山西省呂梁市東石羊中學2021年高三物理期末試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.一物體受到三個共點力的共同作用，三力矢量關系如圖所示，則它們的合力大小是（

）A.2F1

B.2F2C.2F3 D.0參考答案：【知識點】力的合成．B3【答案解析】A解析：根據三角形定則，F2與F3的合力等于從F2的起點到F3的終點的有向線段，即與F1相同，故合力等于2倍的F1．故選A．【思路點撥】三角形定則是指兩個力（或者其他任何矢量）合成，其合力應當為將一個力的起始點移動到第二個力的終止點，合力為從第二個的起點到第一個的終點．三角形定則是平面力系求解力的合成與分解的基本法則，是由平行四邊形定則發展而，與平行四邊形定則在本質上是一致的．本題涉及力的合成的三角形定則，即有兩個力，大小方向都不同，用矢量三角形求出它們合力的大小，就把第二個力的尾連上第一個力的頭，它們的合力就是第一個力的尾指向第二個力的頭的這樣一個矢量，畫出之后你可以看到三者構成一個三角形．2.一定量的理想氣體從狀態a開始,經歷三個過程:從a到b,b到c,c到a回到原狀態,其中V-T圖像如圖所示。用pa、Pb、pc分別表示狀態a、b、c的壓強,下列說法正確的是_____A.pa＜pc=pbB.由a到b的過程中,氣體一定吸熱C.由b到c的過程中,氣體放出的熱量一定等于外界對氣體做的功D.由b到c的過程中,每一個氣體分子的速率都減小E.由c到a的過程中,氣體分子的平均動能不變參考答案：ABE【詳解】A、設a狀態的壓強為Pa，則由理想氣體的狀態方程可知：，所以：Pb＝3Pa，同理：：得Pc＝3Pa，所以：pc＝pb＞pa．故A正確；B、過程ab中氣體的體積不變，沒有做功；溫度升高，內能增大，所以氣體一定吸熱。故B正確；C、由圖象可知，bc過程氣體壓強不變，溫度降低，由蓋呂薩克定律可知，其體積減小，外界對氣體做功，W＞0，氣體溫度降低，內能減少，△U＜0，由熱力學第一定律可知，氣體要放出熱量，過程bc中氣體放出的熱量一定大于外界對氣體做的功，故C錯誤；D、溫度是分子的平均動能的標志，是大量分子運動的統計規律，對單個的分子沒有意義，所以過程bc中氣體的溫度降低，分子的平均動能減小，并不是每一個分子的速率都減小。故D錯誤；E、由圖可知過程ca中氣體等溫膨脹，溫度不變，由c到a的過程中氣體分子的平均動能不變，故E正確。3.如圖所示,在傾角為α的光滑斜面上,垂直紙面放置一根長為L,質量為m的直導體棒,在導體棒中的電流I垂直紙面向里時,欲使導體棒靜止在斜面上,下列外加勻強磁場的磁感應強度B的大小和方向正確的是

（

）A.B=mg,方向垂直斜面向上B.B=mg,方向垂直斜面向下C.B=mg,方向垂直斜面向下D.B=mg,方向垂直斜面向上參考答案：A4.帶電粒子射入一個固定的點電荷Q的電場中，沿圖中虛線由a點運動到b點，a、b兩點到點電荷Q的距離分別為ra和rb（ra>rb）9若不計重力，則在這一運動過程中（

）

A.電場力對粒子做負功

B.粒子在b點的電勢能小于在a點的電勢能

C.粒子在b點的動能大于在a點的動能

D.粒子在b點的加速度大于在a點的加速度參考答案：AD5.如下左圖所示，小球以初速度為v0從光滑斜面底部向上滑，恰能到達最大高度為h的斜面頂部．下右圖中A是內軌半徑大于h的光滑軌道、B是內軌半徑小于h的光滑軌道、C是內軌半徑等于h/2的光滑軌道、D是長為h/2的輕桿，其下端固定一個可隨棒繞O點向上轉動的小球．小球在底端時的初速度都為v0，則小球在以上四種情況中不能到達高度h的有

參考答案：BC二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.（選修3-3（含2-2）模塊）(4分）已知某物質摩爾質量為M，密度為，阿伏加德羅常數為NA，則該物質的分子質量為___

，單位體積的分子數為

。

參考答案：答案：M/NA

（2分）；

ρNA/M（2分）7.為了“探究動能改變與合外力做功”的關系，某同學設計了如下實驗方案：A.第一步他把帶有定滑輪的木板有滑輪的一端墊起，把質量為的滑塊通過細繩與質量為的帶夾重錘相連，然后跨過定滑輪，重錘夾后連一紙帶，穿過打點計時器，將打點計時器固定好。調整木板傾角，直到輕推滑塊后，滑塊沿木板勻速運動如圖甲所示B.第二步保持長木板的傾角不變，將打點計時器安裝在長木板靠近滑輪處，取下細繩和重錘，將滑塊與紙帶相連，使其穿過打點計時器，然后接通電源釋放滑塊，使之從靜止開始加速運動，打出紙帶，如圖乙所示

打出的紙帶如下圖：試回答下列問題：①已知O、A、B、C、D、E、F相鄰計數的時間間隔為，根據紙帶求滑塊速度，當打點計時器打點時滑塊速度____________，打點計時器打點時滑塊速度_____________。②已知重錘質量，當地的重加速度，要測出某一過程合外力對滑塊做的功還必須測出這一過程滑塊_________（寫出物理名稱及符號），合外力對滑塊做功的表達式W合=____________。③測出滑塊運OA段、OB段、OC段、OD段、OE段合外力對滑塊所做的功，VA、VB、VC、VD、VE以為縱軸，以W為橫軸建坐標系，描點作出圖象，可知它是一條過坐標原點的傾斜直線，若直線斜率為，則滑塊質量_____________參考答案：①___

，

______

②___下滑的位移__（寫出物理名稱及符號），W合=_______。③__________8.在研究“電磁感應現象”的實驗中，所需的實驗器材如圖所示．現已用導線連接了部分實驗電路．（1）請把電路補充完整；（2）實驗時，將線圈A插入線圈B中，合上開關瞬間，觀察到檢流計的指針發生偏轉，這個現象揭示的規律是______________________；（3）（多選）某同學設想使線圈B中獲得與線圈A中相反方向的電流，可行的實驗操作是（

）A．抽出線圈A

B．插入軟鐵棒C．使變阻器滑片P左移

D．斷開開關

參考答案：（1）（2）閉合電路中磁通量發生變化時，閉合電路中產生感應電流。（3）B、C

9.氫原子第n能級的能量為En=，其中E1為基態能量．當氫原子由第5能級躍遷到第3能級時，發出光子的頻率為；若氫原子由第3能級躍遷到基態，發出光子的頻率為，則=

。參考答案：10.①圖示為探究牛頓第二定律的實驗裝置，該裝置由氣墊導軌、兩個光電門、滑塊和沙桶等組成。光電門可以測出滑塊分別通過兩個光電門的瞬時速度，導軌標尺可以測出兩個光電門間的距離，另用天平測出滑塊和沙桶的質量分別為M和m.下面說法正確的是_______（選填字母代號）．A．用該裝置可以測出滑塊的加速度B．用該裝置探究牛頓第二定律時，要保證拉力近似等于沙桶的重力，因此必須滿足m<<MC．可以用該裝置驗證機械能守恒定律，但必須滿足m<<MD．可以用該裝置探究動能定理，但不必滿足m<<M②某同學采用控制變量法探究牛頓第二定律，在實驗中他將沙桶所受的重力作為滑塊受到的合外力F，通過往滑塊上放置砝碼改變滑塊的質量M。在實驗中他測出了多組數據，并畫出了如圖所示的圖像，圖像的縱坐標為滑塊的加速度a，但圖像的橫坐標他忘記標注了，則下列說法正確的是

A．圖像的橫坐標可能是F，圖像AB段偏離直線的原因是沒有滿足m<<M

B．圖像的橫坐標可能是M，圖像AB段偏離直線的原因是沒有滿足m<<M

C．圖像的橫坐標可能是，圖像AB段偏離直線的原因是沒有滿足m<<M

D．若圖像的橫坐標是，且沒有滿足m<<M，圖像的AB部分應向虛線上方偏離參考答案：11.一探測飛船，在以X星球中心為圓心、半徑為r1的圓軌道上運動，周期為T1，則X星球的質量為M＝__________；當飛船進入到離X星球表面更近的、半徑為r2的圓軌道上運動時的周期為T2＝___________。（已知引力常量為G）參考答案：，T112.一水平放置的水管，距地面高h＝l.8m，管內橫截面積S＝2cm2。有水從管口處以不變的速度v＝2m/s源源不斷地沿水平方向射出，則水流的水平射程為

???

m，水流穩定后在空中有

?

m3的水。（g取10m/s2）參考答案：1.2、2.4×10－413.19世紀和20世紀之交，經典物理已達到了完整、成熟的階段，但“在物理學晴朗天空的遠處還有兩朵小小的、令人不安的烏云”，人們發現了經典物理學也有無法解釋的實驗事實，“兩朵烏云”是指

（填“宏觀問題”或“微觀問題”）與

（填“高速問題”或“低速問題”）。參考答案：微觀問題

高速問題三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.某同學為了將一量程為3V的電壓表改裝成可測量電阻的儀表——歐姆表。（1）先用如圖甲所示電路測量該電壓表的內阻，圖中電源內阻可忽略不計，閉合開關，將電阻箱阻值調到時，電壓表恰好滿偏；將電阻箱阻值調到時，電壓表指針指在如圖乙所示位置，則電壓表的讀數為_____V。由以上數據可得電壓表的內阻=______。（2）將圖甲的電路稍作改變，在電壓表兩端接上兩個表筆，就改裝成了一個可測量電阻的簡易歐姆表，如圖丙所示，為將表盤的電壓刻度轉換為電阻刻度，進行了如下操作：閉合開關，將兩表筆斷開，調節電阻箱，使指針指在“3.0V”處，此處刻度應標阻值為_____（選填“0”或“”）；再保持電阻箱阻值不變，在兩表筆間接不同阻值的已知電阻，找出對應的電壓刻度，則“1V”處對應的電阻刻度為______。（3）若該歐姆表使用一段時間后，電池內阻不能忽略且變大，電動勢不變，但將兩表筆斷開時調節電阻箱，指針仍能滿偏，按正確使用方法再進行測量，其測量結果將_______。A.偏大

B.偏小

C.不變

D.無法確定參考答案：

(1).1.50

(2).6

(3).∞

(4).1

(5).C試題分析：由圖示表盤確定電壓表的分度值，然后根據指針位置讀出其示數；根據電路圖應用閉合電路的歐姆定律求出電壓表內阻；根據閉合電路歐姆定律和分流公式分別列出通過電流表電流的表達式，聯立求解即可；根據閉合電路的歐姆定律分析實驗誤差．（1）由圖（b）所示電壓表表盤可知，其分度值為0.1V，示數為1.50V；

電源內阻不計，由圖（a）所示電路圖可知，電源電動勢：，由題意可知：，解得；（2）電壓表的示數為3V，則與之并聯部分相當于斷路刻度應標阻值為∞。若電壓表示數為1V，其與外接電阻構成并聯關系，并聯總電阻為R，因其電壓為1V，且變阻箱電阻為3KΩ，分壓3.5V，則可知，由，則電流為3V時的電流的，解得．（3）因電動勢不變，僅內阻變化，可改變電阻箱的阻值使總的電阻不變，則不影響測量結果，C正確．15.用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，把金屬絲放在已校準的螺旋測微器的測砧和測微桿之間，使用微調旋鈕將其夾緊，其刻度如圖所示，該金屬絲的直徑為

mm.參考答案：1.803mm

略四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖，邊長為L的正方形ABCD內切圓內存在著垂直紙面的勻強磁場，磁感應強度為B，正方形和內切圓之間存在著沿內切圓徑向的電場。今有一質量為m帶電量為q的粒子從A點由靜止釋放沿電場線從E點進入磁場，而后從F點離開。已知EF//AB，不計粒子重力。則（1）帶電粒子帶何種電荷？勻強磁場的方向如何？（2）粒子在磁場中運動的速度多大？（3）A、E兩點間的電勢差UAE多大？參考答案：（1）粒子帶正電

┉┉┉（3分）勻強磁場垂直紙面向里

┉┉┉（3分）（2）由幾何知識可知粒子在磁場中運動的半徑為

①

┉┉┉（2分）設粒子在磁場中運動的速度為v則

②

┉┉┉（3分）由以上兩式可解得

③

┉┉┉（2分）（3）

④

┉┉┉（3分）由③④兩式解得

┉┉┉（2分）17.如圖所示，與水平面成37°傾斜軌道AB，其沿直線在C點與半徑R=1m的半圓軌道CD相切，全部軌道為絕緣材料制成且放在豎直面內．整個空間存在水平向左的勻強電場，MN的右側存在垂直紙面向里的勻強磁場．一個質量為m＝0.4kg的帶電小球從A點無初速開始沿斜面下滑，至B點時速度為，接著沿直線BC（此處無軌道）運動到達C處進入半圓軌道，進入時無動能損失，且剛好到達D點，從D點飛出時磁場立即消失，不計空氣阻力，g＝10m/s2，cos37°＝0.8，求：（1）小球帶何種電荷．（2）小球離開D點后的運動軌跡與直線AC的交點距C點的距離．（3）小球在半圓軌道部分克服摩擦力所做的功．參考答案：（1）正電荷；（2）2.26m；（3）27.6J【答案】

將代入上式并化簡得：

小球離開D點后作類平拋運動，其加速度為：a＝F/m

由得：