河北省邢臺(tái)市和縣沈巷中學(xué)2021年高三物理下學(xué)期期末試題含解析

河北省邢臺(tái)市和縣沈巷中學(xué)2021年高三物理下學(xué)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(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，兩條平行虛線之間存在勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面向里，虛線間的距離為L，金屬圓環(huán)的直徑也為L．自圓環(huán)從左邊界進(jìn)入磁場開始計(jì)時(shí)，以垂直于磁場邊界的恒定速度υ穿過磁場區(qū)域．規(guī)定逆時(shí)針方向?yàn)楦袘?yīng)電流i的正方向，則圓環(huán)中感應(yīng)電流i隨其移動(dòng)距離χ變化的i～χ圖象最接近圖中的（）A．B．C．D．參考答案：解：根據(jù)楞次定律，在進(jìn)磁場的過程中，感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向；在出磁場的過程中，感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向．在進(jìn)磁場的過程中，切割的有效長度先增加后減小，出磁場的過程中，切割的有效長度先增加后減小．所以感應(yīng)電流的大小在進(jìn)磁場的過程中先增大后減小，出磁場的過程中也是先增大后減?。蔄正確，B、C、D錯(cuò)誤．故選A．2.（單選）天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了某恒星有一顆行星在圓形軌道上繞其運(yùn)動(dòng)，并測(cè)出了行星的軌道半徑和運(yùn)行周期．由此可推算出（）A．行星的質(zhì)量B．行星的半徑C．恒星的質(zhì)量D．恒星的半徑參考答案：解：行星繞恒星做圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)萬有引力提供向心力，知道軌道半徑和周期，可以求出恒星的質(zhì)量，行星是環(huán)繞天體，在分析時(shí)質(zhì)量約去，不可能求出行星的質(zhì)量．故C正確，A、B、D錯(cuò)誤．故選C．3.用一單色光照射某種金屬，有光電子從金屬表面逸出，如果A．增大入射光的強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能增大B．減小入射光的強(qiáng)度，就可能沒有光電子逸出了C．增大入射光的頻率，逸出的光電子數(shù)目一定增多D．減小入射光的頻率，就可能沒有光電子逸出了參考答案：D4.（多選）如(a)圖表示光滑平臺(tái)上,物體A以初速度v0滑到上表面粗糙的水平小車上,車與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)不計(jì)，(b)圖為物體A與小車的v-t圖像,由此可求出(

)A．小車上表面最小的長度 B．物體A與小車B的質(zhì)量之比C．A與小車上B上表面的動(dòng)摩擦因數(shù)

D．小車B獲得的動(dòng)能參考答案：ABC5.一個(gè)帶電導(dǎo)體周圍的電場線和等勢(shì)面的分布情況如圖所示，關(guān)于圖中各點(diǎn)的場強(qiáng)和電勢(shì)的關(guān)系，下列描述正確的是（

）A.1、2兩點(diǎn)的場強(qiáng)相等B.2、3兩點(diǎn)的場強(qiáng)相等C.1、2兩點(diǎn)的電勢(shì)相等D.2、3兩點(diǎn)的電勢(shì)相等參考答案：C考點(diǎn)：電場強(qiáng)度與電勢(shì)。二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.光滑斜面的傾角為α，將一個(gè)質(zhì)量為m的小球從斜面上A點(diǎn)以初速度v0，沿平行斜面底邊的方向射出，小球沿斜面運(yùn)動(dòng)到底邊上的B點(diǎn)。如圖所示，已知A點(diǎn)高為h，則小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度大小為__________，在斜面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為___________。

參考答案：

答案：

7.氡核（）發(fā)生衰變后變?yōu)獒暎ǎ?，其衰變方程?/p>

▲

，若氡（）經(jīng)過一系列衰變后的最終產(chǎn)物為鉛（），則共經(jīng)過

▲

次衰變，

▲

次衰變．參考答案：(2分)

4

(1分)；4

8.如圖所示，用皮帶傳動(dòng)的兩輪M、N半徑分別是R、2R,A為M邊緣一點(diǎn),B距N輪的圓心距離為R,則A、B兩點(diǎn)角速度之比為：__________；線速度之比為：_________；向心加速度之比為：_________。參考答案：9.某同學(xué)用如圖所示的裝置來研究自由落體運(yùn)動(dòng)．①下列有關(guān)操作的敘述正確的是A．安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)要注意讓上下限位孔在同一豎直線上B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與直流低壓電源連接C．釋放紙帶時(shí)應(yīng)盡量讓重物靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器D．應(yīng)先釋放紙帶，然后接通電源②實(shí)驗(yàn)得到一條紙帶，測(cè)得各點(diǎn)之間的距離如圖所示．已知電源頻率為50Hz，則紙帶中相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔是________s．從該紙帶可知，重物是做_______（選填“勻速”、“勻變速”、“非勻變速”）運(yùn)動(dòng)，加速度大小a＝________m/s2（保留三位有效數(shù)字）．參考答案：①AC（2分）；②

0.02

勻變速（2分）9.63（10.（6分）在操場上，兩同學(xué)相距L為10m左右，在東偏北、西偏南11°的沿垂直于地磁場方向的兩個(gè)位置上，面對(duì)面將一并聯(lián)銅芯雙絞線，象甩跳繩一樣搖動(dòng)，并將線的兩端分別接在靈敏電流計(jì)上。雙絞線并聯(lián)后的電阻R為2Ω，繩搖動(dòng)的頻率配合節(jié)拍器的節(jié)奏，保持f=2Hz。如果同學(xué)搖動(dòng)繩子的最大圓半徑h=1m，電流計(jì)的最大值I=3mA。（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度的數(shù)學(xué)表達(dá)式B=

。（用R，I，L，f，h等已知量表示）試估算地磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的數(shù)量級(jí)

T。（2）將兩人的位置改為與剛才方向垂直的兩點(diǎn)上，那么電流計(jì)的讀數(shù)

。參考答案：

答案：（1）IR/2πLhf；10－5T；（2）0。11.物理興趣小組的同學(xué)在研究彈簧彈力的時(shí)候，測(cè)得彈力

的大小F和彈簧長度L的關(guān)系如圖所示，則由圖線可知：（1）（3分）彈簧的勁度系數(shù)

200

N/m。（2）（3分）當(dāng)彈簧示數(shù)5N時(shí)，彈簧的長度為

12.5

cm。參考答案：

200

12.512.兩列簡諧橫波a、b在同一種均勻介質(zhì)中沿x軸傳播，a波周期為0.5s。某時(shí)刻，兩列波的波峰正好在=3.0m處的JP點(diǎn)重合，如圖所示，則b波的周期為=____s，該時(shí)刻，離點(diǎn)最近的波峰重疊點(diǎn)的平衡位置坐標(biāo)是x=____

m。參考答案：0.8

27.0或-21.013.如圖所示，質(zhì)量M的長木板B靜止在光滑的水平地面上，在其右端放一質(zhì)量m（m＜M）的小滑塊A（可視為質(zhì)點(diǎn)）．初始時(shí)刻，A、B分別以v0向左、向右運(yùn)動(dòng)，最后A沒有滑離B板．則最后A的速度大小為，速度方向?yàn)橄蛴遥畢⒖即鸢福嚎键c(diǎn)：動(dòng)量守恒定律．專題：動(dòng)量定理應(yīng)用專題．分析：系統(tǒng)動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律可以求出速度的大小與方向．解答：解：最后A、B獲得相同的速度，設(shè)此速度為v，以B的初速度方向?yàn)檎较颍蓜?dòng)量守恒定律得：Mv0﹣mv0=（M﹣m）v，解得：v=，方向向右；故答案為：，向右．點(diǎn)評(píng)：本題考查了求速度與運(yùn)動(dòng)時(shí)間問題，分析清楚物體的運(yùn)動(dòng)過程、應(yīng)用動(dòng)量守恒定律與動(dòng)量定理即可正確解題．三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.如圖所示，水平傳送帶兩輪心O1O2相距L1=6.25m，以大小為v0=6m/s不變的速率順時(shí)針運(yùn)動(dòng)，傳送帶上表面與地面相距h=1.25m．現(xiàn)將一質(zhì)量為m=2kg的小鐵塊輕輕放在O1的正上方，已知小鐵塊與傳送帶間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，重力加速度g取10m/s2，求：（1）小鐵塊離開傳送帶后落地點(diǎn)P距離O2的水平距離L2；（2）只增加L1、m、v0中的哪一個(gè)物理量的數(shù)值可以使L2變大．參考答案：（1）小鐵塊離開傳送帶后落地點(diǎn)P距離O2的水平距離為2.5m；（2）只增加L1數(shù)值可以使L2變大．解：（1）小鐵塊輕放在傳送帶上后受到摩擦力的作用，由μmg=ma得a=μg=2m/s2，當(dāng)小鐵塊的速度達(dá)到6m/s時(shí)，由vt2=2ax得：x=9m由于9m＞L1=6.25m，說明小鐵塊一直做加速運(yùn)動(dòng)設(shè)達(dá)到O2上方的速度為v，則v==5m/s小鐵塊離開傳送帶后做平拋運(yùn)動(dòng)根據(jù)h=gt2得下落時(shí)間：t==0.5s由L2=vt=5×0.5=2.5m（2）欲使L2變大，應(yīng)使v變大由v=可知，L1增大符合要求m、v0增大對(duì)a沒有影響，也就對(duì)v和L2沒有影響因此，只增加L1、m、v0中的L1的數(shù)值可以使L2變大．答：（1）小鐵塊離開傳送帶后落地點(diǎn)P距離O2的水平距離為2.5m；（2）只增加L1數(shù)值可以使L2變大．15.（09年大連24中質(zhì)檢）（選修3—4）（5分）半徑為R的半圓柱形玻璃，橫截面如圖所O為圓心，已知玻璃的折射率為，當(dāng)光由玻璃射向空氣時(shí)，發(fā)生全反射的臨界角為45°．一束與MN平面成45°的平行光束射到玻璃的半圓柱面上，經(jīng)玻璃折射后，有部分光能從MN平面上射出．求①說明光能從MN平面上射出的理由?

②能從MN射出的光束的寬度d為多少?參考答案：解析：①如下圖所示，進(jìn)入玻璃中的光線a垂直半球面，沿半徑方向直達(dá)球心位置O，且入射角等于臨界角，恰好在O點(diǎn)發(fā)生全反射。光線a右側(cè)的光線（如：光線b）經(jīng)球面折射后，射在MN上的入射角一定大于臨界角，在MN上發(fā)生全反射，不能射出。光線a左側(cè)的光線經(jīng)半球面折射后，射到MN面上的入射角均小于臨界角，能從MN面上射出。（1分）最左邊射向半球的光線c與球面相切，入射角i=90°折射角r=45°。故光線c將垂直MN射出（1分）

②由折射定律知（1分）

則r=45°

（1分）

所以在MN面上射出的光束寬度應(yīng)是

（1分）四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，用內(nèi)壁光滑的薄壁細(xì)管彎成的“S”形軌道固定于豎直平面內(nèi)，其彎曲部分是由兩個(gè)半徑均為R=0.2m的半圓平滑對(duì)接而成（圓的半徑遠(yuǎn)大于細(xì)管內(nèi)徑），軌道底端D點(diǎn)與粗糙的水平地面相切．現(xiàn)有一輛質(zhì)量為m=1Kg的玩具小車以恒定的功率從E點(diǎn)由靜止開始行駛，經(jīng)過一段時(shí)間t=4s后，出現(xiàn)了故障，發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)關(guān)閉，小車在水平地面繼續(xù)運(yùn)動(dòng)并進(jìn)入“S”形軌道，從軌道的最高點(diǎn)飛出后，恰好垂直撞在固定斜面B上的C點(diǎn)，C點(diǎn)與下半圓的圓心O等高．已知小車與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.1，ED之間的距離為x0=10m，斜面的傾角為30°．求：（g=10m/s2）（1）小車到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度大小為多少；（2）在A點(diǎn)小車對(duì)軌道的壓力大小是多少，方向如何；（3）小車的恒定功率是多少．參考答案：解：（1）把C點(diǎn)的速度分解為水平方向的vA和豎直方向的vy，有：解得vc=4m/s（2）由（1）知小車在A點(diǎn)的速度大小vA==2m/s因?yàn)関A=＞，對(duì)外軌有壓力，軌道對(duì)小車的作用力向下mg+FN=m解得FN=10N根據(jù)牛頓第三定律得，小車對(duì)軌道的壓力大小FN′=FN=10N方向豎直向上；（3）從E到A的過程中，由動(dòng)能定理：Pt﹣μmgx0﹣mg4R=解得：P==5W；答：（1）小車到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度大小為4m/s；（2）在A點(diǎn)小車對(duì)軌道的壓力大小是10N，方向豎直向上；（3）小車的恒定功率是5w．17.電阻可忽略的光滑平行金屬

導(dǎo)軌長S=1.15m，兩導(dǎo)軌間距L=0.75m，導(dǎo)軌傾角為30°，導(dǎo)軌上端ab接一阻值R=1.5Ω的電阻，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8T的勻強(qiáng)磁場垂直軌道平面向上.阻值r=0.5Ω，質(zhì)量m=0.2kg的金屬棒與軌道垂直且接觸良好，從軌道上端ab處由靜止開始下滑至底端，在此過程中金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱.(取)求：(1)金屬棒在此過程中克服安培力的功；(2)金屬棒下滑速度時(shí)的加速度．(3)為求金屬棒下滑的最大速度，有同學(xué)解答如下：由動(dòng)能定理，…….由此所得結(jié)果是否正確？若正確，說明理由并完成本小題；若不正確，給出正確的解答.參考答案：（1）下滑過程中安培力的功即為在金屬棒和電阻上產(chǎn)生的焦耳熱，由于，因此

∴

（2）金屬棒下滑時(shí)受重力和安培力

由牛頓第二定律

∴

(3)此解法正確.

金屬棒下滑時(shí)重力和安培力作用，其運(yùn)動(dòng)滿足上式表明，加速度隨速度增加而減小，棒作加速度減小的加速運(yùn)動(dòng).無論最終是否達(dá)到勻速，當(dāng)棒到達(dá)斜面底端時(shí)速度一定為最大.由動(dòng)能定理可以得到棒的末速度，因此上述解法正確.

∴18.如圖所示，圓形勻強(qiáng)磁場半徑R=lcm，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=IT，方向垂直紙面向里，其上方有一對(duì)水平放置的平行金屬板M、N，間距d=1cm，N板中央開有小孔S。小孔位于圓心O的正上方，S與0的連線交磁場邊界于A．兩金屬板通過導(dǎo)線與匝數(shù)為100匝的矩形線圈相連(為表示線圈的繞向，圖中只畫了2匝)，線圈內(nèi)有垂直紙面向里且均勻增加的磁場，穿過線圈的磁通量變化率為△Φ/△t=100Wb/s。位于磁場邊界上某點(diǎn)(圖中未畫出)的離子源P，在紙面內(nèi)向磁場區(qū)域發(fā)射速度大小均為v=5×105m/s，方向各不相同的帶正電離子，離子的比荷q/m=5×107C/kg，已知從磁場邊界A點(diǎn)射出的離子恰好沿直線AS進(jìn)入M、N間的電場．(不計(jì)離子重力；離子碰到極板將被吸附)求：

(1)M、N之間場強(qiáng)的大小和方向；

(2)離子源P到A點(diǎn)的距離；

(3)沿直線AS進(jìn)入M、N間電場的離子在磁場中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間(計(jì)算時(shí)取π=3)．參考答案：（1）由法拉第電磁感應(yīng)定律得M、N之間的電壓U=n△Φ/△t=100×100V=102V。M、N之間場強(qiáng)的大小E=U/d=106N/C，方向豎直向下。（2）離子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由qvB=mv2/r，解