福建省寧德市福鼎第九中學(xué)2020-2021學(xué)年高三物理期末試題含解析

/福建省寧德市福鼎第九中學(xué)2020-2021學(xué)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.如圖所示為一物體沿南北方向(規(guī)定向北為正方向)做直線運(yùn)動(dòng)的速度——時(shí)間圖象，由圖可知A．3s末物體回到t＝0時(shí)的位置B．3s末物體的加速度方向發(fā)生變化C．物體所受合外力的方向一直向南D．物體所受合外力的方向一直向北參考答案：D2.（多選）傾角為θ=37°的斜面與水平面保持靜止，斜面上有一重為G的物體A，物體A與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5．現(xiàn)給A施以一水平力F，如圖所示．設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等（sin37°=0.6，cos37°=0.8），如果物體A能在斜面上靜止，水平推力F與G的比值可能是（）A．3B．2C．1D．0.5參考答案：考點(diǎn)：共點(diǎn)力平衡的條件及其應(yīng)用；力的合成與分解的運(yùn)用．專題：共點(diǎn)力作用下物體平衡專題．分析：若物體剛好不下滑，分析物體受力情況：重力、水平力F、斜面的支持力和靜摩擦力，此時(shí)靜摩擦力沿斜面向上，達(dá)到最大值．根據(jù)平衡條件和摩擦力公式求出F與G的比值最小值，同理，物體剛好不上滑時(shí)求出F與G的比值最大值，得到F與G的比值范圍．解答：解：設(shè)物體剛好不下滑時(shí)F=F1，作出力圖如圖．則由平衡條件得：F1?cosθ+μN(yùn)1=G?sinθ，N1=F1?sinθ+G?cosθ．得：===；設(shè)物體剛好不上滑時(shí)F=F2，則：F2?cosθ=μN(yùn)2+G?sinθ，N2=F2?sinθ+G?cosθ，得：===2即≤≤2．故選：BCD．點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵要正確分析物體的受力情況，作出物體的受力示意圖．當(dāng)物體相對(duì)于另一物體剛要滑動(dòng)時(shí)它們之間的靜摩擦力達(dá)到最大值．3.馬拉車由靜止開始做直線運(yùn)動(dòng)，先加速運(yùn)動(dòng)，中間勻速運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間，然后減速至停止。下列說(shuō)法正確的是A．加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，馬向前拉車的力大于車向后拉馬的力B．加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，馬向前拉車的力小于車向后拉馬的力C．只有勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，馬向前拉車與車向后拉馬的力大小相等D．在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，馬向前拉車與車向后拉馬的力大小始終相等參考答案：D4.帶電粒子M只在電場(chǎng)力作用下由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)，在此過(guò)程中克服電場(chǎng)力做了2.6×10-6J的功，那么A．M在P點(diǎn)的電勢(shì)能一定小于它在Q點(diǎn)的電勢(shì)能B．P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定小于Q點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)C．P點(diǎn)的電勢(shì)一定高于Q點(diǎn)的電勢(shì)D．M在P點(diǎn)的動(dòng)能一定大于它在Q點(diǎn)的動(dòng)能

參考答案：AD5.（單選）如圖所示，A、B、C、D是真空中一正四面體的四個(gè)頂點(diǎn)．現(xiàn)在在A、B兩點(diǎn)分別固定兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1和Q2，則關(guān)于C、D兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)，下列說(shuō)法正確的是(

)A．若Q1和Q2是等量異種電荷，則C、D兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度不同，電勢(shì)相同B．若Q1和Q2是等量異種電荷，則C、D兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)均相同C．若Q1和Q2是等量同種電荷，則C、D兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)均不相同D．若Q1和Q2是等量同種電荷，則C、D兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)均相同參考答案：BAB、若和是等量異種電荷，通過(guò)AB的中垂面是一等勢(shì)面，C、D在同一等勢(shì)面上，電勢(shì)相等．C、D兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)都與等勢(shì)面垂直，方向指向B一側(cè)，方向相同，根據(jù)對(duì)稱性可知，場(chǎng)強(qiáng)大小相等，故C、D兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)、電勢(shì)均相同，故A錯(cuò)誤，B正確；CD、若和是等量同種電荷，由電場(chǎng)的分布情況和對(duì)稱性可知，C、D兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向不同，則電場(chǎng)強(qiáng)度不同．電勢(shì)相等，故CD錯(cuò)誤。故選：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.已知繞中心天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的星體的軌道半徑r，運(yùn)動(dòng)周期為T。

(1)若中心天體的半徑為R，則其平均密度ρ=_______(2)若星體是在中心天體的表面附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則其平均密度的表達(dá)式ρ=_______。參考答案：答案：7.某種單色光在真空中的波長(zhǎng)為，速度為c，普朗克恒量為h，現(xiàn)將此單色光以入射角i由真空射入水中，折射角為r，則此光在水中的波長(zhǎng)為_______，每個(gè)光子在水中的能量為______。參考答案：；光由真空射入水中，頻率f=保持不變，每個(gè)光子在水中的能量為;光在水中的波長(zhǎng)為.8.如圖，質(zhì)量為kg的木板放在光滑水平面上，一質(zhì)量為kg的物塊放在木板上，它們之間有摩擦，木板足夠長(zhǎng)．開始時(shí)兩者都以m/s的初速度向相反方向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)木板的速度為m/s時(shí)，物塊的速度大小為

m/s，木板和物塊最終的共同速度大小為

m/s．參考答案：0.8；2

9.一定質(zhì)量的理想氣體，從初始狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B、C再回到狀態(tài)A，變化過(guò)程如圖所示，其中A到B曲線為雙曲線．圖中V0和P0為已知量．①?gòu)臓顟B(tài)A到B，氣體經(jīng)歷的是

▲

(選填“等溫”“等容”或“等壓”)過(guò)程；②從B到C的過(guò)程中，氣體做功大小為

▲

；③從A經(jīng)狀態(tài)B、C再回到狀態(tài)A的過(guò)程中，氣體吸放熱情況為__▲__(選填“吸熱”、“放熱”或“無(wú)吸放熱”)。參考答案：①等溫;（1分）②3P0V0/2;（2分）③放熱;10.已知?dú)湓痈鞫☉B(tài)能量為，式中n=1,2,3，…為氫原子的基態(tài)能量。要使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)，入射光子具有的最小頻率為______。若大量氫原子處于n=4的激發(fā)態(tài)，則它們發(fā)生躍遷時(shí)，最多能輻射_____種頻率的光子。（普朗克常量為h）參考答案：11.某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)欲“探究小車動(dòng)能變化與合外力對(duì)它所做功的關(guān)系”，在實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)了一套如圖甲所示的裝置，圖中A為小車，B打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，C為彈簧測(cè)力計(jì)，P為小桶(內(nèi)有沙子)，一端帶有定滑輪的足夠長(zhǎng)的木板水平放置，不計(jì)繩與滑輪的摩擦．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通電源再松開小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)．(1)該同學(xué)在一條比較理想的紙帶上，從點(diǎn)跡清楚的某點(diǎn)開始記為零點(diǎn)，順次選取一系列點(diǎn)，分別測(cè)量這些點(diǎn)到零點(diǎn)之間的距離x，計(jì)算出它們與零點(diǎn)之間的速度平方差△v2=v2－v02，彈簧秤的讀數(shù)為F，小車的質(zhì)量為m，然后建立△v2—x坐標(biāo)系，通過(guò)描點(diǎn)法得到的圖像是一條過(guò)原點(diǎn)的直線，如圖乙所示，則這條直線的斜率的意義為___________．（填寫表達(dá)式）(2)若測(cè)出小車質(zhì)量為0．4kg，結(jié)合圖像可求得小車所受合外力的大小為__________N．(3)另一名同學(xué)用如圖裝置探究小車加速度a和小車所受合外力F（彈簧秤讀數(shù)）的關(guān)系圖像，但由于忘記了平衡摩擦力，則他得出的結(jié)論是（

）參考答案：2F/m

1

B12.（多選題）如圖所示，兩固定的豎直光滑金屬導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)，兩完全相同的導(dǎo)體棒①、②緊靠導(dǎo)軌置于邊界水平的勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方同一高度h處，磁場(chǎng)寬為3h，方向與導(dǎo)軌平面垂直。先由靜止釋放①，當(dāng)①恰好進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)由靜止釋放②。已知①進(jìn)入磁場(chǎng)即開始做勻速直線運(yùn)動(dòng)，①、②兩棒與導(dǎo)軌始終保持良好接觸。則下列表示①、②兩棒的加速度a和動(dòng)能Ek隨各自位移x變化的圖像中可能正確的是參考答案：AD【知識(shí)點(diǎn)】牛頓運(yùn)動(dòng)定律、牛頓定律的應(yīng)用楞次定律【試題解析】①棒在未進(jìn)入磁場(chǎng)前做自由落體運(yùn)動(dòng)，加速度為重力加速度，①棒進(jìn)入磁場(chǎng)后，②棒開始做自由落體運(yùn)動(dòng)，在②棒進(jìn)入磁場(chǎng)前的這段時(shí)間內(nèi)，①棒運(yùn)動(dòng)了2h，此過(guò)程①棒做勻速運(yùn)動(dòng)，加速度為零；②棒進(jìn)入磁場(chǎng)后①、②棒均以相同速度切割磁感線，回路中沒(méi)有感應(yīng)電流，它們均只受重力直至①棒出磁場(chǎng)；而且c棒出磁場(chǎng)后不再受安培力，也只受重力，故A正確，B錯(cuò)；②棒自開始下落到2h的過(guò)程中，只受重力，機(jī)械能守恒，動(dòng)能與位移的關(guān)系是線性的；在①棒出磁場(chǎng)后，②棒切割磁感線且受到比重力大的安培力，完成在磁場(chǎng)余下的2h的位移動(dòng)能減小，安培力也減??；合力也減??；在Ek圖像中的變化趨勢(shì)越來(lái)越慢；②棒出磁場(chǎng)后只受重力，機(jī)械能守恒,Ek圖像中的關(guān)系又是線性的，且斜率與最初相同，D正確，C錯(cuò)誤。13.如圖為“用DIS（位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)）研究加速度和力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置。（1）在該實(shí)驗(yàn)中必須采用控制變量法，應(yīng)保持

不變，用鉤碼所受的重力作為

，用DIS測(cè)小車的加速度。（2）改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測(cè)量。在某次實(shí)驗(yàn)中根據(jù)測(cè)得的多組數(shù)據(jù)可畫出a-F關(guān)系圖線（如圖所示）。①分析此圖線的OA段可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是

。②（單選題）此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是（

）（A）小車與軌道之間存在摩擦

（B）導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)（C）所掛鉤碼的總質(zhì)量太大

（D）所用小車的質(zhì)量太大參考答案：1）小車的總質(zhì)量，小車所受外力，ks5u（2）①在質(zhì)量不變的條件下，加速度與外力成正比，②C，三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.某同學(xué)利用如圖甲的實(shí)驗(yàn)裝置探究測(cè)量重力加速度大小。（1）該同學(xué)開始實(shí)驗(yàn)時(shí)情形如圖甲所示，接通電源釋放紙帶。請(qǐng)指出該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)操作中存在的兩處明顯錯(cuò)誤或不當(dāng)?shù)牡胤剑孩?/p>

；②

。

（2）該同學(xué)經(jīng)修改錯(cuò)誤并正確操作后得到如圖乙所示的紙帶，取連續(xù)六個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E、F為計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)得A點(diǎn)到B、C、D、E、F的距離分別為h1、h2、h3、h4、h5。若打點(diǎn)的頻率為f，則打E點(diǎn)時(shí)重物的速度表達(dá)式VE= ；該同學(xué)先分別計(jì)算出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度值，并試畫出速度的二次方(V2)與對(duì)應(yīng)重物下落的距離（h）的關(guān)系如圖丙所示，則重力加速度g=

m/s2。參考答案：接交流電源，釋放前重物應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

0.89m/s

9.715.為了測(cè)定電流表A1的內(nèi)阻，采用如圖所示的電路，其中：A1是待測(cè)電流表，量程為300μA，內(nèi)阻約為100Ω；A2是標(biāo)準(zhǔn)電流表，量程為200μA；R1是電阻箱，阻值范圍0～999.9Ω；R2是滑動(dòng)變阻器；R3是保護(hù)電阻；E是電池組，電動(dòng)勢(shì)為4V，內(nèi)阻不計(jì)；S1是單刀單擲開關(guān)，S2是單刀雙擲開關(guān)。（1）根據(jù)電路圖，連接好電路，將開關(guān)S2扳到接點(diǎn)a處，接通開關(guān)S1，調(diào)整滑動(dòng)變阻器R2使電流表A2的讀數(shù)是150μA；然后將開關(guān)S2扳到接點(diǎn)b處，保持R2不變，調(diào)節(jié)電阻箱R1，使電流表A2的讀數(shù)仍為150μA。若此時(shí)電阻箱各旋鈕的位置如圖所示，電阻箱R1的阻值是_______Ω，待測(cè)電流表A1的內(nèi)阻Rg＝_______Ω。（2）上述實(shí)驗(yàn)中，無(wú)論怎樣調(diào)整滑動(dòng)變阻器R2的滑動(dòng)端位置，都要保證兩塊電流表的安全，在下面提供的四個(gè)電阻中，保護(hù)電阻R3應(yīng)選用_______（填寫阻值相應(yīng)的字母）。A.200kΩ

B.20kΩ

C.15kΩ

D.20Ω（3）下面提供最大阻值不同的四個(gè)滑動(dòng)變阻器供選用，既要滿足上述實(shí)驗(yàn)要求，又要調(diào)整方便，滑動(dòng)變阻器_______（填寫阻值相應(yīng)的字母）是最佳選擇。A.1kΩ

B.5kΩ

C.10kΩ

D.25kΩ參考答案：86.3

86.3

B

C四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示的平面直角坐標(biāo)系xoy，在第I、Ⅲ象限內(nèi)有平行于y軸，電場(chǎng)強(qiáng)度大小相同、方向相反的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在第Ⅳ象限內(nèi)有垂直于紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一質(zhì)量為m，電荷量為g的帶電的粒子，從y軸上的M(0，d)點(diǎn)，以大小為v0的速度沿x軸正方向射入電場(chǎng)，通過(guò)電場(chǎng)后從x軸的N(d，0)點(diǎn)進(jìn)入第Ⅳ象限內(nèi)，又經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)垂直y軸進(jìn)入第Ⅲ象限，最終粒子從x軸上的P點(diǎn)離開。不計(jì)粒子所受到的重力。求：

(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大?。?/p>

(2)粒子運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的速度大??；(3)粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的時(shí)間。參考答案：17.如圖所示，遙控電動(dòng)賽車通電后電動(dòng)機(jī)以額定功率P=3W工作，賽車（可視為質(zhì)點(diǎn)）從A點(diǎn)由靜止出發(fā)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t（未知）后關(guān)閉電動(dòng)機(jī)，賽車?yán)^續(xù)前進(jìn)至B點(diǎn)后水平飛出，恰好在C點(diǎn)沿著切線方向進(jìn)入固定在豎直平面內(nèi)的圓形光滑軌道，通過(guò)軌道最高點(diǎn)D后回到水平地面EF上，E點(diǎn)為圓形軌道的最低點(diǎn)．已知賽車在水平軌道AB部分運(yùn)動(dòng)時(shí)受到恒定阻力f=0.5N，賽車的質(zhì)量m=0.8kg，通電后賽車的電動(dòng)機(jī)以額定功率P=4W工作，軌道AB的長(zhǎng)度L=4m，B、C兩點(diǎn)的高度差h=0.45m，賽車在C點(diǎn)的速度vc=5m/s，圓形軌道的半徑R=0.5m．不計(jì)空氣阻力．取g=10m/s2．sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：（1）賽車運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度vB的大?。唬?）賽車電動(dòng)機(jī)工作的時(shí)間t；（3）賽車經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)D時(shí)對(duì)軌道的壓力的大小．參考答案：解：（1）賽車從B點(diǎn)到C點(diǎn)的過(guò)程做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有：h=，解得：t=，vy=gt=10×0.3m/s=3m/s，，代入數(shù)據(jù)解得賽車在B點(diǎn)的速度大小為：vB=4m/s．（2）賽車從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，由動(dòng)能定理有：，代入數(shù)據(jù)解得：t=3.2s．（3）設(shè)圓弧軌道的圓心O與C點(diǎn)的連線與豎直方向的夾角為α，則有：，代入數(shù)據(jù)解得：α=37°，賽車從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)D的過(guò)程中，由機(jī)械能守恒定律得：，設(shè)賽車經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)D處軌道對(duì)小車的壓力為FN，則有：，代入數(shù)據(jù)解得：FN=3.2N．根據(jù)牛頓第三定律得賽車對(duì)軌道的壓力為：FN′=3.2N．答：（1）賽車運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度vB的大小為4m/s；（2）賽車電動(dòng)機(jī)工作的時(shí)間t為3.2s；（3）賽車經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)D時(shí)對(duì)軌道的壓力的大小為3.2N．【考點(diǎn)】動(dòng)能定理的應(yīng)用；向心力．【分析】（1）根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的高度求出平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，結(jié)合速