2021年辽宁省辽阳市第二十一高级中学高三物理期末试卷含解析

2021年辽宁省辽阳市第二十一高级中学高三物理期末试卷含解析 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. 图甲为一列简谐横波在t=0.1s时刻的波形图，Q是平衡位置在x=6m处的质点，图乙为质点Q的振动图象.则___________ A. 波的传播方向沿x轴负方向 B. 波的传播速度为20m/s C. 在t=0.1s时刻与Q相距5m处的质点一定沿x轴正方向运动 D. t=0.6s时刻，质点Q的速度大小最大，方向沿y轴负方向 E. 在t+0.2s时间内，质点Q通过的总路程为20cm 参考答案： ABE 【详解】A、由图乙可得t=0.1s时刻，质点Q在平衡位置向上振动，故由图甲可得，波沿x轴负方向传播；故A正确. B、由图甲知该波的波长，由图乙知周期T=0.4s，则波的传播速度；故B正确. C、振动点只能在平衡位置附近上下振动，不会沿x轴传播；故C错误. D、根据波向左传播，由图甲可得，质点Q向上振动，那么，经过后，Q点位于波峰处，此时v=0；故D错误. E、经过时间，走过的路程；故E正确. 故选ABE. 2. 物体在外力作用下做变速直线运动时    A．当合外力增大时，物体的速度也增大    B．当合外力减小时，加速度也减小    C．当合外力减小时，物体的速度方向与外力方向相反    D．当合外力不变时，物体的速度也一定不变 参考答案： B 3. （单选）如图所示，圆面与匀强电场平行，沿该平面从A点向各个方向射入初动能相等的同种带正电的粒子，其中从圆周上D点射出的带电粒子的动能最大，AC与BD为过圆心O的两个相交的直径，则（　　） A． 电场强度与CD平行 B． 圆周上各点中D点的电势最低 C． 圆周上各点中B点的电势最低 D． 带电粒子从A到C的过程中电场力做功为零 参考答案： B 考点： 电势．. 专题： 电场力与电势的性质专题． 分析： 带正电微粒以相同的初动能沿着各个方向从A点进入圆形区域中，只在电场力作用下从圆周上不同点离开圆形区域，从D点离开圆形区域的带电微粒的动能最大．则说明电场力做功最多，从而得出D点是沿电场强度方向离A点最远．电场力做功W=qEd，d是两点沿电场线方向的距离． 解答： 解：A、B、据题意，带电微粒仅在电场力作用下从A点进入，离开D点的动能最大，则D点是沿电场强度方向离A点最远，所以电场线与过D的切线相垂直，由于带电微粒是带正电，故匀强电场的方向沿OD方向．D电势最低，故AC错误，B正确； D、设AC与BD夹角为α，则从A到C电场力做功为W=qEd=2qERcosα，故D错误； 故选：B． 点评： 本题关键抓住D点是沿电场强度方向离A点最远，从电场力做功公式W=qEd，判断出电场线的方向，并运用这个公式求解电场力做功，要理解这个公式中d是两点沿电场线方向的距离．　 4. 如图，O是一固定的点电荷，另一点电荷P从很远处以初速度射入点电荷O的电场，在电场力作用下的运动轨迹是曲线MN。a、b、c是以O为中心，Ra、Rb、Rc为半径画出的三个圆，Rc－Rb＝Rb－Ra。1、2、3、4为轨迹MN与三个圆的一些交点。以表示点电荷P由1到2的过程中电场力做的功的大小，表示由3到4的过程中电场力做的功的大小，则（    ）     A．＝2          B．＞2     C．P、O两电荷可能同号，也可能异号     D．P的初速度方向的延长线与O之间的距离可能为零 参考答案： B 5. 光电效应现象证明了光具有  A.粒子性        　 B.波动性　　　　　　 C.衍射的特性  　　　　　 D.干涉的特性 参考答案： 答案：A 二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. 如图，ABCD是一个正方形的匀强磁场区域，经相等加速电压加速后的甲、乙两种带电粒子分别从A、D射入磁场，均从C点射出，已知。则它们的速率   ▲   ，它们通过该磁场所用时间   ▲   。 参考答案：   【答案】 7. 如图a所示，倾角为45°、高为h的斜面固定在水平地面上，小球从高为H（2h＞H＞h）的某处自由下落，与斜面碰撞（无能量损失）后做平抛运动。若小球做平抛运动后能直接落到水平地面上，自由下落的起始点距斜面左端的水平距离x应满足的条件是        （用符号表示）；若测得x＝1m时，小球平抛运动的水平射程s最大，且水平射程的平方s2与x关系如图b所示，则斜面的高h应为        m。 参考答案： h＞x＞h－H，4 8. 用电压表和电流表测定两节完全相同的电池的电动势和内电阻。先用如图所示的电路测量一节电池的电动势和内阻，理想电压表和理想电流表的读数分别为U1和I1。将两节相同电池串联后接入该电路，测得理想电压表和理想电流表的读数分别为U2和I2。串联电池组的总电动势=_________，总内阻=__________。 参考答案： ， 9. 一位同学受到“研究平抛运动”昀实验启示，他想用如图所示的装置来验证动量守恒定律：一光滑水平台上，等大的甲、乙两小球间有一根被压缩的轻质弹簧，弹簧的原长较短。当弹簧突然释放后，两个小球被弹簧弹射，分别落在水平地面上的P、Q两点，然后该同学进行了下列物理量的测量： A．用天平测出甲、乙两个小球的质量分别是m1、m2 B．用米尺测出甲、乙两个小球的落地点与平台边缘的水平距离分别为s1、s2 C．用米尺测出平台离地面的高度h (1)上面的三个步骤中，你认为不必要的步骤有____（填序号）。 (2)根据需要选用上面A、B、C三个步骤中的物理量来表示，只要满足关系式_________,则说明弹簧弹射小球的过程中动量守恒。 参考答案：     (1). C    (2). m1 s1 ? m2 s2 【详解】（1）两球均做平抛运动，因高度相同，则时间相同；要验证的表达式：m1v1-m2v2=0，即，即m1 s1 ? m2 s2，故不需要测量平台离地面的高度h，即不必要的步骤有C； （2）只要满足关系式m1 s1 ? m2 s2，则说明弹簧弹射小球的过程中动量守恒。 10. 如图所示，A、B和C、D为两对带电金属极板，长度均为l，其中A、B两板水平放置，间距为d，A、B间电压为U1；C、D两板竖直放置，间距也为d，C、D间电压为U2。有一初速度为0、质量为m、电荷量为e的电子经电压U0加速后，平行于金属板进入电场，则电子进入该电场时的速度大小为            ；若电子在穿过电场的过程中始终未与极板相碰，电子离开该电场时的动能为_____________。（A、B、C、D四块金属板均互不接触，电场只存在于极板间，且不计电子的重力） 参考答案： ；eU0＋（U12＋U22） 11. 如图所示，质点O从t=0时刻开始作简谐振动，振动频率为10Hz。图中Ox代表一弹性绳，OA=7 m，AB=BC=5m。已知形成的绳波在绳上的传播速度为10m/s，则在第2 s内A比B多振动_____次，B比C多振动_____次。 参考答案：   ２           次；      ５          次。 12. 如图所示，一物体在平行于斜面向上的恒力F作用下，由静止从底端沿光滑的斜面向上做匀加速直线运动，经时间t力F做功为60J，此后撤去恒力F，物体又经时间t回到出发点。若以地面为零势能点，则当物体回到出发点时的动能为____________J，在撤去恒力F之前，当物体的动能为7J时，物体的机械能为____________J。 参考答案： 60； 28  13. 一质点作自由落体运动，落地速度大小为8 m/s 则它是从         m高处开始下落的，下落时间为---------           s 参考答案： 3.2、0.8 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. 一块多用电表的电阻挡有三个倍率，分别是×10、×100、×1000。用×100挡测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很大，如图中虚线位置。为了较准确地进行测量，应换到               挡，换挡后需要先进行               的操作，再进行测量。若正确操作后过行测量时表盘的示数如图，则该电阻的阻值是                。电流表读数（量程50mA）              mA. ② 参考答案： ×1 0，欧姆挡电阻调零，18 0  22.0 15. （12分）某同学设计了一个“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验．如图a为实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有砝码的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力F等于砝码和小桶的总重量，电源频率是50HZ小车运动加速度a可用纸带上的打点求得． （1）图（b）为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为        m/s2．（保留二位有效数字） （2）在“探究加速度与质量的关系”时，保持砝码和小桶质量不变，改变小车质量m ，分别得到小车加速度a与质量m数据如下表： 根据上表数据，为直观反映F不变时a与m的关系，请在图c方格坐标纸中选择恰当物理量建立坐标系，并作出图线． （3）在“探究加速度与力的关系”时，保持小车的质量不变，改变小桶中砝码的质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F图线如图d ，该图线不通过坐标原点，试分析图线不通过坐标原点的原因． 答：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 参考答案： 答案：（1）（2分）3.0（2）（4分）（3）（2分）摩擦力没有被平衡（完）  四、计算题：本题共3小题，共计47分 16.   2011年3月Il日，日本大地震以及随后的海啸给日本带来了巨大的损失．灾后某中学的部分学生组成了一个课题小组，对海啸的威力进行了模拟研究，他们设计了如下的模型：如图甲在水平地面上放置一个质量为m=4kg的物体，让其在随位移均匀减小的水平推力作用下运动，推力F随位移x变化的图像如图乙所示，已知物体与地面之间的动摩擦因数为μ=0.5，g=10m/s2，则：    （1）运动过程中物体的最大加速度为多少？    （2）在距出发点什么位置时物体的速度达到最大？    （3）物体在水平面上运动的最大位移是多少？ 参考答案： （1）由牛顿第二定律：F-umg=ma  (2分) 当推力F=100N时，物体所受合力最大，加速度最大。 代入解得 a=20m/s2 (2分) （2）由图像可得推力随位移x变化的数值关系为： F=100-25x   (2分) 速度最大时加速度为0，则F=umg   (2分) 代入解得x=3.2m   (2分) (3) 由图像可得推力对物体做功W=200J  (2分) 由动能定理：W-umgxm=0   (2分) 代入解得xm=10m   (2分) 17. 如图所示，水平地面上静止放置着物块B和C，相距=1.0m 。物块A以速度=10m/s沿水平方向与B正碰。碰撞后A和B牢固地粘在一起向右运动，并再与C发生正碰，碰后瞬间C的速度=2.0m/s 。已知A和B的质量均为m，C的质量为A质量的k倍，物块与地面的动摩擦因数=0.45.（设碰撞时间很短，g取10m/s2） （1）计算与C碰撞前瞬间AB的速度； （2）根据AB与C的碰撞过程分析k的取值范围，并讨论与C碰撞后AB的可能运动方向。 参考答案： (1)4m/s ⑵当时，AB的运动方向与C相同  当时，AB的速度为0  当时，AB的运动方向与C相反解析： ⑴设AB碰撞后的速度为v1,AB碰撞过程由动量守恒定律得      设与C碰撞前瞬间AB的速度为v2，由动能定理得   联立以上各式解得