廣西壯族自治區南寧市英華學校2021年高三物理上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.（多選題）如圖所示，在一升降機內，一物塊被一輕質彈簧緊壓在天花板上，

彈簧的下端固定在升降機的地板上，彈簧保持豎直。在升降機運行過程中，物塊未曾離開升降機的天花板。當升降機向上運動時，其v-t圖像如圖所示，下面給出的地板所受壓力F1和升降機天花板所受壓力F2隨時間變化的定性圖象，可能正確的的是參考答案：BC2.一個帶負電的粒子射入一固定在O點的點電荷電場中，粒子運動軌跡如圖中虛線abc所示。圖中的實線是同心圓弧，表示電場的等勢面，不計粒子的重力，則可以斷定

A．b點的電勢低于a點的電勢

B．粒子在b點受到的電場力最大

C．從a到c整個過程，電場力做正功

D．粒子在b點的速度大于在a點的速度參考答案：3.如圖所示，豎直平面內的虛線上方是一勻強磁場B，從虛線下方豎直上拋一正方形線圈，線圈越過虛線進入磁場，最后又落回原處，運動過程中線圈平面保持在豎直面內，不計空氣阻力。則A．上升過程中克服磁場力做的功大于下降過程克服磁場力做的功B．上升過程中克服磁場力做的功等于下降過程克服磁場力做的功C．上升過程克服重力做功的平均功率大于下降過程中重力做功的

平均功率D．上升過程克服重力做功的平均功率等于下降過程中重力做功的平均功率參考答案：AC4.（單選）在一個勻強電場中有a、b兩點，相距為d，電場強度為E，把一個電量為q的正電荷由a點移到b點時，克服電場力做功為W，下列說法正確的是A．該電荷在a點電勢能較b點大

B．a點電勢比b點電勢低C．a、b兩點電勢差大小一定為U=Ed

D．a、b兩點電勢差參考答案：B5.（多選）跳水比賽是我國的傳統優勢項目.在2010年廣州亞運會的男子10米跳臺決賽中，我國運動員曹緣勇奪冠軍，在觀看運動員的比賽時，若只研究運動員的下落過程，忽略空氣阻力下列說法正確的

（

）A.前一半時間內位移大，后一半時間內位移小B.前一半位移用的時間長，后一半位移用的時間短C.為了研究運動員的技術動作，可將正在比賽的運動員視為質點D.運動員在下落過程中，感覺水面在加速上升參考答案：BD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.物質是由大量分子組成的，分子直徑的數量級一般是________m．能說明分子都在永不停息地做無規則運動的實驗事實有________(舉一例即可)．在兩分子間的距離由v0(此時分子間的引力和斥力相互平衡，分子作用力為零)逐漸增大的過程中，分子力的變化情況是________(填“逐漸增大”“逐漸減小”“先增大后減小”或“先減小后增大”)．參考答案：(1)10－10布朗運動(或擴散現象)先增大后減小7.物理課上，老師利用圖甲所示的裝置探究了加速度與力的關系，得到加速度與物體所受合力成正比的結論。某同學在實驗室也找來了器材再次探究加速度與力的關系。他將質量為M的小車、總質量為m的小桶及鉤碼按如圖甲所示組裝好，他根據實驗數據，作出a-F圖線如圖乙所示。經檢查他的數據記錄及作圖均無誤。請你分析：

甲

乙（1）圖線沒有坐標原點的原因是__________________________________；（2）圖線上部彎曲的原因是_______________________________。參考答案：見解析（1）沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠 （2分）（2）沒有滿足M>>m的實驗條件 （2分）中檔，探究牛頓第二定律實驗原理和條件。考查：實驗能力。②理解實驗原理和方法。能夠控制實驗條件，排除實驗故障，正確進行觀察、測量、記錄實驗現象和實驗數據。

③分析和處理實驗數據，對實驗結果進行描述和解釋，對誤差進行初步分析和討論，評價實驗結論。8.某種單色光在真空中的波長為，速度為c，普朗克恒量為h，現將此單色光以入射角i由真空射入水中，折射角為r，則此光在水中的波長為_______，每個光子在水中的能量為______。參考答案：；9.11參考答案：11110.如圖所示，水平設置的三條光滑平行金屬導軌a、b、c位于同一水平面上，a與b、b與c相距均為d=1m，導軌ac間橫跨一質量為m=1kg的金屬棒MN，棒與三條導軌垂直，且始終接觸良好。棒的電阻r=2Ω，導軌的電阻忽略不計。在導軌bc間接一電阻為R=2Ω的燈泡，導軌ac間接一理想電壓表。整個裝置放在磁感應強度B=2T的勻強磁場中，磁場方向垂直導軌平面向下。現對棒MN施加一水平向右的拉力F，使棒從靜止開始運動。若施加的水平外力功率恒定，且棒達到穩定時的速度為1.5m/s，則水平外力的功率為

W，此時電壓表讀數為

V。參考答案：11.在“探究加速度與力、質量的關系”的實驗中（1）為了消除小車與水平木板之間摩擦力的影響，采取的做法是將帶滑輪的長木板一端適當墊高，使小車在

（填“掛”或“不掛”）鉤碼的情況下做

運動；（2）某次實驗中所用交流電的頻率為50Hz.得到的一條紙帶如圖所示，從比較清晰的點起，每五個點取一個點作為計數點，分別標明0、1、2、3、4.量得x1=30.0mm,x2=36.0mm,x3=42.0mm,x4=48.0mm,則小車的加速度為

m/s2.參考答案：（1）不掛（2分）；勻速（2分）

（2）0.6（4分）（1）這是平衡摩擦力的實驗步驟。（2）利用勻變速直線運動的推論得：，T=0.1s,再代入題給數據即可解答。12.如圖所示，在場強為E的勻強電場中有相距為L的兩點A、B，連線AB與電場線的夾角為θ，將一電荷量為q的正電荷從A點移到B點．若沿直線AB移動該電荷，電場力做功W=

，AB兩點間的電勢差UAB=

．參考答案：qELcosθ；

ELcosθ【考點】電勢差與電場強度的關系；電勢差．【分析】勻強電場中AB連線與電場方向成θ角，當將電量為+q的點電荷從A移到B，則電場力做功應當是AB之間的有效場強做功，因此要先求出有效長度，再代入公式進行計算；也可以代入電場力做功的公式：W=qUAB計算電勢差．【解答】解：由于AB連線與電場方向成θ角，做AC垂直于場強的方向，則BC為沿場強方向的有效長度．則BC=ABcosθ=L?cosθ，電場力做功：W=F?BC=qEd?cosθ．電場力做功僅僅與兩點間的電勢差有關，與路徑無關，故W=qUAB，所以UAB=ELcosθ．故答案為：qELcosθ；

ELcosθ13.如圖所示，用天平測量勻強磁場的磁感應強度，下列各選項所示的載流線圈匝數相同，邊長MN相等，將它們分別掛在天平的右臂下方，線圈中通有大小相同的電流，天平處于平衡狀態，若磁場發生微小變化，天平最容易失去平衡的是（）A． B． C． D．參考答案：A【考點】安培力．【分析】線框所受的安培力越大，天平越容易失去平衡；由于磁場強度B和電流大小I相等，即根據線框在磁場中的有效長度大小關系即可判斷其受力大小關系．【解答】解：天平原本處于平衡狀態，所以線框所受安培力越大，天平越容易失去平衡，由于線框平面與磁場強度垂直，且線框不全在磁場區域內，所以線框與磁場區域的交點的長度等于線框在磁場中的有效長度，由圖可知，A圖的有效長度最長，磁場強度B和電流大小I相等，所以A所受的安培力最大，則A圖最容易使天平失去平衡．故選：A．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.如圖所示，在滑雪運動中一滑雪運動員，從傾角θ為37°的斜坡頂端平臺上以某一水平初速度垂直于平臺邊飛出平臺，從飛出到落至斜坡上的時間為1.5s，斜坡足夠長，不計空氣阻力，若g取10m/s2，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：(1)運動員在斜坡上的落點到斜坡頂點(即飛出點)間的距離；(2)運動員從斜坡頂端水平飛出時的初速度v0大小.參考答案：18.75m

試題分析：（1）根據位移時間公式求出下落的高度，結合平行四邊形定則求出落點和斜坡頂點間的距離。（2）根據水平位移和時間求出初速度的大小。（1）平拋運動下落的高度為：則落點與斜坡頂點間的距離為：（2）平拋運動的初速度為：【點睛】解決本題的關鍵知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規律，結合運動學公式和數學公式進行求解，并且要知道斜面的傾角是與位移有關，還是與速度有關。四、計算題：本題共3小題，共計47分16.(12分)據報道，一兒童玩耍時不慎從36米高的陽臺上無初速掉下，在他剛掉下時恰被樓下社區管理人員發現，該人員迅速由靜止沖向兒童下落處的正下方樓底，準備接住兒童。已知管理人員到樓底的距離為18米，為確保能穩妥安全接住兒童，管理人員將盡力節約時間，但又必須保證接兒童時沒有水平方向的沖擊(即水平速度為零)。設兒童下落過程中所受空氣阻力約為兒童本身重力的0.2倍，將兒童和管理人員都看作質點，ｇ取10ｍ／ｓ2。

（1）管理人員至少用多大的平均速度跑到樓底？（2）若管理人員在奔跑過程中做勻加速或勻減速運動的加速度大小相等，且最大速度不超過9ｍ／ｓ，求管理人員奔跑時加速度的大小需滿足什么條件？參考答案：解析：(1)兒童下落過程作勻加速運動，下落時間為t，加速度為a。

由牛頓第二定律得：

（2分）

由運動學公式

（2分）

管理人員至少用的平均速度為

（2分）

(2)設管理人員先勻加速后勻減速奔跑到樓底，奔跑過程中的最大速度為，

由運動學公式

（2分）

說明管理人員先加速到再勻速，最后勻減速奔跑到樓底。設勻速時間為t2，

所以有：（2分）

由管理人員奔跑時的加速度為：（2分）17.飛行時間質譜儀可以對氣體分子進行分析．飛行時間質譜儀主要由脈沖閥、激光器、加速電場、偏轉電場和探測器組成，探測器可以在軌道上移動以捕獲和觀察帶電粒子．整個裝置處于真空狀態．加速電場和偏轉電場電壓可以調節，只要測量出帶電粒子的飛行時間，即可以測量出其比荷．如圖所示，脈沖閥P噴出微量氣體，經激光照射產生不同價位的離子，自a板小孔進入a、b間的加速電場，從b板小孔射出，沿中線方向進入M、N板間的偏轉控制區，到達探測器．已知加速電場ab板間距為d，偏轉電場極板M、N的長度為L1，寬度為L2．不計離子重力及進入a板時的初速度．

（1）設離子的比荷為k（k=q/m），如a、b間的加速電壓為U1，試求離子進入偏轉電場時的初速度v0；以及探測器偏離開中線的距離y．

（2）當a、b間的電壓為U1時，在M、N間加上適當的電壓U2，離子從脈沖閥P噴出到到達探測器的全部飛行時間為t．請推導出離子比荷k的表