河北省邯鄲市鹿頭中學2021年高三物理期末試卷含解析一、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.（單選）關于物理學的研究方法，以下說法錯誤的是（

）

A．伽利略開創了運用邏輯推理和實驗相結合進行科學研究的方法B．卡文迪許在利用扭秤實驗裝置測量萬有引力常量時，應用了放大法C．電場強度是用比值法定義的，因而電場強度與電場力成正比，與試探電荷的電量成反比D．合力與分力、總電阻、交流電的有效值用的是“等效替代”的方法參考答案：C2.如圖，一平行板電容器連接在直流電源上，電容器的極板水平，兩微粒a、b所帶電荷量大小相等、符號相反，使它們分別靜止于電容器的上、下極板附近，與極板距離相等。現同時釋放a、b，它們由靜止開始運動，在隨后的某時刻t，a、b經過電容器兩極板間下半區域的同一水平面，a、b間的相互作用和重力可忽略。下列說法正確的是A.a的質量比b的大B.在t時刻，a的動能比b的大C.在t時刻，a和b的電勢能相等D.在t時刻，a和b的動量大小相等參考答案：BD試題分析

本題考查電容器、帶電微粒在電場中的運動、牛頓運動定律、電勢能、動量定理及其相關的知識點。解析

根據題述可知，微粒a向下加速運動，微粒b向上加速運動，根據a、b經過電容器兩極板間下半區域的同一水平面，可知a的加速度大小大于b的加速度大小，即aa>ab。對微粒a，由牛頓第二定律，qE=maaa，對微粒b，由牛頓第二定律，qE=mbab，聯立解得：>，由此式可以得出a的質量比b小，選項A錯誤；在a、b兩微粒運動過程中，a微粒所受合外力大于b微粒，a微粒的位移大于b微粒，根據動能定理，在t時刻，a的動能比b大，選項B正確；由于在t時刻兩微粒經過同一水平面，電勢相等，電荷量大小相等，符號相反，所以在t時刻，a和b的電勢能不等，選項C錯誤；由于a微粒受到的電場力（合外力）等于b微粒受到的電場力（合外力），根據動量定理，在t時刻，a微粒的動量等于b微粒，選項D正確。點睛

若此題考慮微粒的重力，你還能夠得出a的質量比b小嗎？在t時刻力微粒的動量還相等嗎？在t時間內的運動過程中，微粒的電勢能變化相同嗎？3.如圖所示，壁虎在豎直玻璃面上斜向上勻速爬行，關于它在此平面內的受力分析，下列圖示中正確的是參考答案：A4.（多選）如圖所示，在光滑絕緣的水平桌面上方固定著電荷量大小相等的兩個點電荷q1、q2，一個帶電小球（可視為點電荷）恰好圍繞O點在桌面上做勻速圓周運動。已知O、q1、q2在同一豎直線上，下列判斷正確的是：（ACD）A．圓軌道上的電勢處處相等B．圓軌道上的電場強度處處相同C．點電荷q1對小球的庫侖力是吸引力D．q1、q2可能為異種電荷參考答案：ACD5.下列說法中正確的是：A．X射線是處于激發態的原子核輻射出的B．一群處于n=3能級激發態的氫原子，自發躍遷時能發出3種不同頻率的光C．放射性元素發生一次β衰變，原子序數增加1D．的半衰期約為7億年，隨著地球環境的不斷變化，半衰期可能變短參考答案：BC二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.某同學用如圖所示的實驗裝置探究小車動能變化與合外力對它所做功的關系。圖中A為小車，連接在小車后面的紙帶穿過打點計時器B的限位孔，它們均置于水平放置的一端帶有定滑輪的足夠長的木板上，C為彈簧測力計，不計繩與滑輪的摩擦。實驗時，先接通電源再松開小車，打點計時器在紙帶上打下一系列點。(1)該同學在一條比較理想的紙帶上，從點跡

清楚的某點開始記為0點，再順次選取5個點，分別測量這5個點到0之間的距離L，并計算出各點速度平方與0點速度平方之差△v2（△v2=v2－v02），填入下表：請以△v2為縱坐標，以L為橫坐標在方格紙中作出△v2-L圖象。若測出小車質量為0.2kg，結合圖象可求得小車所受合外力的大小為_______N。(2)若該同學通過計算發現小車所受合外力小于測力計讀數，明顯超出實驗誤差的正常范圍。你認為主要原因是_________________________________________。實驗操作中改進的措施是__________________________________________。點跡L/cm△v2/m2·s－20//11.600.0423.600.0936.000.1547.000.1859.200.23參考答案：（1）△v2-s圖象如右圖。（4分）0.25±0.01N（2分）（2）小車滑行時所受摩擦阻力較大。（2分）（3）將導軌左端墊起一定的高度以平衡摩擦力。（2分）7.如圖甲，水平面內的三個質點分別位于直角三角形ABC的三個頂點上，已知AB=3m，AC=4m。t0=0時刻A、B同時開始振動，此后形成的波動圖象均如圖乙，所形成的機械波在水平面內傳播，在t=4s時C點開始振動。則該機械波的傳播速度大小為_________；兩列波相遇后，C點振動_________（填“加強”或“減弱”）。該列波的波長是______m，周期是______s。參考答案：（1）1m／s

減弱

2m

2s

8.質量為m1

m2

m3的三個物體從上到下疊放在一起，先使它們一起自由下落，再設法使它們一起勻速下落，則在先后兩次情況中，質量為m2的那個物體受到的合外力之差為參考答案：9.為測定木塊與桌面之間的動摩擦因數,小亮設計了如圖所示的裝置進行實驗.實驗中,當木塊A位于水平桌面上的O點時,重物B剛好接觸地面.將A拉到P點,待B穩定后靜止釋放,A最終滑到Q點.分別測量OP、OQ的長度h和s.改變h,重復上述實驗,分別記錄幾組實驗數據.(1)實驗開始時,發現A釋放后會撞到滑輪.請提出兩個解決方法.(2)請根據下表的實驗數據作出s-h關系的圖象.

(3)實驗測得A、B的質量分別為m=0.40kg、M=0.50kg.根據s-h圖象可計算出A塊與桌面間的動摩擦因數=_________.(結果保留一位有效數字)(4)實驗中,滑輪軸的摩擦會導致滋的測量結果

_________(選填“偏大冶或“偏小冶).參考答案：10..圖1為驗證牛頓第二定律的實驗裝置示意圖。圖中打點計時器的電源為50Hz的交流電源，打點的時間間隔用Δt表示。在小車質量未知的情況下，某同學設計了一種方法用來研究“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質量間的關系”。（1）完成下列實驗步驟中的填空：①平衡小車所受的阻力：小吊盤中不放物塊，調整木板右端的高度，用手輕撥小車，直到打點計時器打出一系列________的點。②按住小車，在小吊盤中放入適當質量的物塊，在小車中放入砝碼。③打開打點計時器電源，釋放小車，獲得帶有點列的紙袋，在紙袋上標出小車中砝碼的質量m。④按住小車，改變小車中砝碼的質量，重復步驟③。⑤在每條紙帶上清晰的部分，沒5個間隔標注一個計數點。測量相鄰計數點的間距s1，s2，…。求出與不同m相對應的加速度a。⑥以砝碼的質量m為橫坐標為縱坐標，在坐標紙上做出—m關系圖線。若加速度與小車和砝碼的總質量成反比，則與m處應成_________關系（填“線性”或“非線性”）。（2）完成下列填空：（ⅰ）本實驗中，為了保證在改變小車中砝碼的質量時，小車所受的拉力近似不變，小吊盤和盤中物塊的質量之和應滿足的條件是_______________________。（ⅱ）設紙帶上三個相鄰計數點的間距為s1、s2、s3。a可用s1、s3和Δt表示為a=__________。圖2為用米尺測量某一紙帶上的s1、s3的情況，由圖可讀出s1=__________cm，s3=__________cm。由此求得加速度的大小a=__________m/s2。（ⅲ）圖3為所得實驗圖線的示意圖。設圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，若牛頓定律成立，則小車受到的拉力為___________，小車的質量為___________。

參考答案：.(1）間距相等的點。（2）線性（2）（i）遠小于m

(ii)

.(iii)設小車的質量為，則有，變形得,所以圖象的斜率為，所以作用力，圖象的截距為，所以。11.2．愛因斯坦在現代物理學領域作出了很多重要貢獻，試舉出其中兩項：

；

．參考答案：相對論；光的量子性12.光傳感器可用來測量光屏上的光強分布．如圖（a）所示為某同學利用單縫做的一個光學實驗，圖（b）為該同學使用光傳感器對該實驗所采集到的光屏上光強分布圖象．則該同學所做的實驗是光的衍射（選填“干涉”或“衍射”）實驗；根據圖（b）可以看出，光屏上中央亮條紋的光強分布特點是中間強兩邊弱．參考答案：解：圖b可知，條紋中間亮、兩邊窄，知是衍射條紋；根據光的衍射原理，則光屏上中央亮條紋的光強分布特點是中間強兩邊弱．故答案為：衍射，中間強兩邊弱．13.質量為m=0.01kg、帶電量為+q=2.0×10﹣4C的小球由空中A點無初速度自由下落，在t=2s末加上豎直向上、范圍足夠大的勻強電場，再經過t=2s小球又回到A點．不計空氣阻力，且小球從未落地，則電場強度的大小E為2×103N/C，回到A點時動能為8J．參考答案：考點：電場強度；動能定理的應用．分析：分析小球的運動情況：小球先做自由落體運動，加上勻強電場后小球先向下做勻減速運動，后向上做勻加速運動．由運動學公式求出t秒末速度大小，加上電場后小球運動，看成一種勻減速運動，自由落體運動的位移與這個勻減速運動的位移大小相等、方向相反，根據牛頓第二定律和運動學公式結合求電場強度，由W=qEd求得電場力做功，即可得到回到A點時動能．解答：解：小球先做自由落體運動，后做勻減速運動，兩個過程的位移大小相等、方向相反．設電場強度大小為E，加電場后小球的加速度大小為a，取豎直向下方向為正方向，則有：gt2=﹣（vt﹣at2）又v=gt解得a=3g由牛頓第二定律得：a=，聯立解得，E===2×103N/C則小球回到A點時的速度為：v′=v﹣at=﹣2gt=﹣20×10×2m/s=﹣400m/s動能為Ek==0.01×4002J=8J故答案為：2×103，8．點評：本題首先要分析小球的運動過程，采用整體法研究勻減速運動過程，抓住兩個過程之間的聯系：位移大小相等、方向相反，運用牛頓第二定律、運動學規律結合進行研究．三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.對某圓柱狀導電元件進行研究。①用多用電表的歐姆擋試測元件在常溫下的電阻值,在正確操作的情況下，當發現表頭指針偏轉的角度過大或過小時，應換用其它擋位測量。在換擋后、進行測量之前，應當進行的操作是__▲__。②圖甲是說明書中給出的伏安特性曲線，可由該曲線得到各狀態下的電阻值。為了研究材料的電阻率，還需要測量元件的長度和截面直徑。如圖乙，用螺旋測微器測得的直徑讀數為__▲__mm③實驗室中提供以下器材，用來檢驗該元件的伏安特性線是否和說明書中所給的一致。A.

電壓表V(量程為0-3V，內阻約5kΩ)B.

電流表A(量程為0-0.6A，內阻約0.1Ω)C.

滑動變阻器R1（O-10Ω，額定電流1.5A)D?滑動變阻器R2(0-1000Ω,額定電流0.5A)E.

直流電源（電動勢3V,內阻忽略不計）F.

開關一個、導線若干試設計實驗電路，并在答題紙中圖丙方框內畫出電路圖，導電元件用“”表示。滑動變阻器應選擇_______參考答案：15.欲用伏安法測定一段阻值約為5左右的金屬導線的電阻，要求測量結果盡量準確，現備有以下器材：A．電池組（3V，內阻1）

B．電流表（0～3A，內阻0.0125）C．電流表（0～0.6A，內阻0.125）

D．電壓表（0～3V，內阻3k）E．電壓表（0～15V，內阻15k）F．滑動變阻器（0～20，額定電流1A）G．滑動變阻器（0～200，額定電流0.3A）

H．開關、導線（1）上述器材中應選用的是______________；（填寫各器材的字母代號）（2）實驗電路應采用電流表______________接法；（填“內”或“外”）（3）為使通過待測金屬導線的電流能在0～0.5A范圍內改變,請按要求在虛線框內畫出測量待測金屬導線電阻Rx的電路原理圖.參考答案：．（1）ＡＣＤＦＨ（2分）

（2）外（2分）（3）電路如圖

四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖甲所示，質量為m=1kg的物體置于傾角為θ=37°的固定且足夠長的斜面上，對物體施以平行于斜面向上的拉力F，t1=0.5s時撤去拉力，物體速度與時間（v﹣t）的部分圖象如圖乙所示．（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）問：（1）拉力F的大小為多少？（2）物體沿斜面向上滑行的最大距離s為多少？參考答案：解：（1）設物體在力F作用時的加速度為a1，撤去力F后物體的加速度為a2，根據圖象可知：①②力F作用時，對物體進行受力分析，由牛頓第二定律可知F﹣mgsinθ﹣μmgcosθ=ma1，③撤去力F后對物體進行受力分析，由牛頓第二定律可知﹣（mgsinθ+μmgcosθ）=ma2，④解得：F=24N

⑤（2）設撤去力F后物體運動到最高點所花時間為t2，此時物體速度為零，有s

⑥向上滑行的最大距離：m答：（1）拉力F的大小為24N；（2）物體沿斜面向上滑行的最大距離s為6m．【考點】牛頓第二定律；勻變速直線運動規律的綜合運用．【分析】（1）由速度的斜率求出加速度，根據牛頓第二定律分別對拉力撤去前、后過程列式，可qc拉力和物塊與斜面的動摩擦因數為μ．（2）根據v﹣t圖象面積求解位移．17.甲圖是密立根測定電子電荷量的實驗，他在真空裝置中放置兩塊水平金屬板，兩極板間距為d，電壓為U，上極板帶正電，用噴霧器把許多帶電、密度為ρ的油滴噴入兩板之間，通過顯微鏡找到懸浮不動的一個油滴，測得它的半徑為R，由此可測算出該油滴的電荷量。現有如乙圖所示的水平放置的兩極板Y、Y/，間距也為d，板間電壓為2U，將該油滴從兩極板左側中點A以初速度v0沿水平方向射入電場且剛好從Y/右則邊緣穿出，設重力加速度為g，求：（1）求