山西省臨汾市先成中學2021年高三物理下學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15分．每小題只有一個選項符合題意1.金屬小球a和金屬小球b的半徑之比為1:3，所帶電量之比為1：7．兩小球間距遠大于小球半徑且間距一定時，它們之間相互吸引力大小為F巳知取無窮遠處為零電勢，導體表面的電勢與導體球所帶的電量成正比，與導體球的半徑成反比現將金屬小球a與金屬小球b相互接觸，達到靜電平衡后再放回到原來位置，這時a、b兩球之間的相互作用力的大小是（不考慮萬有引力）

A．

B．

C．

D．參考答案：D2.如圖所示的電路，電源電動勢為E，內阻為r，Rt為光敏電阻（光照強度增加時，其電阻值減小）?，F增加光照強度，則下列判斷正確的是A．B燈變暗，A燈變亮

B．R0兩端電壓變大

C．電源路端電壓變大

D．電源內壓降變小參考答案：B3.下列關于物理學發展史的說法中正確的是（

）A.伽利略通過大量實驗，發現只要斜面的傾角一定，不同質量的小球從不同高度開始滾動，小球的加速度都是相同的

B.奧斯特為了解釋磁體產生的磁場提出了分子電流假說C.楞次在對理論基礎和實驗資料進行嚴格分析后，提出提出了電磁感應定律D．美國物理學家密立根經過多次實驗，比較準確地測定了電子的電荷量參考答案：AD牛頓通過對伽利略的對接斜面實驗的研究總結，最后得出了牛頓第一定律，根據mgsinα=μmgcosα得，a=gsinα，在斜面的傾角一定時，小球沿斜面下滑的加速度都是相同，故A對。安培提出了分子電流假說，故B錯。法拉第提出了電磁感應定律，故C錯。美國物理學家密立根在1909年，當他準備好條件使帶電云霧在重力與電場力平衡下把電壓加到10000伏時，他發現的是云層消散后“有幾顆水滴留在機場中”，從而創造出測量電子電荷的平衡水珠法、平衡油滑法，就從實驗上確證了元電荷的存在，并在1913年比較準確地測定了電子電荷的數值：e=（4.774±0．009）×10-10esu。故D正確。4.如圖所示，質量為m物塊A在質量為M斜面B上正在以加速度a加速下滑，已知斜面傾斜角為θ，物塊下滑過程中斜面始終靜止，則下列說法中正確的是（

）A．地面對斜面的支持力小于(M+m)gB．地面對斜面的支持力大于(M+m)gC．地面對斜面的摩擦力方向向左D．地面對斜面的摩擦力方向向右參考答案：AD5.2014年度諾貝爾物理學獎授予日本名古屋大學的赤崎勇、大野浩以及美國加州大學圣巴巴拉分校的中村修二，以表彰他們在發明一種新型高效節能光源即藍色發光二極管（LED）方面的貢獻，在物理學的發展過程中，許多物理學家的科學發現推動了人類歷史的進步，下列表述符合物理學史實的是A．開普勒認為只有在一定的條件下，彈簧的彈力才與彈簧的形變量成正比B．牛頓認為在足夠高的高山上以足夠大的水平速度拋出物體，物體就不會冉落在地球上C．奧斯特發現了電磁感應現象，這和他堅信電和磁之間一定存在著聯系的哲學思想是分不開的D．安培首先引入電場線和磁感線，極大地促進了他對電磁現象的研究參考答案：B知識點:物理學史．O2A、胡克認為只有在一定的條件下，彈簧的彈力才與彈簧的形變量成正比，故A錯誤;B、牛頓認為在足夠高的高山上以足夠大的水平速度拋出一物體，物體將繞地球做圓周運動，不會再落在地球上，故B正確．C、法拉第發現了電磁感應現象，這和他堅信電和磁之間一定存在著聯系的哲學思想是分不開的，故C錯誤．D、法拉第首先引入電場線和磁感線，極大地促進了他對電磁現象的研究，故D錯誤;故選：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示，真空中有一頂角為75o，折射率為n=的三棱鏡．欲使光線從棱鏡的側面AB進入，再直接從側面AC射出，求入射角θ的取值范圍為

▲

。

參考答案：450＜θ＜9007.兩顆人造地球衛星繞地球做勻速圓周運動，運行線速度之比是v1:v2=1:2，它們運行的軌道半徑之比為__________；所在位置的重力加速度之比為__________。參考答案：4:1

1:16由萬有引力提供向心力可得，解得，，將v1:v2=1:2代入即可解答。8.某實驗小組利用如圖甲所示的實驗裝置來“探究物體運動的加速度與合外力、質量關系”．光電計時器和氣墊導軌是一種研究物體運動情況的常見儀器，如圖乙所示a、b分別是光電門的激光發射和接收裝置．當物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間．實驗前需要調節氣墊導軌使之平衡．為了測量滑塊的加速度a，實驗時將滑塊從圖示位置由靜止釋放，由數字計時器讀出遮光條通過光電門的時間t，用天平測鉤碼的質量m和滑塊的質量M，測出滑塊上的遮光條初始位置到光電門的距離L，測得遮光條的寬度。（1）小車的加速度表達式=

（用字母表示）（2）實驗中如把砝碼的重力當作小車的合外力F，作出圖線，如圖丙中的實線所示．試分析：圖線不通過坐標原點O的原因是

，曲線上部彎曲的原因是

參考答案：9.如圖所示，物塊A放在傾斜的木板上。當木板的傾角分別為37ｏ和53ｏ時物塊所受摩擦力的大小恰好相等，則物塊和木板間的動摩擦因數為（可能會用到的三角函數：sin37ｏ=0．6,cos37ｏ=0．8）參考答案：10.在2010年溫哥華冬奧會上，首次參賽的中國女子冰壺隊喜獲銅牌，如圖為中國隊員投擲冰壺的鏡頭。假設在此次投擲中，冰壺運動一段時間后以0.4m/s的速度與對方的靜止冰壺發生正碰，碰后中國隊的冰壺以0.1m/s的速度繼續向前滑行。若兩冰壺質量相等，則對方冰壺獲得的速度為

m/s。參考答案：0.311.如圖所示，同一平面內有兩根互相平行的長直導線甲和乙，通有大小均為I且方向相反的電流，a、b兩點與兩導線共面，其連線與導線垂直，a、b到兩導線中點O的連線長度和甲乙間距離均相等．已知直線電流I產生的磁場中磁感應強度的分布規律是（K為比例系數，為某點到直導線的距離），現測得O點磁感應強度的大小為，則a點的磁感應強度大小為，乙導線單位長度受到的安培力的大小為N．參考答案：;

12.如圖所示，質量為M的小車靜止在光滑的水平地面上，車上裝有半徑為R的半圓形光滑軌道?，F將質量為m的小球放于半圓形軌道的邊緣上，并由靜止開始釋放，當小球滑至半圓形軌道的最低點位置時，小車移動的距離為______________，小球的速度為_________參考答案：13.愛因斯坦為解釋光電效應現象提出了_______學說。已知在光電效應實驗中分別用波長為λ和的單色光照射同一金屬板，發出的光電子的最大初動能之比為1：2，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，則此金屬板的逸出功為______________。參考答案：三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.某實驗小組利用彈簧秤和刻度尺，測量滑塊在木板上運動的最大速度．實驗步驟：①用彈簧秤測量橡皮泥和滑塊的總重力，記作G；②將裝有橡皮泥的滑塊放在水平木板上，通過水平細繩和固定彈簧秤相連，如圖甲所示．在A端向右拉動木板，待彈簧秤示數穩定后，將讀數記作F；③改變滑塊上橡皮泥的質量，重復步驟①②；實驗數據如表所示：G/N1.502.002.503.003.504.00F/N0.590.830.991.221.371.60④如圖乙所示，將木板固定在水平桌面上，滑塊置于木板上左端C處，細繩跨過定滑輪分別與滑塊和重物P連接，保持滑塊靜止，測量重物P離地面的高度h；⑤滑塊由靜止釋放后開始運動并最終停在木板上的D點（未與滑輪碰撞），測量C、D間的距離s．完成下列作圖和填空：（1）根據表中數據在給定坐標紙上作出F﹣G圖線（圖丙）．（2）由圖線求得滑塊和木板間的動摩擦因數μ=0.40（保留2位有效數字）．（3）滑塊最大速度的大小v=．（用h、s、μ和重力加速度g表示）．參考答案：考點：探究影響摩擦力的大小的因素．專題：實驗題．分析：（1）根據所測數據描點即可，注意所連的線必須是平滑的，偏離太遠的點舍棄；（2）由實驗圖甲可知F=μG，即F﹣G圖象上的直線的斜率代表動摩擦因數μ；（3）當重物P停止運動時，滑塊達到最大速度，此后做勻減速運動，動摩擦因數μ在（2）中已知，根據運動規律公式v2﹣v02=2as列式即可求解．解答：解：（1）根據描點法在F﹣G圖象上描出各點，再連接起來，如圖所示；（2）由圖甲可知F=μG，則F﹣G圖象上的直線的斜率代表μ值的大?。蒄﹣G圖象可知μ==0.40；（3）當重物P剛好下落到地面時，滑塊的速度v最大，此時滑塊的位移為h，此后滑塊做加速度為μg的勻減速運動，由公式v2﹣v02=2as知：滑塊的最大速度vmax滿足：vmax2=2μg（S﹣h），則vmax=．故答案為：（1）如圖所示；（2）0.40；（3）．點評：本題既考查了學生實驗創新能力、運用圖象處理實驗數據的能力，又考查了物體做勻加速運動的規律．求滑塊的最大速度時，需注意重物剛落地時，滑塊速度最大．另一解法：WF﹣μmgh=mv2﹣0滑塊從C點運動到D點，由動能定理得WF﹣μmgs=0﹣0由以上兩式得v=．15.（9分）某同學通過實驗對平拋運動進行研究，他在豎直墻上記錄了拋物線軌跡的一部分，如圖所示。O點不是拋出點，x軸沿水平方向，由圖中所給的數據可求出平拋物體的初速度是

m/s，拋出點的坐標x=

m，y=

m(g取10m/s2)參考答案：

4.0

—0.8000

，—0.2000

（各3分）四、計算題：本題共3小題，共計47分16.在平面直角坐標系內有P1（）、P2（）、P3（）、P4（），其平面內x≤12.5m的區域有平行XOY平面的勻強電場，12.5m≤x≤12.5m+d的區域內有垂直于該平面的勻強磁場，且P1、P2、P3的電勢分別為-2000V、1000V、-1000V，磁感應強度為B=0.01T。如果有一個重力可以忽略的帶電粒子從坐標原點以大小為106m/s、方向與-Y軸夾角為30°的速度射入第四象限，經過t=10-5s時速度恰好平行X軸，方向與X軸同向。粒子運動過程中僅受電場或磁場作用。

（1）求P4點的電勢；（2）求帶電粒子的性質及比荷；（3）勻強磁場的寬度d至少多大時，該粒子才能返回電場？粒子從什么坐標位置返回電場？參考答案：（1）據題意P1P2平行P3P4，且這四點不在同一等勢面上，設P1P2與電場方向的夾角為θ，這兩點間的電勢差為（φ1－φ2），則

同理

故：

解得

φ4=－3000V（注：其他解法也可以。如先求出電場強度，再計算φ4）（2）據題意，P1P2與Y軸交點M（）電勢為0，點N（）的電勢也為0，即直線MN為等勢線，設MN與Y軸夾角為α，則

α=30°因電場的方向垂直MN，所以電場方向與X軸夾角也30°，且指向第三象限。在t內粒子在-Y方向上做勻減速運動

解得

，且帶負電（3）在t內粒子在+X方向上做勻加速運動

解得

x=12.5m即粒子速度與X軸平行時恰好進入磁場

解得

d至少應為：

因進入磁場時

即進入磁場時粒子的坐標為

（）

故再次進入電場的坐標是

（）或（）17.（計算）如圖，在水平地面上固定一傾角為θ的光滑斜面，一勁度系數為k的絕緣輕質彈簧的一端固定在斜面底端，另一端連接著一質量為m的物體B，處于靜止狀態．一質量也為m的滑塊A從距離物體B為s0距離處由靜止釋放，然后與滑塊B發生碰撞并結合在一起，若A、B均可看做質點，彈簧始終處在彈性限度內，重力加速度大小為g．求：（1）滑塊從靜止釋放到與物體B接觸瞬間所經歷的時間；（2）A、B發生碰撞后瞬間的速度；（3）從A、B發生碰撞后到沿斜面向下運動達到最大速度時，重力所做的功WG．參考答案：（1）滑塊從靜止釋放到與物體B接觸瞬間所經歷的時間；（2）A、B發生碰撞后瞬間的速度；（3）從A、B發生碰撞后到沿斜面向下運動達到最大速度時，重力所做的功．考點：牛頓第二定律；勻變速直線運動的速度與時間的關系解：（1）滑塊從靜止釋放到與彈簧剛接觸的過程中作初速度為零的勻加速直線運動，設加速度大小為a，則有mgsinθ=ma（2）A與B碰撞前的速度A與B碰撞瞬間動量守恒mv1=2mv2（3）最初時彈簧壓縮量為x0，由受力平衡可得mgsinθ=kx0①A、B速度達到最大的時，合力為零，由受力平衡可得2mgsinθ=kx1②根據WG=mgh=mg（x1﹣x0）sinθ③聯立①②③解得答：（1）滑塊從靜止釋放到與物體B接觸瞬間所經歷的時間；（2）A、B發生碰撞后瞬間的速度；（3）