河北省保定市望都中學(xué)2021年高三物理下學(xué)期期末試卷含解析

河北省保定市望都中學(xué)2021年高三物理下學(xué)期期末試卷含解析一、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.如圖所示，真空中有兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷A、B，M、N、O是AB連線的垂線上的點(diǎn)，且AO＞OB．一帶負(fù)電的試探電荷僅受電場(chǎng)力作用，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中實(shí)線所示，設(shè)M、N兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小分別EM、EN，電勢(shì)分別為φM、φN。下列判斷中正確的是（

）A．B點(diǎn)電荷一定帶正電B．EM小于ENC．φM大于φND．此試探電荷在M處的電勢(shì)能小于N處的電勢(shì)能

參考答案：AB2.（單選）在交警處理某次交通事故時(shí)，通過監(jiān)控儀器掃描，輸入計(jì)算機(jī)后得到汽車在水平路面上剎車過程中的位移隨時(shí)間變化的規(guī)律為s=20t－2t2（s的單位是m，t的單位是s），則汽車在路面上留下的剎車痕跡長(zhǎng)度為【

】A．25m

B．50m

C．100m

D．200mks5u參考答案：B3.如圖2所示，傾角為30°的斜面固定在水平面上，質(zhì)量為m的物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）以某一速度從斜面的底端沖上斜面，物塊在斜面上滑行的加速度大小為g，沿斜面上升的最大高度為h，而后物塊又沿斜面滑到底端．下列判斷正確的是A．物塊在上滑過程中，動(dòng)能變化的絕對(duì)值是mghB．物塊在上滑過程中，機(jī)械能變化的絕對(duì)值是mghC．物塊在下滑過程中，動(dòng)能變化的絕對(duì)值是mgh

D．物塊在下滑過程中，機(jī)械能變化的絕對(duì)值是mgh參考答案：BCD4.（單選題）粗鐵絲彎成如右圖3所示半圓環(huán)的形狀，圓心為O，半圓環(huán)最高點(diǎn)B處固定一個(gè)小滑輪，小圓環(huán)A用細(xì)繩吊著一個(gè)質(zhì)量為m2的物塊并套在半圓環(huán)上。一根一端拴著質(zhì)量為m1的物塊的細(xì)繩，跨過小滑輪后，另一端系在小圓環(huán)A上。設(shè)小圓環(huán)、滑輪、繩子的質(zhì)量以及相互之間的摩擦均不計(jì)，繩子不可伸長(zhǎng)。若整個(gè)系統(tǒng)平衡時(shí)角AOB為α，則兩物塊的質(zhì)量比m1︰m2為A．cos

B．2sinC．sin

D．2cos參考答案：B5.將力傳感器A固定在光滑水平桌面上，測(cè)力端通過輕質(zhì)水平細(xì)繩與滑塊相連，滑塊放在較長(zhǎng)的小車上。如圖甲所示，傳感器與計(jì)算機(jī)相連接，可獲得力隨時(shí)間變化的規(guī)律。一水平輕質(zhì)細(xì)繩跨過光滑的定滑輪，一端連接小車，另一端系沙桶，整個(gè)裝置開始處于靜止?fàn)顟B(tài)。在物體與小車分離前緩慢向沙桶里倒入細(xì)沙，力傳感器采集的F-t圖象如乙圖所示。則A．2.5s前小車做變加速運(yùn)動(dòng)

B．2.5s后小車做變加速運(yùn)動(dòng)C．2.5s前小車所受摩擦力不變

D．2.5s后小車所受摩擦力不變參考答案：BD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.如右圖甲所示，有一質(zhì)量為m、帶電量為的小球在豎直平面內(nèi)做單擺，擺長(zhǎng)為L(zhǎng)，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?，則周期

；若在懸點(diǎn)處放一帶正電的小球（圖乙），則周期將

。（填“變大”、“不變”、“變小”）參考答案：；不變7.半徑分別為r和2r的兩個(gè)質(zhì)量不計(jì)的圓盤，共軸固定連結(jié)在一起，可以繞水平軸O無摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，大圓盤的邊緣上固定有一個(gè)質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)，小圓盤上繞有細(xì)繩。開始時(shí)圓盤靜止，質(zhì)點(diǎn)處在水平軸O的正下方位置。現(xiàn)以水平恒力F拉細(xì)繩，使兩圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，若恒力F=mg，兩圓盤轉(zhuǎn)過的角度θ=

時(shí)，質(zhì)點(diǎn)m的速度最大。若圓盤轉(zhuǎn)過的最大角度θ=，則此時(shí)恒力F=

。參考答案：答案：，mg解析：速度最大的位置就是力矩平衡的位置，則有Fr=mg2rsin，解得θ=。若圓盤轉(zhuǎn)過的最大角度θ=，則質(zhì)點(diǎn)m速度最大時(shí)θ=，故可求得F=mg。8.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9.如圖所示，質(zhì)量為m的小球B連接著輕質(zhì)彈簧，靜止在光滑水平面上。質(zhì)量為m的小球A以某一速度向右運(yùn)動(dòng)，與彈簧發(fā)生碰撞，當(dāng)A、B兩球距離最近時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為EP，則碰撞前A球的速度v0=__________________參考答案：210.用充電器為一手機(jī)鋰電池充電，等效電路如圖所示，充電器電源的輸出電壓為U，輸出電流為I，手機(jī)電池的內(nèi)阻為r，則電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為________，充電器的充電效率為________．參考答案：

11.（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源為___交流電___，當(dāng)電源頻率為50Hz，每隔__s打一個(gè)點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)放開紙帶與接通電源的先后順序是先_接通電源后釋放紙帶__。（2）某同學(xué)在測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度時(shí)，得到了幾條較為理想的紙帶，他已在每條紙帶上按每5個(gè)點(diǎn)取好一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，即兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1s，依打點(diǎn)先后編為0，1，2，3，4，5。由于不小心，幾條紙帶都被撕斷了，如圖所示，請(qǐng)根據(jù)給出的A、B、C、D四段紙帶回答：在B、C、D三段紙帶中選出從紙帶A上撕下的那段應(yīng)該是_____，打A紙帶時(shí)，物體的加速度大小是_____m/s2。參考答案：0.02_C

0.6_12.（4分）一束質(zhì)量為m、電量為q的帶電粒子以平行于兩極板的速度v0進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，如圖所示，如果兩極板間電壓為U，兩極板間的距離為d，板長(zhǎng)為L(zhǎng)，設(shè)粒子束不會(huì)擊中極板，則粒子從進(jìn)入電場(chǎng)到飛出極板時(shí)電勢(shì)能的變化量為

（粒子的重力忽略不計(jì)）。參考答案：答案：13.如圖所示，實(shí)線為一列簡(jiǎn)諧波在t=0時(shí)刻的波形，虛線表示經(jīng)過△t=0.2s后它的波形圖像，已知T<△t<2T（T表示周期），則這列波傳播速度的可能值v=

；這列波的頻率可能值f=

。參考答案：答案：0.25m/s，0.35m/s；6.25Hz，8.75Hz三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.在利用如圖所示裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，所需器材有電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（帶導(dǎo)線）、紙帶、墨粉紙、帶鐵夾的鐵架臺(tái)和帶夾子的重物，此外還需的器材（）A．直流電源、天平及砝碼B．直流電源、毫米刻度尺C．交流電源、天平及砝碼D．交流電源、毫米刻度尺參考答案：考點(diǎn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．專題：實(shí)驗(yàn)題．分析：在驗(yàn)證機(jī)械能守恒的實(shí)驗(yàn)中，驗(yàn)證動(dòng)能的增加量與重力勢(shì)能的減小量是否相等，所以要測(cè)重錘下降的距離和瞬時(shí)速度，測(cè)量瞬時(shí)速度和下降的距離均需要刻度尺，不需要秒表，重錘的質(zhì)量可以不測(cè)．解答：解：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電源是交流電源，在實(shí)驗(yàn)中需要刻度尺測(cè)量紙帶上點(diǎn)與點(diǎn)間的距離從而可知道重錘下降的距離，以及通過紙帶上兩點(diǎn)的距離，求出平均速度，從而可知瞬時(shí)速度．紙帶上相鄰兩計(jì)時(shí)點(diǎn)的時(shí)間間隔已知，所以不需要秒表．重錘的質(zhì)量可以不測(cè)．故選：D．點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵掌握驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)的原理，知道需要測(cè)量哪些量，需要哪些器材．15.

(1)請(qǐng)完成電路圖中虛線框內(nèi)的部分，并用相應(yīng)的符號(hào)標(biāo)注元件；(2)在電阻Rx上加一個(gè)砝碼，閉合開關(guān)S，記下電表讀數(shù)，可得Rx＝________(用題目中給出的字母表示)；(3)改變砝碼的個(gè)數(shù)，得到不同的Rx值，再用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)得砝碼的重力，繪成圖像如圖乙所示，可得Rx與所受壓力F的數(shù)值關(guān)系是Rx＝________。參考答案：(1)如圖所示。(2)R＝＝(3)結(jié)合圖像中(0,18)與(4,10)兩點(diǎn)可知Rx＝18－2F。四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，在屏蔽裝置底部中心位置O點(diǎn)放一醫(yī)用放射源，可通過細(xì)縫沿扇形區(qū)域向外輻射速率為的粒子。已知屏蔽裝置寬AB=9cm、縫長(zhǎng)AD=18cm，粒子的質(zhì)量，電量。若在屏蔽裝置右側(cè)條形區(qū)域內(nèi)加一勻強(qiáng)磁場(chǎng)來隔離輻射，磁感應(yīng)強(qiáng)度，方向垂直于紙面向里，整個(gè)裝置放于真空環(huán)境中。

(1)若所有的粒子均不能從條形磁場(chǎng)隔離區(qū)的右側(cè)穿出，則磁場(chǎng)的寬度d至少是多少?(2)若條形磁場(chǎng)的寬度d=20cm，則射出屏蔽裝置的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間和最短時(shí)間各是多少?(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

參考答案：解：（1）由題意：AB=9cm，AD=18cm，可得： ①所有α粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑相同，設(shè)為R，根據(jù)牛頓第二定律有：

17.（12分）如圖所示，長(zhǎng)L＝9m的傳送帶與水平方向的傾角，在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下以的速率順時(shí)針方向運(yùn)行，在傳送帶的B端有一離傳送帶很近的擋板P可將傳送帶上的物塊擋住，在傳送帶的A端無初速地放一質(zhì)量m＝1kg的物塊，它與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)，物塊與擋板的碰撞能量損失及碰撞時(shí)間不計(jì)。（m/s2，）求：（1）物塊從第一次靜止釋放到與擋板P第一次碰撞后，物塊再次上升到傳送帶的最高點(diǎn)的過程中，因摩擦生的熱；（2）物塊最終的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及達(dá)到該運(yùn)動(dòng)狀態(tài)后電動(dòng)機(jī)的輸出功率。參考答案：解析：（1）物塊從A點(diǎn)由靜止釋放，物塊相對(duì)傳送帶向下滑，物塊沿傳送帶向下加速運(yùn)動(dòng)的加速度與P碰前的速度物塊從A到B的時(shí)間在此過程中物塊相對(duì)傳送帶向下位移物塊與擋板碰撞后，以v1的速度反彈，因v1>v，物塊相對(duì)傳送帶向上滑，物塊向上做減速運(yùn)動(dòng)的加速度為物塊速度減小到與傳送帶速度相等的時(shí)間在t2時(shí)間內(nèi)物塊向上的位移物塊相對(duì)傳送帶向上的位移物塊速度與傳送帶速度相等后物塊相對(duì)傳送帶向下滑，物塊向上做減速運(yùn)動(dòng)的加速度物塊速度減小到零的時(shí)間物塊向上的位移此過程中物塊相對(duì)傳送帶向下的位移摩擦生熱（2）物塊上升到傳送帶的最高點(diǎn)后，物塊沿傳送帶向下加速運(yùn)動(dòng)，與擋板P第二次碰撞前的速度碰后因v2＞v，物塊先向上做加速度為a2的減速運(yùn)動(dòng)，再做加速度為的減速運(yùn)動(dòng)，物塊向上的位移為物塊與擋板第三次碰撞前的速度在此類推經(jīng)過多次碰撞后物塊以的速度反彈，故最終物塊在P與離P4m的范圍內(nèi)不斷做向上的加速度為2m/s2的減速運(yùn)動(dòng)和向下做加速度為2m/s2的加速運(yùn)動(dòng)，物塊的運(yùn)動(dòng)達(dá)到這一穩(wěn)定狀態(tài)后，物塊對(duì)傳送帶有一與傳送帶運(yùn)動(dòng)方向相反的阻力故電動(dòng)機(jī)的輸出功率18.如圖所示，直角坐標(biāo)系xoy位于豎直平面內(nèi)，在m≤x≤0的區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=4.0×10T、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其左邊界與x軸交于P點(diǎn)；在x＞0的某區(qū)域內(nèi)有電場(chǎng)強(qiáng)度大小E=3.2×104N/C、方向沿y軸正方向的有界勻強(qiáng)電場(chǎng)，其寬度d=2m。一質(zhì)量m=4.0×10kg、電荷量q=2.0×10C的帶電粒子從P點(diǎn)以速度v=4.0×106m/s，沿與x軸正方向成α=60°角射入磁場(chǎng)，經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)最終通過x軸上的Q點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），不計(jì)粒子重力。求：（1）帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑和時(shí)間；（2）當(dāng)電場(chǎng)左邊界與y軸重合時(shí)Q點(diǎn)的橫坐標(biāo)；（3）若只改變上述電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，要求帶電粒子仍能通過Q點(diǎn)，試討論電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E′與電場(chǎng)左邊界的橫坐標(biāo)x′的函數(shù)關(guān)系。參考答案：（1）2m

；（2）6m（3）①當(dāng)0＜x′＜4m時(shí)，②當(dāng)4m≤≤6m時(shí)，【知識(shí)點(diǎn)】帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【試題解析】（1）帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律有

代入數(shù)據(jù)解得：

r=2m

如圖1所示軌跡交y軸于C點(diǎn)，過P點(diǎn)作v的垂線交y