2021年湖北省宜昌市馮口鄉(xiāng)中學高三物理期末試卷含解析

2021年湖北省宜昌市馮口鄉(xiāng)中學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.如圖所示，空間存在水平向左的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場。在該區(qū)域中，有一個豎直放置的光滑絕緣圓環(huán)，環(huán)上套有一個帶正電的小球。O點為圓環(huán)的圓心，a、b、c、d為圓環(huán)上的四個點，a點為最高點，c點為最低點，b、O、d三點在同一水平線上。已知小球所受電場力與重力大小相等?，F將小球從環(huán)的頂端a點由靜止釋放，下列判斷正確的是A．小球能越過d點并繼續(xù)沿環(huán)向上運動B．當小球運動到c點時，所受洛倫茲力最大C．小球從d點運動到b點的過程中，重力勢能減小，電勢能增大D．小球從b點運動到c點的過程中，電勢能增大，動能先增大后減小參考答案：D2.（單選）關于物體的內能、溫度和分子的平均動能，下列說法正確的是

（B）A．溫度低的物體內能一定小

B．溫度低的物體分子運動的平均動能一定小

C．外界對物體做功，物體的內能一定增加

D．物體放熱，物體的內能一定減小

參考答案：B3.（多選題）如圖所示，足夠長傳送帶與水平方向的傾角為θ，物塊a通過平行于傳送帶的輕繩跨過光滑輕滑輪與物塊b相連，b的質量為m，開始時，a、b及傳送帶均靜止且a不受傳送帶摩擦力作用，現讓傳送帶逆時針勻速轉動，則在b上升h高度（未與滑輪相碰）過程中（）A．物塊a重力勢能減少mghB．摩擦力對a做的功大于a機械能的增加C．摩擦力對a做的功小于物塊a、b動能增加之和D．任意時刻，重力對a、b做功的瞬時功率大小相等參考答案：ABD【考點】機械能守恒定律；功率、平均功率和瞬時功率．【專題】機械能守恒定律應用專題．【分析】通過開始時，a、b及傳送帶均靜止且a不受傳送帶摩擦力作用，根據共點力平衡得出a、b的質量關系．根據b上升的高度得出a下降的高度，從而求出a重力勢能的減小量，根據能量守恒定律判斷摩擦力功與a、b動能以及機械能的關系．【解答】解：A、開始時，a、b及傳送帶均靜止且a不受傳送帶摩擦力作用，有magsinθ=mbg，則．b上升h，則a下降hsinθ，則a重力勢能的減小量為mag×hsinθ=mgh．故A正確．B、根據能量守恒得，系統(tǒng)機械能增加，摩擦力對a做的功等于a、b機械能的增量．所以摩擦力做功大于a的機械能增加．因為系統(tǒng)重力勢能不變，所以摩擦力做功等于系統(tǒng)動能的增加．故B正確，C錯誤．D、任意時刻a、b的速率相等，對b，克服重力的瞬時功率Pb=mgv，對a有：Pa=magvsinθ=mgv，所以重力對a、b做功的瞬時功率大小相等．故D正確．故選ABD．4.關于物理學研究方法，下列敘述中正確的是（

）A．伽利略在研究自由落體運動時采用了微量放大的方法B．用點電荷來代替實際帶電體是采用了理想模型的方法C．在探究求合力方法的實驗中使用了控制變量的方法

D．法拉第在研究電磁感應現象時利用了理想實驗的方法參考答案：B5.如圖所示小球沿水平面通過O點進入半徑為R的半圓弧軌道后恰能通過最高點P，然后落回水平面．不計一切阻力．下列說法正確的是

（A）小球落地點離O點的水平距離為2R．（B）小球落地點時的動能為5mgR/2．

（C）小球運動到半圓弧最高點P時向心力恰好為零．（D）若將半圓弧軌道上部的1/4圓弧截去，其他條件不變，則小球能達到的最大高度比P點高0.5R．參考答案：答案：ABD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示，從傾角為θ=30°的斜面頂端以初動能E=6J向下坡方向平拋出一個小球，則小球落到斜面上時的動能E′為

J．參考答案：E′=14J7.如圖所示是兩列相干波的干涉圖樣，實線表示波峰，虛線表示波谷，兩列波的振幅都為10cm，波速和波長分別為1m/s和0.2m，C點為AB連線的中點。則圖示時刻C點的振動方向_______（選填“向上”或“向下”），從圖示時刻再經過0.25s時，A點經過的路程為_________cm。參考答案：向下，1008.地球繞太陽公轉的周期為T1，軌道半徑為R1，月球繞地球公轉的周期為T2，軌道半徑為R2，則太陽的質量是地球質量的____倍。參考答案：由萬有引力提供向心力可知，，聯立以上兩式可得。9.如圖所示的導熱氣缸中封閉著一定質量的理想氣體，活塞與氣缸間無摩擦，氣缸開口向上。開始氣缸所處的環(huán)境溫度為87℃，活塞距氣缸底部距離為12cm,后來環(huán)境溫度降為27℃，則：①此時活塞距氣缸底部距離為多少?②此過程中氣體內能

（填“增大”或“減小”），氣體將

(填“吸熱”或者“放熱”).37．（8分）【物理—物理3-4】參考答案：解：①設

由蓋?呂薩克定律可知：

┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅（1分）解得：h2=10cm

┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅（1分）②減?。?分），放熱（1分）10.如圖所示，實線是一列簡諧橫波在t時刻的波形圖，虛線是在t時刻后時刻的波形圖．已知，若波速為15m/s，則質點M在t時刻的振動方向為

▲

；則在時間內，質點M通過的路程為

▲

m．參考答案：向下

（2分）

0.3m11.第26屆國際計量大會決定，質量單位“千克”用普朗克常量定義，“國際千克原器”于2019年5月20日正式“退役”的數值為，根據能量子定義，的單位是______，該單位用國際單位制中的力學基本單位表示，則為______。參考答案：

(1).

(2).【詳解】由，能量的單位為，頻率的單位為，故h的單位為，又因能量的單位換成力學基本單位可表示為，則h的單位為12.為了測量自制遙控賽車的額定功率，某興趣小組讓賽車拖著紙帶在水平地面上沿直線運動．并用打點計時器(電源頻率50(Hz)記錄運動情況。起動打點汁時器，使小車以額定功率沿水平地面加速到最大速度．繼續(xù)運動一段距離后關閉賽車發(fā)動機，讓其向前滑行直至停止。下圖的紙帶為一次實驗中，關閉賽車發(fā)動機前后一段時間內打出的，已知賽車質量為0．7kg．則賽車行駛的最大速度為

m/s；滑行時的加速度為

m/s2：額定功率為

W。（保留三位有效數字）參考答案：13.如圖所示，一物體m在沿斜面向上的恒力F作用下，由靜止從底端沿光滑的斜面向上做勻加速直線運動，經時間t力F做功為60J，此后撤去力F，物體又經過時間t回到出發(fā)點，若以地面為零勢能面，物體回到出發(fā)點的動能為

▲

；撤去力F時物體的重力勢能為

▲

。]參考答案：60J

45J

試題分析：物體沿光滑斜面向上運動一直到回到出發(fā)點的過程，只有恒力F做功，根據動能定理，回到出發(fā)點的動能。設力F撤去時速度大小為，返回地面后速度大小為，力F撤去前為勻變速直線運動，撤去后仍是勻變速直線運動，則有位移，整理得，即力F撤去時物體動能為，根據動能定理，在力F撤去前，，所以撤去力F時物體的重力勢能為。

考點：動能定理

勻變速直線運動三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.在探究彈簧的彈力與伸長量之間關系的實驗中，所用裝置如圖所示，將輕彈簧的一端固定，另一端與力傳感器連接，其伸長量通過刻度尺測得，某同學的實驗數據列于下表中。

(1)以x為橫坐標，F為縱坐標，在下圖的坐標紙上描繪出能正確反應這一彈簧的彈力與伸長量間的關系圖線；(2)由圖線求得這一彈簧的勁度系數為

。(保留三位有效數字)參考答案：15.某同學利用如圖甲所示的實驗裝置測量重力加速度．①請指出該同學在實驗操作中存在的兩處明顯錯誤：a.

；

b.

．②該同學經正確操作得到如圖乙所示的紙帶，取連續(xù)的六個點，測得h1、h2、h3、h4、h5．若打點的周期為T，則打E點時速度為vE

=

；若分別計算出各計數點對應的速度數值，并在坐標系中畫出v2與h的關系圖線，如圖丙所示，則重力加速度g=

m/s2．③若當地的重力加速度值為9.8m/s2，請寫出誤差的主要原因

______________．參考答案：四、計算題：本題共3小題，共計47分16.在如圖所示的直角坐標系xoy中，矩形區(qū)域oabc內有垂直于紙面向外的勻強磁場，磁感應強度大小為B=5.0×10﹣2T；第一象限內有沿﹣y方向的勻強電場，電場強度大小為E=1.0×105N/C．已知矩形區(qū)域oa邊長為0.60m，ab邊長為0.20m．在bc邊中點N處有一放射源，某時刻，放射源沿紙面向磁場中各方向均勻地輻射出速率均為υ=2.0×106m/s的某種帶正電粒子，帶電粒子質量m=1.6×10﹣27kg，電荷量為q=+3.2×10﹣19kg，不計粒子重力，求：（計算結果保留兩位有效數字）（1）粒子在磁場中運動的半徑；（2）從x軸上射出的粒子中，在磁場中運動的最短路程為多少？（3）放射源沿﹣x方向射出的粒子，從射出到從y軸離開所用的時間．參考答案：：解：（1）粒子運動的軌跡如圖，由牛頓第二定律可得：qvB=m解得：R=0.20m；（2）由數學知識可知，最短弦對應最短的弧長；由圖可知，α=60°；最短的弧長即最短路程s=Rα=m=0.21m；（3）粒子在磁場中的周期T===6.28×10﹣7s；粒子在磁場中沿NP運動的時間t1=；粒子在電場中的加速度為：a=v=at解得：t=1.0×10﹣7s則可解得粒子在電場中往返運動的時間為t2+t3=2t=2.0×10﹣7s由圖可知cosθ=0.5；故θ=60°；粒子在磁場中運動的第二部分時間t4=T=；粒子運動的總時間t=t1+t2+t3+t4=++2.0×10﹣7s=4.6×10﹣7s；答：（1）粒子在磁場中運動的半徑為0.2m；（2）從x軸上射出的粒子中，在磁場中運動的最短路程為0.21m；（3）放射源沿﹣x方向射出的粒子，從射出到從y軸離開所用的時間為4.6×10﹣7s；17.如圖所示，半徑R＝0.4m的光滑半圓軌道與粗糙的水平面相切于A點，質量為m＝1kg的小物體(可視為質點)在水平拉力F的作用下，從靜止開始由C點運動到A點，物體從A點進入半圓軌道的同時撤去外力F，物體沿半圓軌道通過最高點B后做平拋運動，正好落在C點，已知物體從C到A的過程中，克服摩擦力做功9.5J,F＝15N，g取10m/s2，試求：(1)物體在B點時的速度大小以及AC間距離？（2）物體在B點半圓軌道對物體的彈力？參考答案：18.如圖所示，兩根間距為L的金屬導軌MN和PQ，電阻不計，左端彎曲部分光滑，水平部分導軌與導體棒間的滑動摩擦因數為μ，水平導軌左端有寬度為d、方向豎直向上的勻強磁場Ⅰ，右端有另一磁場Ⅱ，其寬度也為d，但方向豎直向下，兩磁場的磁感應強度大小均為B0，相隔的距離也為d。有兩根質量為m、電阻均為R的金屬棒a和b與導軌垂直放置，b棒置于磁場Ⅱ中點C、D處．現將a棒從彎曲導軌上某一高處由靜止釋放并沿導軌運動下去。（1）當a棒在磁場Ⅰ中運動時，若要使b棒在導軌上保持靜止，則a棒剛釋放時的高度應小于某一值h0，求h0的大?。唬?）若將a棒從彎曲導軌上高度為h（h＜h0）處由靜止釋放，a棒恰好能運動到磁場Ⅱ的左邊界處停止，求a棒克服安培力所做的功及a棒穿過磁場Ⅰ所用的時間；（3）若將a棒仍從彎曲導軌上高度為h（h＜h0）處由靜止釋放，為使a棒通過磁場Ⅰ時恰好無感應電流，可讓磁場Ⅱ的磁感應強度隨時間而變化，將a棒剛進入磁場Ⅰ的時刻記為t＝0，此時磁場Ⅱ的磁感應強度為B0，試求出在a棒通過磁場Ⅰ的這段時間里，磁場Ⅱ的磁感應強度隨時間變化的關系式。參考答案：(1)因為a棒進入磁場Ⅰ后做減速運動，所以只要剛進入時b棒不動，b就可以靜止不動對a棒：由機械能守恒：mgh0＝mv

對回路：ε＝BLv0，I＝對b棒：BIL＝μmg

聯立解得：h0＝.(2)由全過程能量守恒與轉化規(guī)律：mgh＝μmg2d＋W克A

解得：W克A＝mgh－μmg2d(3)a棒通過磁