山西省陽(yáng)泉市高級(jí)職業(yè)中學(xué)2021年高三物理下學(xué)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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.（單選）如圖甲所示，質(zhì)量為2kg的絕緣板靜止在粗糙水平地面上，質(zhì)量為1kg、邊長(zhǎng)為1m、電阻為0.1Ω的正方形金屬框ABCD位于絕緣板上，E、F分別為BC、AD的中點(diǎn)。某時(shí)刻起在ABEF區(qū)域內(nèi)有豎直向下的磁場(chǎng)，其磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的大小隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，AB邊恰在磁場(chǎng)邊緣以外；FECD區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B2=0.5T，CD邊恰在磁場(chǎng)邊緣以內(nèi)。假設(shè)金屬框受到的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，兩磁場(chǎng)均有理想邊界，取g＝10m/s2。則A．金屬框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為1VB．金屬框受到向左的安培力大小為1NC．金屬框中的感應(yīng)電流方向沿ADCB方向D．如果金屬框與絕緣板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3，則金屬框可以在絕緣板上保持靜止參考答案：D2.如圖所示，兩塊相對(duì)平行金屬板M、N與電池相連，N板接地，在距兩板等遠(yuǎn)的P點(diǎn)固定一個(gè)帶負(fù)電的點(diǎn)電荷，如果M板向上平移一小段距離，則（

）A．點(diǎn)電荷受到的電場(chǎng)力變小

B．M板的帶電量增加C．P點(diǎn)的電勢(shì)升高

D．點(diǎn)電荷在P點(diǎn)具有的電勢(shì)能增加參考答案：AD3.某電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布如圖所示，下列說(shuō)法中正確的是()A.a、b、c、d四點(diǎn)中d點(diǎn)的電勢(shì)最高B.c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于d點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度C.若將一正試探電荷由a點(diǎn)移到b點(diǎn)，電勢(shì)能減小D.若將一負(fù)試探電荷由c點(diǎn)移到d點(diǎn)，電勢(shì)能減小參考答案：D4.如圖所示，兩光滑平行金屬導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，直導(dǎo)線MN垂直跨在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好，整個(gè)裝置處于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.電容器的電容為C，除電阻R外，導(dǎo)軌和導(dǎo)線的電阻均不計(jì)．現(xiàn)給導(dǎo)線MN一初速度，使導(dǎo)線MN向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)電路穩(wěn)定后，MN以速度v向右做勻速運(yùn)動(dòng)，則電路穩(wěn)定后A．電容器兩端的電壓為零B．電阻兩端的電壓為BLvC．電容器所帶電荷量為CBLvD．導(dǎo)線MN所受安培力的大小為參考答案：C5.如圖所示，在發(fā)射地球同步衛(wèi)星的過(guò)程中，衛(wèi)星首先進(jìn)入橢圓軌道I，然后在Q點(diǎn)通過(guò)改變衛(wèi)星速度，讓衛(wèi)星進(jìn)入地球同步軌道Ⅱ，則（

）A．該衛(wèi)星的發(fā)射速度必定大于11.2km/sB．衛(wèi)星在同步軌道II上的運(yùn)行速度大于7.9km/sC．在橢圓軌道I上，衛(wèi)星在P點(diǎn)的速度大于在Q點(diǎn)的速度D．衛(wèi)星在Q點(diǎn)通過(guò)加速實(shí)現(xiàn)由軌道I進(jìn)入軌道II參考答案：CD11.2km/s是衛(wèi)星脫離地球束縛的發(fā)射速度，而同步衛(wèi)星仍然繞地球運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤．7.9km/s即第一宇宙速度是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，也是最大的圓周運(yùn)動(dòng)的環(huán)繞速度．而同步衛(wèi)星的軌道半徑要大于近地衛(wèi)星的軌道半徑，根據(jù)v的表達(dá)式可以發(fā)現(xiàn)，同步衛(wèi)星運(yùn)行的線速度一定小于第一宇宙速度．故B錯(cuò)誤．從橢圓軌道Ⅰ到同步軌道Ⅱ，衛(wèi)星在Q點(diǎn)是做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)，要實(shí)現(xiàn)這個(gè)運(yùn)動(dòng)衛(wèi)星所需向心力必須大于萬(wàn)有引力，所以應(yīng)給衛(wèi)星加速，增加所需的向心力．所以在軌道Ⅱ上Q點(diǎn)的速度大于軌道Ⅰ上Q點(diǎn)的速度．故C正確．根據(jù)C選項(xiàng)分析可知D正確．故選CD．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.一定質(zhì)量的理想氣體，從初始狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B、C再回到狀態(tài)A，變化過(guò)程如圖所示，其中A到B曲線為雙曲線．圖中V0和P0為已知量．（1）從狀態(tài)A到B，氣體經(jīng)歷的是等溫（選填“等溫”“等容”或“等壓”）過(guò)程；（2）從B到C的過(guò)程中，氣體做功大小為p0V0；（3）從A經(jīng)狀態(tài)B、C再回到狀態(tài)A的過(guò)程中，氣體吸放熱情況為放熱（選填“吸熱”、“放熱”或“無(wú)吸放熱”）．參考答案：：解：（1）據(jù)題知A到B曲線為雙曲線，說(shuō)明p與V成反比，即pV為定值，由=c得知?dú)怏w的溫度不變，即從狀態(tài)A到B，氣體經(jīng)歷的是等溫過(guò)程．（2）從B到C的過(guò)程中，氣體做功大小等于BC線與V軸所圍的“面積”大小，故有：W=×（p0+2p0）×V0=p0V0；（3）氣體從A經(jīng)狀態(tài)B，再到C氣體對(duì)外做功，從C到A外界對(duì)氣體，根據(jù)“面積”表示氣體做功可知：整個(gè)過(guò)程氣體對(duì)外做功小于外界對(duì)氣體做功，而內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學(xué)第一定律得知?dú)怏w要放熱．故答案為：①等溫；②p0V0；③放熱；【解析】7.如圖所示為ABC是三角形玻璃磚的橫截面，∠ABC=90°，∠BAC=30°，一束平行于AB的光束從AC邊射入玻璃磚，EF是玻璃磚中的部分光路，且EF與AC平行，則玻璃磚的折射率為

，光束

（填“能”或“不能”）從E點(diǎn)射出玻璃磚。參考答案：由題意做出光路圖可知折射率，臨界角滿足，可知臨界角C大于30°小于45°，由于光線在E點(diǎn)的入射角等于30°，小于臨界角，故能從E點(diǎn)射出玻璃磚。

8.一人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，假如該衛(wèi)星變軌后仍做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能減小為原來(lái)的1/4，不考慮衛(wèi)星質(zhì)量的變化，則變軌后衛(wèi)星的軌道半徑

（填“變大”，“變小”或“不變”），前后角速度之比為

。參考答案：變大，8:19.如圖，質(zhì)量為M=3kg的木板放在光滑水平面上，質(zhì)量為m=1kg的物塊在木板上，它們之間有摩擦，木板足夠長(zhǎng)，兩者都以v=4m/s的初速度向相反方向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)木板的速度為v1=2.4m/s時(shí)，物塊的速度是

m/s，木板和物塊最終的共同速度為

m/s．參考答案：10.（4分）如圖所示，質(zhì)量為的小球在半徑為的半球形容器中從上部邊緣由靜止開(kāi)始下滑，下滑到最低點(diǎn)時(shí)，對(duì)容器底的壓力為，則在最低點(diǎn)時(shí)小球運(yùn)動(dòng)的速度大小為

，在下滑過(guò)程中克服摩擦力做的功為

。參考答案：

答案：

15.某行星和地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的軌道均可視為圓。每過(guò)N年，該行星會(huì)運(yùn)行到日地連線的延長(zhǎng)線上，如圖所示。該行星與地球的公轉(zhuǎn)半徑之比為_(kāi)__________。

參考答案：()12.如圖所示為某同學(xué)利用方格坐標(biāo)紙測(cè)定半圓形玻璃磚折射率實(shí)驗(yàn)的記錄情況，虛線為半徑與玻璃磚相同的圓，在沒(méi)有其它測(cè)量工具的情況下，只需由坐標(biāo)紙即可測(cè)出玻璃磚的折射率．則玻璃磚所在位置為圖中的

▲

（填“上半圓”或“下半圓”），由此計(jì)算出玻璃磚的折射率為

▲

．參考答案：上半圓（2分），

1.513.日本福島核電站核泄漏事故中的污染物中含有碘131，它通過(guò)一系列的衰變產(chǎn)生對(duì)人體有危害的輻射，碘131不穩(wěn)定，發(fā)生衰變，其半衰期為8天．碘131的衰變方程：(衰變后的新元素用Y表示)，經(jīng)過(guò)

天有的碘131發(fā)生了衰變．參考答案：，，24三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.某同學(xué)采用如圖1所示的裝置探究物體的加速度與所受合力的關(guān)系。用砂桶和砂的重力充當(dāng)小車(chē)所受合力F；通過(guò)分析打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，測(cè)量加速度a。分別以合力F和加速度a作為橫軸和縱軸，建立坐標(biāo)系。根據(jù)實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)描出如圖2所示的點(diǎn)跡，結(jié)果跟教材中的結(jié)論不完全一致。該同學(xué)列舉產(chǎn)生這種結(jié)果的可能原因如下：（1）在平衡摩擦力時(shí)將木板右端墊得過(guò)高；（2）沒(méi)有平衡摩擦力或者在平衡摩擦力時(shí)將木板右端墊得過(guò)低；（3）測(cè)量小車(chē)的質(zhì)量或者加速度時(shí)的偶然誤差過(guò)大；（4）砂桶和砂的質(zhì)量過(guò)大，不滿足砂桶和砂的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)條件。通過(guò)進(jìn)一步分析，你認(rèn)為比較合理的原因可能是A．（1）和（4）

B．（2）和（3）C．（1）和（3）

D．（2）和（4）參考答案：A由圖2可知當(dāng)F=0時(shí)，小車(chē)的加速度不為0，這說(shuō)明摩擦力平衡過(guò)度，應(yīng)該是將木板右端墊得過(guò)高所致；當(dāng)F較大時(shí)，軌跡變彎曲，a-F圖線不再是線性關(guān)系，說(shuō)明砂桶和砂的質(zhì)量過(guò)大，不滿足砂桶和砂的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)條件了。本題選A。15.(4分)如圖為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖.現(xiàn)有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺(tái)、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、帶鐵夾的重錘、天平.回答下列問(wèn)題(1)為完成此實(shí)驗(yàn)，除了所給的器材，還需要的器材有______.(填入正確選項(xiàng)前的字母)

A、米尺

B、秒表

C、0～12V的直流電源

D、0～12V的交流電源(2)實(shí)驗(yàn)中誤差產(chǎn)生的原因有______.(寫(xiě)出兩個(gè)原因)參考答案：（1）AD（2）紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間有摩擦，用米尺測(cè)量紙帶上點(diǎn)的位置時(shí)讀數(shù)有誤差，計(jì)算勢(shì)能變化時(shí)，選取始末兩點(diǎn)距離過(guò)近，交流電頻率不穩(wěn)定。解析：（1）用A項(xiàng)米尺測(cè)量長(zhǎng)度，用D項(xiàng)交流電源供打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用。（2）紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間有摩擦，用米尺測(cè)量紙帶上點(diǎn)的位置時(shí)讀數(shù)有誤差，計(jì)算勢(shì)能變化時(shí)，選取始末兩點(diǎn)距離過(guò)近，交流電頻率不穩(wěn)定。四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.一公園的湖面上修建了一個(gè)伸向水面的觀景平臺(tái)，如圖所示為其豎直截面圖，水平湖底上的P點(diǎn)位于觀景平臺(tái)右側(cè)邊緣正下方，觀景平臺(tái)下表面距湖底的高度為H=4m，在距觀景平臺(tái)右側(cè)邊緣正前方d=4m處有垂直湖面足夠大的宣傳布幕．在P點(diǎn)左側(cè)l=3m處湖底上的Q點(diǎn)安裝有一單色光光源（可視為點(diǎn)光源）．已知水對(duì)該單色光的折射率n=，當(dāng)水面與觀景平臺(tái)的下表面齊平時(shí)，只考慮在圖中截面內(nèi)傳播的光，求：Ⅰ．該光源發(fā)出的光照射到布幕上的最高點(diǎn)距水面的高度h；Ⅱ．該光源發(fā)出的光能射出水面的最遠(yuǎn)位置距觀景平臺(tái)右側(cè)的最遠(yuǎn)距離s．參考答案：解：Ⅰ、如圖所示，射向觀景臺(tái)右側(cè)邊緣的光線折射后射到布幕上的位置最高．由折射定律得：

n=而sinr=解得sini=0.8而sini=解得h=3mⅡ、點(diǎn)光源S接近水面時(shí)，光在觀景臺(tái)右側(cè)面與水面交接處掠射到水里時(shí)，被照亮的距離為最遠(yuǎn)距離，此時(shí)，入射角為90°，折射角為臨界角C．根據(jù)sinC=以及sinC=解得s=（﹣3）m答：Ⅰ．該光源發(fā)出的光照射到布幕上的最高點(diǎn)距水面的高度h是3m；Ⅱ．該光源發(fā)出的光能射出水面的最遠(yuǎn)位置距觀景平臺(tái)右側(cè)的最遠(yuǎn)距離s是（﹣3）m．【考點(diǎn)】光的折射定律．【分析】Ⅰ、射向觀景臺(tái)右側(cè)邊緣的光線折射后射到布幕上的位置最高，作出光路圖，由數(shù)學(xué)知識(shí)求折射角的正弦值，即可由折射定律求出入射角的正弦，再由數(shù)學(xué)知識(shí)求解高度h．Ⅱ、點(diǎn)光源S接近水面時(shí)，入射角為90°，光能照亮的距離最遠(yuǎn)，由折射定律求出折射角，即可由幾何知識(shí)求解最遠(yuǎn)距離．17.如圖所示，微粒A位于一定高度處，其質(zhì)量m=1×10﹣4kg、帶電荷量q=+1×10﹣6C，塑料長(zhǎng)方體空心盒子B位于水平地面上，與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1．B上表面的下方存在著豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小E=2×103N/C，B上表面的上方存在著豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E．B上表面開(kāi)有一系列略大于A的小孔，孔間距滿足一定的關(guān)系，使得A進(jìn)出B的過(guò)程中始終不與B接觸．當(dāng)A以υ1=1m/s的速度從孔1豎直向下進(jìn)入B的瞬間，B恰以υ2=0.6m/s的速度向右滑行．設(shè)B足夠長(zhǎng)、足夠高且上表面的厚度忽略不計(jì)，取g=10m/s2，A恰能順次從各個(gè)小孔進(jìn)出B．試求：（1）從A第一次進(jìn)入B至B停止運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，B通過(guò)的總路程s；（2）B上至少要開(kāi)多少個(gè)小孔，才能保證A始終不與B接觸；（3）從右到左，B上表面各相鄰小孔之間的距離分別為多大？參考答案：考點(diǎn)：牛頓第二定律；勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系；勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系．專題：牛頓運(yùn)動(dòng)定律綜合專題．分析：（1）盒子做勻減速運(yùn)動(dòng)，求出盒子的加速度，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移速度公式即可求解；（2）分別求出小球在盒內(nèi)和盒外時(shí)的盒子的加速度，進(jìn)而求出小球運(yùn)動(dòng)一個(gè)周期盒子減少的速度，再求出從小球第一次進(jìn)入盒子到盒子停下，小球運(yùn)動(dòng)的周期數(shù)n，要保證小球始終不與盒子相碰，盒子上的小孔數(shù)至少為2n+1個(gè)；（3）由于B向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)0.6s速度減為零，由逆向思維可知，B向左做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)了0.6s，每經(jīng)過(guò)0.1s，其位移大小之比為1：3：5：7：9：11，共有（1+3+5+7+9+11）份即36份．解答：解：（1）A在B內(nèi)、外運(yùn)動(dòng)時(shí)，B的加速度大小a==μg=1m/s2B全過(guò)程做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，所以通過(guò)的總路程

s==0.18m（2）A第二次進(jìn)入B之前，在B內(nèi)運(yùn)動(dòng)的加速度大小

a1==10m/s2運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

t1=2×=0.2s在B外運(yùn)動(dòng)的加速度大小a2=20m/s2運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

t2=2×=0.1sA從第一次進(jìn)入B到第二次進(jìn)入B的時(shí)間

t=t1+t2=0.3sA運(yùn)動(dòng)一個(gè)周期B減少的速度為△υ=at=0.3m/s）從小球第一次進(jìn)入B到B停下，A運(yùn)動(dòng)的周期數(shù)為

n===2故要保證小球始終不與B相碰，B上的小孔個(gè)數(shù)至少為

2n+1=5（3）由于B向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)0.6s速度減為零，由逆向思維可知，B向左做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)了0.6s，每經(jīng)過(guò)0.1s，其位移大小之比為1：3：5：7：9：11，共有（1+3+5+7+9+11）份即36份，所以，從右到左，B上表面各相鄰小孔之間的距離分別為S1=s=0.1m

S2=s=0.035mS3=s=0.04m

S4=s=0.005m答：（1）從A第一次進(jìn)入B至B停止運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，B通過(guò)的總路程s=0.18m；（2）B上至少要開(kāi)5個(gè)小孔，才能保證A始終不與B接觸；（3）從右到左，B上表面各相鄰小孔之間的距離分別為0.1m，0.035m，0.04m，0.005m點(diǎn)評(píng)：該題是較為復(fù)雜的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，要求同學(xué)們能正確分析每個(gè)過(guò)程的受力情況，求出加速度、時(shí)間和位移，要求較高，難度較大