黑龍江省哈爾濱市第四十八中學(xué)2021年高三物理期末試題含解析

黑龍江省哈爾濱市第四十八中學(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.內(nèi)燃機(jī)做功沖程使高溫高壓氣體在極短時(shí)間內(nèi)膨脹推動(dòng)活塞對(duì)外做功，若把氣體看作一定質(zhì)量的理想氣體，則A．氣體溫度上升

B．氣體分子動(dòng)能不變C．氣體內(nèi)能增加

D．氣體內(nèi)能減少參考答案：D2.下列說法正確的是()A．物體在恒力作用下不可能做曲線運(yùn)動(dòng)B．物體在變力作用下有可能做曲線運(yùn)動(dòng)C．物體做曲線運(yùn)動(dòng)，沿垂直速度方向的合力一定不為零D．物體做曲線運(yùn)動(dòng)，合力可以不沿垂直速度方向參考答案：3.兩個(gè)大小相等的共點(diǎn)力，當(dāng)它們間的夾角為時(shí)，合力為F，則當(dāng)它們間夾角為時(shí)，合力大小為（

）

A．F

B．

C．2F

D．參考答案：B4.圖甲為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，升壓變壓器原副線圈匝數(shù)比1：100，降壓變壓器原副線圈匝數(shù)比為100：1，遠(yuǎn)距離輸電線的總電阻為100Ω．若升壓變壓器的輸入電壓如圖乙所示，輸入功率為750kw．下列說法中正確的有（）A．客戶端交流電的頻率為100HzB．客戶端電壓為250VC．輸電線中的電流為30AD．輸電線路損耗功率為180Kw參考答案：C【考點(diǎn)】遠(yuǎn)距離輸電；變壓器的構(gòu)造和原理．【分析】根據(jù)升壓變壓器的輸入電壓，結(jié)合匝數(shù)比求出輸出電壓，從而得出輸送電流，根據(jù)輸電線的電阻得出損失的功率，根據(jù)電壓損失得出降壓變壓器的輸入電壓，計(jì)算用戶得到的電壓【解答】解：A、由圖乙知交流電的周期0.02s，所以頻率為50Hz，A錯(cuò)誤；BC、由圖乙知升壓變壓器輸入端電壓有效值為250V，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比知副線圈電壓為25000V，所以輸電線中的電流為：I==30A，輸電線損失的電壓為：△U=IR=30×100=3000V，降壓變壓器輸入端電壓為22000V，所以用戶端電壓為220V，B錯(cuò)誤，C正確；D、輸電線路損耗功率為：△P=△UI=90kW，D錯(cuò)誤；故選：C．5.如圖所示，水平傳送帶逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，速度為8m/s，A、B為兩輪圓心正上方的點(diǎn)，AB=L1=6m，左右兩端分別與軌道無(wú)縫對(duì)接，小物塊與軌道左端P碰撞無(wú)機(jī)械能損失，AP=L2=5m，物塊與AP、AB間動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.2，物塊以一定的初速度vo沿軌道滑上傳送帶B點(diǎn)，欲使物塊可以返回到B點(diǎn)且速度為零，g=10m/s2，則物塊的初速度v。不可能的是(

)

A.7m/s

B.8m/s

C.9m/s

D.10m/s參考答案：D二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.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：2mgd7.一只標(biāo)有“18V，10W”的燈泡，正常工作時(shí)的電阻為Ω；若用多用電表的歐姆檔來(lái)測(cè)量這只燈泡的電阻，則測(cè)出的阻值應(yīng)（填“大于”、“等于”或“小于”）正常工作時(shí)的電阻。參考答案：32.4Ω，小于8.實(shí)圖是一個(gè)多量程多用電表的簡(jiǎn)化電路圖，測(cè)量電流、電壓和電阻各有兩個(gè)量程．當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)S旋到位置3時(shí)，可用來(lái)測(cè)量________；當(dāng)S旋到位置________時(shí)，可用來(lái)測(cè)量電流，其中S旋到位置________時(shí)量程較大．參考答案：電阻1、219.如圖所示為一圓拱橋，最高點(diǎn)的半徑為40m。一輛質(zhì)量為1.2×103kg的小車，以10m／s的速度經(jīng)過拱橋的最高點(diǎn)。此時(shí)車對(duì)橋頂部的壓力大小為_________N；當(dāng)過最高點(diǎn)的車速等于_________m/s時(shí)，車對(duì)橋面的壓力恰好為零。（取g=10m／s2）參考答案：

20

10.一個(gè)質(zhì)量為m、直徑為d、電阻為R的金屬圓環(huán)，在范圍很大的磁場(chǎng)中沿豎直方向下落，磁場(chǎng)的分布情況如圖所示，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度豎直方向的分量By的大小只隨高度變化，其隨高度y變化關(guān)系為（此處k為比例常數(shù)，且），其中沿圓環(huán)軸線的磁場(chǎng)方向始終豎直向上，在下落過程中金屬圓環(huán)所在的平面始終保持水平，速度越來(lái)越大，最終穩(wěn)定為某一數(shù)值，稱為收尾速度．俯視觀察，圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向?yàn)椋槙r(shí)針，逆時(shí)針）；圓環(huán)收尾速度的大小為．參考答案：順時(shí)針

;11.某同學(xué)做《共點(diǎn)的兩個(gè)力的合成》實(shí)驗(yàn)作出如圖所示的圖，其中A為固定橡皮條的固定點(diǎn)，O為橡皮條與細(xì)繩的結(jié)合點(diǎn)，圖中________是F1、F2合力的理論值，

是合力的實(shí)驗(yàn)值，通過本實(shí)驗(yàn)可以得出結(jié)論：在誤差允許的范圍內(nèi)，

是正確的。參考答案：F

F′

力的平行四邊形定則12.某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了“探究加速度與合外力關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。已知小車的質(zhì)量為500克，g取10m/s2，不計(jì)繩與滑輪間的摩擦。實(shí)驗(yàn)步驟如下：（1）細(xì)繩一端系在小車上，另一端繞過定滑輪后掛一個(gè)小砝碼盤。（2）在盤中放入質(zhì)量為m的砝碼，用活動(dòng)支柱將木板固定有定滑輪的一端墊高，調(diào)整木板傾角，恰好使小車沿木板勻速下滑。（3）保持木板傾角不變，取下砝碼盤，將紙帶與小車相連，并穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源后，釋放小車。（4）取下紙帶后，在下表中記錄了砝碼的質(zhì)量m和對(duì)應(yīng)的小車加速度a。（5）改變盤中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)（2）（3）步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)次數(shù)1234567m/kg0.020.040.050.060.070.080.101.401.792.012.202.382.613.02

①在坐標(biāo)紙上作出圖象。②上述圖象不過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是：

。

③根據(jù)（1）問中的圖象還能求解哪些物理量？其大小為多少？

。④你認(rèn)為本次實(shí)驗(yàn)中小車的質(zhì)量是否要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于砝碼的質(zhì)量：

（選填“是”或“否”）。參考答案：13.（4分）如圖所示，一儲(chǔ)油圓桶，底面直徑與桶高均為d．當(dāng)桶內(nèi)無(wú)油時(shí)，從某點(diǎn)恰能看到桶底邊緣上的某點(diǎn)B．當(dāng)桶內(nèi)油的深度等于桶高的一半時(shí)，在A點(diǎn)沿AB方向看去，看到桶底上的C點(diǎn)，C、B相距，由此可得油的折射率n=

；光在油中傳播的速度

m/s．（結(jié)果可用根式表示）參考答案：，．解：由題意得，光線在油中的入射角的正弦，光線在空氣中折射角的正弦．則折射率n=．根據(jù)得，v=．三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.一列簡(jiǎn)諧橫波在t=時(shí)的波形圖如圖（a）所示，P、Q是介質(zhì)中的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，圖（b）是質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖像。求（i）波速及波的傳播方向；（ii）質(zhì)點(diǎn)Q的平衡位置的x坐標(biāo)。參考答案：（1）波沿負(fù)方向傳播；

（2）xQ=9cm本題考查波動(dòng)圖像、振動(dòng)圖像、波動(dòng)傳播及其相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。（ii）設(shè)質(zhì)點(diǎn)P、Q平衡位置的x坐標(biāo)分別為、。由圖（a）知，處，因此

④由圖（b）知，在時(shí)Q點(diǎn)處于平衡位置，經(jīng)，其振動(dòng)狀態(tài)向x軸負(fù)方向傳播至P點(diǎn)處，由此及③式有⑤由④⑤式得，質(zhì)點(diǎn)Q的平衡位置的x坐標(biāo)為

⑥15.（4分）現(xiàn)用“與”門、“或”門和“非”門構(gòu)成如圖所示電路，請(qǐng)將右側(cè)的相關(guān)真值表補(bǔ)充完整。(填入答卷紙上的表格)參考答案：

答案：

ABY001010100111

四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.一圓筒的橫截面如圖所示,其圓心為O。筒內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。圓筒下面有相距為d的平行金屬板M、N,其中M板帶正電荷,N板帶等量負(fù)電荷。質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子自M板邊緣的P處由靜止釋放,經(jīng)N板的小孔S以速度v沿半徑SO方向射入磁場(chǎng)中。粒子與圓筒發(fā)生兩次碰撞后仍從S孔射出,設(shè)粒子與圓筒碰撞過程中沒有動(dòng)能損失,且電荷量保持不變,在不計(jì)重力的情況下,求:1.M、N間電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小;2.圓筒的半徑R;3.保持M、N間電場(chǎng)強(qiáng)度E不變,僅將M板向上平移d,粒子仍從M板邊緣的P處由靜止釋放,粒子自進(jìn)入圓筒至從S孔射出期間,與圓筒的碰撞次數(shù)n。參考答案：(1)設(shè)兩板間的電壓為U,由動(dòng)能定理得qU=mv2①由勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系得U=Ed②聯(lián)立上式可得E=③(2)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)用幾何關(guān)系作出圓心為',圓半徑為。設(shè)第一次碰撞點(diǎn)為,由于粒子與圓筒發(fā)生兩次碰撞又從孔射出,因此,弧所對(duì)的圓心角∠等于。由幾何關(guān)系得=tan④粒子運(yùn)動(dòng)過程中洛倫茲力充當(dāng)向心力,由牛頓第二定律,得=m⑤聯(lián)立④⑤式得R=⑥(3)保持M、N間電場(chǎng)強(qiáng)度E不變,M板向上平移d后,設(shè)板間電壓為U',則U'==⑦設(shè)粒子進(jìn)入S孔時(shí)的速度為v',由①式看出=綜合⑦式可得v'=v⑧設(shè)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r',則r'=⑨設(shè)粒子從S到第一次與圓筒碰撞期間的軌跡所對(duì)圓心角為θ,比較⑥⑨兩式得到r'=R,可見θ=⑩粒子須經(jīng)過四個(gè)這樣的圓弧才能從S孔射出,故n=3無(wú)17.一般來(lái)說，正常人從距地面1.5m高處跳下，落地時(shí)速度較小，經(jīng)過腿部的緩沖，這個(gè)速度對(duì)人是安全的，稱為安全著地速度。如果人從高空跳下，必須使用降落傘才能安全著陸，其原因是，張開的降落傘受到空氣對(duì)傘向上的阻力作用。經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)和理論研究表明，空氣對(duì)降落傘的阻力f與空氣密度ρ、降落傘的迎風(fēng)面積S、降落傘相對(duì)空氣速度v、阻力系數(shù)c有關(guān)（由傘的形狀、結(jié)構(gòu)、材料等決定），其表達(dá)式是f=cρSv2。根據(jù)以上信息，解決下列問題。（取g=10m/s2）（1）在忽略空氣阻力的情況下，計(jì)算人從1.5m高處跳下著地時(shí)的速度大小（計(jì)算時(shí)人可視為質(zhì)點(diǎn)）；（2）在某次高塔跳傘訓(xùn)練中，運(yùn)動(dòng)員使用的是有排氣孔的降落傘，其阻力系數(shù)c=0.90，空氣密度取ρ＝1.25kg/m3。降落傘、運(yùn)動(dòng)員總質(zhì)量m=80kg，張開降落傘后達(dá)到勻速下降時(shí)，要求人能安全著地，降落傘的迎風(fēng)面積S至少是多大？（3）跳傘運(yùn)動(dòng)員和降落傘的總質(zhì)量m=80kg，從h=65m高的跳傘塔上跳下，在下落過程中，經(jīng)歷了張開降落傘前自由下落、張開降落傘后減速下落和勻速下落直至落地三個(gè)階段。圖12是通過固定在跳傘運(yùn)動(dòng)員身上的速度傳感器繪制出的從張開降落傘開始做減速運(yùn)動(dòng)至達(dá)到勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的v-t圖像。根據(jù)圖像估算運(yùn)動(dòng)員做減速運(yùn)動(dòng)的過程中，空氣阻力對(duì)降落傘做的功。參考答案：見解析（1）設(shè)人從1.5m高處跳下著地時(shí)的安全速度大小為v0，則………2分=m/s=5.5m/s………2分（2）由（1）可知人安全著陸的速度大小為m/s，跳傘運(yùn)動(dòng)員在空中勻速下降時(shí)空氣阻力大小等于運(yùn)動(dòng)員的重力，則

………3分=m2=47.4m2………2分（3）設(shè)空氣阻力對(duì)降落傘做功為Wf，由v-t圖可知，降落傘張開時(shí)運(yùn)動(dòng)員的速度大小v1=20m/s，運(yùn)動(dòng)員收尾速度即勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度v2=5.0m/s，設(shè)在這段時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)員下落的高度為h，根據(jù)動(dòng)能定理

mgh+Wf=

Wf=-mgh+………4分（說明以上兩式只要有一個(gè)正確就給4分）

由v-t圖線和時(shí)間軸所圍面積可知，在0~3s時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)員下落高度h=25m，……3分帶入數(shù)據(jù)解得

……………2分說明：由于h是估算值，至都算正確。18.（10分）如圖所示，兩輪在同一高度，他們的半徑均為R=0.2m，均以角速度=8rad/s繞過輪心的水平軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，兩輪心間的距離S=1m，有塊長(zhǎng)為>2m，的均勻木板AB，水平無(wú)初速度地放在兩輪上，且木板重心O恰好在右輪輪心正上方。木板兩輪邊緣的動(dòng)摩擦因數(shù)均為。求

（1）木板剛開始運(yùn)動(dòng)大的加速度大小是多少？

（2）從木板剛開始運(yùn)動(dòng)到重心O移到左輪心正上方所用的時(shí)間是多少？

參考答案：

解析：（1）設(shè)木板對(duì)兩輪的壓力大小分別為和，木板剛放上時(shí)的加速度為則

1分

1分

解得

ms2

2分

（2）輪邊緣的線速度為m/s

板從靜止加速到速度1.6m/s所用的時(shí)間和移動(dòng)的距離分別為

t=v/2=1.6/2=0.8s

1分

L1=at12/2=0.64m