福建省南平市濠村中學2021年高三物理期末試題含解析

/福建省南平市濠村中學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15分．每小題只有一個選項符合題意1.下列說法不符合物理學史實的是()A.庫侖通過扭秤實驗發(fā)現(xiàn)了庫侖定律B.奧斯特最早發(fā)現(xiàn)電流周圍存在磁場C.在研究電磁現(xiàn)象時，安培引入了“場”的概念D.伽利略通過理想實驗，說明物體的運動不需要力來維持參考答案：C2.如圖所示，長方體玻璃水槽中盛有NaCl的水溶液，在水槽左、右側壁內側各裝一導體片，使溶液中通入沿x軸正向的電流I，沿y軸正向加恒定的勻強磁場B.圖中a、b是垂直于z軸方向上水槽的前后兩內側面，則：

A．a(chǎn)處電勢高于b處電勢

B．a(chǎn)處離子濃度大于b處離子濃度

C．溶液的上表面電勢高于下表面的電勢

D．溶液的上表面處的離子濃度大于下表面處的離子濃度參考答案：B3.（多選題）一宇航員到達半徑為R、密度均勻的某星球表面，做如下實驗：用不可伸長的輕繩拴一質量為m的小球，上端固定在O點，如圖甲所示，在最低點給小球某一初速度，使其繞O點的豎直面內做圓周運動，測得繩的拉力F大小隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示．F1=7F2，設R、m、引力常量G以及F1為已知量，忽略各種阻力．以下說法正確的是（）A．該星球表面的重力加速度為B．衛(wèi)星繞該星球的第一宇宙速度為C．星球的質量為D．小球在最高點的速度為零參考答案：AC【考點】萬有引力定律及其應用．【分析】（1）對砝碼受力分析，在最高點和最低點時，由向心力的公式和整個過程的機械能守恒可以求得重力加速度的大小；（2）根據(jù)萬有引力提供向心力可以求得星球的第一宇宙速度．（3）求得星球表面的重力加速度的大小，再由在星球表面時，萬有引力和重力近似相等，可以求得星球的質量；（4）對小球在最高點運用牛頓第二定律分析求解問題．【解答】解：A、設砝碼在最低點時細線的拉力為F1，速度為v1，則

F1﹣mg=m①設砝碼在最高點細線的拉力為F2，速度為v2，則

F2+mg=m②由機械能守恒定律得mg2r+mV22=mV12③由①、②、③解得

g=④F1=7F2，所以該星球表面的重力加速度為．故A正確．B、根據(jù)萬有引力提供向心力得：=衛(wèi)星繞該星球的第一宇宙速度為v=，故B錯誤．C、在星球表面，萬有引力近似等于重力G=m′g

⑤由④、⑤解得

M=，故C正確．D、小球在最高點受重力和繩子拉力，根據(jù)牛頓運動定律得：

F2+mg=m≥mg所以小球在最高點的最小速v2≥．故D錯誤．故選：AC．4.有以下幾個實驗：A．研究平拋物體的運動

B．研究勻變速直線運動C．驗證機械能守恒定律

D．驗證動量守恒定律上述實驗中需要打點計時器的實驗是：

；需要天平的實驗是：

。參考答案：BC5.如圖所示，豎直放置的螺線管與導線abcd構成回路，導線所圍區(qū)域內有一垂直紙面的向里變化的均勻磁場，螺線管下方水平桌面上有一導線圓環(huán)。導線abcd所圍區(qū)域內的磁場按右圖所示的哪一方式隨時間變化時，導線圓環(huán)對地面的壓力小于其重力？(

)Ks5u參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示，有一個勻強電場，方向平行于紙面。電場中有A、B、C、D四點，已知AD=DB=BC=d，且ABBC。有一個電量為q的正電荷從A點移動到B點電場力做功為2W，從B點移動到C點克服電場力做功為W。則電場中D點的電勢

（填“大于”“小于”或“等于”）C點的電勢；該電場的電場強度為

。參考答案：等于；7.在研究“電磁感應現(xiàn)象”的實驗中，所需的實驗器材如圖所示．現(xiàn)已用導線連接了部分實驗電路．（1）請把電路補充完整；（2）實驗時，將線圈A插入線圈B中，合上開關瞬間，觀察到檢流計的指針發(fā)生偏轉，這個現(xiàn)象揭示的規(guī)律是______________________；（3）（多選）某同學設想使線圈B中獲得與線圈A中相反方向的電流，可行的實驗操作是（

）A．抽出線圈A

B．插入軟鐵棒C．使變阻器滑片P左移

D．斷開開關

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

8.如圖所示，是一列橫波在某一時刻的波形圖象。已知這列波的頻率為5Hz，此時的質點正向軸正方向振動，可以推知：這列波正在沿軸___▲__(填“正”或“負”)方向傳播，波速大小為___▲__m/s.參考答案：負

10；9.如圖所示，一半徑為R的絕緣圓形軌道豎直放置，圓軌道最低點與一條水平軌道相連，軌道均光滑；軌道所在空間存在水平向右的勻強電場，場強為E．從水平軌道上A點由靜止釋放一質量為m的帶正電小球，已知小球受電場力的大小等于小球重力大小的3/4倍．為使小球剛好在圓軌道內做圓周運動，小球在軌道內的最小速率是；釋放點距圓軌道最低點B的距離是．參考答案：考點：帶電粒子在勻強電場中的運動；向心力．分析：1、帶電小球受到重力和電場力作用，重力和電場力都是恒力，故重力和電場力的合力也是恒力，所以在軌道上上升的運動過程中，動能減小，因為小球剛好在圓軌道內做圓周運動，故合力恰好提供向心力時是小球做圓周運動的臨界狀態(tài)，此時小球的速度最小，此時的“最高點”是等效最高點，不是相對于AB軌道的最高點．2、A到B的過程運用動能定理，此過程只有電場力作用Eqs=m，化簡可得A到B的距離s．解答：解：帶電小球運動到圖中最高點時，重力、電場力的合力提供向心力時，速度最小，因為Eq=根據(jù)勾股定理合力為：=因為小球剛好在圓軌道內做圓周運動，故最高點合力提供向心力，即解得：（3）從B點到最高點，由動能定理得：﹣mgR（1+cosθ）﹣EqRsinθ=

從A到B，由動能定理得：Eqs=

代入數(shù)據(jù)解得：s=R

故答案為：，點評：題要注意速度最小的位置的最高點不是相對于地面的最高點，而是合力指向圓心，恰好提供向心力的位置，這是解題的關鍵．10.平行光a垂直射向一半徑為R的玻璃半球的平面，其截面如圖所示，發(fā)現(xiàn)只有P、Q之間所對圓心角為60°的球面上有光射出，則玻璃球對a光的折射率為

▲

，若僅將a平行光換成b平行光，測得有光射出的范圍增大，設a、b兩種色光在玻璃球中的速度分別為va和vb，則va

▲

vb（選填“>”、“<”或“=”）．參考答案：11.某次光電效應實驗中，測得某金屬的入射光的頻率n和反向遏制電壓Uc的值如下表所示。（已知電子的電量為e=1.6×10-19C）

根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，作出了Uc-n圖像，如圖所示，則根據(jù)圖像求出：

①這種金屬的截止頻率為

Hz；（保留三位有效數(shù)字）

②普朗克常量

Js。（保留兩位有效數(shù)字）參考答案：

①由圖像讀得：；②由圖線斜率，解得：12.如圖所示，為在“探究動能定理”的實驗中小車在運動過程中打點計時器在紙帶上打出的一系列的點，打點的時間間隔為0.02s，小車在A、B之間可描述為________運動，C、D之間可描述為________運動．小車離開橡皮筋后的速度為________m/s.參考答案：：加速度逐漸減小的加速直線勻速直線0.3613.（單選）遠古時代，取火是一件困難的事，火一般產(chǎn)生于雷擊或磷的自燃．隨著人類文明的進步，出現(xiàn)了“鉆木取火”等方法．“鉆木取火”是通過__________方式改變物體的內能，把__________轉變?yōu)閮饶埽畢⒖即鸢福喝?、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖，一豎直放置的氣缸上端開口，氣缸壁內有卡口a和b，a、b間距為h，a距缸底的高度為H；活塞只能在a、b間移動，其下方密封有一定質量的理想氣體。已知活塞質量為m，面積為S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均絕熱，不計他們之間的摩擦。開始時活塞處于靜止狀態(tài)，上、下方氣體壓強均為p0，溫度均為T0。現(xiàn)用電熱絲緩慢加熱氣缸中的氣體，直至活塞剛好到達b處。求此時氣缸內氣體的溫度以及在此過程中氣體對外所做的功。重力加速度大小為g。參考答案：試題分析：由于活塞處于平衡狀態(tài)所以可以利用活塞處于平衡狀態(tài)，求封閉氣體的壓強，然后找到不同狀態(tài)下氣體參量，計算溫度或者體積。開始時活塞位于a處，加熱后，汽缸中的氣體先經(jīng)歷等容過程，直至活塞開始運動。設此時汽缸中氣體的溫度為T1，壓強為p1，根據(jù)查理定律有①根據(jù)力的平衡條件有②聯(lián)立①②式可得③此后，汽缸中的氣體經(jīng)歷等壓過程，直至活塞剛好到達b處，設此時汽缸中氣體的溫度為T2；活塞位于a處和b處時氣體的體積分別為V1和V2。根據(jù)蓋—呂薩克定律有④式中V1=SH⑤V2=S（H+h）⑥聯(lián)立③④⑤⑥式解得⑦從開始加熱到活塞到達b處的過程中，汽缸中的氣體對外做的功為⑧故本題答案是：點睛：本題的關鍵是找到不同狀態(tài)下的氣體參量，再利用氣態(tài)方程求解即可。15.（簡答）如圖12所示，一個截面為直角三角形的劈形物塊固定在水平地面上.斜面,高h=4m，a=37°,一小球以Vo=9m/s的初速度由C點沖上斜面.由A點飛出落在AB面上.不計一切阻力.(Sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)求.(l)小球到達A點的速度大?。?2)小球由A點飛出至第一次落到AB面所用時間；(3)小球第一次落到AB面時速度與AB面的夾角的正切值參考答案：(1)1(2)0.25s（3）6.29N機械能守恒定律．解析：(1)從C到A對小球運用動能定理]，解得v0=1m/s(2)將小球由A點飛出至落到AB面的運動分解為沿斜面（x軸）和垂直于斜面（y軸）兩個方向;則落回斜面的時間等于垂直于斜面方向的時間所以（3）小球落回斜面時沿斜面方向速度垂直斜面方向速度vy=1m/s，所以（1）由機械能守恒定律可以求出小球到達A點的速度．

（2）小球離開A后在豎直方向上先做勻減速直線運動，后做自由落體運動，小球在水平方向做勻速直線運動，應用運動學公式求出小球的運動時間．

（3）先求出小球落在AB上時速度方向與水平方向間的夾角，然后再求出速度與AB面的夾角θ的正切值．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.光纖通信是一種現(xiàn)代化的通訊工具，為了研究問題的方便，我們將光導纖維簡化為一根長直的玻璃管，如圖所示為玻璃管沿軸線的橫截面，若光從左端以與端面成300入射，玻璃管長為L，折射率為n=，已知光在真空中的傳播速度為c．（a）通過計算分析光能否從玻璃管的側面射出；（b）求出光通過玻璃管所需的時間． 參考答案：（a）光線射入左端時，n=，即γ=300

2分

側面上的入射角θ=600

………1分sinC=，臨界角C=arcsin<600…………1分所以光線在側面上發(fā)生全反射不射出………1分（b）n=

……2分

t==…………2分17.如圖甲所示的控制電子運動裝置由偏轉電場、偏轉磁場組成。偏轉電場處在加有電壓U、相距為d的兩塊水平平行放置的導體板之間，勻強磁場水平寬度一定，豎直長度足夠大，其緊靠偏轉電場的右邊。大量電子以相同初速度連續(xù)不斷地沿兩板正中間虛線的方向向右射入導體板之間。當兩板間沒有加電壓時，這些電子通過兩板之間的時間為2t0；當兩板間加上圖乙所示的電壓U時，所有電子均能通過電場、穿過磁場，最后打在豎直放置的熒光屏上。已知電子的質量為m、電荷量為e，不計電子的重力及電子間的相互作用，電壓U的最大值為U0，磁場的磁感應強度大小為B、方向水平且垂直紙面向里。（1）如果電子在t=t0時刻進入兩板間，求它離開偏轉電場時豎直分位移的大小。（3）證明：在滿足（2）問磁場寬度l的條件下，所有電子自進入板間到最終打在熒光屏上的總時間相同。參考答案：（1）電子在t=t0時刻進入兩板間，先做勻速運動，后做類平拋運動，在2t0～3t0時間內發(fā)生偏轉，

a=eE/m=，它離開偏轉電場時豎直分位移的大小y=at02=。

（2）設電子從電場中射出的偏向角為θ，速度為v，則電子從電場中射出沿電場方向的分速度vy=at0=t0，sinθ==。

電子通過勻強磁場并能垂直打在熒光屏上，其圓周運動的半徑為R，根據(jù)牛頓第二定律有evB=m，由幾何關系得sinθ=l/R，

聯(lián)立解得水平寬度l=。

（3）證明：無論何時進入兩板間的電子，在兩板間運動的時間均為t1=2