2021年湖北省十堰市第九中學高三物理期末試題含解析

2021年湖北省十堰市第九中學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.（單選）如圖所示，旋轉(zhuǎn)雨傘時，水珠會從傘的邊緣沿切線方向飛出，這屬于（）

A．擴散現(xiàn)象B．超重現(xiàn)象C．離心現(xiàn)象D．蒸發(fā)現(xiàn)象參考答案：考點：離心現(xiàn)象．分析：當物體受到的合力的大小不足以提供物體所需要的向心力的大小時，物體就要遠離圓心，此時物體做的就是離心運動．解答：解：當旋轉(zhuǎn)雨傘時，由向心力可知，所需要的向心力增加，由于提供向心力不足以所需要的向心力，從而遠離圓心運動，故C正確，ABD錯誤；故選：C．2.某空間存在勻強磁場和勻強電場。一個帶電粒子(不計重力)以一定初速度射入該空間后，做勻速直線運動；若僅撤除電場，則該粒子做勻速圓周運動，下列因素與完成上述兩類運動無關的是A.磁場和電場的方向B.磁場和電場的強弱C.粒子的電性和電量D.粒子入射時的速度參考答案：C倫茲力作用下做勻速圓周運動，說明要滿足題意需要對磁場與電場的方向以及強弱程度都要有要求，例如：電場方向向下，磁場方向垂直紙面向里等，但是對電性和電量無要求，故選項C正確，ABD錯誤。點睛：本題考查了帶電粒子在復合場中的運動，實際上是考查了速度選擇器的相關知識，注意當粒子的速度與磁場不平行時，才會受到洛倫茲力的作用，所以對電場和磁場的方向有要求的。3.（多選題）如圖所示，理想變壓器的原線圈連接一只理想交流電流表，副線圈匝數(shù)可以通過滑動觸頭Q來調(diào)節(jié)，在副線圈兩端連接了定值電阻R0和滑動變阻器R，P為滑動變阻器的滑動觸頭．在原線圈上加一電壓為U的正弦交流電，則（）A．保持Q的位置不動，將P向上滑動時，電流表讀數(shù)變大B．保持Q的位置不動，將P向上滑動時，電流表讀數(shù)變小C．保持P的位置不動，將Q向上滑動時，電流表讀數(shù)變大D．保持P的位置不動，將Q向上滑動時，電流表讀數(shù)變小參考答案：BC【考點】變壓器的構(gòu)造和原理．【分析】保持Q位置不動，則輸出電壓不變，保持P位置不動，則負載不變，再根據(jù)變壓器的特點分析．【解答】解：AB、在原、副線圈匝數(shù)比一定的情況下，變壓器的輸出電壓由輸入電壓決定．因此，當Q位置不變時，輸出電壓不變，此時P向上滑動，負載電阻值增大，則輸出電流減小，電流表的讀數(shù)I變小，故A錯誤，B正確；CD、P位置不變，將Q向上滑動，則輸出電壓變大，輸出電流變大，則電流表的讀數(shù)變大，故C正確，D錯誤；故選：BC．4.如圖所示，一條足夠長且不可伸長的輕繩跨過光滑輕質(zhì)定滑輪，繩的右端與一質(zhì)量為12kg的重物相連，重物靜止于地面上，左側(cè)有一質(zhì)量為10kg的猴子，從繩子的另一端沿繩子以大小為5m／s2的加速度豎直向上爬，取g＝10m／s2，則下列說法正確的是A.繩上的拉力大小為50NB.重物不會離開地面C.2s末物體上升的高度為5mD.重物的加速度大小為3.2m/s2參考答案：CA.對猴子受力分析，受到重力和繩子的拉力，根據(jù)牛頓第二定律可得：，解得：。故A錯誤。B.對物體受力分析可知，繩子對物體的拉力大于自身的重力，所以繩子要離開地面。故B錯誤。CD.對物體有牛頓第二定律可得：解得：。末物體上升的高度為：。故C正確，D錯誤。5.(多選題)關于光電效應，下列說法正確的是()A.極限頻率越大的金屬材料逸出功越大B.只要光照射的時間足夠長，任何金屬都能產(chǎn)生光電效應C.從金屬表面出來的光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比D.若發(fā)生了光電效應且入射光的頻率一定時，光強越強，單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越多參考答案：AD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.某同學在學習了DIS實驗后，設計了一個測物體瞬時速度的實驗，其裝置如圖甲所示。在小車上固定擋光片（寬度為Δs），在傾斜導軌的A處放置光電門。讓小車從P點靜止下滑，再利用光電門記錄下?lián)豕馄?jīng)過A點所經(jīng)歷的時間Δt。接下來，改用不同寬度的擋光片重復上述實驗，最后運用公式計算出不同寬度的擋光片從A點開始在各自Δs區(qū)域內(nèi)的，并作出圖像。

（1）當光電門傳感器A、B之間無擋光物體時，電路

；當A、B之間有物體擋光時，電路

。（填“斷開”或“接通”）（2）（多選）該同學測出4組數(shù)據(jù)，其中第3組數(shù)據(jù)發(fā)生了明顯的偏差，如圖乙所示。造成偏差的可能原因是

（

）A.小車從圖甲中P點上方靜止下滑

B.小車從圖甲中P點下方靜止下滑C.小車從圖甲中P點靜止下滑

D.小車從圖丙中P點靜止下滑（3）另一位同學測出如下圖所示的6組數(shù)據(jù)，根據(jù)圖線，可知小車的加速度大小約為

m/s2，擋光片經(jīng)過A點時的瞬間速度大小約為

m/s。參考答案：（1）斷開，接通

（各1分）

（2）AD

（2分）

（3）0.6—0.8，0.54—0.56

7.如圖，在斜面頂端先后水平拋出同一小球，第一次小球落到斜面中點，第二次小球落到斜面底端。則兩次小球運動時間之比t1∶t2=________；兩次小球落到斜面上時動能之比EK1∶EK2=________。參考答案：

答案：，8.如圖所示，兩條平行金屬導軌ab、cd置于磁感應強度B=0.5T的勻強磁場中，兩導軌間的距離l=0.6m，導軌間連有電阻R。金屬桿MN垂直置于導軌上，且與軌道接觸良好，現(xiàn)使金屬桿MN沿兩條導軌向右勻速運動，產(chǎn)生的感應電動勢為3V。由此可知，金屬桿MN滑動的速度大小為 m/s；通過電阻R的電流方向為

（填“aRc”或“cRa”）。參考答案：9.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磁場，磁感應強度為B，正方形銅制線圈abcd邊長為L（L＜d），質(zhì)量為m，將線圈在磁場上方高h處靜止釋放，cd邊剛離開磁場時速度與cd邊剛進入磁場時速度相等，則線圈穿越磁場的過程中（從cd邊剛進入磁場起一直到ab邊離開磁場為止），感應電流所做的功為

，線圈的最小速度為

．參考答案：2mgd10.研究發(fā)現(xiàn)兩個氘核可聚變成，已知氘核的質(zhì)量為2．0136u，中子的質(zhì)量為1．0087u，He核質(zhì)量為3．0150u．若質(zhì)量虧損1u對應的核能為93l.5MeV，則兩個氘核聚變成核的核反應方程為_________________________；上述反應中釋放的核能為______________________________．參考答案：由核反應方程質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得兩個氘核聚變成核的核反應方程；由MeV可求出釋放的核能。11.在探究物體的加速度a與物體所受外力F、物體質(zhì)量M間的關系時，采用如圖所示的實驗裝置．小車及車中的砝碼質(zhì)量用M表示，盤及盤中的砝碼質(zhì)量用m表示．(1)當M與m的大小關系滿足________時，才可以認為繩子對小車的拉力大小等于盤和砝碼的重力．(2)某一組同學先保持盤及盤中的砝碼質(zhì)量m一定來做實驗，其具體操作步驟如下，以下做法正確的是________．A．平衡摩擦力時，應將盤及盤中的砝碼用細繩通過定滑輪系在小車上B．每次改變小車的質(zhì)量時，不需要重新平衡摩擦力C．實驗時，先放開小車，再接通打點計時器的電源D．用天平測出m以及小車質(zhì)量M，小車運動的加速度可直接用公式a＝求出(3)另兩組同學保持小車及車中的砝碼質(zhì)量M一定，探究加速度a與所受外力F的關系，由于他們操作不當，這兩組同學得到的a－F關系圖象分別如圖1和圖2所示，其原因分別是：圖1：____________________________________________________；圖2：_____________________________________________________.參考答案：（1）m?M

（2）B（3）圖1：m過大(或M過小)，造成m不是遠小于M圖2：沒有平衡摩擦力或木板的傾角過小12.如圖（a）所示，阻值為R、匝數(shù)為n的圓形金屬線圈與一個阻值為2R的電阻連接成閉合電路。線圈的半徑為r1，在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域存在垂直于線圈平面的勻強磁場（向里為正），磁感應強度B隨時間t變化的關系如圖（b）所示，圖中B1、t1為已知量。導線電阻不計，則t1時刻經(jīng)過電阻的電流方向為_________（選填“a→b”或“b→a”），電流的大小為___________。參考答案：b→a，

13.物體因繞軸轉(zhuǎn)動而具有的動能叫轉(zhuǎn)動動能，轉(zhuǎn)動動能的大小與物體轉(zhuǎn)動的角速度有關．為了研究某一砂輪的轉(zhuǎn)動動能EK與角速度ω的關系，可采用下述方法：先讓砂輪由動力帶動勻速轉(zhuǎn)動，測得其角速度ω，然后讓砂輪脫離動力，由于輪與軸之間存在摩擦，砂輪最后停下，測出脫離動力到停止轉(zhuǎn)動砂輪轉(zhuǎn)過的圈數(shù)n．測得幾組不同的ω和n如下表所示ω（rad/s）

0.5

1

2

3

4n5

20

80

180

320Ek（J）

另外已測得砂輪轉(zhuǎn)軸的直徑為1cm，轉(zhuǎn)軸間的摩擦力為10/πN．（1）試計算出每次脫離動力時砂輪的轉(zhuǎn)動動能，并填入上表中；（2）試由上述數(shù)據(jù)推導出該砂輪轉(zhuǎn)動動能Ek與角速度ω的關系式Ek=2ω2；（3）若脫離動力后砂輪的角速度為2.5rad/s，則它轉(zhuǎn)過45圈后角速度ω=2rad/s．參考答案：考點：線速度、角速度和周期、轉(zhuǎn)速．專題：勻速圓周運動專題．分析：（1）砂輪克服轉(zhuǎn)軸間摩擦力做功公式W=f?n?πD，f是轉(zhuǎn)軸間的摩擦力大小，n是砂輪脫離動力到停止轉(zhuǎn)動的圈數(shù)，D是砂輪轉(zhuǎn)軸的直徑．根據(jù)動能定理得知，砂輪克服轉(zhuǎn)軸間摩擦力做功等于砂輪動能的減小，求解砂輪每次脫離動力的轉(zhuǎn)動動能．（2）采用數(shù)學歸納法研究砂輪的轉(zhuǎn)動動能Ek與角速度ω的關系式：當砂輪的角速度增大為原來2倍時，砂輪的轉(zhuǎn)動動能Ek是原來的4倍；當砂輪的角速度增大為原來4倍時，砂輪的轉(zhuǎn)動動能Ek是原來的16倍，得到Ek與ω2成正比，則有關系式Ek=kω2．將任一組數(shù)據(jù)代入求出比例系數(shù)k，得到砂輪的轉(zhuǎn)動動能Ek與角速度ω的關系式．（3）根據(jù)動能與角速度的關系式，用砂輪的角速度表示動能，根據(jù)動能定理求出轉(zhuǎn)過45圈后的角速度．解答：解：（1）根據(jù)動能定理得：Ek=f?n?πD，代入計算得到數(shù)據(jù)如下表所示．ω/rad?s﹣10.51234n5.02080180320Ek/J0.5281832（2）由表格中數(shù)據(jù)分析可知，當砂輪的角速度增大為原來2倍時，砂輪的轉(zhuǎn)動動能Ek是原來的4倍，得到關系Ek=kω2．當砂輪的角速度增大為原來4倍時，砂輪的轉(zhuǎn)動動能Ek是原來的16倍，得到Ek與ω2成正比，則有關系式Ek=kω2．k是比例系數(shù)．將任一組數(shù)據(jù)比如：ω=1rad/s，Ek=2J，代入得到k=2J?s/rad，所以砂輪的轉(zhuǎn)動動能Ek與角速度ω的關系式是Ek=2ω2（3）根據(jù)動能定理得﹣f?n?πD=2ω22﹣2ω12代入解得ω2=2rad/s故答案為：（1）如表格所示；（2）2ω2；（3）2．點評：本題考查應用動能定理解決實際問題的能力和應用數(shù)學知識處理物理問題的能力；注意摩擦力做功與路程有關．三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.為了測量一個量程為3.0V的直流電壓表的內(nèi)阻RV（約為幾千歐），所用的電路如圖甲所示．（1）請將圖乙的器材連成完整的電路__________；（2）該實驗中需要進行的步驟羅列如下，合理的順序是_____________(用步驟前的字母表示)A．閉合開關SB．將電阻箱R0的阻值調(diào)到零C．調(diào)節(jié)滑動變阻器R的阻值，使電壓表的示數(shù)為3.0VD．斷開開關SE．調(diào)節(jié)電阻箱R0的阻值使電壓表示數(shù)為1.5V，讀出此時電阻箱R0的阻值F．把滑動變阻器的滑片P滑到a端（3）若在實驗步驟E中，如圖丙讀出R0的阻值為______Ω，則該電壓表的內(nèi)阻RV的測量值為______Ω，由于系統(tǒng)誤差，測量值______（選填“偏大”或“偏小”）。參考答案：

(1).

(2).BFACED或者FBACED

(3).2900

(4).2900

(5).偏大【詳解】（1）如圖所示：

（2）B．將電阻箱R0的阻值調(diào)到零；F．把滑動變阻器的滑片P滑到a端；A．閉合開關S；C．調(diào)節(jié)滑動變阻器R的阻值，使電壓表的示數(shù)為3.0V；E．調(diào)節(jié)電阻箱R0的阻值使電壓表示數(shù)為1.5V，讀出此時電阻箱R0的阻值；D．斷開開關S（注意先調(diào)零與先移動滑動變阻器到最大阻值，前后不影響，故BF的順序可以顛倒），則合理的順序是BFACED．

（3）由如圖丙讀出R0的阻值為2900Ω，因是串聯(lián)關系，則電阻與電壓成正比：電壓表示數(shù)為1.5V，則電阻箱R0分壓為1.5V．則

Rv=R0=2900Ω，因該支路實際電壓要比原電壓變大，即R0的分壓要大一些，故Rv的實際值要小一些，即測量值比真實值大．【點睛】考查半偏法測電阻的原理，明確串聯(lián)電阻后會引起測量支路的電阻的增大，其分壓要變大，此為誤差的來源．15.把一個滿偏電流Ig=100μA、內(nèi)阻未知的電流表改裝為量程是3V的電壓表。先用如圖2的電路測定電流表的內(nèi)阻。圖中的R用電位器(一種旋轉(zhuǎn)滑動的變阻器)，用電阻箱，且R比大很多。實驗時要進行的步驟有

(

)A.合上開關S1B.合上開關S2C.將R的阻值調(diào)到最大D.調(diào)整R的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度E.記下的阻值F.調(diào)整的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到正好是滿刻度的一半實驗步驟的合理順序為______________________(填字母代號)。在上述步驟中，若記下的=2000Ω，則電流表的內(nèi)阻rg=______Ω。測出的rg比真實值____________(“偏大”或“偏小”)。將此電流表改裝為量程是3V的電壓表。改裝的方法是給電流表_______(“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)一個值阻為_________Ω的電阻。最后將改裝的電壓表跟標準電壓表V進行校對。請在右邊的虛線框中畫出校對的實驗電路圖。(要求校對0.5V，1.0V，1.5V，2.0V，2.5V，3.0V幾個數(shù)據(jù)。)參考答案：四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，豎直平面內(nèi)的光滑軌道由傾斜直軌道AB和半徑為0.2m的圓軌道BCD組成，AB和BCD相切于B點，CD連線是圓軌道豎直方向的直徑（C、D分別為圓軌道的最低點和最高點），質(zhì)量為0.lkg的小滑塊從軌道AB上的某點由靜止滑下，已知，,g=l0.(l)若小滑塊剛好能通過最高點D，則它在D點的速度為多大？(2)寫出小滑塊在圓軌道最高點所受壓力大小F與下滑高度H的函數(shù)關系式；（3諾只將AB部分換成與滑塊間動摩擦因數(shù)為的軌道，為保證滑塊過D點后在斜面上的落點與O點等高，求滑塊在斜面上下滑的高度為多大？參考答案：17.如圖所示，水平傳送帶AB的右端與豎直面內(nèi)的用光滑鋼管彎成的“9”形固定軌道相接，鋼管內(nèi)徑很小。傳送帶的運行速度為V0=6m／s，將質(zhì)量m=1.0kg的可看作質(zhì)點的滑塊無初速地放到傳送帶A端，長度為L=12.0m，“9”字全高H=0.8m，“9”字上半部分圓弧半徑為R=0.2m，滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ=0.3，重力加速度g=10m／s2，試求：(1)滑塊從傳送帶A端運動到B端所需要的時間

(2)滑塊滑到軌道最高點C時對軌道作用力的大小和方向(3)若滑塊從“9”形規(guī)道D點水平拋出后，恰好垂直撞在傾角θ=60°的斜面上P點，求P、D兩點間的豎直高度h(保留兩位有效數(shù)字)參考答案：（1）

（2）

方向豎直向下（3）0.47m（1）在傳送帶上加速運動時，由牛頓第二定律得（1分）得

（1分）加速到與傳送帶達到同速所需要的時間，

（1分）位移

（1分）之后滑塊做勻速運動的位移所用的時間

（1分）故

（1分）（2）滑塊由B到C的過程中，由動能定理得

（1分）在C點，軌道對滑塊的彈力與其重力的合力為其做圓周運動提供向心力，設軌道對滑塊的彈力方向豎直向下，由牛頓第二定律得，（1分）解得

力方向豎直向下（1分）由牛頓第三定律得，滑塊對軌道的