湖南省益陽市鳳凰湖鄉中學2021年高三物理上學期期末試題含解析一、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.（單選）如圖所示，水平導軌接有電源，導軌上固定有三根導體棒a、b、c，長度關系為c最長，b最短，將c彎成一直徑與b等長的半圓，將裝置置于向下的勻強磁場中，在接通電源后，三導體棒中有等大的電流通過，則三棒受到安培力的大小關系為 A． B． C． D．參考答案：D2.某動車組列車以平均速度v行駛，從甲地到乙地的時間為t.該列車以速度v0從甲地出發勻速前進，途中接到緊急停車命令后緊急剎車，列車停車后又立即勻加速到v0，繼續勻速前進．從開始剎車至加速到v0的時間是t0，(列車剎車過程與加速過程中的加速度大小相等)，若列車仍要在t時間內到達乙地．則動車組列車勻速運動的速度v0應為(

)參考答案：3.兩個固定的異種點電荷，電荷量給定但大小不等。用E1和E2分別表示這兩個點電荷產生的電場強度的大小，則在通過兩點電荷的直線上，E1＝E2的點【

】A．有三個，其中兩處合場強為零

B．有三個，其中一處合場強為零C．只有兩個，其中一處合場強為零

D．只有一個，該處合場強不為零參考答案：C4.(多選題)如圖所示，一個內壁光滑的圓錐的軸線垂直于水平面，圓錐固定不動，兩個質量相同的小球A、B，緊貼著內壁分別在圖中所示的水平面內做勻速圓周運動，則（

）A．球A的線速度必小于球B的線速度B．球A的角速度必小于球B的角速度C．球A的運動周期必小于球B的運動周期D．球A對筒壁的壓力必等于球B對筒壁的壓力參考答案：BD5.(單選)某中學生身高1.80m，在學校運動會上參加跳高比賽，采用背躍式，身體橫著越過2.10m的橫桿，獲得了冠軍，據此可以估算出他跳起時豎直向上的速度為（g=10m/s2）（

C）A．7m/sB．6m/s

C．5m/sD．3m/s參考答案：C二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示的電路中，電源電動勢E=6V，內電阻r=1Ω，M為一小電動機，其內部線圈的導線電阻RM=2Ω。R為一只保護電阻，R=3Ω。電動機正常運轉時，電壓表（可當作理想電表）的示數為1.5V，則電源的輸出功率為

W，電動機的輸出功率為Ｗ。

參考答案：2.5；1.5

157.在某些恒星內部，3個α粒子可以結合成一個核，已知核的質量為1.99302×10-26kg，α粒子的質量為6.64672×10-27kg，真空中光速c=3×108m/s，這個核反應方程是

，這個反應中釋放的核能為

（結果保留一位有效數字）。參考答案：3

(2分)

9×10-13J8.如圖所示，質量為m的小球A以速率v0向右運動時跟靜止的小球B發生碰撞，碰后A球以的速率反向彈回，而B球以的速率向右運動，則B的質量mB=_______；碰撞過程中，B對A做功為

。參考答案：4.5m

；

3mv02/8

9.如圖所示，一直立的氣缸用一質量為m的活塞封閉一定量的理想氣體，活塞橫截面積為S，汽缸內壁光滑且缸壁是導熱的．開始活塞被固定，打開固定螺栓K，活塞上升，經過足夠長時間后，活塞停在B點，則活塞停在B點時缸內封閉氣體的壓強為______________，在該過程中，缸內氣體______（填“吸熱”或“放熱”）．（設周圍環境溫度保持不變，已知AB=h，大氣壓強為p0，重力加速度為g）參考答案：

(1).

(2).吸熱活塞處于平衡狀態有:,所以被封閉氣體壓強為被封閉氣體體積增大,氣體對外界做功,因為氣體溫度不變,因此內能不變,根據可以知道,在該過程中,缸內氣體吸熱.綜上所述本題答案是：(1).

(2).吸熱.10.某星球密度與地球相同，又知其表面重力加速度為地球表面重力加速度的2倍，則該星球的質量是地球質量的

倍。參考答案：

811.如圖（a）為驗證牛頓第二定律的實驗裝置示意圖.①平衡小車所受的阻力的操作：取下

，把木板不帶滑輪的一端墊高；接通打點計時器電源，輕推小車，讓小車拖著紙帶運動．如果打出的紙帶如圖（b）所示，則應

（減小或增大）木板的傾角，反復調節，直到紙帶上打出的點跡

為止．②圖（c）為研究“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質量的關系”時所得的實驗圖象，橫坐標m為小車上砝碼的質量．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砝碼（2分）（答沙桶或其他都不給分）

減小（2分）間隔相等（均勻）②（2分）

（2分）

解析：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.12.（6分）為研究靜電除塵，有人設計了一個盒狀容器，容器側面是絕緣的透明有機玻璃，它的上下底面是面積A=0.04m2的金屬板，間距L=0.05m，當連接到U=2500V的高壓電源正負兩極時，能在兩金屬板間產生一個勻強電場，如圖所示。現把一定量均勻分布的煙塵顆粒密閉在容器內，每立方米有煙塵顆粒1013個，假設這些顆粒都處于靜止狀態，每個顆粒帶電量為q=+1.0×10-17C，質量為m=2.0×10-15kg，不考慮煙塵顆粒之間的相互作用和空氣阻力，并忽略煙塵顆粒所受重力。求合上電鍵后：⑴經過

秒煙塵顆粒可以被全部吸附？⑵除塵過程中電場對煙塵顆粒共做了

焦耳功？參考答案：⑴當最靠近上表面的煙塵顆粒被吸附到下板時，煙塵就被全部吸附。煙塵顆粒受到的電場力F=qU/L，L=at2/2=qUt2/2mL，故t=0.02s⑵W=NALqU/2=2.5×10-4J13.在科學探究活動中，對實驗數據進行分析歸納得出結論是非常重要的環節，下面的表格中的數據是某同學在物體作直線運動過程中測得的位移s和時間t的數據記錄。物體運動的起止點所測的物理量12345A→B時間t(s)0.891.241.521.761.97位移s(m)0.250.500.751.001.25⑴請你在下列甲圖的網格中作s-t圖象；⑵該同學猜想圖線接近于二次函數的圖象，為了驗證這個猜想，請你通過轉換變量在乙圖的網格中作相應的圖象；⑶通過上述處理，你認為物體從A→B的過程中，s隨t變化的規律是：

(用s、t表示，涉及數字，計算結果保留2位有效數字)。參考答案：⑴圖略，見解析；⑵圖略，見解析；⑶s＝0.33t2試題分析：⑴根據描點作圖法，作出s-t圖象如下圖甲所示。⑵由于該同學猜想圖線接近于二次函數的圖象，為了驗證這個猜想，通過轉換變量來進行，即作s-t2圖象，為此求得表格如下：A→B時間t(s)0.891.241.521.761.97新變量t2(s2)0.791.542.313.103.88位移s(m)0.250.500.751.001.25根據描點作圖法，作出s-t2圖象如上圖乙所示。⑶從所作s-t2圖象中看出t2、s呈線性變化關系，即從A到B的過程中s隨t變化的規律是：物體作初速度為零的勻加速直線運動，由圖中斜率求得，即a＝＝0.65m/s2，故s＝0.325t2題中所提供的數據均為保留2小數點后位數，因此有：s＝0.33t2三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.為了測量右圖中果汁電池的電動勢E和內阻r，并探究電極間距對E和r的影響(實驗器材如圖所示)。①將電壓表、電流表均視為理想電表，請在圖中用筆畫線代替導線連接電路；②實驗中依次減小銅片與鋅片的間距，分別得到相應果汁電池的U-I圖像如圖中a、b、c所示．由此可知：在該實驗中，隨電極間距的減小，電源電動勢

(填“增大”、“減小”或“不變”)，電源內阻

(填“增大”、“減小”或“不變”)；③圖線a對應的電源電動勢E=

V，短路電流I=

A。(均保留三位有效數字)參考答案：15.現要測量滑塊與木板之間的動摩擦因數，實驗裝置如圖1所示．表面粗糙的木板一端固定在水平桌面上，另一端抬起一定高度構成斜面；木板上有一滑塊，其后端與穿過打點計時器的紙帶相連，打點計時器固定在木板上，連接頻率為50Hz的交流電源．接通電源后，從靜止釋放滑塊，滑塊帶動紙帶上打出一系列點跡．（1）圖2給出的是實驗中獲取的一條紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6是實驗中選取的計數點，每相鄰兩計數點間還有4個打點（圖中未標出），2、3和5、6計數點間的距離如圖2所示．由圖中數據求出滑塊的加速度a=

m/s2（結果保留三位有效數字）．（2）已知木板的長度為l，為了求出滑塊與木板間的動摩擦因數，還應測量的物理量是

．A．滑塊到達斜面底端的速度v

B．滑塊的質量mC．滑塊的運動時間t

D．斜面高度h和底邊長度x（3）設重力加速度為g，滑塊與木板間的動摩擦因數的表達式μ=

（用所需測量物理量的字母表示）參考答案：（1）2.51，（2）D，（3）．【考點】探究影響摩擦力的大小的因素．【分析】（1）利用逐差法△x=aT2可以求出物體的加速度大小，根據勻變速直線運動中某點的瞬時速度等于該過程中的平均速度大小可以求出某點的瞬時速度大小；（2）根據牛頓第二定律有μmgcosθ=ma，由此可知需要測量的物理量．（3）根據牛頓第二定律的表達式，可以求出摩擦系數的表達式【解答】解：（1）每相鄰兩計數點間還有4個打點，說明相鄰的計數點時間間隔：T=0.1s，根據逐差法有：a==≈2.51m/s2；（2）要測量動摩擦因數，由μmgcosθ=ma，可知要求μ，需要知道加速度與夾角余弦值，紙帶數據可算出加速度大小，再根據斜面高度h和底邊長度x，結合三角知識，即可求解，故ABC錯誤，D正確．（3）以滑塊為研究對象，根據牛頓第二定律有：mgsinθ﹣μmgcosθ=ma解得：μ==．故答案為：（1）2.51，（2）D，（3）．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.在光滑的水平面上，一質量為mA=0.1kg的小球A，以8m/s的初速度向右運動，與質量為mB=0.2kg的靜止小球B發生正碰。碰后小球B滑向與水平面相切、半徑為R=0.5m的豎直放置的光滑半圓形軌道，且恰好能通過最高點N后水平拋出。g=10m/s2求：（1）碰撞后小球B的速度大小（2）小球B從軌道最低點M運動到最高點N的過程中所受合外力的沖量（3）碰撞過程中系統的機械能損失參考答案：見解析(1)小球B恰好能通過圓形軌道最高點，有…………①解得m/s 方向向左…………②

小球B從軌道最低點M運動到最高點N的過程中機械能守恒，

有…………③

聯立①②解得m/s…………④

(2)設向右為正方向，合外力對小球B的沖量為=－（）N?s，方向向左…………⑤(3)碰撞過程中動量守恒，有…………⑥水平面光滑，所以式中解得－2m/s…………⑦碰撞過程中損失的機械能為=0.5J…………⑧17.如右圖所示，一塊質量為M=2kg?長為L=1m的勻質木板放在很長的光滑水平桌面上，板的左端有一質量為m=0.5kg的物塊，物塊上連接一根很長的細繩，細繩跨過位于桌面邊緣的定滑輪，某人以速度v=1m/s向下拉繩，物塊最多只能到達板的中點，而且此時板的右端尚未到達桌邊定滑輪處。g取10m/s2，求：(1)物塊與板間的動摩擦因數μ1；(2)若板與桌面間有摩擦，為使物塊能到板的右端，板與桌面的動摩擦因數μ2的范圍。參考答案：解：(1)若人以恒定速度v=1m/s向下勻速拉繩，木板先向右做勻加速運動，物塊達板的中點后，物塊和木板一起以1m/s勻速。設M加速時間為t1，則m向右位移為x1=vt1

…………1分木板向右的位移為x2=1…………1分由題意得x1-x2=…………1分由以上三式可得t1=1s

…………1分M加速度：…………1分由牛頓第二定律得：μ1mg=Ma…………1分解得：μ1=0.4…………1分(2)如果板與桌面有摩擦，因為M與桌面摩擦因數越大，m越易從右端滑下，所以當m滑到M右端兩者剛好共速時摩擦因數最小，設為μ0，且物塊在板上滑行的時間為t2。對木板由牛頓第二定律得：，…………1分而v=a1t2…………1分解得：…………1分又設物塊從板的左端運動到右端的時間為t3則…………1分得：…………1分解得：…………1分所以為了使物塊能到達板的右端，板與桌面間的摩擦因數μ2≥0.04…………1分18.如圖所示，在固定的粗糙斜面上依次放有兩塊質量相等m1=m2=10kg的平板A、B，長度均為L=1.6m，斜面傾角很小為θ（sinθ=0.1，cosθ≈1），一個質量為m3=20kg的小滑塊C以v0＝5m/s的初速度滑上平板A的上表面。A與斜面之間的動摩擦因素為μ1=0.2，B與斜面之間的動摩擦因素μ2=0.1,滑塊C與平板A、B之間的動摩擦因數相同，設為μ3。設最大靜摩擦力與相對應的滑動摩擦力大小相等，g=10m/s。(1)若小滑塊C滑上平板A時，平板均不動，而滑上平板B時，平板B開始滑動，求μ3應滿足的條件；（2）若μ3=0.4，求滑塊C從開始滑上平板A到最終相對斜面靜止時運動的時間和平板B沿斜面上滑的最大距離。參考答案：(1)要使小滑塊滑上平板A時，平板不動，則：

要使小滑塊滑上平板B時，平板B開始滑動，則：解得：