2021年河南省安陽市第二十九中學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.（多選）質點做直線運動的位移x與時間t的關系為x=6t+2t2（各物理量均采用國際單位制單位），則該質點:A．第1s內的位移是6m B．前2s內的平均速度是10m/sC．任意相鄰1s內的位移差都是4m

D．任意1s內的速度增量都是6m/s參考答案：BC

解析：A、A、將t=1s代入到x=6t+2t2

中得到第1s內的位移x=8m．故A錯誤．．故A錯誤．B、前2s內的平均速度=，故B正確．C、將x=6t+2t2

與勻變速直線運動的位移公式x=v0t+at2

對照得到：初速度v0=6m/s，加速度a=4m/s2，則任意相鄰1s內的位移差是△x=aT2=4×12m=4m．故C正確．D、任意1s內的速度增量△v=at=4×1m/s=4m/s．故D錯誤．故選：BC2.一個物體在多個力的作用下做勻速直線運動，如果僅將其中某一個與速度方向相反的力的大小逐漸減小到零，然后又逐漸從零恢復到原來大?。ㄔ谏鲜鲞^程中，此力的方向一直保持不變），則下列關于此物體運動速度和加速度的說法中正確的是A．速度先減小后增大B．速度先增大后減小C．加速度先減小后增大D．加速度先增大后減小參考答案：D3.（單選）如圖所示，一根輕桿（質量不計）的一端以O點為固定轉軸，另一端固定一個小球，小球以O點為圓心在豎直平面內沿順時針方向做勻速圓周運動。當小球運動到圖中位置時，輕桿對小球作用力的方向可能（

）A．沿F1的方向B．沿F2的方向C．沿F3的方向D．沿F4的方向參考答案：C4.一蹦極運動員身系彈性蹦極繩從水面上方的高臺下落，到最低點時距水面還有數米距離.假定空氣阻力可忽略，運動員可視為質點，下列說法正確的是(

)A.運動員到達最低點前重力勢能始終減小B.蹦極繩張緊后的下落過程中，彈性力做負功，彈性勢能增加C.蹦極過程中，運動員、地球和蹦極繩所組成的系統機械能守恒D.蹦極過程中，重力勢能的改變與重力勢能零點的選取有關參考答案：ABC5.光導纖維由“內芯’’和“包層’’兩個同心圓柱體組成，其中心部分是內芯，內芯以外的部分為包層，光從一端進入，從另一端射出。下列說法正確的是（

）

A．內芯的折射率大于包層的折射率

B．內芯的折射率小于包層的折射率

C．不同頻率的可見光從同一根光導纖維的一端傳輸到另一端所用的時間相同

D．若紫光以如圖所示角度入射時，恰能在內芯和包層分界面上發(fā)生全反射，則改用紅光以同樣角度入射時，也能在內芯和包層分界面上發(fā)生全反射參考答案：二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.（1）如圖所示是電磁流量計的示意圖，圓管由非磁性材料制成，空間有勻強磁場，當管中的導電液體流過磁場區(qū)域時，測出管壁上MN兩點的電勢差大小U，就可以知道管中的液體流量Q單位時間內流過管道橫截面的液體體積，已知管的直徑為d，磁感應強度為B，則關于Q的表達式正確的是_________．（2）已知普朗克常數為h、動能Ek、質量為m的電子其相應的德布羅意波長為_________．（3）讀出如圖游標卡尺測量的讀數_________cm．參考答案：(1)

(2)

(3)

4.1207.如圖所示，一閉合線圈a懸吊在一個通電長螺線管的左側，如果要使線圈中產生圖示方向的感應電流，滑動變阻器的滑片P應向____滑動。要使線圈a保持不動，應給線圈施加一水平向____的外力。

(填向“左"或向“右”)參考答案：左

右

a中產出電流的磁場和螺線管的磁場方向相反，說明螺線管中磁場在增強，進一步說明回路中電流在增強，故劃片向左滑動；a與螺線管相排斥，要使其保持不動，施加的外力要向右。8.如圖所示，用兩條一樣的彈簧吊著一根銅棒，銅棒所在的虛線框范圍內有垂直紙面的勻強磁場，棒中通入自左向右的電流。當棒靜止時，每個彈簧的拉力大小均為F1；若將棒中電流反向但不改變電流大小，當棒靜止時，每個彈簧的拉力大小均為F2，且F2＞F1，則磁場的方向為____________，安培力的大小為____________。參考答案：垂直紙面向里；F2-F19.（3分）一電子具100eV的動能、從A點垂直電場線方向飛入勻強電場，當從B點飛出時與場強方向恰成150°，如圖所示，則A、B兩點間的電勢差為______V。參考答案：

30010.如圖所示，在帶電量為Q的點電荷B的電場中，質量為m、帶電量為q的負點電荷A僅在電場力作用下以速度v繞B沿順時針方向作勻速圓周運動，則B帶_____（選填“正”或“負”）電，電荷A作圓周運動的半徑r=__________。（靜電力常量為k）參考答案：答案：正，11.（4分）用相同的表頭改裝成的電流表內阻為lΩ，電壓表內阻為：100Ω，當把電流表和電壓表串聯后接入某電路，發(fā)現兩者指針偏轉角度之比為1：3，則改裝電流表時需接上

Ω的分流電阻，改裝電壓表時需接上

Ω的分壓電阻。參考答案：

答案：1.5

9712.如圖所示，質量為m、邊長為L的正方形線圈ABCD由n匝導線繞成，線圈中有順時針方向大小為I的電流，在AB邊的中點用細線豎直懸掛于輕桿一端，輕桿另一端通過豎直的彈簧固定于地面，輕桿可繞桿中央的固定轉軸O在豎直平面內轉動。在圖中虛線的下方，有與線圈平面垂直的勻強磁場，磁感強度為B，平衡時，CD邊水平且線圈有一半面積在磁場中，忽略電流I產生的磁場，穿過線圈的磁通量為

；彈簧受到的拉力為______。參考答案：

答案：、

13.如圖甲，水平面內的三個質點分別位于直角三角形ABC的三個頂點上，已知AB=3m，AC=4m。t0=0時刻A、B同時開始振動，此后形成的波動圖象均如圖乙，所形成的機械波在水平面內傳播，在t=4s時C點開始振動。則該機械波的傳播速度大小為_________；兩列波相遇后，C點振動_________（填“加強”或“減弱”）。該列波的波長是______m，周期是______s。參考答案：（1）1m／s

減弱

2m

2s

三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.用如圖甲所示的實驗裝置做“探究合力做功與動能變化的關系”實驗．請補充完整下列實驗步驟的相關內容：（1）先用天平測出小車和遮光片的總質量為M、砝碼盤的質量為m0；用20分度的游標卡尺測量遮光片的寬度d，如圖乙所示，其示數為

mm；按圖甲所不安裝好實驗裝置，用刻度尺測量兩光電門之間的距離x；（2）在砝碼盤中放入適量的砝碼；適當調節(jié)長木板的傾角，直到向右輕推小車遮光片先后通過光電門A和光電門B的時間相等；（3）只取下砝碼，已經連好的細線和砝碼盤不動，記下

（填寫相應物理量及其符號）；（4）再次讓小車拉著砝碼盤從靠近滑輪處由靜止釋放，記錄遮光片通過光電門A和光電門B所用的時間tA和tB；（5）在上述步驟中，根據實驗所測的物理量，探究合力做功與動能變化關系的表達式為：M（）2﹣M（）2=

（重力加速度為g）；（6）改變砝碼盤中砝碼的質量，重復（2）～（5）步驟；（7）本實驗中，以下操作或要求是為了減小實驗誤差的是

A．盡量減小兩光電門間的距離xB．調整滑輪，盡量使細線與長木板平行C．砝碼和砝碼盤的總質量遠小于小車的質量D．遮光片的寬度d適當窄一些．參考答案：（1）0.525；（3）取下的砝碼的總質量m；（5）mgx；（7）BD．【考點】探究功與速度變化的關系．【分析】游標卡尺讀數的方法，主尺讀數加上游標讀數，不需估讀．遮光片先后經過光電門A和光電門B的時間相等，此時小車做勻速運動，取下細繩和砝碼盤，記下砝碼盤中砝碼的質量m，取下細繩和砝碼盤后，小車受到的合力即為砝碼盤和盤中砝碼的總重力，由于光電門的寬度d很小，所以我們用很短時間內的平均速度代替瞬時速度，從而求出動能的變化量．【解答】解：（1）游標卡尺的主尺讀數為：5mm，游標尺上第4個刻度和主尺上某一刻度對齊，所以游標讀數為5×0.05mm=0.25mm，所以最終讀數為：5mm+0.25mm=5.25mm．（3）在砝碼盤中放入適量砝碼，適當調節(jié)長木板的傾角，直到輕推小車，遮光片先后經過光電門A和光電門B的時間相等，此時小車做勻速運動，取下細繩和砝碼盤，記下取下的砝碼盤的總質量m，（5）取下砝碼后，小車受到的合力等于砝碼盤重力，小車從光電門A下滑至光電門B過程合外力做的總功W合=mgx，由于光電門的寬度d很小，所以我們用很短時間內的平均速度代替瞬時速度．滑塊通過光電門1速度vA=，滑塊通過光電門2速度vB=，小車動能變化量△Ek=MvB2﹣MvA2=M（）2﹣M（）2，實驗需要驗證的表達式是：M（）2﹣M（）2=mgx（7）A、盡量增大兩光電門間的距離s，距離大一些，誤差小一些，故A錯誤；B、調整滑輪，使細線與長木板平行，否則撤去繩子后，合力不等于繩子拉力，故B正確；C、本實驗沒有用砝碼盤和盤中砝碼的重力代替繩子的拉力，不需要滿足砝碼和砝碼盤的總質量遠小于小車的質量，故C錯誤．D、本實驗用遮光片通過光電門時的平均速度作為小車的瞬時速度，遮光片的寬度d越小，平均速度越接近瞬時速度，遮光片的寬度d適當窄一些可以減小實驗誤差，故D正確；故選：BD．故答案為：（1）0.525；（3）取下的砝碼的總質量m；（5）mgx；（7）BD．15.（1）某同學利用圖甲的實驗裝置來進行“探究加速度與物體所受合力F的關系”的實驗。實驗時，為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，應滿足的實驗條件是：沙和沙桶的總質量

（填“遠小于”、“遠大于”或“近似等于”）滑塊的質量。該同學保持滑塊的質量不變，改變沙的質量，再根據實驗數據作出了加速度a與合力F關系圖線（如圖乙所示），說明此圖線不通過坐標原點的原因是：

。（2）該同學又利用了這個實驗裝置進行“合外力做功與速度變化的關系”的實驗。在滿足上述條件的基礎上，某同學用天平稱量滑塊的質量M。往沙桶中裝入適量的細沙，用天平稱出此時沙和沙桶的總質量m。讓沙桶帶動滑塊加速運動，用打點計時器記錄其運動情況，已知紙帶上相鄰兩點間的時間間隔為T，在打點計時器打出的紙帶上取兩點p、q（如下圖）。圖中的L和xp、xq的長度已經測出。則本實驗最終要驗證的數學表達式為：

。（用題中的字母表示實驗中測量得到的物理量）。參考答案：（1）遠小于；（2分）沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足。（2分）（2）mgL=(-x)或mgL=(-x)（2分）四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，一彈簧豎直懸掛氣缸的活塞，使氣缸懸空靜止，活塞與氣缸間無摩擦，缸壁導熱性能良好。已知氣缸重為G，活塞截面積為S，外界大氣壓強為P0，環(huán)境溫度為T，活塞與筒底間的距離為d，當溫度升高ΔT時，求（1）活塞與筒底間的距離變化量；（2）此過程中氣體對外做的功。參考答案：）①此過程是等壓變化：，

，所以②氣體壓強

所以17.如圖所示，質量M=1.5kg的小車靜止于光滑水平面上并靠近固定在水平面上的桌子右邊，其上表面與水平桌面相平，小車的左端放有一質量為0.5kg的滑塊Q。水平放置的輕彈簧左端固定，質量為0.5kg的小物塊P置于桌面上的A點并與彈簧的右端接觸，此時彈簧處于原長。現用水平向左的推力將P緩慢推至B點（彈簧仍在彈性限度內）時，推力做的功為WF=4J，撤去推力后，P沿光滑的桌面滑到小車左端并與Q發(fā)生彈性碰撞，最后Q恰好沒從小車上滑下。已知Q與小車表面間動摩擦因數。（g=10m/s2）（1）Q剛在小車上滑行時的初速度v0；（2）小車的長度至少為多少才能保證滑塊Q不掉下？參考答案：壓縮彈簧做功時有：（1分），當彈簧完全推開物塊P時有：（1分），∵P、Q之間發(fā)生彈性碰撞，∴有：，（2分），（2分）根據以上兩式解得：

（1分）滑塊Q在小車上滑行，做勻減速運動，

（1分）小車開始做初速度為零的勻加速運動，

(1分)小車和滑塊達到相等速度時不掉下來就不會掉下來，共速時間為t，有：

（1分）∴小車的長度L為：

（2分）18.如圖所示，兩塊很大的平行導體板MN、PQ產生豎直向上的勻強電場，兩平行導體板與一半徑為r的單匝線圈連接，在線圈內有一方向垂直線圈平面向里，磁感應強度變化率為的勻強磁場B1。在兩導體板之間還存在有理想邊界的勻強磁場，勻強磁場分為Ⅰ、Ⅱ兩個區(qū)域，其邊界為MN、ST、PQ，磁感應強度大小均為B2，方向如圖所示，Ⅰ區(qū)域高度為d1，Ⅱ區(qū)域的高度為d2。一個質量為m、電量為q的帶正電的小球從MN板上方的O點由靜止開始下落，穿過MN板的小孔進入復合場后，恰能做勻速圓周運動，Ⅱ區(qū)域的高度d2足夠大，帶電小球在運動中不會與PQ板相碰，重力加速度為g。(1)求線圈內勻強磁場的磁感應強度變化率；(2)若帶電小球運動后恰能回到O點，求帶電小球釋放時距MN的高度h；(3)若帶電小球從距MN的高度為3h的O'點由靜止開始下落，為使帶電小球運動后仍能回到O'點，在磁場方向不改變的情況下對兩導體板之間的勻強磁場作適當的調整，請你設計出兩種方案并定量表示出來。ks5u

參考答案：解：（1）帶電小球進入復合場后恰能做勻速圓周運動，則電場力與重力平衡，得

(1)

(2)

(3)

(4)（2）只有小球從進入磁場的位置離開磁場，做豎直上拋運動，才能恰好回到O點，由于兩個磁場區(qū)的磁感應強度大小都相等，所以半徑都為R，由圖可知△O1O2O3是等邊三角形。

(5)

(6)

(7)解得：

(8)（3）方案1：改變磁感應強度