山西省太原市城第二中學2021年高三物理下學期期末試題含解析一、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.(單選)北斗衛星導航系統是中國自行研制開發的三維衛星定位與通信系統（CNSS），它包括5顆同步衛星和30顆非靜止軌道衛星，其中還有備用衛星在各自軌道上做勻速圓周運動。設地球半徑為R，同步衛星的軌道半徑約為6.6R。如果某一備用衛星的運行周期約為地球自轉周期的，則該備用衛星離地球表面的高度約為（

）A．0.65R

B．1.65R

C．2.3R

D．3.3R參考答案：A2.如圖所示的是流星在夜空中發出明亮的光焰，此時會有人在內心里許下一個美好的愿望。有些流星是外太空物體被地球強大引力吸引墜落到地面的過程中同空氣發生劇烈摩擦造成的。下列相關說法正確的是

A．流星同空氣摩擦時部分機械能轉化為內能B．引力對流星物體做正功則其動能增加，機械能守恒C．當流星的速度方向與空氣阻力和重力的合力不在同一直線上時，流星做曲線運動

D．流星物體進入大氣層后做斜拋運動參考答案：AC3.（多選）U型金屬導軌構成如圖所示斜面，斜面傾斜角為，MN，PQ間距為L，磁感應強度為B的勻強磁場垂直導軌平面，導軌電阻不計，金屬棒ab質量為m，以速度v沿導軌上滑，并與兩導軌始終保持垂直且接觸良好，導軌與ab棒間的動摩擦因數為μ，ab棒接入電路電阻為R,ab棒沿導軌上滑位移為S時速度減為O，已知重力加速度為g，則在這一過程中A．ab棒沿導軌向上做變減速運動B．ab棒受到的最大安培力大小為C．導體棒動能的減少量等于mgssin+μmgscosD．克服安培力做的功等于mv－mgssin－μmgscos參考答案：AD4.（多選）物體沿直線運動的v－t關系如圖所示，已知在第1秒內合外力對物體做的功為W，則（）A．從第1秒末到第3秒末合外力做功為4W B．從第3秒末到第5秒末合外力做功為－2W

C．從第5秒末到第7秒末合外力做功為W D．從第3秒末到第4秒末合外力做功為－0.75W參考答案：CD5.如圖所示，一質量為m、電荷量為q的帶電液滴以速度v沿與水平面成θ角的方向斜向上進入勻強電場，在電場中做直線運動，則液滴向上運動過程中（

）A.電場力不可能小于mgcosθ

B.液滴的動能一定不變C.液滴的機械能可能不變

D.液滴的電勢能一定不變參考答案：AC二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.（6分）利用掃描隧道顯微鏡(STM)可以得到物質表面原子排列的圖像，從而可以研究物質的構成規律。圖的照片是一些晶體材料表面的STM圖像，通過觀察、比較，可以看到這些材料都是由原子在空間排列而構成的，具有一定的結構特征。則構成這些材料的原子在物質表面排列的共同特點是：

a._________________________；b._________________________。參考答案：a.原子在確定方向上有規律地排列，在不同方向上原子的排列規律一般不同(3分)；b.原子排列具有一定對稱性。(3分)命題立意：本題是一條聯系高新科技實際的題目,考查考生收集、處理信息和獲取新知識的能力。解題關鍵：觀察原子排列是否有規律,是否對稱,然后確定原子排列的共同特點。錯解剖析：本題是一條新信息題,部分學生不知從何處下手,使解題受阻。避錯技巧：新信息題往往與高新科技綜合，有些知識是完全陌生的，但解決問題的方法可將中學常見的基本方法遷移過來。7.北京時間2011年3月11日在日本海域發生強烈地震，強震引發了福島核電站危機．核電中的U發生著裂變反應，試完成下列反應方程式U＋n→Ba＋Kr＋______；已知U、Ba、Kr和中子的質量分別是mU、mBa、mKr、mn，該反應中一個235U裂變時放出的能量為__________．(已知光速為c)參考答案：3n(mu－mBa－mKr－2mn)c28.如圖，一個三棱鏡的截面為等腰直角ABC，∠A為直角．此截面所在平面內的光線沿平行于BC邊的方向射到AB邊，進入棱鏡后直接射到AC邊上，并剛好能發生全反射．該棱鏡材料的折射率為_________(填入正確選項前的字母)．

A．

B．

C．

D．參考答案：D9.如圖所示，兩端封閉的均勻玻璃管豎直放置，管中間有一段水銀柱將管中氣體分成體積相等的兩部分，管內氣體的溫度始終與環境溫度相同。一段時間后，發現下面氣體的體積比原來大了，則可以判斷環境溫度

了（填“升高”或“降低”），下面氣體壓強的變化量

上面氣體壓強的變化量（填“大于”、“等于”或“小于”）。

參考答案：升高

；等于10.（4分）鉗型表的工作原理如圖所示。當通有交流電的導線從環形鐵芯的中間穿過時，與繞在鐵芯上的線圈相連的電表指針會發生偏轉。由于通過環形鐵芯的磁通量與導線中的電流成正比，所以通過偏轉角度的大小可以測量導線中的電流。日常所用交流電的頻率在中國和英國分別為50Hz和60Hz。現用一鉗型電流表在中國測量某一電流，電表讀數為10A；若用同一電表在英國測量同樣大小的電流，則讀數將是

A。若此表在中國的測量值是準確的，且量程為30A；為使其在英國的測量值變為準確，應重新將其量程標定為

A。參考答案：12，25解析：根據φ∝，＝Imsin(),∝Imcos(),說明線圈中的電動勢有效值與頻率成正比，根據歐姆定律可知電流與頻率成正比，所以在英國用同一電表在英國測量同樣大小的電流的讀數將是I＝10A×＝12A；因為在英國電流值為標準的6/5，需量程為變為原來的5/6。11.為了探究木塊A和B之間的動摩擦因數，某同學設計了一個實驗，圖甲為實驗裝置示意圖，該同學在實驗中的主要操作有：A．用彈簧秤測出木塊A的重力為G＝6.00N

B．用彈簧秤測出木板B的重力為G′＝9.25NC．按圖甲所示安裝器材，安裝過程中用手按住木塊和木板

D．松開按住木塊和木板的手讓其運動，并即刻讀出彈簧秤的示數(1)該同學的上述操作中有一個步驟是多余的，有一個步驟存在錯誤，多余的步驟是__▲__，存在錯誤的步驟是__▲__。(填步驟序號)(2)在聽取意見后，該同學按正確方法操作，讀數時彈簧秤的指針位置如圖乙所示，其示數為__▲__N，根據該同學的測量數據，可得到A和B之間的動摩擦因數為__▲__。參考答案：1）B

D

(2)2.10

0.3512.如圖所示，氣缸中封閉著溫度為127℃的空氣，一重物用輕繩經輕滑輪跟氣缸中的活塞相連接，不計一切摩擦，重物和活塞都處于平衡狀態，這時活塞離氣缸底的高度為10cm。如果缸內空氣溫度降為87℃，則重物將上升

cm；該過程適用的氣體定律是

（填“玻意耳定律”或“查理定律”或“蓋·呂薩克定律”）。參考答案：1；蓋·呂薩克定律13.（4分）如圖所示，一儲油圓桶，底面直徑與桶高均為d．當桶內無油時，從某點恰能看到桶底邊緣上的某點B．當桶內油的深度等于桶高的一半時，在A點沿AB方向看去，看到桶底上的C點，C、B相距，由此可得油的折射率n=

；光在油中傳播的速度

m/s．（結果可用根式表示）參考答案：，．解：由題意得，光線在油中的入射角的正弦，光線在空氣中折射角的正弦．則折射率n=．根據得，v=．三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.

(12分)(1)用簡明的語言表述臨界角的的定義：(2)玻璃和空所相接觸。試畫出入射角等于臨界角時的光路圖，并標明臨界角。(3)當透明介質處在真空中時，根據臨界角的定義導出透明介質的折射率n與臨界角θc的關系式。

參考答案：解析：(1)光從光密介質射到光疏介質中，折射角為90°時的入射角叫做臨界角(2)如圖，θC為臨界角。(3)用n表示透明介質的折射率，θC表示臨界角，由折射定律

15.為了測量木塊與長木板間的動摩擦因數，某同學用鐵架臺將長板傾斜支在水平桌面上，組成如圖甲所示的裝置，所提供的器材有：長木板、木塊（其前端固定有用于擋光的窄片K）、光電計時器、米尺、鐵架臺等，在長木板上標出A、B兩點，B點處放置光電門（圖中未畫出），用于記錄窄片通過光電門時的擋光時間，該同學進行了如下實驗：（1）用游標尺測量窄片K的寬度d如圖乙所示，則d=______mm，測量長木板上A、B兩點間的距離L和豎直高度差h。（2）從A點由靜止釋放木塊使其沿斜面下滑，測得木塊經過光電門時的檔光時間為△t=2.50×10-3s，算出木塊經B點時的速度v=_____m/s，由L和v得出滑塊的加速度a。（3）由以上測量和算出的物理量可以得出木塊與長木板間的動摩擦因數的表達式為μ=_______（用題中所給字母h、L、a和重力加速度g表示）參考答案：

(1).(1)2.50；

(2).（2）1.0；

(3).（3）試題分析：(1)游標卡尺的讀數是主尺讀數加上游標讀數；(2)擋光片通過光電門的時間很短，因此可以用其通過的平均速度來代替瞬時速度；(3)根據牛頓運動定律寫出表達式，求動摩擦因數的大小。解：(1)主尺讀數是2mm，游標讀數是，則窄片K的寬度；(2)木塊經B點時的速度(3)對木塊受力分析，根據牛頓運動定律有：據運動學公式有其中、聯立解得：四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，輕桿長為3L，在桿的A、B兩端分別固定質量均為m的球A和球B，桿上距球A為L處的點O裝在光滑的水平轉動軸上，桿和球在豎直面內轉動，已知球B運動到最高點時，球B對桿恰好無作用力．求：(1)球B在最高點時，桿對水平軸的作用力大小．(2）球B轉到最低點時，球B的速度是多大？參考答案：(1)球B在最高點時速度為v0，有，…………2得.…………1此時球A的速度為，…………2設此時桿對球A的作用力為FA，則

,…………1A球對桿的作用力為.…………1水平軸對桿的作用力與A球對桿的作用力平衡，再據牛頓第三定律知，桿對水平軸的作用力大小為F0=1.5mg.(2)設球B在最低點時的速度為，取O點為參考平面，據機械能守恒定律有

…………3解得。…………217.如圖所示，用電動勢E=6V，內阻不計的蓄電池組，通過滑線變阻器組成分壓電路，向電阻R0=20Ω，額定電壓U0=4.5V的燈泡供電使它正常發光，試問當電池組對燈泡的供電效率η=60%時，變阻器R的阻值和能承受的最大電流應滿足什么要求？

參考答案：⑴

⑵7V

⑶12W18.如圖所示，直角坐標平面Oxy在豎直平面內，y軸豎直向上，在第一象限內分布著方向豎直向上的勻強電場(不包含y軸)，場強大小用E1，表示，在第二象限內分布著方向沿x軸負方向的勻強電場，場強大小用E2表示。用長度為L的絕緣細線將質量為m、電荷量為+q的帶電小球(可看成質點)懸掛在P點，P點在y軸上，坐標為((0,2L)，在P點正下方與P點距離小于L的某點Q釘一釘子。現用外力把小球拉到左側與P等高處，細線被拉直與x軸平打，由靜止釋放，小球運動到最低點時繩恰被拉斷，然后進入第一象限，經過時間，立即在第一象限內再加垂直于Oxy平面向里的勻強磁場(圖中未畫出)，磁感應強度為，再經過時間to，=撤去勻強磁場。已知E1=，E2=，細線能夠承受的最大拉力是F0=3mg。(結果用g、L、m表示)求：(1)小球在下擺過程中的最大速度vm=?(2)Q點與P點之間的距離h=?(3)小球在第一象限運動的時間t=?小球離開第一象限的位置坐標?參考答案：(1)小球在向下擺動過程中，設合力與豎直方向的夾角為θ，當速度方向與合力方向垂直時，即細線與豎直方向的夾角為θ時，速度最大，設為vm，則…（2分）解得，θ=37°由動能定理有，有………（2分）解得

………（1分）（2）設小球運動到Ｐ點正下方時速度為v1，由動能定理有，有

………（2分）解得小球運動到最低點時，細線被釘子擋住，做圓周運動的半徑為r，則根據牛頓第二定律，有………（1分）

………（1分）解得………（1分）（3）繩被拉斷，小球進入第一象限，由于qE1=mg，所以小球沿水平方向做勻速直線運動。經過時間t0