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1、湖南省湘潭市湘乡第二中学2020-2021学年高三物理下学期期末试卷含解析一、 选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分每小题只有一个选项符合题意1. 如图所示，两根平行放置的长直导线a和b中通有大小相同、方向相反的电流，a受到的磁场力大小为F1；当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的磁场力大小变为F2，则此时b受到的磁场力大小变为()AF2 BF1F2CF1F2 D2F1F2参考答案：A2. 如图所示，一装置固定在水平面上，AB是半径为R的四分之一光滑轨道，上端A离地面的高度为H，一个质量为m的小球从A点处由静止滑下，落到地面上C点，若以轨道下端B点所在的水平面为零势能面，下列
2、说法正确的是（）A小球在A点的重力势能为mgHB小球在B点的机械能为0C小球在C的机械能为mgRD小球在C点的动能为mg（HR）参考答案：C【考点】功能关系【分析】物体的重力势能由物体的质量和高度决定，由EP=mgh可以计算重力势能的大小轨道光滑，小球在下滑的过程中，只有重力做功，机械能守恒，小球在B点的机械能等于在A点的机械能由机械能守恒定律求小球在C点的动能【解答】解：A、以B点所在的水平面为零势能面，A点的高度为R，小球在A点的重力势能为mgR，故A错误B、根据机械能守恒定律得：小球在B点的机械能等于在A点的机械能，为mgR，故B错误C、小球从B到C的过程中，只有重力做功，机械能守恒，则
3、小球在C点的机械能等于小球在B点的机械能，为mgR，故C正确D、从A到C的过程中，根据动能定理：EKC0=mgH，解得：EKC=mgH，故D错误故选：C3. 图中的实线所示是某同学利用力传感器悬挂一砝码在竖直方向运动时，数据采集器记录下的力传感器中拉力的大小变化情况由图可知A、B、C、D四段图线中砝码处于超重状态的为（ ）AA段 BB段 CC段 DD段参考答案：答案：AD4. 甲、乙两物体所受的重力之比为1：2，甲、乙两物体所在的位置高度之比为2：1，它们做自由落体运动，则（）A落地时的速度之比是1：B落地时的速度之比是1：1C下落过程中的加速度之比是1：2D下落过程中的加速度之比是1：1参考
4、答案：D【考点】自由落体运动【分析】自由落体运动的加速度为g，根据v2=2gh求出落地的速度之比【解答】解：A、根据v2=2gh得：，高度比为2：1，所以落地的速度比为：1故AB错误 C、自由落体运动的加速度为g，与重力无关故加速度之比为1：1故C错误，D正确故选：D5. 物体自由下落时，不计空气阻力，相对于地面的重力势能Ep与下落速度v之间有一定的关系，下列图象中能正确表示这一关系的是 （ ）参考答案：C二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6. 直升机沿水平方向匀速飞往水源取水灭火，悬挂着m=500kg空箱的悬索与竖直方向的夹角1450。直升机取水后飞往火场，加速度沿水平方向，
5、大小稳定在a=1.5 m/s2时，悬索与竖直方向的夹角2140。如果空气阻力大小不变，且忽略悬索的质量，则空气阻力大小为_ _N，水箱中水的质量M约为_kg。（sin140=0.242；cos140=0.970）（保留两位有效数字）参考答案：试题分析：直升机沿水平方向匀速和匀加速飞行时，水箱受力情况如下图，根据牛顿第二定律，则有，解得，。考点：本题考查了牛顿第二定律的应用。 7. （填空）（2013?杭州模拟）为完成“练习使用打点计时器”实验，在如图所示的四种器材中，找出这两种打点计时器，并完成以下填空： 图为电磁打点计时器，工作电压为交流 ； 图为电火花打点计时器，工作电压为交流 V参考答案
6、：丙，46V，乙，220解：电磁打点计时器是利用交变电流使铁芯产生磁性，吸引带打点针的铁条通过复写纸在纸带上打出点，丙图为电磁打点计时器，工作电压为交流46V；电火花打点记时器是利用家用电打出的火花吸引铅盘而打出点，乙图为电火花打点计时器，工作电压为交流220V故答案为：丙，46V，乙，2208. 如图所示（a）所示，在x轴上有一个点电荷Q（图中未画出）A，B两点的坐标分别为0.2m和0.5m放在A，B两点的检验电荷q1，q2受到的电场力的大小和方向跟检验电荷所带电量的关系如图（b）所示则A点的电场强度大小为2000N/C，点电荷Q的位置坐标为x=0.3m参考答案： 解：（1）由图可知，A点的
7、电场强度的大小为N/C（2）同理B点的电场强度N/C，设点电荷Q的坐标为x，由点电荷的电场得：，联立以上公式解得：x=0.3m故答案为：2000，0.39. 氢原子第n能级的能量为En=，其中E1为基态能量当氢原子由第5能级跃迁到第3能级时，发出光子的频率为；若氢原子由第3能级跃迁到基态，发出光子的频率为，则= 。参考答案：10. 如图所示，轻绳一端系在质量为m的物体A上，另一端与套在粗糙竖直杆MN上的轻圆环B相连接现用水平力F拉住绳子上一点O，使物体A及圆环B静止在图中虚线所在的位置现稍微增加力F使O点缓慢地移到实线所示的位置，这一过程中圆环B仍保持在原来位置不动则此过程中，圆环对杆摩擦力F
8、1 _ _(填增大、不变、减小)，圆环对杆的弹力F2 _ _(填增大、不变、减小)。参考答案：不变，增大，11. 如图所示的器材可用来研究电磁感应现象及判定感应电流的方向，其中L1为原线圈，L2为副线圈。（1）在给出的实物图中，将实验仪器连成完整的实验电路。（2）在实验过程中，除了查清流入检流计电流方向与指针偏转方向之间的关系之外，还应查清_的绕制方向（选填“L1”、“L2”或“L1和L2”）。闭合开关之前，应将滑动变阻器的滑动头P处于_端（选填“左”或“右”）。参考答案：（1）（2）_ L1和L2； _ （3）_右_ 端12. 一汽艇在相距2km的甲乙两码头之间往返航行，逆水时用1.5h，顺
9、水时用1h，则往返一次的平均速度为_，平均速率为_。参考答案：0，0.8km/h13. 有人设想了一种静电场：电场的方向都垂直于纸面并指向纸里，电场强度的大小自左向右逐渐增大，如图所示。这种分布的静电场是否可能存在？试述理由。 参考答案：这种分布的静电场不可能存在.因为静电场是保守场，电荷沿任意闭合路径一周电场力做的功等于0，但在这种电场中，电荷可以沿某一闭合路径移动一周而电场力做功不为0（5分）三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14. 如图1所示的装置，可用于探究恒力做功与速度变化的关系水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接，另一端跨
10、过定滑轮挂上砝码盘实验首先保持轨道水平，通过调整砝码盘里砝码的质量让小车做匀速运动以实现平衡摩擦力，再进行后面的操作，并在实验中获得以下测量数据：小车、力传感器和挡光板的总质量M，平衡摩擦力砝码和砝码盘的总质量m0，挡光板的宽度d，光电门1和2的2中心距离s （1）该实验不需要（填“需要”或“不需要”）满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？（2）实验用20分度的游标卡尺测量挡光板的宽度d，如图2所示，则d=5.50 mm；（3）某次实验过程：力传感器的读数为F，小车通过光电门1和2的挡光时间分别为t1、t2（小车通过光电门2后，砝码盘才落地），砝码盘和砝码的质量为m，已知重力加速度为g，则
11、对该小车，实验要验证的表达式是CAmgs=M（）2M（）2 B（mm0）gs=M（）2M（）2C（Fm0g）s=M（）2M（）2 DFs=M（）2M（）2参考答案：考点：探究功与速度变化的关系专题：实验题分析：（1）该实验中由于已经用传感器测出绳子拉力大小，故不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量（2）游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读游标的零刻度线超过主尺上的刻度数为主尺读数，游标读数等于分度乘以对齐的根数（3）光电门测速度的原理是用平均速度来代替瞬时速度，根据功能关系可以求出需要验证的关系式解答：解：（1）该实验中由于已经用传感器测出绳子拉力大小，不是将砝码和砝码盘
12、的重力作为小车的拉力，故不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量（2）游标卡尺的主尺读数为5mm，游标读数等于0.0510mm=0.50mm，所以最终读数为：5mm+0.50mm=5.50mm（3）由于光电门的宽度d很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度滑块通过光电门1速度为：，滑块通过光电门2速度为：根据功能关系需要验证的关系式为：（Fm0g）s=M（）2M（）2故C正确故选：C故答案为：（1）不需要； （2）5.50； （3）C点评：了解光电门测量瞬时速度的原理，实验中我们要清楚研究对象和研究过程，对于系统我们要考虑全面，同时明确实验原理是解答实验问题的前提15. 利用单摆
13、估测某地重力加速度的实验中，用摆长l和周期T描述重力加速度的表达式为g=_，若实验中测得g值偏小，则可能的原因是_（写出两个即可） 参考答案： 若测量摆长时只计算了绳长，没有计入小球的半径，可导致g偏小；如测周期时少记了全振动的次数，使测量的周期T变大，也会使测量的g值偏小。四、计算题：本题共3小题，共计47分16. 质谱仪是一种研究仪器，在科学研究中有广泛应用，如图甲所示是一种测定带电粒子比荷的质谱仪原理图。某种未知比荷的带正电的粒子连续从小孔O1进入电压为U0=50V的加速电场（初速度不计），粒子被加速后从小孔O2沿竖直放置的，间距d=0.15 m的平行金属板a、b中心线射入，经匀强磁场偏
14、转，最后打到水平放置的感光片MN上。已知磁场上边界MN水平，且与金属板a、b下端相平，与O1O2相交于点O，方向垂直纸面向里，B=1.010-2 T。不计粒子重力和粒子间的作用力。（1）当a、b间不加电压时，带电粒子经电场加速和磁场偏转，最后打在感光片上的P点而形成亮点，经测量P到O点的距离x=0.20m，求粒子的比荷； （2）当a、b间加上如图乙所示的电压Uab时，带电粒子打在感光片上形成一条亮线P1P2，到O点的距离=0.15m，到O点的距离=0.25m。求打击感光片的粒子动能的最大值与最小值的比。（由于粒子通过板间的时间极短，可以认为粒子在通过a、b板间的过程中电压Uab不变。）参考答案：解析：（1）当平行金属板a、b间不加电压时，设粒子以速度v0进入磁场后做匀速圆周运动到达P点，
