种单色光在真空中的波长为，速度为c，普朗克恒量为h，现将此单色光以入射角i由真空射入水中，折射角为r，则此光在水中的波长为_______，每个光子在水中的能量为______。参考答案：；光由真空射入水中，频率f=保持不变，每个光子在水中的能量为;光在水中的波长为.12.质量为m=60kg的人站在质量为M=100kg的小车上，一起以v=3m/s的速度在光滑水平地面上做匀速直线运动．若人相对车以u=4m/s的速率水平向后跳出，则车的速率变为4.5m/s．参考答案：考点：动量守恒定律．专题：动量定理应用专题．分析：首先要明确参考系，一般选地面为参考系．其次选择研究的对象，以小车和车上的人组成的系统为研究对象．接着选择正方向，以小车前进的方向为正方向．最关键的是明确系统中各物体的速度大小及方向，跳前系统对地的速度为v0，设跳离时车对地的速度为v，人对地的速度为﹣u+v．最后根据动量守恒定律列方程求解．解答：解：选地面为参考系，以小车和车上的人为系统，以小车前进的方向为正方向，跳前系统对地的速度为v0，设跳离时车对地的速度为v，人对地的速度为﹣u+v，根据动量守恒定律：（M+m）v0=Mv+m（﹣u+v′），解得：v′=v+u，代入数据解得：v′=4.5m/s；故答案为：4.5．点评：运动动量守恒定律时，一定要注意所有的速度都是相对于同一个参考系，因此该题的难点是人对地的速度为多大．13.加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图所示．(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图所示．计时器打点的时间间隔为0.02s．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离．该小车的加速度a＝______m/s2.(结果保留两位有效数字)

(2)平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上．挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度．小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：砝码盘中砝码总重力F(N)0.1960.3920.5880.7840.980加速度a(m·s－2)0.691.181.662.182.70请根据实验数据在图中作出a－F的关系图象．(3)根据提供的实验数据作出的a－F图线不通过原点．请说明主要原因．参考答案：：(1)a＝＝m/s2＝0.16m/s2或a＝＝m/s2＝0.15m/s2.(3)小车、砝码盘和砝码组成的系统所受合外力为砝码盘和砝码的总重力，而表中数据漏计了砝码盘的重力，导致合力F的测量值小于真实值，a－F的图线不过原点．答案：(1)0.16(0.15也算对)(2)如下图所示(3)未计入砝码盘的重力ks5u三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.在“验证机械能守恒定律”的实验中，质量m=1kg的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图8所示（相邻计数点的时间间隔为0.02s），那么： （1）打点计时器打下计数点B时，物体的速度是

m/s。 （2）从起点O到打下计数点B的过程中测得重力势能减少量为△EP，物体动能的增加量为△Ek，△EP

△Ek（填“>”“=”或“<”），这是因为 。参考答案：（1）0.98

（2）＞实验中有阻力（1）m/s＝0.98m/s。（2）ΔEp＝mgh＝0.49J，ΔEk＝＝0.48J，ΔEp＞ΔEk。实验中有摩擦阻力和空气阻力。15.“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图所示的甲或乙方案来进行．

(1)比较这两种方案，________(选填“甲”或“乙”)方案好些。自由落体实验斜面小车实验验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律

(2)如图丙是该实验中得到的一条纸带，测得每两个计数点间的距离如图中所示，已知每两个计数点之间的时间间隔T＝0.1s．物体运动的加速度a＝________；该纸带是采用________(选填“甲”或“乙”)实验方案得到的。(3)如图丁是采用甲方案时得到的一条纸带，在计算图中N点速度时，几位同学分别用下列不同的方法进行，其中正确的是()A．vN＝gnT

B．vN＝

C．vN＝

D．vN＝g(n－1)T参考答案：（1）甲；（2）4.8；乙；（3）BC．解析：（1）机械能守恒的前提是只有重力做功，实际操作的方案中应该使摩擦力越小越好．故甲方案好一些．（2）采用逐差法求解加速度．xDE-xBC=2a1T2，…①

xCD-xAB=2a2T2，…②

a=…③联立①②③代入数据解之得：a=4.8m/s2

因a远小于g，故为斜面上小车下滑的加速度．所以该纸带采用图乙所示的实验方案．

（3）根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度大小可以求出某点的瞬时速度，可以求出N点的速度，据图上的数据可知：vN=，故AD错误，BC正确．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示在光滑水平Oxy平面的ABCD区域内，小球在区域ABEO和MNCD水平方向均仅受到大小皆为F的水平恒力，在ABEO区域F力的方向沿X轴负方向，在MNCD区域F力的方向沿y轴负方向，在中间的DENM区域不受任何水平力的作用。两恒力区域的边界均是边长为L的正方形，即AO=OM=MD=DC=L,如图所示。（1）在该区域AB边的中点处由静止释放一小球，求小球离开ABCD区域的位置坐标.（2）在ABEO区域内适当位置由静止释放小球，小球恰能从ABCD区域左下角D处（即X轴上X=-2L处）离开，求所有释放点的位置坐标满足的关系。参考答案：（1）加速---------

①----------

②----------

③

----------④

得P(,)----------

⑤（2）设释放点的坐标为（x,y）---------

⑥---------⑦---------⑧

17.如图所示，在直角坐标系的二、三象限内有沿x轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E；在一、四象限内以x=L的直线为理想边界的左右两侧存在垂直于纸面的匀强磁场B1和B2，y轴为磁场和电场的理想边界．在x轴上x=L的A点有一个质量为m、电荷量为q的带正电的粒子以速度v沿与x轴负方向成45°的夹角垂直于磁场方向射出．粒子到达y轴时速度方向与y轴刚好垂直．若带点粒子经历在电场和磁场中的运动后刚好能够返回A点（不计粒子的重力）．（1）判断磁场B1、B2的方向；（2）计算磁感应强度B1、B2的大小；（3）求粒子从A点出发到第一次返回A点所用的时间．参考答案：【考点】：带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动．【专题】：带电粒子在复合场中的运动专题．【分析】：（1）根据题设条件粒子带正电从A点射入磁场，能垂直打在y轴上，由此可以判定粒子做圆周运动的方向，根据左手定则判断磁场的方向，并由此画出粒子运动轨迹，根据粒子在磁场中运动后还可以经过A点，判断粒子在磁场2中的环绕方向并由此据左手定则判断磁场2的方向；（2）作出粒子运动轨迹，根据几何关系确定粒子在两个磁场中做圆周运动的半径，再根据洛伦兹力提供圆周运动向心力求出相应磁感应强度的大小；（3）粒子在磁场中做匀速圆周运动，在电场中做匀变速直线运动，分别求出三个匀速圆周运动和一个匀变速直线运动的时间之和即为所求时间．：解：（1）根据题意画出带电粒子在电场、磁场中的运动示意图，根据粒子绕行方向和左手定则可知：磁场B1的方向垂直纸面向里，磁场B2的方向垂直纸面向外．（2）带电粒子在磁场B1、B2中的运动半径分别为R1、R2，则：在磁场B1中由几何关系得圆周运动的半径=由洛伦兹力提供圆周运动向心力有：得=在磁场B2中同样由几何关系得圆周运动的半径：R2==由洛伦兹力提供圆周运动向心力有：得：（3）粒子在磁场B1中的运动周期：=所以粒子在磁场B1中的运动时间：=粒子在磁场B2中的运动周期：=所以粒子在磁场B2中的运动时间：粒子在电场中的运动的加速度粒子在电场中匀减速运动和匀加速运动的时间相等，则=粒子从A点出发到第一次返回A点所用的时间为：=答：（1）磁场B1的方向垂直纸面向里，磁场B2的方向垂直纸面向外；（2）计算磁感应强度B1=、B2=；（3）求粒子从A点出发到第一次返回A点所用的时间为：．【点评】：本题难点是根据题目给出的物理情境作出粒子运动的轨迹示意图，由图象根据几何关系求出粒子在两个磁场中运动的半径与已知量的关系，能根据粒子做圆周运动的周期和转过的圆心角求解粒子做圆周运动的时间．多过程中分析，需要细心细致的求解．18.（16分）如图所示，在同时存在匀强电场和匀强磁场的空间中取正交坐标系Oxyz（x轴正方向水平向右，y轴正方向竖直向上）。匀强磁场方向与Oxy平面平行，且与x轴的夹角为，重力加速度为g。（1）一质量为m、电荷量为的带电质点沿平行于z轴正方向以速度v0做匀速直线运动，求满足条件的电场强度的最小值及对应的磁感应强度；（2）在满足（1）的条件下，当带电质点通过y轴上的点时，撤去匀强磁场，求带电质点落在Oxz平面内的位置；（3）当带电质点沿平行于z轴负方向以速度v0通过y轴上的点时，改变电场强度大小和方向，同时改变磁感应强度的大小，要使带点质点做匀速圆周运动且能够经过x轴，问电场强度E和磁感应