【文档说明】河北省张家口市2021届高三上学期期末考试物理试卷【精准解析】.doc，共(22)页，1.563 MB，由小赞的店铺上传

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张家口市2020～2021学年度第一学期期末教学质量监测高三物理一、单项选择题:本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.一辆质量为2.0×103kg的汽车在平直公路上行驶，它的加速度与位移关系图像如图所示，在0～8m

过程中汽车增加的动能为（）A.1.2×104JB.2.4×104JC.3.6×104JD.4.8×104J【答案】B【解析】【分析】【详解】由动能定理可得，增加的动能为k==WmaxE合再根据图象的面积关系，可得3412.010(4

8)2J2.410J2E=+=故选B。2.氢原子能级示意图如图所示。光子能量在1.63eV~3.10eV光为可见光。要使大量处于n=2能级的氢原子被激发后可辐射出两种可见光光子，氢原子吸收的能量为（）-2

-A.1.89eVB.2.55eVC.10.2eVD.12.09eV【答案】B【解析】【分析】【详解】由题意可知，当处于n=2能级的氢原子被激发后，若变成n=4能级的氢原子，由于氢原子不稳定，可辐射出两种可见光

光子。则氢原子吸收的能量为420.85eV(3.40eV)2.55eVEEE=−=−−−=故ACD错误，B正确。故选B。3.如图所示，长木板放在水平地面上，一人站在木板上通过细绳向左上方拉木箱，三者均保持静止状态，已知细绳的拉力为F，细绳与水平面夹角为30°，长木板、人与木箱质量均为m，重

力加速度为g，下列说法正确的是（）A.长木板对地面的压力大于3mgB.地面对长木板的摩擦力水平向右C.长木板对人的摩擦力等于32FD.人和木箱受到的摩擦力相同-3-【答案】C【解析】【分析】【详解】A.选长木板、人与木箱整体为研究对象，长

木板对地面的压力等于3mg，A错误；B.选长木板、人与木箱整体为研究对象，整体无运动趋势，地面对长木板没有摩擦力，B错误；C.取人为研究对象，由平衡条件得f3cos302FFF==oC正确；D.木箱受到的摩擦力向右，人受到的摩擦力向左，人和木箱受到的摩擦力大小相等

，方向相反，D错误。故选C。4.如图所示，在水平面上固定一倾角θ=30°光滑斜面，斜面底端固定一挡板C，两个质量均为m的物块A、B用轻弹簧相连，静止在斜面上。现用一平行于斜面向上的拉力F拉物块A，在物块B恰好离开挡板C的瞬间撤去力F，重

力加速度为g，则撤去力F的瞬间（）A.物块A的加速度为零B.物块A的加速度为2g，方向沿斜面向下C.物块B的加速度为2g，方向沿斜面向上D.物块B的加速度为零【答案】D【解析】【分析】【详解】撤去力F前，弹簧的弹力为-4-sinkxmg=撤去力F的瞬间Bsinkxmgma−=A

sinkxmgma+=解得B0=，Aag=，方向沿斜面向下故选D。5.如图所示，一理想变压器原线圈连接正弦交流电源、电阻R1和电流表A1，副线圈连接电压表V、电流表A2和滑动变阻器R2，电路中电表均为理想电表，将

滑动变阻器R2的滑片向下滑动过程中，下列说法正确的是（）A.电压表V示数不变B.电流表A1示数变小C.电流表A2示数变小D.电流表A1与电流表A2示数比值不变【答案】D【解析】【分析】【详解】将变压器、R1、电流表A1及电源等效成一个

有内阻的电源，而电流表A2、电压表和R2为外电路，当滑动变阻器R2的滑片向下滑动过程中，相当于外电路的电阻减小，电压表的示数减小，电流表A2的示数变大，由于1221InIn=电流表A1与电流表A2示数比值不变，因此电流表A1示数也变大，ABC错误，D正确。故选D。-5-6.“嫦娥五号”在月球

最大的月海风暴洋北缘的吕姆克山附近登陆，采集到月球土壤样品后，于2020年12月17日成功带回地球供科学家研究。嫦娥五号从月球返回时，先绕月球做圆周运动，再变轨返回地球。已知地球与月球的半径之比为4:1，地球表面和月球表面的重力加速度之比为

6:1，地球的第一宇宙速度为7.9km/s，则从月球表面发射嫦娥五号的最小速度约为（）A.1.6km/sB.6.4km/sC.7.9km/sD.38km/s【答案】A【解析】【分析】【详解】根据万有引力定律，可得

22==MmvGmmgRR解得，星球表面发射的最小速度约为vgR=则月球表面发射嫦娥五号的最小速度约为1111===1.6km/s642424vgRgRgRv=月月地地地地地故选A。7.一边长为L、质量分布均匀的正方形板ABCD重为G，现将此板的右下方裁去边长为

2L的小正方形。如图所示用悬线系住此板的A点，始时使AB边处于水平位置，悬线处于绷直状态，现将此板从图示位置由静止释放，则板从开始运动直至静止的过程中，板克服阻力所做的功为（）-6-A2122GL−B.2144GL−C

.52588GL−D.5251616GL−【答案】D【解析】【分析】【详解】如图所示：设将板的右下方裁去边长为2L的小正方形后，板的重心在AO的连线上点E处，由杠杆平衡原理可知321444GOELG=解得：212OEL=-7-将此板从图示位置由静止释

放，则板从开始运动直至静止的过程中，重心下降的高度为2222525(1)(1)()()222121212hAEEGAELL=−=−=−−=−由能量守恒定律可知，板克服阻力所做的功等于板减小的重力势能，为33525525()()

4412121616pEGhGLGL==−=−故选D。二、多项选择题:本题共3小题，每小题6分，共8分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求的，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.如图所示，xOy坐标系内，第一象限存在水平向左的匀强电场。第二象限

存在竖直向下的匀强电场，y轴上c点和x轴上d点连线为电场的下边界。相同的带电粒子甲、乙分别从a点和b点由静止释放，两粒子均从c点水平射入第二象限，且均从c、d连线上射出，已知ab=bc，下列说法正确的是（）A.带电粒子甲、乙在c点速度之比为2:1B.带

电粒子甲、乙在c点速度之比为2:1C.带电粒子甲、乙在第二象限电场内的位移比为2:1D.带电粒子甲、乙在第二象限射出电场时速度方向相同【答案】BD【解析】【分析】【详解】AB．相同的带电粒子甲、乙分别从a

点和b点由静止释放，两粒子均从c点水平射-8-入第二象限，且均从c、d连线上射出，已知ab=bc，由22tvax=可得带电粒子甲、乙在c点速度之比为:21vv=甲乙:故A错误，B正确；C．甲乙两粒子从c点水平射入第二象限，由平抛运动知识可知0xvt=①

设位移与水平方向夹角为θ，甲乙两粒子位移与水平方向的夹角θ相同200tan22yatatxvtv===②0tantanyxvt==③综合①②③可得222202tan1tansxyva+=+=由B可知，

带电粒子甲、乙在第二象限电场内的位移比为2︰1，故C错误；D．设速度方向与水平方向夹角为α0tanatav=tan2tana=甲、乙在第二象限射出电场时速度方向与水平方向夹角α相同，故D正确。故选BD。

9.河北省张家口市风电装机容量累计突破了千万千瓦。草原天路景区风力发电机如图所示，风力带动叶片转动，叶片再带动转子（磁极）转动，使定子（线圈不计电阻）中产生电流，实现风能向电能的转化。已知叶片长为l，风速为v，空气的密

度为ρ，空气遇到叶片旋转形成的圆面后一半减速为零，一半原速率穿过，下列说法正确的是（）-9-A.一台风力发电机获得风能的功率为2312lvB.一台风力发电机获得风能的功率为2314lvC.空气对一台

风力发电机的平均作用力为2212lvD.空气对一台风力发电机的平均作用力为2214lv【答案】BC【解析】【分析】【详解】AB．建立一个“风柱”模型如图所示风柱的横截面积为叶片旋转扫出的面积2Sl=经过t风柱长度xvt=所

形成的风柱体积2Vlvt=风柱的质量-10-2mVlvt==根据动能定理，风力在这一段位移做的功22223k1112241122WEmvlvtvlvt====风柱的功率，即一台风力发电机获得风能的功率为2314WPtlv=

=故A错误，B正确；CD．根据动量定理可得212Ftmvlvtv==解得2212Flv=故C正确，D错误；故选BC。10.如图所示，一个带正电粒子，从静止开始经加速电压U1加速后，水平进两平行金属板间的偏转电场中

，偏转电压为U2，射出偏转电场时以与水平夹角为θ的速度进入金属板右侧紧邻的有界匀强磁场，虚线为磁场的左边界，场范围足够大，粒子经磁场偏转后又从磁场左边界射出，粒子进入磁场和射出磁场的位置之间的距离为l，下列

说法正确的是（）A.只增大电压U1，θ变大B.只增大电压U2，θ变大C.只增大电压U1，距离l变大D.只增大电压U2，距离l变大【答案】BC【解析】-11-【分析】【详解】AB．粒子先加速运动后做类平抛运动2

1012qUmv=0tanyvv=yvat=2qUamd=0Ltv=解得21tan2ULUd=，只增大电压U2，θ变大，B正确，只增大电压U1，θ变小，A错误；CD．在磁场中做匀速圆周运动2vqvBmr=cos2lr=0co

svv=21012qUmv=解得122mqUlqB=，只增大电压U1，距离l变大，C正确，只增大电压U2，距离l不变，D错误。故选BC。三、非选择题:本题共6小题，共54分。第1～14题为必考题，每个试题考生都必-12-须作答。第15、16题为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题:共42

分。11.某同学设计了如图甲所示的实验装置来“验证机械能守恒定律”，通过电磁铁控制的小铁球从A处自由下落，光电门连接计时器可记录下小铁球的直径经过光电门B时的挡光时间t。小铁球的质量m=4×10-3kg、直径为d，重力加速度g=9.8m/s2。(1)用游标卡尺测量小铁球的直径。如图乙所

示，其直径d=______mm；(2)当光电门B与A间距为0.22m时，挡光时间t=5×10-3s，则小球过光电门B时的动能Ek=______J，小铁球由A到B减少的重力势能Ep=______J，在误差允许范围内，小铁球机械能守恒。（计算结果保留三位有效数字）【答案】(

1).10.15(2).8.24×10-3(3).8.62×10-3【解析】【分析】【详解】(1)[1]由图示游标卡尺可知，游标尺为20分度，故精度为0.05，主尺读数为10mm，游标尺读数为0.05×3mm=0.15mm其示数为10mm+0.15mm=10

.15mm(2)[2]小球过光电门B时的动能为223233k311110.15104108.2410J222510BdEmvmt−−−−====[3]小铁球由A到B减少的重力势能为33p9.80.22418.62J0

10Emgh−−===-13-12.简易多用电表的电路图如图所示，表头G的满偏电流为300μA，内阻为70Ω。R1=10Ω，R2=20Ω，R3=1400Ω，E=1.5V，电源内阻忽略不计。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有4个挡位。

(1)挡位调至“1”挡，表头满偏时，流经A端和B端的电流为______mA；挡位调至“2”挡，表头满偏时，流经A端和B端的电流为______mA；(2)挡位调至“4”挡，表头满偏时，A、B两端电压为3V，则电阻R4=______Ω；(3)挡位调至“3”挡时，该挡位为欧姆挡“×1k”挡位，欧姆调零

后，电阻R5=______Ω。【答案】(1).3(2).1(3).2979(4).79【解析】【分析】【详解】（1）[1]挡位调至“1”挡，电表内部结构，表头与R2串联，再与R1并联，表头满偏212()GgRRgUUIRRU=+=+通过R

1电流111RRUIR=则13mABgRAIII=+=[2]挡位调至“2”挡，电表内部结构，R2与R1串联，再表头并联，表头满偏1212gggUIRIRRRR==++串则-14-'1mAABgIII=+=串（2）[3]挡位调至“4”挡，电表内部结构，R2与R1串

联，再表头并联，再与R4串联，表头满偏，则干路上电流为'1mAABII==干则R2与R1串联与表头并联电路两端的电压'ggUIR=R4两端的电压4'ARBUUU=−则电阻R4442979ΩRRIU==干（3）[4]挡位调至“3”挡时，电表内部结构，R2与R1串联，再表头并联，再与内部电源R

3、R5串联，欧姆调零后，表头满偏，则干路上电流为'1mAABII==干则R3、R5串联两端的电压35ggUEIR=−则有3535RIRU+=干解得579ΩR=13.如图所示，固定在水平面上两根相距L=0.8m的光滑金属导轨，处于竖直向下、磁感应强度大小B=0.5T的匀强磁场中，导轨电阻不计且足够

长。金属棒a、b的质量均为m=1kg、电阻均为R=0.1Ω，金属棒静置在导轨上且与导轨接触良好。现给a一个平行导轨向右的瞬时冲量I=4N·s，最终两金属棒运动状态稳定且未发生碰撞，运动过程中金属棒始终与导轨垂直，忽略感应电流对磁场的影响，求整个过程中:(1)金属棒a产生的焦耳热；-15-(2)通

过金属棒a的电荷量；(3)金属棒a、b之间的距离减少多少。【答案】(1)2J；(2)5C；(3)2.5m【解析】【分析】【详解】(1)由动量定理得I=mv0解得v0=4m/s整个过程动量守恒mv0=2mv1解得v1=2m/s根据能量守恒220111=222mvmvQ+金属

棒a产生的焦热Qa=12Q=2J(2)对b，由动量定理得10BILtmv=−而qIt=-16-解得q=5C(3)根据Et==2EIRqIt=2BLxqR=解得△x=2.5m14.如图所示，空间中存在水平向右，场强大小E=5×103N/C的匀强电场。水平皮带BC的左端与

水平面AB平滑相切于B点，右端与一个半径为R的光滑14圆弧轨道CD水平相切于C点。AB=BC=R=1m，皮带顺时针转动，速率恒为v=5m/s。现将一质量m=0.5kg、带正电且电荷量q=1×10-3C的小滑块，从A点由静止释放，小滑块与AB段和B

C段的动摩擦因数均为μ=0.2，取g=10m/s2。求:(1)滑块运动到水平面右端B点时的速度大小；(2)小滑块运动到圆弧轨道底端C点时所受的支持力大小；(3)小滑块对圆弧轨道CD压力的最大值。（2取1.4）【答案】(1)4m/s；(2)22.5N；(3)28.5N【解析】【分析】【详解】(1

)AB段，由动能定理2102ABABBEqxmgxmv−=−-17-解得vB=4m/s(2)小滑块滑上传送带，传送带速度大于滑块速度，摩擦力向右，由牛顿第二定律Eq+μmg=ma1解得a1=12m/s2加速到与传送带共速22112Bvvax−

=解得x1=0.375m小滑块速度大于传送带速度后，摩擦力水平向左，由牛顿第二定律Eq－μmg=ma2得a2=8m/s2由22212()CBCvvaxx−=−解得35Cv=m/s且2NCCvFmgmR−=解得FNC=22.5N(3)由于Eq=mg等效重力22()(

)2mgEqmgmg=+=当滑块从C点开始沿圆弧运动的弧长对应的圆心角θ=45时，对轨道压力最大，则-18-2NvFmgmR−=由动能定理2211(1cos45)22CmgRmvmv−=−解得FN=28.5N根据牛顿第三定律FN′=28.5N

（二）选考题:共12分。请考生从2道物理题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。15.如图所示，一定质量的理想气体经历了A→B→C的状态变化，下列说法正确的是（）A.A→B过程中，外界对气体做正功600JB.A→B过程中，气体放出热量与

外界对气体做功相等C.B、C两状态，气体内能相等D.B→C过程中，气体吸收热量与气体对外界做功相等E.A→B→C整个过程中，外界对气体做功之和为零【答案】ACD【解析】【分析】【详解】A．A→B过程中，外界

对气体做正功431510410J=600JWpV−==选项A正确；B．A→B过程中，温度降低，内能减小，则气体放出热量大于外界对气体做功，选项B错误；C．B、C两状态，气体的pV乘积相等，则气体温度相等，内能相等，选项C正确；-19-D．B→C过

程中，内能不变，体积变大，对外做功，则气体吸收热量与气体对外界做功相等，选项D正确；E．A→B→C整个过程中，外界对气体做功之和等于图形ABCA包含的面积大小，不为零，选项E错误。故选ACD。16.如图所示，竖直放置导热良好的气缸缸体质量m=10kg，轻质活塞横截面积S=5×10

-3m2，活塞上部的气缸内封闭一定质量的理想气体，活塞的下表面与劲度系数k=2.5×103N/m的弹簧相连，活塞不漏气且与气缸壁无摩擦。当气缸内气体温度为27℃时，缸内气柱长l=50cm，气缸下端边缘距水平地面10l。已知大气压强p0=1.0×105Pa，g取10m/s2，则:①

当缸内气体温度缓慢降低到多少K时，气缸下端边缘刚好接触地面?②当缸内气体温度缓慢降低到多少K时，弹簧恢复原长?【答案】①270K；②205K【解析】【分析】【详解】①气缸下端边缘恰好接触地面前，弹簧长

度不变，气缸内气体压强不变，气体发生等压变化1210llSlSTT−=解得T2=270K②初态弹簧压缩kx=mg-20-解得x=0.04m初态气体压强，根据p1S=mg+p0S解得p1=1

.2×105Pa末态气体压强为p0，由理想气体状态方程011310lplxSplSTT−−=解得T3=205K17.如图所示为一波源在原点且沿x轴传播的双向简谐横波在t=0时刻的波形图，在此后2s内质点A通过的路程为16cm，下列说法正确的是（）A

.该波的周期为1sB.该波的波速为2m/sC.A、B两点运动状态相同D.A、B两点速度大小相等、方向相反E.经过相同时间，A、B两点经过的路程相等【答案】ADE【解析】【分析】【详解】A．此后2s内质点A

通过的路程为16cm，由质点一个周期内路程为4个振幅的长度可知质点走过的路程为8个振幅的长度，因此运动时间为两个周期，该波的周期为1s，选项A正确；-21-B．该波的波速为4m/s=4m/s1vT==选项B错误；CD．A、B两点距离波源的距离分别为4和34，则运动状

态相反，A、B两点速度大小相等、方向相反，选项C错误，D正确；E．A、B两点都是从平衡位置开始振动，则经过相同时间，A、B两点经过的路程相等，选项E正确。故选ADE。18.一半径为R的玻璃球体的截面图如图所示，O为球心，AB为直径。一束单色光从D点射入球体，入射方向与AB平行，光线射入球体后

经过B点，已知∠ABD=30，光在真空中的传播速度为c，求:①此球体玻璃的折射率；②从D射入玻璃球后经过一次反射再射出的光线，在玻璃球中传播的时间。【答案】①n=3；②6Rtc=【解析】【分析】【详解】①此球体玻璃的

折射率sin60sin30n=解得n=3②光线从D射入玻璃球后经过一次反射再射出经过的路程由几何关系得22cos3023lRR==-22-光在玻璃中传播速度cvn=，所用时间llntvc==解得6Rtc=