山西省呂梁市嵐縣嵐城中學(xué)2021年高三物理下學(xué)期期末試題含解析

山西省呂梁市嵐縣嵐城中學(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）我國(guó)發(fā)射了一顆資源探測(cè)衛(wèi)星，發(fā)射時(shí)，先將衛(wèi)星發(fā)射至距地面50km的近地圓軌道1上，然后變軌到近地點(diǎn)高50km，遠(yuǎn)地點(diǎn)高1500km的橢圓軌道2上，最后由軌道2進(jìn)入半徑為7900km的圓軌道3，已知地球表面的重力加速度g=10m/s2，忽略空氣阻力，則以下說(shuō)法正確的是

A．在軌道2運(yùn)行的速率可能大于7.9km/sB．衛(wèi)星在軌道2上從遠(yuǎn)地點(diǎn)向近地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中速度增大，機(jī)械能增大C．由軌道2變?yōu)檐壍?需要在近地點(diǎn)點(diǎn)火加速D．僅利用以上數(shù)據(jù)，可以求出衛(wèi)星在軌道3上的動(dòng)能參考答案：A2.（多選）下列說(shuō)法正確的是（）A．分子間距離增大，分子間作用力一定減小B．機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能也可以全部用來(lái)做功轉(zhuǎn)化成機(jī)械能C．溫度是描述熱運(yùn)動(dòng)的物理量，一個(gè)系統(tǒng)與另一個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡時(shí)兩系統(tǒng)溫度相同D．物體由大量分子組成，其單個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則的，大量分子的運(yùn)動(dòng)遵循統(tǒng)計(jì)規(guī)律參考答案：【考點(diǎn)】：熱力學(xué)第二定律；分子間的相互作用力；物體的內(nèi)能．【分析】：據(jù)分子力與分子之間距離的關(guān)系圖象分析分子力的變化；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，內(nèi)能無(wú)法全部用來(lái)做功以轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，根據(jù)熱力學(xué)第零定律可知，一個(gè)系統(tǒng)與另一個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡時(shí)兩系統(tǒng)溫度相同．：解：A、根據(jù)分子力與分子之間距離的關(guān)系圖象可知，當(dāng)分子間距離增大時(shí)，分子力作用力不一定減?。蔄錯(cuò)誤；B、根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能無(wú)法全部用來(lái)做功以轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，故B錯(cuò)誤；C、根據(jù)熱力學(xué)第零定律可知，溫度是描述熱運(yùn)動(dòng)的物理量，一個(gè)系統(tǒng)與另一個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡時(shí)兩系統(tǒng)溫度相同．故C正確；D、物體由大量分子組成，其單個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則的，大量分子的運(yùn)動(dòng)遵循統(tǒng)計(jì)規(guī)律．故D正確．故選：CD3.下列說(shuō)法正確的是（）A．液體中懸浮的微粒越大，布朗運(yùn)動(dòng)越顯著B(niǎo)．當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子勢(shì)能隨分子間距離的增大而增大C．第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)不可能制成，因?yàn)樗`反能量守恒定律D．一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)它的壓強(qiáng)、體積都增大時(shí)，其內(nèi)能一定增加E．因?yàn)橐后w表面層分子分布比內(nèi)部稀疏，因此液體表面有收縮趨勢(shì)參考答案：BDE【考點(diǎn)】熱力學(xué)第二定律；布朗運(yùn)動(dòng)；熱力學(xué)第一定律；表面張力產(chǎn)生的原因．【分析】布朗運(yùn)動(dòng)是固體微粒的運(yùn)動(dòng)，是液體分子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的反應(yīng)，固體微粒越大布朗運(yùn)動(dòng)越不明顯；根據(jù)分子力做功判斷分子勢(shì)能的變化，分子力做正功，分子勢(shì)能減小，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加．第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)不違反能量守恒定律，但違反了熱力學(xué)第二定律；根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知，壓強(qiáng)、體積都增大時(shí)，溫度升高，則內(nèi)能增加；液體表面張力的原因是液體表面分子間距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，液面分子間表現(xiàn)為引力．【解答】解：A、固體微粒越大，同一時(shí)刻與之碰撞的液體分子越多，固體微粒各個(gè)方向受力越趨近平衡，布朗運(yùn)動(dòng)越不明顯，故A錯(cuò)誤；B、在r＞r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力，分子間距離增大時(shí)分子力做負(fù)功，故r越大，分子勢(shì)能越大，故B正確；C、第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)不違反能量守恒定律，但違反了熱力學(xué)第二定律，故C錯(cuò)誤；D、根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知，壓強(qiáng)、體積都增大時(shí)，溫度升高，則內(nèi)能增加，故D正確；E、由于蒸發(fā)只在液體表面進(jìn)行，因此液體表面分子比較稀疏，分子間的距離大于平衡距離r0，液面分子間表現(xiàn)為引力，所以液體表面具有收縮的趨勢(shì)．故E正確故選：BDE4.某人用手將1kg物體由靜止向上提起1m,這時(shí)物體的速度為2m/s,則下列說(shuō)法正確的是（

）A.重力對(duì)物體做功10J

B.合外力做功2J

C.合外力做功12J

D.手對(duì)物體做功12J參考答案：BD5.如圖，O是一固定的點(diǎn)電荷，另一點(diǎn)電荷P從很遠(yuǎn)處以初速度射入點(diǎn)電荷O的電場(chǎng)，在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡是曲線(xiàn)MN。a、b、c是以O(shè)為中心，Ra、Rb、Rc為半徑畫(huà)出的三個(gè)圓，Rc－Rb＝Rb－Ra。1、2、3、4為軌跡MN與三個(gè)圓的一些交點(diǎn)。以表示點(diǎn)電荷P由1到2的過(guò)程中電場(chǎng)力做的功的大小，表示由3到4的過(guò)程中電場(chǎng)力做的功的大小，則（

）

A．＝2

B．＞2

C．P、O兩電荷可能同號(hào)，也可能異號(hào)

D．P的初速度方向的延長(zhǎng)線(xiàn)與O之間的距離可能為零參考答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.如圖所示電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E＝10V，內(nèi)電阻r＝4Ω，定值電阻R1＝6Ω，R2=10Ω,R3是滑動(dòng)變阻器且最大阻值為30Ω,在滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭上下移動(dòng)過(guò)程中。電壓表的最大讀數(shù)為_(kāi)______V，電源的最大輸出功率為

W。參考答案：7.如圖所示為皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，右邊兩輪共軸連接，且RA=RC=2RB皮帶不打滑，則在A(yíng)、B、C三輪中的周期TA：TB：TC=

，線(xiàn)速度vA：vB：vC=

，向心加速度aA：aB：aC=

、

參考答案：2：1：1，1：1：2，1：2：4解：由于A(yíng)輪和B輪是皮帶傳動(dòng)，皮帶傳動(dòng)的特點(diǎn)是兩輪與皮帶接觸點(diǎn)的線(xiàn)速度的大小與皮帶的線(xiàn)速度大小相同，故，所以，

由角速度和線(xiàn)速度的關(guān)系式可得，由于B輪和C輪共軸，故兩輪角速度相同，即，故

，所以周期之比為

由角速度和線(xiàn)速度的關(guān)系式可得。8.M、N兩物體在光滑水平地面上沿同一直線(xiàn)相向而行，M質(zhì)量為5kg，速度大小為10m/s，N質(zhì)量為2kg，速度大小為5m/s，它們的總動(dòng)量大小為40kg?m/s；兩者相碰后，M仍沿原方向運(yùn)動(dòng)，速度大小變?yōu)?m/s，則N的速度大小變?yōu)?0m/s．參考答案：解：規(guī)定M的初速度方向?yàn)檎较?，則總動(dòng)量P=m1v1+m2v2=5×10﹣2×5kgm/s=40kgm/s．根據(jù)動(dòng)量守恒定律得，m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′，代入數(shù)據(jù)有：40=5×4+2v2′，解得v2′=10m/s．故答案為：40，109.4．在圖示的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中，所有電源的電動(dòng)勢(shì)均為E0，所有電阻器的電阻值均為R0，所有電容器的電容均為C0，則圖示電容器A極板上的電荷量為

。參考答案：．（5分）10.如圖，質(zhì)量為M=3kg的木板放在光滑水平面上，質(zhì)量為m=1kg的物塊在木板上，它們之間有摩擦，木板足夠長(zhǎng)，兩者都以v=4m/s的初速度向相反方向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)木板的速度為v1=2.4m/s時(shí)，物塊的速度是

m/s，木板和物塊最終的共同速度為

m/s．參考答案：11.一列有8節(jié)車(chē)廂的動(dòng)車(chē)組列車(chē)，沿列車(chē)前進(jìn)方向看，每?jī)晒?jié)車(chē)廂中有一節(jié)自帶動(dòng)力的車(chē)廂（動(dòng)車(chē)）和一節(jié)不帶動(dòng)力的車(chē)廂（拖車(chē)）．該動(dòng)車(chē)組列車(chē)在水平鐵軌上勻加速行駛時(shí)，設(shè)每節(jié)動(dòng)車(chē)的動(dòng)力裝置均提供大小為F的牽引力，每節(jié)車(chē)廂所受的阻力均為f，每節(jié)車(chē)廂總質(zhì)量均為m，則第4節(jié)車(chē)廂與第5節(jié)車(chē)廂水平連接裝置之間的相互作用力大小為

．參考答案：0【考點(diǎn)】牛頓第二定律；力的合成與分解的運(yùn)用．【分析】以整體為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律可得加速度；再以前4節(jié)車(chē)廂為研究對(duì)象求解第4節(jié)車(chē)廂與第5節(jié)車(chē)廂水平連接裝置之間的相互作用力大小．【解答】解：整體受到的牽引力為4F，阻力為8f，根據(jù)牛頓第二定律可得加速度為：a=；設(shè)第4節(jié)車(chē)廂與第5節(jié)車(chē)廂水平連接裝置之間的相互作用力大小為T(mén)，以前面4節(jié)車(chē)廂為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律可得：2F﹣4f﹣T=4ma，即：2F﹣4f﹣T=4m×，解得T=0，故答案為：012.如圖所示,某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)利用DIS實(shí)驗(yàn)裝置研究支架上力的分解.A、B為兩個(gè)相同的雙向力傳感器,該型號(hào)傳感器在受到拉力時(shí)讀數(shù)為正,受到壓力時(shí)讀數(shù)為負(fù).A連接質(zhì)量不計(jì)的細(xì)繩,可沿固定的板做圓弧形移動(dòng).B固定不動(dòng),通過(guò)光滑鉸鏈連接長(zhǎng)0.3m的桿.將細(xì)繩連接在桿右端O點(diǎn)構(gòu)成支架（O點(diǎn)為支架的圓心）.保持桿在水平方向,按如下步驟操作①測(cè)量繩子與水平桿的夾角∠AOB＝θ②對(duì)兩個(gè)傳感器進(jìn)行調(diào)零③用另一根繩在O點(diǎn)懸掛一個(gè)鉤碼,記錄兩個(gè)傳感器的讀數(shù)④取下鉤碼,移動(dòng)傳感器A改變?chǔ)冉侵貜?fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟,得到表格.

F11.0010.580…1.002…F2－0.868－0.291…0.865…θ30°60°…150°…

(1)根據(jù)表格,A傳感器對(duì)應(yīng)的是表中力________(選填“F1”或“F2”).鉤碼質(zhì)量為_(kāi)_______kg(保留1位有效數(shù)字)(2)本實(shí)驗(yàn)中多次對(duì)傳感器進(jìn)行調(diào)零,對(duì)此操作說(shuō)明正確的是()A．因?yàn)槭孪韧浾{(diào)零

B．何時(shí)調(diào)零對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒(méi)有影響C．為了消除橫桿自身重力對(duì)結(jié)果的影響

D．可以完全消除實(shí)驗(yàn)的誤差參考答案：(1)F10.05(2)C13.如圖所示，長(zhǎng)度為L(zhǎng)=6m、傾角θ=30°的斜面AB，在斜面頂端B向左水平拋出小球1、同時(shí)在底端A正上方某高度處水平向右拋出小球2，小球2垂直撞在斜面上的位置P，小球1也同時(shí)落在P點(diǎn)，則兩球平拋下落的高度為1.8m，下落的時(shí)間為0.6s．（v1、v2為未知量）參考答案：考點(diǎn)：平拋運(yùn)動(dòng)．專(zhuān)題：平拋運(yùn)動(dòng)專(zhuān)題．分析：兩個(gè)小球同時(shí)做平拋運(yùn)動(dòng)，又同時(shí)落在P點(diǎn)，說(shuō)明運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，即BC在同一水平面上，小球2垂直撞在斜面上的位置P上說(shuō)方向與斜面明小球2的末速度垂直，可以根據(jù)幾何關(guān)系求出相應(yīng)的物理量．解答：解：小球2做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)分位移公式，有：x=v2t

①

②

③根據(jù)幾何關(guān)系，有：h=y+xtan30°

④聯(lián)立①②③④解得：h=1.8mt=0.6s故答案為：1.8m，0.6s．點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵對(duì)球2運(yùn)用平拋運(yùn)動(dòng)的分位移公式和分速度公式列式求解，同時(shí)結(jié)合幾何關(guān)系找出水平分位移與豎直分位移間的關(guān)系，不難．三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.如圖1所示為一次記錄小車(chē)運(yùn)動(dòng)情況的紙帶，圖中A、B、C、D、E、F、G為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔T＝0.1s.圖1(1)在如圖2所示的坐標(biāo)系中作出小車(chē)的vt圖線(xiàn)．圖2(2)將圖線(xiàn)延長(zhǎng)與縱軸相交，交點(diǎn)的速度大小是______cm/s，此速度的物理意義是________________________________________________________________________．(3)小車(chē)的加速度大小是________．參考答案：(2)由圖中可以讀出，圖線(xiàn)與縱軸交點(diǎn)的速度大小為11.6cm/s，此速度表示A點(diǎn)的瞬時(shí)速度．(3)利用斜率求加速度a＝≈0.5m/s2.

15.如圖所示為某實(shí)驗(yàn)小組研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)所得的一條紙帶，已知所用電源的頻率為50Hz，紙帶上的計(jì)數(shù)點(diǎn)為每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則可知相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔△t=____s，若測(cè)得計(jì)數(shù)點(diǎn)0、l之間的距離為1.20cm，計(jì)數(shù)點(diǎn)5、6之間的距離為4.7cm，則可求得加速度a=_____m／s2。參考答案：

(1).O.1

(2).0.70解：相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔△t=5×0.02s=0.1s；根據(jù)?x=aT2可解得：四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.在平行金屬板間的水平勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有一長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕質(zhì)絕緣棒OA，其一端可繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，另一端A處有一帶電量為－q且不計(jì)重力的小球，質(zhì)量為m的絕緣小球固定在OA棒中點(diǎn)處，當(dāng)變阻器滑片在P點(diǎn)處時(shí)，棒靜止在與豎直方向成30°角的位置，如圖所示。已知此時(shí)BP段的電阻為R，平行金屬板間的水平距離為d。（1）求此時(shí)金屬板間電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小E；（2）若金屬板旋轉(zhuǎn)△α＝30°（圖中虛線(xiàn)表示），并移動(dòng)滑片位置，欲使棒與豎直方向的夾角不變，BP段的電阻應(yīng)調(diào)節(jié)為多大？（3）若金屬板不轉(zhuǎn)動(dòng)，將BP段的電阻突然調(diào)節(jié)為R，帶電小球初始位置視為零勢(shì)能點(diǎn)，求帶電小球電勢(shì)能的最小值。

參考答案：解：（1）輕桿力矩平衡：EqLcos30°＝mgLsin30°

（2

場(chǎng)強(qiáng)大小E＝

（1分）（2）金屬板間電勢(shì)差U＝Ed＝

（1分）金屬板旋轉(zhuǎn)30°后平衡，E′qLcos60°＝mgLsin30°

E′＝

（1分）

板旋轉(zhuǎn)后，板距d′＝dcos30°，U′＝E′d′＝

（2分）金屬板間電勢(shì)差與變阻器BP電阻成正比，＝

（1分）得R′＝R

（1分）（3）電阻調(diào)節(jié)為R后，E′′＝，F(xiàn)′′＝mg

（1分）

帶電小球到達(dá)最右端時(shí)電勢(shì)能最小，此時(shí)速度為零設(shè)小球速度為零時(shí)，桿與豎直角度為θ

根據(jù)動(dòng)能定理，mgL（sinθ－sin30°）－mgL（cos30°－cosθ）＝0

（2分）

由題意可得，θ＝60°

（1分）

電場(chǎng)力做功的最大值Wm＝mgL（sin60°－sin30°）＝mgL

即電勢(shì)能的最小值εm＝－mgL

17.（14分）如圖甲所示，空間存在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.6T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，MN、PQ是相互平行的、處于同一水平面內(nèi)的長(zhǎng)直導(dǎo)軌（電阻不計(jì)），導(dǎo)軌間距為0.2m，連在導(dǎo)軌一端的電阻為R。導(dǎo)體棒ab的電阻為0.1Ω，質(zhì)量為0.3kg，跨接在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1。從零時(shí)刻開(kāi)始，通過(guò)一小型電動(dòng)機(jī)對(duì)ab棒施加一個(gè)牽引力F，方向水平向左，使其從靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌做加速運(yùn)動(dòng)，此過(guò)程中棒始終保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。圖乙是棒的速度--時(shí)間圖像，其中OA段是直線(xiàn)，AC是曲線(xiàn)，DE是曲線(xiàn)圖像的漸近線(xiàn)，小型電動(dòng)機(jī)在10s末達(dá)到額定功率，此后功率保持不變。g取10m/s2。求：（1）在0--18s內(nèi)導(dǎo)體棒獲得加速度的最大值；（2）電阻R的阻值和小型電動(dòng)機(jī)的額定功率；（3）若已知0--10s內(nèi)R上產(chǎn)生的熱量為3.1J，則此過(guò)程中牽引力做的功為多少?

參考答案：解析：（1）由圖中可得：10s末的速度為v1=4m/s，t1=10s

導(dǎo)體棒在0-10s內(nèi)的加速度為最大值，m/s2

…3分

（2）設(shè)小型電動(dòng)機(jī)的額定功率為Pm

在A(yíng)點(diǎn)：E1=BLv1

由牛頓第二定律：F1-μmg-BI1L=ma1

…1分

又Pm=F1·v1

…1分

當(dāng)棒達(dá)到最大速度vm=5m/s時(shí)，

Em=BLvm

Im=

由金屬棒的平衡：F2-μmg-BImL=0

…1分

又Pm=F2·vm

……1分

聯(lián)立解得：Pm=2W

………1分

R=0.62Ω

1分