廣東省廣州市六中珠江中學2021年高三物理期末試題含解析一、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.

A、B兩物體疊放在一起，放在光滑的水平面上，從靜止開始受到一變力的作用，該力與時間的關系如圖所示，A、B始終相對靜止，則下列說法不正確的是：A．t0時刻A、B間靜摩擦力最大

B．t0時刻B速度最大C．2t0時刻A、B間靜摩擦力最大

D．2t0時刻A、B運動的位移最大參考答案：A2.圖中的平行直線是勻強電場的電場線（電場方向未畫出），曲線是電子（重力不計）在該電場中的運動軌跡，a、b是軌跡上的兩點，則下列說法正確的是A．a點的電勢高于b點的電勢B．電子在a點的電勢能大于在b點的電勢能C．電子在a點的動能大于在b點的動能D．電子在a點的加速度大于在b點的加速度參考答案：

答案：AC3.（單選）轉筆（PenSpinning）是一項用不同的方法與技巧、以手來轉動筆的休閑活動，如圖所示。轉筆深受廣大中學生的喜愛，其中也包含了許多的物理知識，假設某轉筆高手能讓筆繞其上的某一點O做勻速圓周運動，下列有關該同學轉筆中涉及到的物理知識的敘述正確的是（

）A．

筆桿上的點離O點越近的，做圓周運動的向心加速度越大；B．

筆桿上的各點做圓周運動的向心力是由萬有引力提供的；C．

若該同學使用中性筆，筆尖上的小鋼珠有可能因快速的轉動做離心運動被甩走；D．

若該同學使用的是金屬筆桿，且考慮地磁場的影響，由于筆桿中不會產生感應電流，因此金屬筆桿兩端一定不會形成電勢差。參考答案：CA、筆桿上各點間相互作用，且作用力大小相等，由,可知各點做圓周運動的向心加速度相等，故A錯誤；B、筆桿上的各點做圓周運動的向心力是由筆桿上各點間相互作用力提供的，故B錯誤；C、筆尖上的小鋼珠做圓周運動所需向心力，是由小鋼珠與筆芯間的作用力提供的，如果快速的轉動，作用力不足以提供所需向心力，小鋼珠有可能做離心運動被甩走，故C正確；D、若該同學使用的是金屬筆桿，由于沒有形成閉合回路，所以無法形成感應電流，但金屬筆桿轉動時，在切割地磁場，所以金屬筆桿兩端一定會形成電勢差，故D錯誤。故選：C4.（多選）如圖所示，兩平行光滑導軌豎直固定．邊界水平的勻強磁場寬度為h，方向垂直于導軌平面．兩相同的異體棒a、b中點用長為h的絕緣輕桿相接，形成“工”字型框架，框架置于磁場上方，b棒距磁場上邊界的高度為h，兩棒與導軌接觸良好．保持a、b棒水平，由靜止釋放框架，b棒剛進入磁場即做勻速運動，不計導軌電阻．則在框架下落過程中，a棒所受輕桿的作用力F及a棒的機械能E隨下落的高度h變化的關系圖象，可能正確的是（）A．B．C．D．參考答案：【考點】：導體切割磁感線時的感應電動勢；機械能守恒定律．【專題】：電磁感應與電路結合．【分析】：分析棒的運動過程，根據棒的受力情況、棒的運動性質分析答題．：解：A、框架在進入磁場前做自由落體運動，輕桿對a作用力為零，b進入磁場后，框做勻速運動，a處于平衡狀態，桿對a的作用力F=mg，方向向上，當框架下落2h，a棒進入磁場后，a受到輕桿的作用力大小等于重力，方向向下，故A錯誤，B正確；C、框架進入磁場前做自由落體運動，機械能守恒，機械能不變，線框進入磁場后做勻速直線運動，動能不變，重力勢能減小，機械能減少，框架完全離開磁場后，只受重力作用，機械能守恒，故C正確，D錯誤；故選：BC．【點評】：本題考查了判斷a的受力情況與機械能變化情況，分析清楚框架的運動情況即可正確解題．5.子彈頭射入置于光滑水平面的木塊中，以下說法正確的是A．子彈頭損失的機械能等于木塊內能的增加量B．子彈頭損失的機械能等于木塊和子彈頭內能的增加量C．不計空氣阻力，木塊和子彈頭組成的系統總能量保持不變D．由于發熱，木塊和子彈頭組成的系統總能量要減少參考答案：C二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.某探究性學習小組欲探究光滑斜面上物體的加速度與物體質量及斜面傾角是否有關。實驗室提供如下器材：(A)表面光滑的長木板(長度為L)，(B)小車，(C)質量為m的鉤碼若干個，(D)方木塊(備用于墊木板)，(E)米尺，(F)秒表。(1)實驗過程：第一步，在保持斜面傾角不變時，探究加速度與質量的關系。實驗中，通過向小車放入鉤碼來改變物體質量，只要測出小車由斜面頂端滑至底端所用時間t，就可以由公式a=

求出a。某同學記錄了數據如上表所示：根據以上信息，我們發現，在實驗誤差范圍內質量改變之后平均下滑時間

(填“改變”或“不改變”)，經過分析得出加速度與質量的關系為

。第二步，在物體質量不變時，探究加速度與傾角的關系。實驗中通過改變方木塊墊放位置來調整長木板的傾角，由于沒有量角器，因此通過測量出木板頂端到水平面高度h，求出傾角α的正弦值sinα=h／L。某同學記錄了高度和加速度的對應值，并在坐標紙上建立適當的坐標軸后描點作圖如下，請根據他所作的圖線求出當地的重力加速度g=

m／s2。進一步分析可知，光滑斜面上物體下滑的加速度與傾角的關系為

。參考答案：（1）

（2分）

不改變（2分）斜面傾角一定時，加速度與物體質量無關（2分）7.物體在空中下落的過程中，重力做正功，物體的動能越來越大，為了“探究重力做功和物體動能變化間的定量關系”，我們提供了如下圖的實驗裝置。

（1）某同學根據所學的知識結合右圖設計一個本實驗情景的命題：如圖所示，設質量為m（已測定）的小球在重力mg作用下從開始端自由下落至光電門發生的位移s，通過光電門時的速度v，試探究外力做的功mgs與小球動能變化量的定量關系。（2）某同學根據上述命題進行如下操作并測出如下數據。①用天平測定小球的質量為0.50kg；②用

測出小球的直徑為10.0mm；(選填:刻度尺,游標卡尺,螺旋測微器)③用刻度尺測出電磁鐵下端到

的距離為80.40cm；④電磁鐵先通電，讓小球

。⑤讓電磁鐵斷電，小球自由下落。⑥在小球經過光電門時間內，計時裝置記下小球經過光電門所用時間為2.50×10－3s。⑦計算得出重力做的功為4.02J，小球動能變化量為

J。(g取10m/s2，結果保留三位有效數字)（3）試根據在（2）中條件下做好本實驗的結論：

。參考答案：(2)②游標卡尺,③光電門,④吸在電磁鐵下端

⑦

4.00(3)在誤差允許范圍內外力做功與動能變化量相等8.2．愛因斯坦在現代物理學領域作出了很多重要貢獻，試舉出其中兩項：

；

．參考答案：相對論；光的量子性9.放射性同位素被考古學家稱為“碳鐘”，它可以用來判定古生物體的年代。宇宙射線中高能量中子碰撞空氣中的氮原子后，就會形成很不穩定的，它很容易發生β衰變，變成一個新核，其半衰期為5730年。該衰變的核反應方程式為

。的生成和衰變通常是平衡的，即生物機體中的含量是不變的。當生物體死亡后，機體內的含量將會不斷減少。若測得一具古生物遺骸中含量只有活體中的25%，則這具遺骸距今約有

年。參考答案：；

11460

10.在真空中兩個帶等量異種的點電荷，電量均為2×10-8C，相距20cm，則它們之間的相互作用力為_________________N。在兩者連線的中點處，電場強度大小為_________________N/C。參考答案：F，

F/C

11.客運電梯簡化模型如圖甲所示，電梯的加速度a隨時間t變化的關系如圖乙所示。已知電梯在t=0時由靜止開始上升，電梯總質最m=2.0×103kg，忽略一切阻力。電梯在上升過程中受到的最大拉力F=

N，電梯在前2s內的速度改變量△v=

m/s。參考答案：2.2×104，1.512.如圖所示為氫原子的能級圖。用光子能量為13.06eV的光照射一群處于基態的氫原子，可能觀測到氫原子發射的不同波長的光有

▲

種，其中最短波長為

▲

m（已知普朗克常量h=6.63×10－34J·s）。參考答案：10

9.5×10-813.一個圓盤邊緣系一根細繩，繩的下端拴著一個質量為m的小球，圓盤的半徑是r，繩長為L，圓盤勻速轉動時小球隨著一起轉動，并且細繩與豎直方向成θ角，如圖所示，則圓盤的轉速是______.參考答案：三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖所示，熒光屏MN與x軸垂直放置，熒光屏所在位置橫坐標x0＝40cm，在第一象限y軸和MN之間存在沿y軸負方向的勻強電場，在第二象限有半徑R＝10cm的圓形磁場，磁感應強度大小B＝0.4T，方向垂直xOy平面向外。磁場的邊界和x軸相切于P點。在P點有一個粒子源，平行于坐標平面，向x軸上方各個方向發射比荷為1.0×108C./kg的帶正電的粒子，已知粒子的發射速率v0＝4.0×106m/s。不考慮粒子的重力粒子間的相互作用。求(1)帶電粒子在磁場中運動的軌跡半徑;(2)若所有帶電粒子均打在x軸下方的熒光屏上，求電場強度的最小值參考答案：（1）（2）【詳解】（1）粒子在磁場中做圓周運動，其向心力由洛倫茲力提供，即：，則；（2）由于r＝R，所以所有粒子從右半圓中平行x軸方向進入電場進入電場后，最上面的粒子剛好從Q點射出電場時，電場強度最小，粒子進入電場做類平拋運動，水平方向上豎直方向，聯立解得最小強度為：；15.質量分別為m和3m的A、B兩個小球以相同的速率v沿同一直線相向運動，碰后B球停止不動，試求A球碰后的速度，并判斷它們之間發生的是彈性碰撞還是非彈性碰撞（說明理由）．參考答案：彈性碰撞取B球碰前的速度方向為正方向，設A球碰后的速度為v′，由動量守恒定律有解得，方向與B球碰前的速度方向相同由于，故碰撞前后的總動能相等，則此碰撞是彈性碰撞四、計算題：本題共3小題，共計47分16.無線電通信是利用電磁波信號可以在自由空間中傳播的特性信息交換的一種通信方式．其中的“藍牙”技術在生活中很常見，它實際上是一種短距離無線電技術，利用“藍牙”技術，能夠有效地簡化掌上電腦、筆記本電腦和移動電話手機等移動通信終端設備之間的通信．“藍牙”技術最明顯的缺點是手距離限制，即設備間超過一定距離就無法通信，某中學物理學習小組設計了如下實驗來研究移動設備的“藍牙”通信能力，讓兩輛帶有“藍牙”通信能力且總質量相等的小車A、B分別沿圖1所示的足夠長的軌道a1和b1勻速運動，如圖1所示，兩車的速度分別為vA=10m/s和vB=5m/s同方向勻速行駛，兩軌道的距離為d=5m，當兩車的距離超過L=10m時兩車就無法“藍牙”通信．（1）若兩車在直軌道上運動時所受的阻力大小與速度關系滿足Ff=kv2（其中k為常數），求A、B兩車在直軌道上勻速運動時發動機提供的機械功率之比為多少？（2）求兩車在直軌道上同方向運動的過程中，最長能連續通信多少時間？（忽略信號傳遞的時間）（3）實驗小組通過上述實驗后發現，直線軌道會受場地的限制會影響實驗的連續測試能力，決定將軌道改為圓形，如圖2所示，讓A、B兩車分別在軌道a2和b2順時針勻速圓周運動，軌道a2和b2的半徑分別為R1=10m和R2=20m，求這種情形兩車最長能連續通信多少時間？參考答案：解：（1）當牽引力等于阻力時，機車勻速運動，則有：P=Fv代入數值可得：（2）兩車沿軌道方向的距離為X時，恰好能通信，由幾何關系可知：L2=x2+d2代入數據解得：x=15m能連續通信時間t1，滿足：vAt﹣vBt=2x代入數據解得：t=6s（3）兩車在軌道做圓周運動的角速度分別為：如圖所示，當兩車恰能通信時分別位于M1和N1，由幾何知識可知，△M1N1O為直角三形，其中α=60°，則兩車能連續通信時間t′滿足：ωAt′﹣ωBt′=2a解得：答：（1）A、B兩車在直軌道上勻速運動時發動機提供的機械功率之比為8：1（2）最長能連續通信時間為6s（3）這種情形兩車最長能連續通信時間為【考點】向心力；牛頓第二定律；功率、平均功率和瞬時功率．【分析】（1）當牽引力等于阻力時，小車做勻速運動，根據P=Fv=fv即可求的功率比值；（2）利用幾何關系求的間距為L時沿軌道方向的距離即可求的時間；（3）根據v=ωr求的角速度，根據幾何關系即可求的．17.如圖所示，一直立的汽缸用一質量為m的活塞封閉一定質量的理想氣體，活塞橫截面積為S，氣體最初的體積為V0，最初的壓強為，汽缸內壁光滑且缸壁導熱性能良好．開始活塞被固定在A處，打開固定螺栓K，活塞下落，經過足夠長時間后，活塞停在B處，設周圍環境溫度保持不變，已知大氣壓強為P0，重力加速度為g，若一定質量理想氣體的內能僅由溫度決