2021年湖北省十堰市第九中學(xué)高三物理期末試題含解析

2021年湖北省十堰市第九中學(xué)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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.（單選）如圖所示，旋轉(zhuǎn)雨傘時(shí)，水珠會(huì)從傘的邊緣沿切線方向飛出，這屬于（）

A．?dāng)U散現(xiàn)象B．超重現(xiàn)象C．離心現(xiàn)象D．蒸發(fā)現(xiàn)象參考答案：考點(diǎn)：離心現(xiàn)象．分析：當(dāng)物體受到的合力的大小不足以提供物體所需要的向心力的大小時(shí)，物體就要遠(yuǎn)離圓心，此時(shí)物體做的就是離心運(yùn)動(dòng)．解答：解：當(dāng)旋轉(zhuǎn)雨傘時(shí)，由向心力可知，所需要的向心力增加，由于提供向心力不足以所需要的向心力，從而遠(yuǎn)離圓心運(yùn)動(dòng)，故C正確，ABD錯(cuò)誤；故選：C．2.某空間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)。一個(gè)帶電粒子(不計(jì)重力)以一定初速度射入該空間后，做勻速直線運(yùn)動(dòng)；若僅撤除電場(chǎng)，則該粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列因素與完成上述兩類運(yùn)動(dòng)無關(guān)的是A.磁場(chǎng)和電場(chǎng)的方向B.磁場(chǎng)和電場(chǎng)的強(qiáng)弱C.粒子的電性和電量D.粒子入射時(shí)的速度參考答案：C倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，說明要滿足題意需要對(duì)磁場(chǎng)與電場(chǎng)的方向以及強(qiáng)弱程度都要有要求，例如：電場(chǎng)方向向下，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里等，但是對(duì)電性和電量無要求，故選項(xiàng)C正確，ABD錯(cuò)誤。點(diǎn)睛：本題考查了帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，實(shí)際上是考查了速度選擇器的相關(guān)知識(shí)，注意當(dāng)粒子的速度與磁場(chǎng)不平行時(shí)，才會(huì)受到洛倫茲力的作用，所以對(duì)電場(chǎng)和磁場(chǎng)的方向有要求的。3.（多選題）如圖所示，理想變壓器的原線圈連接一只理想交流電流表，副線圈匝數(shù)可以通過滑動(dòng)觸頭Q來調(diào)節(jié)，在副線圈兩端連接了定值電阻R0和滑動(dòng)變阻器R，P為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭．在原線圈上加一電壓為U的正弦交流電，則（）A．保持Q的位置不動(dòng)，將P向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變大B．保持Q的位置不動(dòng)，將P向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變小C．保持P的位置不動(dòng)，將Q向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變大D．保持P的位置不動(dòng)，將Q向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變小參考答案：BC【考點(diǎn)】變壓器的構(gòu)造和原理．【分析】保持Q位置不動(dòng)，則輸出電壓不變，保持P位置不動(dòng)，則負(fù)載不變，再根據(jù)變壓器的特點(diǎn)分析．【解答】解：AB、在原、副線圈匝數(shù)比一定的情況下，變壓器的輸出電壓由輸入電壓決定．因此，當(dāng)Q位置不變時(shí)，輸出電壓不變，此時(shí)P向上滑動(dòng)，負(fù)載電阻值增大，則輸出電流減小，電流表的讀數(shù)I變小，故A錯(cuò)誤，B正確；CD、P位置不變，將Q向上滑動(dòng)，則輸出電壓變大，輸出電流變大，則電流表的讀數(shù)變大，故C正確，D錯(cuò)誤；故選：BC．4.如圖所示，一條足夠長(zhǎng)且不可伸長(zhǎng)的輕繩跨過光滑輕質(zhì)定滑輪，繩的右端與一質(zhì)量為12kg的重物相連，重物靜止于地面上，左側(cè)有一質(zhì)量為10kg的猴子，從繩子的另一端沿繩子以大小為5m／s2的加速度豎直向上爬，取g＝10m／s2，則下列說法正確的是A.繩上的拉力大小為50NB.重物不會(huì)離開地面C.2s末物體上升的高度為5mD.重物的加速度大小為3.2m/s2參考答案：CA.對(duì)猴子受力分析，受到重力和繩子的拉力，根據(jù)牛頓第二定律可得：，解得：。故A錯(cuò)誤。B.對(duì)物體受力分析可知，繩子對(duì)物體的拉力大于自身的重力，所以繩子要離開地面。故B錯(cuò)誤。CD.對(duì)物體有牛頓第二定律可得：解得：。末物體上升的高度為：。故C正確，D錯(cuò)誤。5.(多選題)關(guān)于光電效應(yīng)，下列說法正確的是()A.極限頻率越大的金屬材料逸出功越大B.只要光照射的時(shí)間足夠長(zhǎng)，任何金屬都能產(chǎn)生光電效應(yīng)C.從金屬表面出來的光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成正比D.若發(fā)生了光電效應(yīng)且入射光的頻率一定時(shí)，光強(qiáng)越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越多參考答案：AD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.某同學(xué)在學(xué)習(xí)了DIS實(shí)驗(yàn)后，設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)物體瞬時(shí)速度的實(shí)驗(yàn)，其裝置如圖甲所示。在小車上固定擋光片（寬度為Δs），在傾斜導(dǎo)軌的A處放置光電門。讓小車從P點(diǎn)靜止下滑，再利用光電門記錄下?lián)豕馄?jīng)過A點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間Δt。接下來，改用不同寬度的擋光片重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，最后運(yùn)用公式計(jì)算出不同寬度的擋光片從A點(diǎn)開始在各自Δs區(qū)域內(nèi)的，并作出圖像。

（1）當(dāng)光電門傳感器A、B之間無擋光物體時(shí)，電路

；當(dāng)A、B之間有物體擋光時(shí)，電路

。（填“斷開”或“接通”）（2）（多選）該同學(xué)測(cè)出4組數(shù)據(jù)，其中第3組數(shù)據(jù)發(fā)生了明顯的偏差，如圖乙所示。造成偏差的可能原因是

（

）A.小車從圖甲中P點(diǎn)上方靜止下滑

B.小車從圖甲中P點(diǎn)下方靜止下滑C.小車從圖甲中P點(diǎn)靜止下滑

D.小車從圖丙中P點(diǎn)靜止下滑（3）另一位同學(xué)測(cè)出如下圖所示的6組數(shù)據(jù)，根據(jù)圖線，可知小車的加速度大小約為

m/s2，擋光片經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的瞬間速度大小約為

m/s。參考答案：（1）斷開，接通

（各1分）

（2）AD

（2分）

（3）0.6—0.8，0.54—0.56

7.如圖，在斜面頂端先后水平拋出同一小球，第一次小球落到斜面中點(diǎn)，第二次小球落到斜面底端。則兩次小球運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比t1∶t2=________；兩次小球落到斜面上時(shí)動(dòng)能之比EK1∶EK2=________。參考答案：

答案：，8.如圖所示，兩條平行金屬導(dǎo)軌ab、cd置于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩導(dǎo)軌間的距離l=0.6m，導(dǎo)軌間連有電阻R。金屬桿MN垂直置于導(dǎo)軌上，且與軌道接觸良好，現(xiàn)使金屬桿MN沿兩條導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為3V。由此可知，金屬桿MN滑動(dòng)的速度大小為 m/s；通過電阻R的電流方向?yàn)?/p>

（填“aRc”或“cRa”）。參考答案：9.如圖所示，相距為d的兩條水平虛線L1、L2之間有水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，正方形銅制線圈abcd邊長(zhǎng)為L(zhǎng)（L＜d），質(zhì)量為m，將線圈在磁場(chǎng)上方高h(yuǎn)處?kù)o止釋放，cd邊剛離開磁場(chǎng)時(shí)速度與cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度相等，則線圈穿越磁場(chǎng)的過程中（從cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)起一直到ab邊離開磁場(chǎng)為止），感應(yīng)電流所做的功為

，線圈的最小速度為

．參考答案：2mgd10.研究發(fā)現(xiàn)兩個(gè)氘核可聚變成，已知氘核的質(zhì)量為2．0136u，中子的質(zhì)量為1．0087u，He核質(zhì)量為3．0150u．若質(zhì)量虧損1u對(duì)應(yīng)的核能為93l.5MeV，則兩個(gè)氘核聚變成核的核反應(yīng)方程為_________________________；上述反應(yīng)中釋放的核能為______________________________．參考答案：由核反應(yīng)方程質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得兩個(gè)氘核聚變成核的核反應(yīng)方程；由MeV可求出釋放的核能。11.在探究物體的加速度a與物體所受外力F、物體質(zhì)量M間的關(guān)系時(shí)，采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置．小車及車中的砝碼質(zhì)量用M表示，盤及盤中的砝碼質(zhì)量用m表示．(1)當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足________時(shí)，才可以認(rèn)為繩子對(duì)小車的拉力大小等于盤和砝碼的重力．(2)某一組同學(xué)先保持盤及盤中的砝碼質(zhì)量m一定來做實(shí)驗(yàn)，其具體操作步驟如下，以下做法正確的是________．A．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將盤及盤中的砝碼用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上B．每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源D．用天平測(cè)出m以及小車質(zhì)量M，小車運(yùn)動(dòng)的加速度可直接用公式a＝求出(3)另兩組同學(xué)保持小車及車中的砝碼質(zhì)量M一定，探究加速度a與所受外力F的關(guān)系，由于他們操作不當(dāng)，這兩組同學(xué)得到的a－F關(guān)系圖象分別如圖1和圖2所示，其原因分別是：圖1：____________________________________________________；圖2：_____________________________________________________.參考答案：（1）m?M

（2）B（3）圖1：m過大(或M過小)，造成m不是遠(yuǎn)小于M圖2：沒有平衡摩擦力或木板的傾角過小12.如圖（a）所示，阻值為R、匝數(shù)為n的圓形金屬線圈與一個(gè)阻值為2R的電阻連接成閉合電路。線圈的半徑為r1，在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域存在垂直于線圈平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（向里為正），磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖（b）所示，圖中B1、t1為已知量。導(dǎo)線電阻不計(jì)，則t1時(shí)刻經(jīng)過電阻的電流方向?yàn)開________（選填“a→b”或“b→a”），電流的大小為___________。參考答案：b→a，

13.物體因繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)而具有的動(dòng)能叫轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能，轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能的大小與物體轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度有關(guān)．為了研究某一砂輪的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能EK與角速度ω的關(guān)系，可采用下述方法：先讓砂輪由動(dòng)力帶動(dòng)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，測(cè)得其角速度ω，然后讓砂輪脫離動(dòng)力，由于輪與軸之間存在摩擦，砂輪最后停下，測(cè)出脫離動(dòng)力到停止轉(zhuǎn)動(dòng)砂輪轉(zhuǎn)過的圈數(shù)n．測(cè)得幾組不同的ω和n如下表所示ω（rad/s）

0.5

1

2

3

4n5

20

80

180

320Ek（J）

另外已測(cè)得砂輪轉(zhuǎn)軸的直徑為1cm，轉(zhuǎn)軸間的摩擦力為10/πN．（1）試計(jì)算出每次脫離動(dòng)力時(shí)砂輪的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能，并填入上表中；（2）試由上述數(shù)據(jù)推導(dǎo)出該砂輪轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能Ek與角速度ω的關(guān)系式Ek=2ω2；（3）若脫離動(dòng)力后砂輪的角速度為2.5rad/s，則它轉(zhuǎn)過45圈后角速度ω=2rad/s．參考答案：考點(diǎn)：線速度、角速度和周期、轉(zhuǎn)速．專題：勻速圓周運(yùn)動(dòng)專題．分析：（1）砂輪克服轉(zhuǎn)軸間摩擦力做功公式W=f?n?πD，f是轉(zhuǎn)軸間的摩擦力大小，n是砂輪脫離動(dòng)力到停止轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)，D是砂輪轉(zhuǎn)軸的直徑．根據(jù)動(dòng)能定理得知，砂輪克服轉(zhuǎn)軸間摩擦力做功等于砂輪動(dòng)能的減小，求解砂輪每次脫離動(dòng)力的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能．（2）采用數(shù)學(xué)歸納法研究砂輪的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能Ek與角速度ω的關(guān)系式：當(dāng)砂輪的角速度增大為原來2倍時(shí)，砂輪的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能Ek是原來的4倍；當(dāng)砂輪的角速度增大為原來4倍時(shí)，砂輪的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能Ek是原來的16倍，得到Ek與ω2成正比，則有關(guān)系式Ek=kω2．將任一組數(shù)據(jù)代入求出比例系數(shù)k，得到砂輪的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能Ek與角速度ω的關(guān)系式．（3）根據(jù)動(dòng)能與角速度的關(guān)系式，用砂輪的角速度表示動(dòng)能，根據(jù)動(dòng)能定理求出轉(zhuǎn)過45圈后的角速度．解答：解：（1）根據(jù)動(dòng)能定理得：Ek=f?n?πD，代入計(jì)算得到數(shù)據(jù)如下表所示．ω/rad?s﹣10.51234n5.02080180320Ek/J0.5281832（2）由表格中數(shù)據(jù)分析可知，當(dāng)砂輪的角速度增大為原來2倍時(shí)，砂輪的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能Ek是原來的4倍，得到關(guān)系Ek=kω2．當(dāng)砂輪的角速度增大為原來4倍時(shí)，砂輪的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能Ek是原來的16倍，得到Ek與ω2成正比，則有關(guān)系式Ek=kω2．k是比例系數(shù)．將任一組數(shù)據(jù)比如：ω=1rad/s，Ek=2J，代入得到k=2J?s/rad，所以砂輪的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能Ek與角速度ω的關(guān)系式是Ek=2ω2（3）根據(jù)動(dòng)能定理得﹣f?n?πD=2ω22﹣2ω12代入解得ω2=2rad/s故答案為：（1）如表格所示；（2）2ω2；（3）2．點(diǎn)評(píng)：本題考查應(yīng)用動(dòng)能定理解決實(shí)際問題的能力和應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)處理物理問題的能力；注意摩擦力做功與路程有關(guān)．三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.為了測(cè)量一個(gè)量程為3.0V的直流電壓表的內(nèi)阻RV（約為幾千歐），所用的電路如圖甲所示．（1）請(qǐng)將圖乙的器材連成完整的電路__________；（2）該實(shí)驗(yàn)中需要進(jìn)行的步驟羅列如下，合理的順序是_____________(用步驟前的字母表示)A．閉合開關(guān)SB．將電阻箱R0的阻值調(diào)到零C．調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的阻值，使電壓表的示數(shù)為3.0VD．?dāng)嚅_開關(guān)SE．調(diào)節(jié)電阻箱R0的阻值使電壓表示數(shù)為1.5V，讀出此時(shí)電阻箱R0的阻值F．把滑動(dòng)變阻器的滑片P滑到a端（3）若在實(shí)驗(yàn)步驟E中，如圖丙讀出R0的阻值為______Ω，則該電壓表的內(nèi)阻RV的測(cè)量值為______Ω，由于系統(tǒng)誤差，測(cè)量值______（選填“偏大”或“偏小”）。參考答案：

(1).

(2).BFACED或者FBACED

(3).2900

(4).2900

(5).偏大【詳解】（1）如圖所示：

（2）B．將電阻箱R0的阻值調(diào)到零；F．把滑動(dòng)變阻器的滑片P滑到a端；A．閉合開關(guān)S；C．調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的阻值，使電壓表的示數(shù)為3.0V；E．調(diào)節(jié)電阻箱R0的阻值使電壓表示數(shù)為1.5V，讀出此時(shí)電阻箱R0的阻值；D．?dāng)嚅_開關(guān)S（注意先調(diào)零與先移動(dòng)滑動(dòng)變阻器到最大阻值，前后不影響，故BF的順序可以顛倒），則合理的順序是BFACED．

（3）由如圖丙讀出R0的阻值為2900Ω，因是串聯(lián)關(guān)系，則電阻與電壓成正比：電壓表示數(shù)為1.5V，則電阻箱R0分壓為1.5V．則

Rv=R0=2900Ω，因該支路實(shí)際電壓要比原電壓變大，即R0的分壓要大一些，故Rv的實(shí)際值要小一些，即測(cè)量值比真實(shí)值大．【點(diǎn)睛】考查半偏法測(cè)電阻的原理，明確串聯(lián)電阻后會(huì)引起測(cè)量支路的電阻的增大，其分壓要變大，此為誤差的來源．15.把一個(gè)滿偏電流Ig=100μA、內(nèi)阻未知的電流表改裝為量程是3V的電壓表。先用如圖2的電路測(cè)定電流表的內(nèi)阻。圖中的R用電位器(一種旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)的變阻器)，用電阻箱，且R比大很多。實(shí)驗(yàn)時(shí)要進(jìn)行的步驟有

(

)A.合上開關(guān)S1B.合上開關(guān)S2C.將R的阻值調(diào)到最大D.調(diào)整R的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度E.記下的阻值F.調(diào)整的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到正好是滿刻度的一半實(shí)驗(yàn)步驟的合理順序?yàn)開_____________________(填字母代號(hào))。在上述步驟中，若記下的=2000Ω，則電流表的內(nèi)阻rg=______Ω。測(cè)出的rg比真實(shí)值____________(“偏大”或“偏小”)。將此電流表改裝為量程是3V的電壓表。改裝的方法是給電流表_______(“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)一個(gè)值阻為_________Ω的電阻。最后將改裝的電壓表跟標(biāo)準(zhǔn)電壓表V進(jìn)行校對(duì)。請(qǐng)?jiān)谟疫叺奶摼€框中畫出校對(duì)的實(shí)驗(yàn)電路圖。(要求校對(duì)0.5V，1.0V，1.5V，2.0V，2.5V，3.0V幾個(gè)數(shù)據(jù)。)參考答案：四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，豎直平面內(nèi)的光滑軌道由傾斜直軌道AB和半徑為0.2m的圓軌道BCD組成，AB和BCD相切于B點(diǎn)，CD連線是圓軌道豎直方向的直徑（C、D分別為圓軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)），質(zhì)量為0.lkg的小滑塊從軌道AB上的某點(diǎn)由靜止滑下，已知，,g=l0.(l)若小滑塊剛好能通過最高點(diǎn)D，則它在D點(diǎn)的速度為多大？(2)寫出小滑塊在圓軌道最高點(diǎn)所受壓力大小F與下滑高度H的函數(shù)關(guān)系式；（3諾只將AB部分換成與滑塊間動(dòng)摩擦因數(shù)為的軌道，為保證滑塊過D點(diǎn)后在斜面上的落點(diǎn)與O點(diǎn)等高，求滑塊在斜面上下滑的高度為多大？參考答案：17.如圖所示，水平傳送帶AB的右端與豎直面內(nèi)的用光滑鋼管彎成的“9”形固定軌道相接，鋼管內(nèi)徑很小。傳送帶的運(yùn)行速度為V0=6m／s，將質(zhì)量m=1.0kg的可看作質(zhì)點(diǎn)的滑塊無初速地放到傳送帶A端，長(zhǎng)度為L(zhǎng)=12.0m，“9”字全高H=0.8m，“9”字上半部分圓弧半徑為R=0.2m，滑塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.3，重力加速度g=10m／s2，試求：(1)滑塊從傳送帶A端運(yùn)動(dòng)到B端所需要的時(shí)間

(2)滑塊滑到軌道最高點(diǎn)C時(shí)對(duì)軌道作用力的大小和方向(3)若滑塊從“9”形規(guī)道D點(diǎn)水平拋出后，恰好垂直撞在傾角θ=60°的斜面上P點(diǎn)，求P、D兩點(diǎn)間的豎直高度h(保留兩位有效數(shù)字)參考答案：（1）

（2）

方向豎直向下（3）0.47m（1）在傳送帶上加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由牛頓第二定律得（1分）得

（1分）加速到與傳送帶達(dá)到同速所需要的時(shí)間，

（1分）位移

（1分）之后滑塊做勻速運(yùn)動(dòng)的位移所用的時(shí)間

（1分）故

（1分）（2）滑塊由B到C的過程中，由動(dòng)能定理得

（1分）在C點(diǎn)，軌道對(duì)滑塊的彈力與其重力的合力為其做圓周運(yùn)動(dòng)提供向心力，設(shè)軌道對(duì)滑塊的彈力方向豎直向下，由牛頓第二定律得，（1分）解得

力方向豎直向下（1分）由牛頓第三定律得，滑塊對(duì)軌道的