重慶開縣開中學2021年高三物理期末試卷含解析一、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，MN右側一正三角形勻強磁場區域，上邊界與MN垂直。現有一與磁場邊界完全相同的三角形導體框，垂直于MN勻速向右運動。導體框穿過磁場過程中感應電流隨時間變化的圖像可能是(取逆時針電流為正)參考答案：C導體切割磁感線時的感應電動勢；閉合電路的歐姆定律J2L2

解析：開始時進入磁場切割磁感線，根據右手定則可知，電流方向為逆時針，即為正方向，當開始出磁場時，回路中磁通量減小，產生的感應電流為順時針，方向為負方向，因此AB錯誤；當離開磁場時，切割的有效長度變小，則產生感應電流也變小，故D錯誤，C正確；因此只有C正確；故選C．2.（單選）我國成功實施了“神舟”七號載人航天飛行并實現了航天員首次出艙，飛船先沿橢網軌道飛行，后在遠地點343

千米處點火加速，由橢圓軌道變成高度為343千米的圓軌道，在此圓軌道上飛船運行周期約為90分鐘．下列判斷正確的是A．飛船變軌前后的機械能相等B．飛船在圓軌道上時航天員出艙前后都處于失重狀態C．飛船在此圓軌道上運動的角速度小于同步衛星運動的角速度D．飛船變軌前通過橢圓軌道遠地點時的加速度大于變軌后沿圓軌道運動的加速度參考答案：B3.（多選）如圖，在粗糙絕緣水平面上固定一點電荷Q，在M點無初速度地釋放帶電小物塊P，P

將沿水平面運動到N點靜止，則從M到N的過程中A．P所受庫侖力逐漸減小B．P的電勢能一定增加C．M、N兩點的電勢φM一定高于φND．M、N兩點的電場強度EM一定大于EN參考答案：答案：AD：庫侖定律，距離增加，庫侖力減少，A正確；M點速度為零，說明Q與物塊帶有同種電荷，Q的正負未知，電勢無法判斷，C錯誤；但庫侖力一定做正功，電勢能必減少，B錯誤；點電荷的場強，所以EM一定大于EN，D正確。4.圖1、圖2分別表示兩種電壓的波形，其中圖1所示電壓按正弦規律變化．下列說法正確的是

（

）

A．圖1表示交流電，圖2表示直流電

B．兩種電壓的有效值相等

C．圖1所示電壓的瞬時值表達式為u=311sin100V

D．圖1所示電壓經匝數比為10∶1的變壓器變壓后，頻率變為原來的參考答案：C交流電是電流大小和方向隨時間發生變化的電流，兩個圖中都是交流電，A錯；圖1是正弦交流電，圖2是鋸齒形交流電，圖形不同，有效值大小不相等，B錯；對圖1的瞬時值表達式解析是正確的，C對；變壓器不改變交流電的頻率大小，D錯。5.兩個接觸面平滑的鉛柱壓緊后懸掛起來，下面的鉛柱不脫落，主要原因是（

）A.鉛分子做無規則熱運動

B.鉛柱受到大氣壓力作用C.鉛柱間存在萬有引力作用

D.鉛柱間存在分子引力作用參考答案：D二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.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：

07.一飛船在某星球表面附近，受星球引力作用而繞其做勻速圓周運動的速率為，飛船在離該星球表面高度為h處，受星球引力作用而繞其做勻速圓周運動的速率為，已知引力常量為G，則該星球的質量表達式為

。參考答案：由萬有引力提供向心力可得，，聯立可解得8.（5分）從足夠高處先后讓兩個鋼球自由下落，兩球間用長為10米的細繩連結。第一個球下落1秒鐘后第二個球開始下落。不計空氣阻力及繩的質量，則在第二個球開始下落后

s，連結兩球的細繩剛好被拉直。（g=10m/s2）參考答案：

0.59.如圖所示，一個硬質圓環豎直放置在地面上，兩根輕桿OA、OB一端由鉸鏈（圖中未畫出）連接在圓環圓心O處，另一端也由鉸鏈分別連接在圓環A、B兩點。重物G由一根輕繩OC懸掛在O點。開始時，輕桿OA水平，OB與OA夾角為150°。若從圖示位置將圓環順時針緩慢旋轉90°，桿OA對O點的作用力大小變化情況是____________；若從圖示位置將圓環逆時針緩慢旋轉90°，桿OB對O點的作用力大小變化情況是____________（均選填“一直變大”、“一直變小”、“先變大后變小”或“先變小后變大”）。參考答案：先變大后變小；一直變小。10.如圖為懸掛街燈的支架示意圖，橫梁BE質量為6kg，重心在其中點。直角桿ADC重力不計，兩端用鉸鏈連接。已知BE=3m，BC=2m，∠ACB=30°，橫梁E處懸掛燈的質量為2kg，則直角桿對橫梁的力矩為_______N·m，直角桿對橫梁的作用力大小為_______N。（重力加速度g=l0m/s2）參考答案：150

150

11.質量分別為60kg和70kg的甲、乙兩人，分別同時從原來靜止于光滑水平面上的小車兩端，以3m/s的水平初速度沿相反方向跳到地面上。若小車的質量為20kg，則當兩人跳離小車后，小車的運動速度為_____________m/s，方向與（選填“甲、乙”）_____________相反。參考答案：1.5m/s，乙

12.某同學為了探究桿子轉動時的動能表達式，設計了下圖a所示的實驗：質量為m的均勻長直桿一端固定在光滑轉軸O處，桿由水平位置靜止釋放，用光電門測出另一端A經過某位置時的瞬時速度vA，并記下該位置與轉軸O的高度差h。⑴設桿的有效寬度為d（d很小），A端通過光電門的時間為t，則A端通過光電門的瞬時速度vA的表達式為

。⑵調節h的大小并記錄對應的速度vA，數據如下表。為了尋找反映vA和h的函數關系，請選擇適當的數據處理方法，并寫出處理后數據間的函數關系________________。⑶當地重力加速度g取10m/s2，結合你找出的函數關系，不計一切摩擦，根據守恒規律得出此桿轉動時動能的表達式Ek=

（請用數字、質量m、速度vA表示。）組次123456h/m0.050.100.150.200.250.30vA(m/s)1.231.732.122.462.743.00

參考答案：⑴

⑵vA2=30h

⑶13.（6分）美國“肯尼迪”號航空母艦上裝有幫助飛機起飛的彈射系統，已知“F—A15”型戰斗機在跑道上產生的最大加速度為5.0m/s2，起飛速度為50m/s。若要該飛機滑行100m后起飛，則彈射系統必須使飛機具有

m/s的初速度。假設某航空母航不裝彈射系統，要求該飛機仍能在此艦上正常飛行，則該艦身長至少為

m。參考答案：10m/s；250m三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（09年大連24中質檢）（選修3—3）（5分）在圖所示的氣缸中封閉著溫度為100℃的理想氣體．一重物用繩索經滑輪與缸中活塞相連接．重物和活塞均處于平衡狀態，這時活塞離缸底的高度為20cm．如果缸內氣體變為0℃，問：

①重物是上升還是下降？說明理由。②這時重物將從原處移動多少厘米？（設活塞與氣缸壁問無摩擦）（結果保留一位小數）參考答案：

解析：

①缸內氣體溫度降低，壓強減小，故活塞下移，重物上升。（2分）

②分析可知缸內氣體作等壓變化，設活塞截面積為S㎝2，氣體初態體積V1=20S㎝3，溫度T1=373K，末態溫度T2=273K，體積設為V2=hS㎝3（h為活塞到缸底的距離）

據

（1分）

可得h=14.6㎝

則重物上升高度

（1分）15.將下圖中的電磁鐵連入你設計的電路中（在方框內完成），要求：A．電路能改變電磁鐵磁性的強弱；B．使小磁針靜止時如圖所示。參考答案：（圖略）要求畫出電源和滑動變阻器，注意電源的正負極。四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖14所示，質量為2.0kg的木塊放在水平桌面上的A點，受到一沖量后以某一速度在桌面上沿直線向右運動，運動到桌邊B點后水平滑出落在水平地面C點。已知木塊與桌面間的動摩擦因數為0.20，桌面距離水平地面的高度為1.25m，A、B兩點的距離為4.0m，B、C兩點間的水平距離為1.5m，g=10m/s2。不計空氣阻力，求：（1）桌面對木塊滑動摩擦力做功的大小；（2）木塊在A點時的動能；（3）木塊運動的總時間。1.5s參考答案：16J25J17.在某生產車間的流水線中，有一裝有貨物的小車從傾角為θ的光滑斜坡上下滑，撞擊擋板后停下，貨物被工人取走（如圖1）．為了減少小車對擋板的沖擊，某同學設想了一個電磁緩沖裝置，在小車的底部固定與小車前端平齊、匝數為n、邊長為L、總電阻為R的正方形閉合線框；在斜坡的下端加上寬度同為L的勻強磁場，磁感應強度為B，方向垂直斜坡向下，如圖2所示（小車未畫出）．若小車和貨物的總質量為m1，線框的質量為m2，小車在線框的下邊離底部擋板距離為d時靜止釋放，線圈進入磁場后，小車立即做減速運動，已知小車在撞擊擋板前已經勻速運動．求：（1）線框剛進入磁場時的速度v大小和小車勻速運動的速度v2大小；（2）若采用適當粗些的導線繞制線框，保持匝數、邊長、形狀不變，能否減小小車勻速運動的速度，從而增大緩沖的效果？請說明理由．（3）小車運動過程中線框產生的焦耳熱．參考答案：解：（1）小車下滑d距離的過程，由機械能守恒定律得：（m1+m2）gsinθ=可得：v=小車勻速運動時，所受的安培力大小為：F=nBIL=nBL=由平衡條件得：（m1+m2）gsinθ=F聯立解得：v2=（2）由v2=得：v2==則知，保持匝數、邊長、形狀不變，導線加粗時，截面積S增大，由上式知能減小小車勻速運動的速度v2，從而增大緩沖的效果．（3）根據能量守恒定律，小車運動過程中線框產生的焦耳熱為：Q=（m1+m2）gLsinθ+[﹣]聯立解得：Q=（m1+m2）g（L+d）sinθ﹣答：（1）線框剛進入磁場時的速度v大小和小車勻速運動的速度v2大小分別為和；（2）能減小小車勻速運動的速度，從而增大緩沖的效果．（3）小車運動過程中線框產生的焦耳熱為（m1+m2）g（L+d）sinθ﹣．【考點】導體切割磁感線時的感應電動勢；電磁感應中的能量轉化．【分析】（1）研究小車下滑d距離的過程，由機械能守恒定律求線框剛進入磁場時的速度v大小．小車勻速運動時，合力為零，推導出安培力與速度的關系，再由平衡條件求速度v2大小．（2）根據v2的表達式，分析v2的大小與哪些因素有關．（3）根據能量守恒定律求小車運動過程中線框產生的焦耳熱．18.（18分）風能將成為21世紀大規模開發的一種可再生清潔能源。風力發電機是將風能（氣流的功能）轉化為電能的裝置，其主要部件包括風輪機、齒輪箱，發電機等，如圖所示。（1）利用總電阻的線路向外輸送風力發電機產生的電能。輸送功率，輸電電壓，求異線上損失的功率與輸送功率的比值；（2）風輪機葉片旋轉所掃過的面積為風力發電機可接受風能的面積。設空氣密度為p，氣流速度為v，風輪機葉片長度為r。求單位時間內流向風輪機的最大風能Pm；在風速和葉片數確定的情況下，要提高風輪機單位時間接受的風能，簡述可采取的措施。（3）已知風力發電機的輸出電功率P與Pm成正比。某風力發電機的風速v1=9m/s時能夠輸出電功率P1=540kW。我國某地區風速不低于v2=6m/s的時間每年約為50