2021届罗湖区高三物理第一学期期末测试题(解析版)

2021届罗湖区高三物理第一学期期末测试题一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）1.解决物理疑问的过程，往往伴随新理论的建立，在物理学史中，下列现象与物理新理论的建立不存在必然联系的是（）A.光电效应现象与光子说B.行星绕太阳运动与万有引力C.粒子散射现象与原子的核式结构D.电流的磁效应现象与楞次定律【答案】D【解析】【分析】【详解】A．爱因斯坦提出了光子说解释了光电效应现象，A不符合题意；B．行星绕太阳运动是由万有引力提供向心力的，两者之间有联系，B不符合题意；C．卢瑟福根据粒子散射实验现象提出原子核式结构模型，C不符合题意；D．奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间存在着某种联系；俄国物理学家海因里希·楞次在概括了大量实验事实的基础上，总结出一条判断感应电流方向的规律，称为楞次定律，两者没有必然联系，D符合题意。故选D。2.已知铜、铂的极限波长为268nm、196nm．某光源发出的光由不同波长的光组成，不同波长的光的强度如图所示．用该光源分别照射铜、铂，则（）A.都能产生光电子 B.仅铂能产生光电子C.仅铜能产生光电子 D.都不能产生光电子【答案】A【解析】【详解】由爱因斯坦光电效应方程可知，能发生光电效应现象条件为：入射光的频率大于金属的极限频率，即，由公式可知，即要，由图可知，光源的波长大约在，所以光源发出的光能使铜和铂发生光电效应，故A正确．3.如图所示是汽车45°极限爬坡时的照片，汽车缓慢逐步沿斜坡攀爬，斜坡的倾角逐渐增大至45°。下列关于汽车这一爬坡过程的说法中正确的是（）A.坡的倾角越大，汽车对坡面的压力也越大B.汽车受到沿坡面向上、大小不断增大的静摩擦力作用C.汽车受到沿坡面向下、大小不断减小的滑动摩擦力作用D.若汽车能顺利爬坡。则斜坡对轮胎的摩擦力大于车胎对斜坡的摩擦力【答案】B【解析】【分析】【详解】A．汽车缓慢逐步沿斜坡攀爬，其处于平衡状态，由平衡条件可得汽车对坡面的压力为则坡的倾角越大，汽车对坡面的压力也越小，所以A错误；BC．汽车受到的摩擦力为静摩擦力，方向沿坡面向上，静摩擦力大小为则坡的倾角越大，汽车受到坡面的摩擦力越大，所以B正确；C错误；D．汽车能顺利爬坡。则斜坡对轮胎的摩擦力等于车胎对斜坡的摩擦力，因为这两个力为相互作用力，所以D错误；故选B。4.某飞机海上救援的情景如图所示，飞机以4m/s的速度水平向右做匀速直线运动，同时以3m/s的速度匀速收拢绳索将待救人员接到飞机里，绳索始终竖直。该过程中（）A.待救人员相对地面做匀速直线运动B.待救人员相对地面做曲线运动C.绳索的拉力大于待救人员受到的重力D.待救人员的实际运动速度大小为7m/s【答案】A【解析】【详解】AB．待救人员在水平方向和竖直方向上均做匀速直线运动，合运动也为匀速直线运动，故A正确，B错误；C．绳索拉力与待救人员受到的重力大小相等、方向相反，选项C错误；D．待救人员的实际运动速度大小，选项D错误。故选A。5.有关圆周运动的基本模型如图所示，下列说法正确的是（）

A.图甲中火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对轮缘会有挤压作用B.图乙中汽车通过拱桥的最高点时处于超重状态C.图丙中若摆球高相同，则两锥摆的角速度就相同D.图丁中同一小球在光滑圆锥筒内的不同位置做水平匀速圆周运动时角速度相同【答案】C【解析】【分析】【详解】A．图甲中火车转弯超过规定速度行驶时，重力和支持力的合力不足以提供向心力时，火车将离心，故火车轮缘对外轨有挤压，也即外轨对轮缘会有挤压作用，故A错误；B．图乙中汽车通过拱桥的最高点时向心加速度方向竖直向下，故火车处于失重状态，故B错误；C．图丙中，根据牛顿第二定律有由几何关系，可得联立方程，可得则若摆球高相同，两锥摆的角速度就相同，故C正确；D．图丁中，重力和支持力的合力提供向心力，因此有可得即两个物体的向心加速度相同，r不同角速度不同，故D错误。故选C。6.如图，线圈L的自感系数极大，直流电阻忽略不计；D1、D2是两个二极管，当电流从“＋”流向“-”时能通过，反之不通过；R0是保护电阻，则（）

A.闭合S之后，B灯慢慢变亮B.闭合S之后，A灯亮且亮度不变C.断开S瞬时，A灯闪一下再慢慢熄灭D.断开S瞬时，B灯闪一下再慢慢熄灭【答案】D【解析】【分析】【详解】AB．闭合S瞬间，A灯二极管正向导通A灯亮，B灯二极管正向不能导通，因此不亮，之后线圈自感阻碍逐渐减小，电流从自感线圈流过的电流逐渐增大，A灯又熄灭，故AB错误；CD．断开S瞬间，线圈L产生与原电流方向相同的自感电流，可通过D2，故B灯闪一下再慢慢熄灭，而不能通过D1，故A灯不亮，故C错误，D正确。故选D。7.2019年1月3日，“嫦娥四号”探测器成功着陆在月球背面。着陆前的部分运动过程简化如下：在距月面15km高处绕月做匀速圆周运动，然后减速下降至距月面100m处悬停，再缓慢降落到月面。已知万有引力常量和月球的第一宇宙速度，月球半径约为1.7×103km，由上述条件不能估算出（）A.月球质量 B.月球表面的重力加速度C.探测器在15km高处绕月运动的周期 D.探测器悬停时发动机产生的推力【答案】D【解析】【详解】AB.第一宇宙速度已知万有引力常量和月球的第一宇宙速度，月球半径约为1.7×103km，所以可以求出月球质量M和月球表面的重力加速度g，故AB错误；C.根据万有引力提供环绕天体的向心力得，解得，所以可以求出探测器在15km高处绕月运动的周期T，故C错误；D.探测器悬停时发动机产生的推力大小等于探测器的重力，由于不知道探测器的质量，所以无法求出探测器悬停时发动机产生的推力，故D正确。故选D。二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求的。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）8.如图所示，一质量为m的篮球，可视为质点。从离地面高为H处水平抛出，第一次落地后反弹高度为。已知重力加速度为g，空气阻力忽略不计。下列说法正确的是（）A.篮球在运动过程中机械能不守恒B.篮球第一次着地的竖直分速度为C.篮球第二次反弹的最高点一定是D.篮球反弹第一次的最高点的重力势能比抛出点减少了【答案】ABD【解析】【分析】【详解】A．篮球与地面撞击机械能损失，机械能不守恒，A正确；B．篮球第一次着地的竖直分速度为解得B正确；CD．第一次与地面碰撞的损失的能量为第二次与地面碰撞损失的能量不一定等于，所以第二次反弹的最高点不一定是，C错误，D正确。故选ABD。9.如图所示，有一竖直向上的圆柱形匀强磁场区域，有两个比荷相等的带电粒子k1、k2分别从P点沿着半径垂直磁场射入，其中粒子k1偏转90°右边从A点射出，粒子k2偏转60°左边从B点射出。不计粒子重力，下列判断正确的是（）A.粒子k1带正电，粒子k2带负电B.粒子k1带负电，粒子k2带正电C.带电粒子k1、k2的速度v1：v2=：1D.带电粒子k1、k2在磁场中运动的时间t1：t2=3：2【答案】AD【解析】分析】【详解】AB．根据左手定则可知k1受向右的洛伦兹力，故k1带正电，k2受向左的洛伦兹力，故k2带负电，B错误，A正确；C．根据可得k1、k2比荷相等，则有由几何关系可知则有C错误；D．由可知两粒子在磁场中运动的周期相同，运动的时间分别为则D正确。故选AD。10.如图（a），光滑绝缘水平面上有甲、乙两个带电小球，t=0时，甲静止，乙以6m/s的初速度向甲运动。此后，它们仅在静电力的作用下沿同一直线运动（整个运动过程中没有接触），它们运动的v-t图像分别如图（b）中曲线所示。则由图线可知（）A.两带电小球的电性一定相同B.甲的动能一直增大，乙的动能一直减小C.甲乙达到共速时，乙的位移大于4倍甲的位移D.甲、乙速度相等时两球间的电势能最大【答案】ACD【解析】【详解】A．由图（b）可看出，甲从静止开始与乙同向运动，根据力与运动的关系说明甲受到了乙的排斥力作用，故两带电小球的电性一定相同，故A正确；B．由图（b）可看出，甲的速度一直增大，故甲的动能一直增大；乙的速度先沿着原来方向减小，后方向增大，故动能先减小后增大，故B错误；C．图（b）中图像与时间轴围成的面积表示位移，设甲乙共速时对应时刻为，乙的位移

甲的位移

所以

故C正确；D．从开始运动到甲乙共速时，由图像的面积关系可知，两带电小球之间距离逐渐减小，电场力对系统做负功，系统的电势能增大。甲乙共速之后，两带电小球之间距离逐渐增大，电场力对系统做正功，系统的电势能减小。所以两带电小球速度相等时两球间的电势能最大，故D正确。故选ACD。三、实验与探究题（本题共2小题，共16分。请按要求作答）11.做“探究加速度与力、质量的关系”实验时，图甲是教材中的实验方案；图乙是拓展方案：

乙图的实验操作步骤如下（1）___________（填“挂上”或“不挂上”）托盘和砝码，改变木板的倾角，使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑；（2）取下托盘和砝码，测出其总质量为m，让小车沿木板下滑，测出加速度a；（3）改变砝码质量和木板倾角，多次测量，通过作图可得到的关系。①实验获得如图所示的纸带，计数点A、B、C、D、E间均有四个点未画出，则小车下滑的加速度大小为___________m/s2（保留两位有效数字）；

②需要满足条件的方案是___________（选填“甲”、“乙”或“甲和乙”）；在作图像时，把作为F值的是___________（选填“甲”、“乙”或“甲和乙”）。【答案】①.挂上②.0.75③.甲④.甲和乙【解析】【分析】【详解】(1)[1]乙图的实验平衡摩擦力时，需要挂上托盘与砝码，由牛顿第二定律有取下托盘和砝码，由牛顿第二定律有联立解得所以乙图的实验平衡摩擦力时，需要挂上托盘与砝码。(3)①[2]利用逐差法计算加速度为②[3]由上面计算可知乙图的实验的合外力就是mg，不需要满足条件的条件。需要满足条件的方案是甲。[4]当需要满足条件的条件时，甲方案的合外力也是作为F值的，所以在作图像时，把作为F值的是甲和乙。12.利用如图所示的电路可以测定一节干电池的电动势和内电阻。(1)现有电压表（0~3V）、开关和导线若干，以及下列器材：A.电流表（0~0.6A）B.电流表（0~3A）C.滑动变阻器（0~20Ω）D.滑动变阻器（0~100Ω）实验中电流表应选用___________；滑动变阻器应选用___________。（选填相应器材前的字母）(2)在图乙中用笔画线代替导线，按图甲将电路连线补充完整___________。(3)实验中，某同学记录的6组数据如下表所示，请在图丙中画出U-I图线___________。序号123456电压U（V）1.351.301.251.201.151.10电流I（A）0120.140.240.300.360.42(4)根据图丙，可得出干电池的电动势E=___________V，内电阻r=___________Ω。【答案】①.A②.C③.④.⑤.1.45（1.43~1.47）⑥.0.83（0.80~0.86）【解析】【分析】【详解】(1)[1][2]测量一节干电池的电动势，实验中电流表应选用量程为0.6A的A即可；滑动变阻器应选用阻值较小的C即可。(2)[3]电路连线如图；(3)[4]画出U-I图线如图；(4)[5][6]根据图丙，可得出干电池的电动势E=1.45V内电阻四、论述与计算题（本题共2小题，共26分。请按要求作答）13.如图所示为修建高层建筑常用的塔式起重机，起重机通过一轻质钢丝绳吊起质量为kg的物体，绳的拉力不能超过N，起重机的功率不能超过W，要将此物体由静止起用最快的方式吊高90m。已知此物体在被吊高接近90m时，已经开始以最大速度匀速上升。已知重力加速度g为10m/s2，求（1）描述重物上升的运动过程；（2）匀加速上升高度；（3）物体上升全程所用的时间。【答案】（1）见解析；（2）10m；（3）7.75s【解析】【详解】（1）将物体吊高分为两个过程处理：第一过程是以绳所能承受的最大拉力拉物体，使物体以最大加速度匀加速上升，第一个过程结束时，起重机刚达到最大功率。第二个过程是起重机一直以最大功率拉物体，拉力逐渐减小，当拉力等于重力时，物体开始匀速上升。（2）在匀加速运动过程中加速度为解得a=5m/s2末速度vt=10m/s上升高度为解得（3）在匀加速上升的时间t1=s=2s功率恒定的过程中，最后匀速运动的速率为令匀速阶段和变加速阶段的总时间为t2，则解得全程时间14.如图所示，间距为L的水平平行金属导轨上连有一定值电阻，阻值为R，两质量均为m的导体棒ab和cd垂直放置在导轨上，两导体棒电阻均为R，棒与导轨间动摩擦因数均为μ，导轨电阻不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，整个导轨处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B．现用某一水平恒力向右拉导体棒ab使其从静止开始运动，当棒ab匀速运动时，棒cd恰要开始滑动，从开始运动到匀速的过程中流过棒ab的电荷量为q，(重力加速度为g)求：(1)棒ab匀速运动的速度大小；(2)棒ab从开始运动到匀速运动所经历的时间是多少？(3)棒ab从开始运动到匀速的过程中棒ab产生的焦耳热是多少？【答案】（1）（2）（3）【解析】【详解】（1）设棒ab速度为v，则棒ab中的感应电流①棒cd中的感应电流为：②cd受安培力③当棒cd恰要滑动时，，即④得棒ab的匀速速度为：⑤（2）设棒ab受恒定外力为F，匀速运动时棒ab中的电流为I，棒ab所受安培力为⑥对棒cd：⑦棒ab：⑧由⑥⑦⑧⑨式得⑨对棒ab从开始运动到匀速过程，设运动时间为t；由动量定理：⑩而故由⑤式解得（3）棒ab所受安培力为，设棒ab从开始运动到匀速的过程中位移为x，由动量定理：而由⑤⑨得：设棒ab此过程克服安培力做功W由动能定理：由⑤⑨得由功能关系知，此过程产生的总焦耳热等于W，根据电路关系有棒ab此过程产生的焦耳热等于由得棒ab产生的焦耳热为．五、选做题（本题共12分。在15、16题中选择一道题作答，如果两道题都答，则按所做的15题计分。）15.（1）一定质量的理想气体由状态A经状态B变化到状态C的p-V图像如图所示，气体分子在单位时间内撞击容器上单位面积的次数用N表示，则NB___________NC。气体在A→B过程中放出的热量___________在B→C过程中吸收的热量；（填“大于”、“小于”或“等于”）。

（2）启动汽车时发现汽车电子系统报警，左前轮胎压过低为1.8p0，如图所示。车轮内胎体积约为V0，为使汽车正常行驶，用电动充气泵给左前轮充气，每秒钟充入、压强为p0的气体，充气结束后发现内胎体积约膨胀了20%，充气几分钟可以使轮胎内气体压强达到标准压强2.5P0___________？已知汽车轮胎内气体可以视为理想气体，充气过程轮胎内气体温度无明显变化。

【答案】①.大于②.小于③.4【解析】【分析】【详解】(1)[1]在从B→C过程中，压强不变，体积变大，则分子数密度减小，则气体分子在单位时间内撞击容器上单位面积的次数减少，故NB>NC。[2]由可知，A到B过程，体积不变，压强减小，故温度降低，内能减少，即放出的热量等于减少的内能，有B到C过程，压强不变，体积增大，温度升高，对外做功，内能增大，则吸收的热量A状态和C状态，pV乘积相同，即温度T相同，故两个过程内能变化量相等，即可知，即气体在A→B过程中放出的热量小于在B→C过程中吸收的热量。(2)[3]设充气可使轮胎内气体压强达到2.5p0，设此时内胎体积为V2，压强为p2；胎内气体在压强为p1时体积为V1，由玻意耳定律得其中联立解得，则充入胎内气体在压强为1.8p0时的体积为对充入胎内气体，由玻意耳定律得其中联立方程解得。16.（1）在“测定玻璃折射率”的实验中，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图线如图所示。当光线由玻璃砖射入空气时，全反射临界角的正弦值是___________；从图线可知