2020-2021学年辽宁省沈阳市郊联体高三（上）期末物理试卷(word版含解析)

2020-2021学年辽宁省沈阳市郊联体高三（上）期末物理试卷
一、本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8-10题有多项符合题目要求，每小题4分，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。
1．（4分）电磁感应现象揭示了电与磁之间的内在联系，根据这一发现，发明了许多电器设备。以下电器中，利用了电磁感应原理的是（　　）
A．变压器
B．白炽灯
C．洗衣机
D．电吹风
2．（4分）假设地球的质量不变，而地球的半径增大到原来半径的2倍，那么从地球发射人造卫星的第一宇宙速度的大小应为原来的（　　）
A．
倍
B．
倍
C．倍
D．2倍
3．（4分）如图所示，一节干电池的电源电动势E＝1.5V，内阻r＝1.0Ω，外电路电阻为R，电压表和电流表均为理想电表，接通电路后，则（　　）
A．电压表读数一定是1.5V
B．电流表读数可能达到2.0A
C．若电阻R＝1.5Ω，则电源的输出功率最大
D．1C的正电荷在电源内从负极移送到正极，非静电力做功为1.5J
4．（4分）下列说法不正确的是（　　）
A．悬浮微粒的布朗运动说明了微粒内部分子做无规则热运动
B．一定量的某种理想气体的内能只与温度有关
C．温度是描述热现象的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相等
D．一定质量的理想气体，从外界吸收热量，其内能可能不变
5．（4分）在三角形ABC的A点和B点分别固定一垂直纸面向外和向里的无限长通电直导线，其电流强度分别为IA和IB，∠BAC＝60°，通电直导线形成的磁场在空间某点处的磁感应强度B＝k，k为比例系数，r为该点到导线的距离，I为导线的电流强度。当一质子（带正电）在C点垂直纸面向外运动时，其受到的洛伦兹力方向在纸面内垂直BC向上，则两直导线的电流强度IA和IB之比为（　　）
A．
B．
C．
D．
6．（4分）如图是一颗质量约为m＝50g子弹射穿一副扑克牌的照片，子弹完全穿过一副扑克牌的时间t约1.0×10﹣4s，子弹的真实长度为2.0cm，子弹接着经时间△t＝10﹣3s进入墙壁，试估算子弹对墙壁的作用力约为（　　）
A．5×103N
B．5×104N
C．5×105N
D．5×106N
7．（4分）如图所示，有一个边界为正三角形的匀强磁场区域，边长为a，磁感应强度方向垂直纸面向里，一个导体矩形框的长为a、宽为，平行于纸面沿着磁场区域的轴线匀速穿越磁场区域，导体框中感应电流的正方向为逆时针方向，以导体框刚进入磁场时为t＝0时刻，则在穿过磁场的过程中，导体框中的感应电流随时间变化的图象是图中的（　　）
A．
B．
C．
D．
8．（6分）如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为20：1，图中电表均为理想电表，R为光敏电阻（其阻值随光强增大而减小），L1和L2是两个完全相同的灯泡。原线圈接入如图所示的正弦交流电压u，下列说法正确的是（　　）
A．若L1的灯丝烧断后，电压表的示数会变小
B．电压表的示数为11V
C．当照射R的光强增大时，电流表的示数变大
D．交流电压的频率为50Hz
9．（6分）光电效应实验中，下列表述正确的是（　　）
A．光照时间越长光电流越大
B．入射光足够强就可以有光电流
C．遏止电压与入射光的频率有关
D．入射光频率大于极限频率才能产生光电子
10．（6分）放射性元素氡（）的半衰期为T，氡核放出一个粒子后变成钋核（），设氡核、钋核和X粒子的质量为m1、m2、m3，下列说法正确的是（　　）
A．该过程的核反应方程式是→+
B．发生一次核反应释放的核能为
C．1g氡经2T时间后，剩余氡原子的质量为0.5g
D．钋核的比结合能比氡核的比结合能大
二、本题共5小题，共54分。用黑色笔写在答题卡指定位置上。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案的不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
11．（6分）某同学利用图甲所示装置测量木块与水平长木板间的动摩擦因数。轻绳在重物的带动下牵引木块做匀加速直线运动。请回答下列问题：
（1）某次实验中，按正确操作得到纸带的一部分如图乙所示，打点计时器打下相邻两点的时间间隔为T，B、C两点的距离x1和D、E两点的距离x2已测出，根据图乙可得重物的加速度大小a＝　
　；
（2）若测得重物、木块的质量分别为m和M，重物的加速度大小为a，重力加速度大小为g，则木块与长木板间的动摩擦因数可表示为μ＝　
　；
（3）由于空气阻力和打点计时器打点时振针与纸带间阻力的影响，测得木块与长木板间的动摩擦因数（与真实值相比）　
　（选填“偏大”、“偏小”或“不受影响”）。
12．（8分）某同学为了较精确地测量某一节干电池的电动势和内阻，实验室准备了下列器材：
A．待测干电池E（电动势约为1.5V，内阻约为1Ω）
B．电流表G（满偏电流3.0mA，内阻为100Ω）
C．电流表A（量程0～0.6A，内阻约为1Ω）
D．滑动变阻器R1（0～10Ω，额定电流为2A）
E．滑动变阻器R2（0～1kΩ，额定电流为1A）
F．定值电阻R0（阻值为900Ω）
G．开关一个，导线若干
（1）为了能比较准确地进行测量，同时还要考虑操作的方便，实验中滑动变阻器应选　
　。
（2）根据题意在图1中画出该实验所需要的电路图并标所选器材的代码。
（3）如图2所示，是某同学根据正确的实验得到的数据作出的图线，其中，纵坐标I1为电流表G的示数，横坐标I2为电流表A的示数，由图可知，被测干电池的电动势为　
　V，内电阻为　
　Ω（结果都保留两位有效数字）
13．（10分）如图所示，透热的汽缸内封有一定质量的理想气体，缸体质量M＝200kg，活塞质量m＝10kg，活塞横截面积S＝100cm2．活塞与汽缸壁无摩擦且不漏气。此时，缸内气体的温度为27℃，活塞位于汽缸正中，整个装置都静止。已知大气压恒为p0＝1.0×105Pa，重力加速度为g＝10m/s2．求：
（1）汽缸内气体的压强p1；
（2）汽缸内气体的温度升高到多少时，活塞恰好会静止在汽缸缸口AB处？
14．（12分）如图所示，质量M＝1kg且足够长的木板静止在水平面上，与水平面间动摩擦因数μ1＝0.1．现有一质量m＝2kg的小铁块以v0＝3m/s的水平速度从左端滑上木板，铁块与木板间动摩擦因数μ2＝0.2．重力加速度g＝10m/s2．求：
（1）铁块刚滑上木板时，铁块和木板的加速度分别多大？
（2）木板的最大速度多大？
（3）从木板开始运动至停止的整个过程中，木板与地面摩擦产生的热量是多少？
15．（18分）如图所示，在平面坐标系xOy内，第Ⅱ、Ⅲ象限内存在沿y轴正方向的匀强电场，第Ⅰ、Ⅳ象限内存在半径为L的圆形边界匀强磁场，磁场圆心在M（L，0）点，磁场方向垂直于坐标平面向外。带电量为q、质量为m的一带正电的粒子（不计重力）从Q（﹣2L，﹣L）点以速度v0沿x轴正方向射出，恰好从坐标原点O进入磁场，从P（2L，0）点射出磁场.求：
（1）电场强度E的大小；
（2）粒子在磁场中运动的时间；
（3）磁感应强度B的大小。
2020-2021学年辽宁省沈阳市郊联体高三（上）期末物理试卷
试题解析
一、本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8-10题有多项符合题目要求，每小题4分，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。
1．【解答】解：A、变压器是利用电磁感应现象中的互感现象来改变电压的，故A正确；
B、白炽灯泡则是通电后电流做功，从而发热，故B错误；
C、洗衣机是利用电动机将电能转化为机械能的，没有涉及电磁感应现象的应用，故C错误；
D、电吹风是通电后电动机转动将风吹出，所以没有利用电磁感应原理，故D错误；
故选：A。
2．【解答】解：地球的第一宇宙速度是卫星在近地圆轨道上的环绕速度，即轨道半径为地球半径的环绕速度，则由＝m得：v＝
所以第一宇宙速度是，R为地球半径。地球半径增大到原来的2倍，所以第一宇宙速度（环绕速度）大小应为：v'＝，即为原来的倍。故B正确，ACD错误。
故选：B。
3．【解答】解：A、分析电路结构可知，电压表测量路端电压，电源电动势为1.5V，则电压表读数小于1.5V，故A错误；
B、外电阻和内电阻串联，根据闭合电路欧姆定律得：I＝＜＝＝1.5A，故B错误；
C、外电阻等于内阻时，即R＝1.0Ω时，电源的输出功率最大，故C错误；
D、根据电动势的定义可知，电动势为1.5V，表明1C的正电荷在电源内从负极移送到正极非静电力做的功为1.5J，故D正确。
故选：D。
4．【解答】解：A、布朗运动是固体小颗粒的无规则运动，反映了液体分子不停息地做无规则热运动，故A错误；
B、理想气体分子间无分子势能，理想气体的内能只与温度有关，故B正确；
C、根据热力学第零定律，温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同，故C正确；
D、一定质量的理想气体从外界吸收热量可能同时对外做功，根据热力学第一定律，内能可能不变，故D正确；
此题选错误选项，故选：A。
5．【解答】解：质子受力方向向上，则根据左手定则可知，合磁场方向向右
根据安培定则分别表示两导线在C点形成的场强如图所示；
根据平行四边形定则可知：＝，因B＝k，且rB＝BC；rA＝AC＝BC；
联立可得：＝，故D正确，ABC错误；
故选：D。
6．【解答】解：子弹的速度：v＝＝＝200m/s
与墙作用过程受墙的作用力为F：F＝＝＝﹣5×104N
由牛顿第三定律可在对墙的作用力约为5×104N
则B正确，ACD错误
故选：B。
7．【解答】解：A、由右手定则可知，线框进入磁场过程与离开磁场过程感应电流方向相反，故A错误；
BCD、由图示可知，线框进入开始进入磁场的一段时间内，切割磁感线的有效长度L不变，电流I＝＝大小不变，当线框右边部分穿出磁场过程，切割磁感线的有效长度L减小，感应电流减小，线框右边完全离开磁场后，线框左边完全进入磁场，然后线框左边切割磁感线，感应电流反向，此后一段时间内，线框切割磁感线的有效长度L不变，感应电流大小不变，线框左边离开磁场过程，线框切割磁感线的有效长度L减小，感应电流减小，故BC错误，D正确。
故选：D。
8．【解答】解：A、当L1的灯丝烧断后，变压器的输入电压不变，根据，输出电压也不变，故电压表读数不变，故A错误；
B、原线圈接入电压的最大值是220V，所以原线圈接入电压的有效值是U＝220V，理想变压器原、副线圈匝数比为20：1，所以副线圈电压是11V，所以V的示数为11V，故B正确；
C、R阻值随光强增大而减小，根据I＝知副线圈电流增加，副线圈输出功率增加，根据能量守恒定律，所以原线圈输入功率也增加，原线圈电流增加，所以A的示数变大，故C正确；
D、原线圈接入如图乙所示，T＝0.02s，所以频率为f＝＝＝50Hz，故D正确；
故选：BCD。
9．【解答】解：A、光电流的大小与光照时间无光，与光的强度有关。故A错误。
B、发生光电效应的条件是入射光频率大于极限频率，入射光强，不一定能发生光电效应。故B错误。
C、根据光电效应方程Ekm＝eUc＝hγ﹣W0，知遏止电压与入射光的频率有关。故C正确。
D、发生光电效应的条件是入射光频率大于极限频率。故D正确。
故选：CD。
10．【解答】解：A、根据质量数守恒可知，X的质量数是222﹣218＝4，电荷数是：86﹣84＝2，所以该过程的核反应放出是→+，故A正确；
B、该核反应的过程中释放能量，有质量亏损，所以发生一次核反应释放的核能为E＝（m1﹣m2﹣m3）c2，故B错误；
C、1g氡经2T时间后，剩余氡原子的质量为：＝0.25g，故C错误；
D、该核反应的过程中释放能量，有质量亏损，所以钋核的比结合能比氡核的比结合能大，故D正确；
故选：AD。
二、本题共5小题，共54分。用黑色笔写在答题卡指定位置上。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案的不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
11．【解答】解：（1）由匀变速直线运动的推论：△x＝aT2可知：
DE﹣BC＝x2﹣x1＝DE﹣CD+CD﹣BC＝aT2+aT2＝2aT2，
重物的加速度：a＝
（2）对重物和木块组成的系统，由牛顿第二定律得：
mg﹣μMg＝（M+m）a
解得：μ＝﹣
（3）设空气阻力和打点计时器打点时振针与纸带间阻力的合力为f，
对重物和木块组成的系统，由牛顿第二定律得：
mg﹣μMg﹣f＝（M+m）a
解得：μ＝﹣，由于忽略f，测得木块与长木板间的动摩擦因数偏大
故答案为：（1）；（2）﹣；（3）偏大。
12．【解答】解：（1）电源电动势为1.5V较小，电源的内阻较小，为多次几组实验数据，方便实验操作，应选最大阻值较小的滑动变阻器，因此滑动变阻器应选D，
（2）上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，将电流表G与定值电阻R0串联，改装成电压表，用电流表A测电路电流，滑动变阻器R1串联接入电路，实验电路图如图所示。
（3）根据欧姆定律和串联的知识得电源两端电压为：U＝I1（900+100）＝1000I1，
根据图象与纵轴的交点得电动势为E＝1.4mA×1000Ω＝1.4V，
与横轴的交点可得出路端电压为1.0V时电流是0.6A，
由闭合电路欧姆定律E＝U+Ir可得，电源内阻r＝＝≈0.67Ω；
故答案为：（1）D；（2）电路图如左图所示；（3）1.4；0.67。
13．【解答】解：（1）以汽缸为研究对象，受力分析如图所示：
列平衡方程：Mg+p0S＝p1S，
代入数据解得：p1＝3.0×105
Pa。
（2）设缸内气体温度升到t2时，活塞恰好会静止在汽缸口。
该过程是等压变化过程，由盖﹣吕萨克定律得：
即：
解得：t2＝327℃。
答：（1）汽缸内气体的压强为3.0×105
Pa。
（2）汽缸内气体的温度升高到327℃时，活塞恰好会静止在汽缸缸口AB处。
14．【解答】解：（1）设铁块和木块的加速度大小分别a1和a2，对铁块受力分析，由牛顿第二定律可得：μ2mg＝ma1，
代入数据解得：a1＝2m/s2
对木板同理可得：μ2mg﹣μ1（m+M）g＝Ma2，a2＝1m/s2
故铁块和木板的加速度大小分别为2m/s2和1m/s2．
（2）铁块先向右减速，木板向右加速，两者速度相等后，又一起向右减速，直到静止．设木板从开始运动到速度最大时所需时间为t，最大速度为v，由运动学公式可知：
v＝v0﹣a1t
v＝a2t
两式联立可得：t＝1s，v＝1m/s
故木板的最大速度为1m/s．
（3）设铁块和木板速度相等前，木板位移x1；一起减速段的加速度大小a3，位移x2，则由运动学公式可知：
a3＝μ1g＝1m/s2
x1＝vt＝0.5m
x2＝v2/2a3＝0.5m
即木板的总位移：x＝x1+x2＝1m
故木板与地面摩擦产生的热量：Q＝μ1（m+M）gx＝3J
答：（1）铁块刚滑上木板时，铁块和木板的加速度大小分别为2m/s2和1m/s2．
（2）木板的最大速度为1m/s．
（3）从木板开始运动至停止的整个过程中，木板与地面摩擦产生的热量是3J．
15．【解答】解：粒子在电场中做类平抛运动，在磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示；
（1）粒子在电场中做类平抛运动，
x轴方向：2L＝v0t，
y方向：L＝at2＝t2，
解得，电场强度：E＝；
（2）设粒子到达坐标原点时竖直分速度为vy，
粒子在电场中做类似平抛运动，
x方向：2L＝v0t
y方向：L＝t
联立解得：vy＝v0，t＝，
设粒子到达0点时速度为v，方向与x轴夹角为α
则tanα＝，解得：α＝45°，
v＝，解得v＝v0
（2）粒子在磁场中做圆周运动的周期：T＝，
粒子在磁场中的运动时间：
t＝T＝T
解得：t＝
（3）离子进入磁场做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，
由牛顿第二定律得：qvB＝m，
由几何关系得：r＝L，
解得：B＝；
答：（1）电场强度E的大小为；
（2）粒子在磁场中运动的时间为；
（3）磁感应强度B的大小为。