江西省吉安市君埠中学2021年高三物理期末试卷含解析

江西省吉安市君埠中学2021年高三物理期末试卷含解析
一、 选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意
1. 物体甲的速度﹣时间图象和物体乙的位移﹣时间图象分别如图所示，则两个物体的运动情况是（ ）
A ．甲在0?4 s 时间内有往返运动，它通过的总路程为12m
B ．甲在0?4 s 时间内做匀变速直线运动
C ．乙在t=2s 时速度方向发生改变，与初速度方向相反
D ．乙在0?4 s 时间内通过的位移为零
参考答案：
B
【考点】匀变速直线运动的图像；匀变速直线运动的速度与时间的关系．
【分析】v ﹣t 图象的斜率表示加速度，与t 轴包围的面积表示位移大小；x ﹣t 图象的斜率表示速度，面积无意义．
【解答】解：A 、甲在前2s 内向负方向做匀减速直线运动，后2s 内向正方向做匀加速直线运动，即4s 时间内有往返运动；它通过的总路程为两个三角形的面积，为：S=2×
=6m ，故A 错误；
B 、v ﹣t 图象的斜率表示加速度，甲在4s 时间内的v ﹣t 图象是直线，加速度恒定不变，做匀变速直线运动，故B 正确；
C 、x ﹣t 图象的斜率表示速度，乙图表示物体做匀速直线运动，速度方向不变，故C 错误；
D 、乙在4s 时间内从﹣3m 运动到+3m 位置，故位移为6m ，故D 错误； 故选：B
2. 下列说法正确的是 ( )
A ．医学上利用射线治疗肿瘤主要是利用了射线穿透能力强的特点
B ．观察牛顿环时，若用频率更高的单色光照射，同级牛顿环半径将会变大
C ．车站、机场等处安检用的非接触式红外温度计利用了红外线的热效应
D ．查德威克发现了天然放射现象说明原子具有复杂结构
参考答案：
c
3. （单选题）某同学通过以下步骤测出了从一定髙度落下的排球对地面的冲击力：将一张白纸铺在水
平地面上，把排球在水里弄湿，然后让排球从规定的高度自由落下，并在白纸上留下 球的水印．再将印有水印的白纸铺在台秤上，将球放在纸上的水印中心，缓慢地向下压球，使排球与纸接触部分逐渐发生形变直至刚好遮住水印，记下此时台秤的示数，然后 根据台秤的示数算出冲击力的最大值．该同学所用的研究方法（或思想）是（ ）
A
解：通过白纸上的球的印迹，来确定球发生的形变的大小，从而可以把不容易测量的一次冲击力用球形变量的大小来表示出来，在通过台秤来测量相同的形变时受到的力的大小，这是用来等效替代的方法．故A 正确． 故选A
4. 一列简谐横波沿x 轴正向传播，t ＝0时的图像如图所示，此时刻后，介质中
p 质点回到平衡位置的最短时间为0.2s
，Q 质点回到平衡位置的最短时间为1s ，已知t ＝0时，P 、Q 两质点相对平衡位置的位移相同，则[jf19] （ ） （A ）该简谐波的传播周期为1.2s （B ）该简谐波的传播速度为0.05m/s （C ）t ＝0.8s 时P 质点的加速度为正向最大 （D ）经过ls ，质点Q 向右移动了1m
参考答案： BC
5. （多选）半径为a 右端开小口的导体圆环和长为2a 的导体直杆，单位长度电阻均为R0。

圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B 。

杆在圆环上以速度v 平行于直径CD 向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O 开始，杆的位置由θ确定，如图所示。

则（ ）
A．θ=0时，杆产生的电动势为2Bav
B．θ=时，杆产生的电动势为
C．θ=0时，杆受的安培力为
D．θ=时，杆受的安培力大小为
参考答案：
AD
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，动能减小为原来的1/4，不考虑卫星质量的变化，则变轨后卫星的轨道半径（填“变大”，“变小”或“不变”），前后角速度之比为。

参考答案：
变大，8:1
7. 作匀速圆周运动的飞机，运动半径为4000m，线速度为80m/s，则周期为 s，
角速度为 rad/s。

参考答案：
8. 在探究物体的加速度a与物体所受外力F、物体质量M间的关系时，采用如下图所示的实验装置小车及车中的砝码质量用M表示，盘及盘中的砝码质量用m表示．(1)当M与m的大小关系满足________时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力．
(2)另两组同学保持小车及车中的砝码质量M一定，探究加速度a与所受外力F的关系，由于他们操作不当，这两组同学得到的a－F关系图象分别如图1和图2所示，其原因分别是：图1： ________________________________________
图2： ________________________________________
参考答案：
m?M 、
m过大(或M过小)，造成m不是远小于M 、
没有平衡摩擦力或木板的倾角过小
9. 某同学做“探究合力的功与动能改变关系”的实验，装置如图甲所示，将光电门固定在水平轨道上的β点，用重物通过细线拉小车，保持小车质量不变，改变所挂重物质量多次进行实验，每次小车都从同一位置4静止释放.（g取1Om/s2)
①用游标卡尺测出遮光条的宽度d如图乙所示，则d = ______cm；
②认为小车所受拉力与重物重力大小相等.测出多组重物质量m和相应小车经过光电门时的速度v,作出v2 - m图象如图丙所示，由图象可知小车受到的摩擦力为______N；
③重物质量较大时，v2-m 图线的AB 段明显弯曲，产生 误差.为消除此误差，下列措施可行的是______
A. 调整轨道的倾角，在未挂重物时使小车能在轨道上匀 速运动
B. 重物质量增加后，可以改变小车释放的初始位置
C. 在重物与细绳之间接一力传感器，用力传感器读数代替重物的重力 参考答案：
10. 作用在同一物体上的三个力，它们的大小都等于5 N ，任意两个相邻力之间的夹角都是120°，如图3－4－7所示，则这三个力合力为________；若去掉Fl ，而F2、F3不变，则F2、F3的合力大小为________，方向为________
图3－4－7 图3－4－8 参考答案：
0 N 5 N 与Fl 相反．
11. 如图，在匀强磁场中，单位长度质量为m 0的“U 型”金属导线可绕水平轴OO ′转动，ab 边长为L 1，bc 边长为L 2．若导线中通以沿abcd 方向的电流I ，导线保持静止并与竖直方向夹角为θ，则磁场的磁
感应强度至少为
，此时方向为 沿ba 方向 ．
参考答案：
解答： 解：对导体棒受力分析，受重力、安培力和拉力，如图所示：
根据平衡条件，当安培力与ab 边垂直向上时，安培力最小，为： F A =mgsin θ 故磁感应强度为：
B=sin θ
根据左手定则，磁感线方向沿悬线向上
故答案为：
，沿ba 方向
点评： 本题关键是先根据平衡条件确定安培力的最小值，然后结合左手定则分析磁感线的方向，基础
流水不流”一句应理解成其选择的参考系是（ ）
A
解：“桥流水不流”可以理解为“桥动水不动”，意思就是说桥在运动，水在静止．
A、以水的参照物，则水就是静止的，而桥和水的位置发生了变化，则桥是运动的，与题意相符，故A正确；
B、以桥为参照物，则桥是静止的，而水与桥的位置发生了变化，则水是运动的，与题意不符，故B 错误；
C、以人为参照物，因为人在桥上走，人与桥的位置发生了变化，桥是运动的，而水与人的位置也发生了变化，所以水也是运动的，与题意不符，故C错误；
D、以地面为参照物，地面与桥的位置没有发生变化，桥是静止的，水与地面的位置发生了变化，所以水也是运动的，故D也是错误的．
故选A．
13. 一个小灯泡在3伏的电压下，通过0.25A电流，灯泡所发出的光经聚光后形成很细的光束，沿某个方向直线射出。

设灯泡发出的光波长为6000埃，则每秒钟发出的光子个数为
______个，沿光的传播方向上2m长的光束内的光子为________个[jf23]。

参考答案：
2.26×1018，1.51×1010
三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. （6分）小明在有关媒体上看到了由于出气孔堵塞，致使高压锅爆炸的报道后，给厂家提出了一个增加易熔片（熔点较低的合金材料）的改进建议。

现在生产的高压锅已普遍增加了含有易熔片的出气孔（如图所示），试说明小明建议的物理道理。

参考答案：
高压锅一旦安全阀失效，锅内气压过大，锅内温度也随之升高，当温度达到易熔片的熔点时，再继续加热易熔片就会熔化，锅内气体便从放气孔喷出，使锅内气压减小，从而防止爆炸事故发生。

15. （16分）如图所示，物块A和B通过一根轻质不可伸长的细绳连接，跨放在质量不计的光滑定滑轮两侧，质量分别为m A=2 kg、m B=1 kg。

初始时A静止与水平地面上，B悬于空中。

先将B竖直向上再举高h=1.8 m（未触及滑轮）然后由静止释放。

一段时间后细绳绷直，A、B以大小相等的速度一起运动，之后B恰好可以和地面接触。

取g=10 m/s2。

（1）B从释放到细绳绷直时的运动时间t；
（2）A的最大速度v的大小；
（3）初始时B离地面的高度H。

参考答案：
（1）；（2）；（3）。

试题分析：（1）B从释放到细绳刚绷直前做自由落体运动，有：
解得：
（2）设细绳绷直前瞬间B速度大小为v B，有
细绳绷直瞬间，细绳张力远大于A、B的重力，A、B相互作用，总动量守恒：
绳子绷直瞬间，A、B系统获得的速度：
之后A做匀减速运动，所以细绳绷直瞬间的速度v即为最大速度，A的最大速度为2 m/s。

四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 摩托车先由静止开始以m/s2的加速度做匀加速运动，后以最大行驶速度25 m/s匀速运动，追赶前方以15 m/s的速度同向匀速行驶的卡车．已知摩托车开始运动时与卡车的距离为1000 m，则：
(1)追上卡车前，二者相隔的最大距离是多少？
(2)摩托车经过多长时间才能追上卡车？
参考答案：
17. 如图16所示，一个质量为kg，电荷量q=+1．0×10-5C的带电微粒（重力忽略不计），从静止开始经U1=100V电压加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中，上极板带正电。

金属板长L=20cm，两板间距。

求：
（1）微粒进入偏转电场时的速度是多大?
（2）若微粒射出偏转电场时的偏转角为，则两金属板间的电压U2是多大?
（3）若微粒射出偏转电场又进入一个方向垂直于纸面向里、宽度的匀强磁场区，为使微粒不会由磁场右边界射出，该匀强磁场的磁感应强度B至少多大?
参考答案：
（1）带电微粒经加速电场加速后速度为v1，根据动能定理
2分
=1.0×104m/s 1分
（2）带电微粒在偏转电场中只受电场力作用，做类平抛运动
水平方向： 2分
竖直方向：加速度为a，出电场时竖直方向速度为v2
2分
2分
2分
得：U2 =100V 1分
（3）带电微粒进入磁场做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，微粒不会由磁场右边界射出的临界轨道半径为R，由几何关系知：
即： 2分
设微粒进入磁场时的速度为v/，则：
2分
由牛顿运动定律及运动学规律：
即有：， 2分
得：B=0.2T 1分
若带电粒子不由磁场右边界射出，磁感应强度B至少为0.2T。

18. 如图所示，BCDG是光滑绝缘的圆形轨道，位于竖直平面内，轨道半径为R，下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中．现有一质量为m、
带
正电的小滑块（可视为质点）置于水平轨道上，滑块受到的电场力大小为，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为g．
（1）若滑块从水平轨道上距离B点s=3R的A点由静止释放，滑块到达B点时速度为多大？
（2）在（1）的情况下，求滑块到达C点时的速度大小和受到轨道的作用力大小；
（3）改变s的大小，使滑块恰好始终沿轨道滑行，且从G点飞出轨道，求滑块在圆轨道上滑行过程中的最小速度大小．参考答案：
（1）设滑块到达B点时的速度为v，由动能定理有
而
解
得
（2）设滑块到达C点时速度为，受到轨道的作用力大小为F，则
得：
解
得
（3）要使滑块恰好始终沿轨道滑行，则滑至圆轨道DG间某点，由电场力和重力的合力提供向心力，此时的速度最小（设为v n），则有
解得。