山西省呂梁市東石羊中學(xué)2021年高三物理期末試題含解析

山西省呂梁市東石羊中學(xué)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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.一物體受到三個(gè)共點(diǎn)力的共同作用，三力矢量關(guān)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(shí)點(diǎn)】力的合成．B3【答案解析】A解析：根據(jù)三角形定則，F(xiàn)2與F3的合力等于從F2的起點(diǎn)到F3的終點(diǎn)的有向線(xiàn)段，即與F1相同，故合力等于2倍的F1．故選A．【思路點(diǎn)撥】三角形定則是指兩個(gè)力（或者其他任何矢量）合成，其合力應(yīng)當(dāng)為將一個(gè)力的起始點(diǎn)移動(dòng)到第二個(gè)力的終止點(diǎn)，合力為從第二個(gè)的起點(diǎn)到第一個(gè)的終點(diǎn)．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(fā)展而，與平行四邊形定則在本質(zhì)上是一致的．本題涉及力的合成的三角形定則，即有兩個(gè)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(gè)力的尾連上第一個(gè)力的頭，它們的合力就是第一個(gè)力的尾指向第二個(gè)力的頭的這樣一個(gè)矢量，畫(huà)出之后你可以看到三者構(gòu)成一個(gè)三角形．2.一定量的理想氣體從狀態(tài)a開(kāi)始,經(jīng)歷三個(gè)過(guò)程:從a到b,b到c,c到a回到原狀態(tài),其中V-T圖像如圖所示。用pa、Pb、pc分別表示狀態(tài)a、b、c的壓強(qiáng),下列說(shuō)法正確的是_____A.pa＜pc=pbB.由a到b的過(guò)程中,氣體一定吸熱C.由b到c的過(guò)程中,氣體放出的熱量一定等于外界對(duì)氣體做的功D.由b到c的過(guò)程中,每一個(gè)氣體分子的速率都減小E.由c到a的過(guò)程中,氣體分子的平均動(dòng)能不變參考答案：ABE【詳解】A、設(shè)a狀態(tài)的壓強(qiáng)為Pa，則由理想氣體的狀態(tài)方程可知：，所以：Pb＝3Pa，同理：：得Pc＝3Pa，所以：pc＝pb＞pa．故A正確；B、過(guò)程ab中氣體的體積不變，沒(méi)有做功；溫度升高，內(nèi)能增大，所以氣體一定吸熱。故B正確；C、由圖象可知，bc過(guò)程氣體壓強(qiáng)不變，溫度降低，由蓋呂薩克定律可知，其體積減小，外界對(duì)氣體做功，W＞0，氣體溫度降低，內(nèi)能減少，△U＜0，由熱力學(xué)第一定律可知，氣體要放出熱量，過(guò)程bc中氣體放出的熱量一定大于外界對(duì)氣體做的功，故C錯(cuò)誤；D、溫度是分子的平均動(dòng)能的標(biāo)志，是大量分子運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)單個(gè)的分子沒(méi)有意義，所以過(guò)程bc中氣體的溫度降低，分子的平均動(dòng)能減小，并不是每一個(gè)分子的速率都減小。故D錯(cuò)誤；E、由圖可知過(guò)程ca中氣體等溫膨脹，溫度不變，由c到a的過(guò)程中氣體分子的平均動(dòng)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(zhǎng)為L(zhǎng),質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒,在導(dǎo)體棒中的電流I垂直紙面向里時(shí),欲使導(dǎo)體棒靜止在斜面上,下列外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)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(gè)固定的點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中，沿圖中虛線(xiàn)由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，a、b兩點(diǎn)到點(diǎn)電荷Q的距離分別為ra和rb（ra>rb）9若不計(jì)重力，則在這一運(yùn)動(dòng)過(guò)程中（

）

A.電場(chǎng)力對(duì)粒子做負(fù)功

B.粒子在b點(diǎn)的電勢(shì)能小于在a點(diǎn)的電勢(shì)能

C.粒子在b點(diǎn)的動(dòng)能大于在a點(diǎn)的動(dòng)能

D.粒子在b點(diǎn)的加速度大于在a點(diǎn)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(dá)最大高度為h的斜面頂部．下右圖中A是內(nèi)軌半徑大于h的光滑軌道、B是內(nèi)軌半徑小于h的光滑軌道、C是內(nèi)軌半徑等于h/2的光滑軌道、D是長(zhǎng)為h/2的輕桿，其下端固定一個(gè)可隨棒繞O點(diǎn)向上轉(zhuǎn)動(dòng)的小球．小球在底端時(shí)的初速度都為v0，則小球在以上四種情況中不能到達(dá)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(jì)16分6.（選修3-3（含2-2）模塊）(4分）已知某物質(zhì)摩爾質(zhì)量為M，密度為，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則該物質(zhì)的分子質(zhì)量為_(kāi)__

，單位體積的分子數(shù)為

。

參考答案：答案：M/NA

（2分）；

ρNA/M（2分）7.為了“探究動(dòng)能改變與合外力做功”的關(guān)系，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)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(zhì)量為的滑塊通過(guò)細(xì)繩與質(zhì)量為的帶夾重錘相連，然后跨過(guò)定滑輪，重錘夾后連一紙帶，穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定好。調(diào)整木板傾角，直到輕推滑塊后，滑塊沿木板勻速運(yùn)動(dòng)如圖甲所示B.第二步保持長(zhǎng)木板的傾角不變，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝在長(zhǎng)木板靠近滑輪處，取下細(xì)繩和重錘，將滑塊與紙帶相連，使其穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，然后接通電源釋放滑塊，使之從靜止開(kāi)始加速運(yùn)動(dòng)，打出紙帶，如圖乙所示

打出的紙帶如下圖：試回答下列問(wèn)題：①已知O、A、B、C、D、E、F相鄰計(jì)數(shù)的時(shí)間間隔為，根據(jù)紙帶求滑塊速度，當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)時(shí)滑塊速度____________，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)時(shí)滑塊速度_____________。②已知重錘質(zhì)量，當(dāng)?shù)氐闹丶铀俣?，要測(cè)出某一過(guò)程合外力對(duì)滑塊做的功還必須測(cè)出這一過(guò)程滑塊_________（寫(xiě)出物理名稱(chēng)及符號(hào)），合外力對(duì)滑塊做功的表達(dá)式W合=____________。③測(cè)出滑塊運(yùn)OA段、OB段、OC段、OD段、OE段合外力對(duì)滑塊所做的功，VA、VB、VC、VD、VE以為縱軸，以W為橫軸建坐標(biāo)系，描點(diǎn)作出圖象，可知它是一條過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的傾斜直線(xiàn)，若直線(xiàn)斜率為，則滑塊質(zhì)量_____________參考答案：①___

，

______

②___下滑的位移__（寫(xiě)出物理名稱(chēng)及符號(hào)），W合=_______。③__________8.在研究“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)中，所需的實(shí)驗(yàn)器材如圖所示．現(xiàn)已用導(dǎo)線(xiàn)連接了部分實(shí)驗(yàn)電路．（1）請(qǐng)把電路補(bǔ)充完整；（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，將線(xiàn)圈A插入線(xiàn)圈B中，合上開(kāi)關(guān)瞬間，觀(guān)察到檢流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這個(gè)現(xiàn)象揭示的規(guī)律是______________________；（3）（多選）某同學(xué)設(shè)想使線(xiàn)圈B中獲得與線(xiàn)圈A中相反方向的電流，可行的實(shí)驗(yàn)操作是（

）A．抽出線(xiàn)圈A

B．插入軟鐵棒C．使變阻器滑片P左移

D．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)

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

9.氫原子第n能級(jí)的能量為En=，其中E1為基態(tài)能量．當(dāng)氫原子由第5能級(jí)躍遷到第3能級(jí)時(shí)，發(fā)出光子的頻率為；若氫原子由第3能級(jí)躍遷到基態(tài)，發(fā)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(shí)驗(yàn)裝置，該裝置由氣墊導(dǎo)軌、兩個(gè)光電門(mén)、滑塊和沙桶等組成。光電門(mén)可以測(cè)出滑塊分別通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)的瞬時(shí)速度，導(dǎo)軌標(biāo)尺可以測(cè)出兩個(gè)光電門(mén)間的距離，另用天平測(cè)出滑塊和沙桶的質(zhì)量分別為M和m.下面說(shuō)法正確的是_______（選填字母代號(hào)）．A．用該裝置可以測(cè)出滑塊的加速度B．用該裝置探究牛頓第二定律時(shí)，要保證拉力近似等于沙桶的重力，因此必須滿(mǎn)足m<<MC．可以用該裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，但必須滿(mǎn)足m<<MD．可以用該裝置探究動(dòng)能定理，但不必滿(mǎn)足m<<M②某同學(xué)采用控制變量法探究牛頓第二定律，在實(shí)驗(yàn)中他將沙桶所受的重力作為滑塊受到的合外力F，通過(guò)往滑塊上放置砝碼改變滑塊的質(zhì)量M。在實(shí)驗(yàn)中他測(cè)出了多組數(shù)據(jù)，并畫(huà)出了如圖所示的圖像，圖像的縱坐標(biāo)為滑塊的加速度a，但圖像的橫坐標(biāo)他忘記標(biāo)注了，則下列說(shuō)法正確的是

A．圖像的橫坐標(biāo)可能是F，圖像AB段偏離直線(xiàn)的原因是沒(méi)有滿(mǎn)足m<<M

B．圖像的橫坐標(biāo)可能是M，圖像AB段偏離直線(xiàn)的原因是沒(méi)有滿(mǎn)足m<<M

C．圖像的橫坐標(biāo)可能是，圖像AB段偏離直線(xiàn)的原因是沒(méi)有滿(mǎn)足m<<M

D．若圖像的橫坐標(biāo)是，且沒(méi)有滿(mǎn)足m<<M，圖像的AB部分應(yīng)向虛線(xiàn)上方偏離參考答案：11.一探測(cè)飛船，在以X星球中心為圓心、半徑為r1的圓軌道上運(yùn)動(dòng)，周期為T(mén)1，則X星球的質(zhì)量為M＝__________；當(dāng)飛船進(jìn)入到離X星球表面更近的、半徑為r2的圓軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)的周期為T(mén)2＝___________。（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(yuǎn)＝l.8m，管內(nèi)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(wěn)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(jì)和20世紀(jì)之交，經(jīng)典物理已達(dá)到了完整、成熟的階段，但“在物理學(xué)晴朗天空的遠(yuǎn)處還有兩朵小小的、令人不安的烏云”，人們發(fā)現(xiàn)了經(jīng)典物理學(xué)也有無(wú)法解釋的實(shí)驗(yàn)事實(shí)，“兩朵烏云”是指

（填“宏觀(guān)問(wèn)題”或“微觀(guān)問(wèn)題”）與

（填“高速問(wèn)題”或“低速問(wèn)題”）。參考答案：微觀(guān)問(wèn)題

高速問(wèn)題三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.某同學(xué)為了將一量程為3V的電壓表改裝成可測(cè)量電阻的儀表——?dú)W姆表。（1）先用如圖甲所示電路測(cè)量該電壓表的內(nèi)阻，圖中電源內(nèi)阻可忽略不計(jì)，閉合開(kāi)關(guān)，將電阻箱阻值調(diào)到時(shí)，電壓表恰好滿(mǎn)偏；將電阻箱阻值調(diào)到時(shí)，電壓表指針指在如圖乙所示位置，則電壓表的讀數(shù)為_(kāi)____V。由以上數(shù)據(jù)可得電壓表的內(nèi)阻=______。（2）將圖甲的電路稍作改變，在電壓表兩端接上兩個(gè)表筆，就改裝成了一個(gè)可測(cè)量電阻的簡(jiǎn)易歐姆表，如圖丙所示，為將表盤(pán)的電壓刻度轉(zhuǎn)換為電阻刻度，進(jìn)行了如下操作：閉合開(kāi)關(guān)，將兩表筆斷開(kāi)，調(diào)節(jié)電阻箱，使指針指在“3.0V”處，此處刻度應(yīng)標(biāo)阻值為_(kāi)____（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(duì)應(yīng)的電壓刻度，則“1V”處對(duì)應(yīng)的電阻刻度為_(kāi)_____。（3）若該歐姆表使用一段時(shí)間后，電池內(nèi)阻不能忽略且變大，電動(dòng)勢(shì)不變，但將兩表筆斷開(kāi)時(shí)調(diào)節(jié)電阻箱，指針仍能滿(mǎn)偏，按正確使用方法再進(jìn)行測(cè)量，其測(cè)量結(jié)果將_______。A.偏大

B.偏小

C.不變

D.無(wú)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(pán)確定電壓表的分度值，然后根據(jù)指針位置讀出其示數(shù)；根據(jù)電路圖應(yīng)用閉合電路的歐姆定律求出電壓表內(nèi)阻；根據(jù)閉合電路歐姆定律和分流公式分別列出通過(guò)電流表電流的表達(dá)式，聯(lián)立求解即可；根據(jù)閉合電路的歐姆定律分析實(shí)驗(yàn)誤差．（1）由圖（b）所示電壓表表盤(pán)可知，其分度值為0.1V，示數(shù)為1.50V；

電源內(nèi)阻不計(jì)，由圖（a）所示電路圖可知，電源電動(dòng)勢(shì)：，由題意可知：，解得；（2）電壓表的示數(shù)為3V，則與之并聯(lián)部分相當(dāng)于斷路刻度應(yīng)標(biāo)阻值為∞。若電壓表示數(shù)為1V，其與外接電阻構(gòu)成并聯(lián)關(guān)系，并聯(lián)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(shí)的電流的，解得．（3）因電動(dòng)勢(shì)不變，僅內(nèi)阻變化，可改變電阻箱的阻值使總的電阻不變，則不影響測(cè)量結(jié)果，C正確．15.用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，把金屬絲放在已校準(zhǔn)的螺旋測(cè)微器的測(cè)砧和測(cè)微桿之間，使用微調(diào)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(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形ABCD內(nèi)切圓內(nèi)存在著垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，正方形和內(nèi)切圓之間存在著沿內(nèi)切圓徑向的電場(chǎng)。今有一質(zhì)量為m帶電量為q的粒子從A點(diǎn)由靜止釋放沿電場(chǎng)線(xiàn)從E點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，而后從F點(diǎn)離開(kāi)。已知EF//AB，不計(jì)粒子重力。則（1）帶電粒子帶何種電荷？勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向如何？（2）粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度多大？（3）A、E兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAE多大？參考答案：（1）粒子帶正電

┉┉┉（3分）勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直紙面向里

┉┉┉（3分）（2）由幾何知識(shí)可知粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑為

①

┉┉┉（2分）設(shè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)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(xiàn)在C點(diǎn)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(nèi)．整個(gè)空間存在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，MN的右側(cè)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．一個(gè)質(zhì)量為m＝0.4kg的帶電小球從A點(diǎn)無(wú)初速開(kāi)始沿斜面下滑，至B點(diǎn)時(shí)速度為，接著沿直線(xiàn)BC（此處無(wú)軌道）運(yùn)動(dòng)到達(dá)C處進(jìn)入半圓軌道，進(jìn)入時(shí)無(wú)動(dòng)能損失，且剛好到達(dá)D點(diǎn)，從D點(diǎn)飛出時(shí)磁場(chǎng)立即消失，不計(jì)空氣阻力，g＝10m/s2，cos37°＝0.8，求：（1）小球帶何種電荷．（2）小球離開(kāi)D點(diǎn)后的運(yùn)動(dòng)軌跡與直線(xiàn)AC的交點(diǎn)距C點(diǎn)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(jiǎn)得：

小球離開(kāi)D點(diǎn)后作類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，其加速度為：a＝F/m

由得：