山西省忻州市偏關縣城鎮中學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.如圖所示，帶異種電荷的粒子a、b以相同的動能同時從O點射入寬度為d的有界勻強磁場，兩粒子的入射方向與磁場邊界的夾角分別為30°和60°，且同時到達P點。a、b兩粒子的質量之比為A．1∶2

B．2∶1

C．3∶4

D．4∶3參考答案：C2.(單選題)如圖所示，某人靜躺在椅子上，椅子的靠背與水平面之間有固定傾斜角θ.若此人所受重力為G，則椅子各部分對他的作用力的合力大小為A．G

B．GsinθC．Gcosθ

D．Gtanθ參考答案：A3.一輕桿一端固定質量為m的小球，以另一端O為圓心，使小球在豎直平面內作半徑為R的圓周運動，如圖所示，則（

）A．小球過最低點時，球對桿的力不一定大于球的重力B．小球過最高點時的最小速度是C．小球過最高點時，桿對球的作用力一定跟小球所受重力的方向相反D．小球過最高點時，桿對球的作用力可以與球所受重力方向相反，此時重力一定大于桿對球的作用力參考答案：D4.（多選）某同學畫出“天宮一號”和“神舟八號”繞地球做勻速圓周運動的假想圖如圖所示，A代表“天宮一號”，B代表“神舟八號”，虛線為各自的軌道。由此假想圖，可以判定下列選項錯誤的是(

)

A．“天宮一號”的運行速率大于“神舟八號”的運行速率

B．“天宮一號”的周期小于“神舟八號”的周期

C．“天宮一號”的向心加速度大于“神舟八號”的向心加速度

D．“神舟八號”適度加速有可能與“天宮一號”實現對接參考答案：ABC5.將均勻的長方體鋸成如圖所示的A、B兩塊后，放在水平桌面上并對齊放在一起，現用垂直于B邊的水平力F推物體B，使A、B整體保持矩形并沿力F方向勻速運動，則（

）A.物體A在水平方向受兩個力作用，合力為零B.物體A在水平方向受三個力作用，合力為零C.B對A的作用力方向和F方向相同D.若不斷增大F的值，A、B間一定會發生相對滑動參考答案：BC二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.下面（a）（b）（c）實例中，不計空氣阻力：（a）物體沿光滑曲面下滑；（b）物體以一定初速度上拋；（c）物體沿斜面勻速下滑。上述三例中機械能不守恒的是（用字母表示）。若質量為m的物體以0.9g的加速度豎直減速下落h高度，則物體的機械能減少了。參考答案：

C1.9mgh7.交流電流表是一種能夠測量交變電流有效值的儀表，使用時，只要將電流表串聯進電路即可．擴大交流電流表量程可以給它并聯一個分流電阻．還可以給它配接一只變壓器，同樣也能起到擴大電流表量程的作用．如圖所示，變壓器a、b兩個接線端子之間線圈的匝數n1，c、d兩個接線端子之間線圈的匝數n2，并且已知n1＞n2，若將電流表的“0～3A”量程擴大，應該將交流電流表的接線柱的“0”“3A”分別與變壓器的接線端子

相連（選填“a、b”或“c、d”）；這時，電流表的量程為

A．參考答案：a、b，【考點】變壓器的構造和原理．【分析】理想變壓器的工作原理是原線圈輸入變化的電流時，導致副線圈的磁通量發生變化，從而導致副線圈中產生感應電動勢．而副線圈中的感應電流的變化，又導致在原線圈中產生感應電動勢．串聯在電路中的是電流互感器，并聯在電路中的是電壓互感器．【解答】解：由題意可知，該處的變壓器起到的作用是先將大電流轉化為小電流，然后再將小電流連接電流表進行測量．所以電流表接電流小的線圈．根據變壓器中電流與匝數的關系式：，電流與匝數成反比，所以電流表接匝數比較多的線圈，所以要接在a、b端；電壓表原來的量程為3V，則接變壓器后的量程：A故答案為：a、b，8.如圖8所示，兩平行金屬板間電場是勻強電場，場強大小為1.0×104V／m，A、B兩板相距1cm，C點與A相距0.4cm，若B接地，則A、C間電勢差UAC＝____,將帶電量為－1.0×10-12C的點電荷置于C點，其電勢能為____．參考答案：9.某人在地面上最多能舉起質量為60kg的物體，而在一個加速下降的電梯里，最多能舉起質量為80kg的物體，那么此時電梯的加速度大小應為

m／s2，若電梯以5m／s2的加速度上升時，那么此人在電梯中，最多能舉起質量為

kg的物體．(g＝10m／s2)參考答案：

2.5_40

10.汽車沿半徑為R的圓跑道行駛，跑道路面水平，與路面作用的摩擦力的最大值是車重的0.1倍，要使汽車不致沖出跑道，車速最大不能超過

。如果汽車是做勻速圓周運動，在轉半圈的過程中路面作用的靜摩擦力對汽車做功值為

。（g=10m/s2）參考答案：

答案：

011.如圖所示電路中，電源電動勢E=12V，內阻r=2Ω，R1＝4Ω，R2＝6Ω，R3＝3Ω。若在C、D間連一個理想電流表，其讀數是

A；若在C、D間連一個理想電壓表，其讀數是

V。參考答案：

1

612.一定質量的理想氣體狀態變化的p-T圖像如圖所示，由圖可知：氣體在a、b、c三個狀態的密度ρa、ρc、ρb的大小關系是______，氣體在a、b、c三個狀態時，氣體分子的平均動能的大小關系是_______．參考答案：ρa>ρc>ρb<<13.已知地球和月球的質量分別為M和m，半徑分別為R和r。在地球上和月球上周期相等的單擺擺長之比為________，擺長相等的單擺在地球上和月球上周期之比為________。參考答案：根據可知，所以;根據，解得,所以；。三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖甲所示，斜面傾角為θ=37°，一寬為d=0.65m的有界勻強磁場垂直于斜面向上，磁場邊界與斜面底邊平行。在斜面上由靜止釋放一矩形金屬線框，線框沿斜面下滑，下邊與磁場邊界保持平行。取斜面底部為重力勢能零勢能面，從線框開始運動到恰好完全進入磁場的過程中，線框的機械能E和位移x之間的關系如圖乙所示，圖中①、②均為直線段。已知線框的質量為M=0.1kg，電阻為R=0.06Ω．（取g=l0m·s-2,sin37°=0.6,

cos37°=0.8)求：(1)線框與斜面間的動摩擦因數μ；(2)線框剛進入磁場到恰好完全進入磁場所用的時間t：(3)線框穿越磁場的過程中，線框中的最大電功率Pm。參考答案：0.5；1/6s；0.54W【詳解】（1）由能量守恒定律，線框減小的機械能等于克服摩擦力做功，則其中x1=0.36m；解得μ=0.5（2）金屬線框進入磁場的過程中，減小的機械能等于克服摩擦力和安培力做的功，機械能均勻減小，因此安培力也是恒力，線框做勻速運動，速度為v1v12=2ax1解得a=2m/s2v1=1.2m/s其中

x2為線框的側邊長，即線框進入磁場過程中運動的距離，可求出x2=0.2m，則（3）線框剛出磁場時速度最大，線框內電功率最大由可求得v2=1.8m/s根據線框勻速進入磁場時：可得FA=0.2N又因為可得將v2、B2L2帶入可得：15.（4分）一束單色光由左側時的清水的薄壁圓柱比，圖為過軸線的截面圖，調整入射角α，光線拾好在不和空氣的界面上發生全反射，已知水的折射角為，α的值。

參考答案：解析：當光線在水面發生全放射時有，當光線從左側射入時，由折射定律有，聯立這兩式代入數據可得。四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，固定在水平面上間距為的兩條平行光滑金屬導軌，垂直于導軌放置的兩根金屬棒和長度也為、電阻均為，兩棒與導軌始終接觸良好。兩端通過開關與電阻為的單匝金屬線圈相連，線圈內存在豎直向下均勻增加的磁場，磁通量變化率為常量。圖中虛線右側有垂直于導軌平面向下的勻強磁場，磁感應強度大小為。的質量為，金屬導軌足夠長，電阻忽略不計。（1）閉合，若使保持靜止，需在其上加多大水平恒力，并指出其方向；（2）斷開，在上述恒力作用下，由靜止開始到速度大小為的加速過程中流過的電荷量為，求該過程安培力做的功。參考答案：（1），方向水平向右；（2）【詳解】（1）設線圈中的感應電動勢為，由法拉第電磁感應定律，則

①設與并聯的電阻為，有

②閉合時，設線圈中的電流為，根據閉合電路歐姆定律得

③設中的電流為，有

④設受到的安培力為，有

⑤保持靜止，由受力平衡，有ⅠⅡⅢⅣ

⑥聯立①②③④⑤⑥式得

⑦方向水平向右。（2）設由靜止開始到速度大小為的加速過程中，運動的位移為，所用時間為，回路中的磁通量變化為，平均感應電動勢為，有

⑧其中

⑨設中的平均電流為，有

⑩根據電流的定義得

?由動能定理，有

?聯立⑦⑧⑨⑩???式得

?

17.（10分）如圖所示，兩輪在同一高度，他們的半徑均為R=0.2m，均以角速度=8rad/s繞過輪心的水平軸逆時針轉動，兩輪心間的距離S=1m，有塊長為>2m，的均勻木板AB，水平無初速度地放在兩輪上，且木板重心O恰好在右輪輪心正上方。木板兩輪邊緣的動摩擦因數均為。求

（1）木板剛開始運動大的加速度大小是多少？

（2）從木板剛開始運動到重心O移到左輪心正上方所用的時間是多少？

參考答案：

解析：（1）設木板對兩輪的壓力大小分別為和，木板剛放上時的加速度為則

1分

1分

解得

ms2

2分

（2）輪邊緣的線速度為m/s

板從靜止加速到速度1.6m/s所用的時間和移動的距離分別為

t=v/2=1.6/2=0.8s

1分

L1=at12/2=0.64m

1分

板勻速移動的距離和時間分別為

L2=S-L1=0.36m

1分

t2=L2/v=0.225s

1分

所以木板運動的總時間為

t=t1+t2=1.025s

1分18..如圖所示，相距為L的足夠長的光滑平行金屬