北京市朝阳区2021届高三上学期期末考试 物理试题(含答案)

物理试题

一、选择题

1. 如图所示，两个水平推力F1、F2(F1F2)作用在质量为m的物块上，物块在水平面上向右做匀速直线运动，则物块与水平面间的动摩擦因数为（ ）

F1F2F1F2F1F2A. B. C. D.

mgmgmgmg【答案】D

【详解】物体向右匀速运动，则受力平衡，则F1F2mg 解得=故选D。

2. 真空中有两个等量异号点电荷，电量均为q，相距为r，设静电力常量为k，则在两个点电荷连线中点处，电场强度的大小和方向是（ ） A 2kq/r2，指向正电荷 C 8kq/r2，指向正电荷 【答案】D

【详解】根据点电荷场强公式，正负电荷单独存在时在该点产生的场强大小相等，为：

B. 2kq/r2，指向负电荷 D. 8kq/r2，指向负电荷

F1F2 mgkq4kq＝2rr；正负电荷单独存在时在该点产生的场强方向也相同，故合场强为()228kqE＝E++E−＝2，方向由正电荷指向负电荷；故选D．

r E＝E＝

3. 一小物块从粗糙的斜面底端，以平行于斜面的初速度v0沿斜面向上运动，则（ ） A. 斜面的倾角越小，物块上升的高度越大 B. 斜面的倾角越大，物块上升的高度越大

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C. 物块的质量越小，上升的高度越大 D. 物块的质量越大，上升的高度越大 【答案】B

【详解】设物体的质量为m，斜面的倾角为α，动摩擦因数为μ，上升的高度为h。

根据动能定理得mghmgcoshh10mv02 则得 cos 2g1sin2sinv02可见，α越大，h越大，h与物块的质量无关。 故B正确，ACD错误。 故选B。

4. 甲、乙两个小球，大小相同，由于材料不同，甲球的质量比乙球的质量大。现以相同的初速度同时将它们竖直上抛，设运动中它们受到的空气阻力大小不变且相等，下列说法中正确的是（ ） A. 甲球上升的高度比乙球上升的高度大 B. 甲球上升的高度比乙球上升的高度小 C. 甲、乙两球上升的高度相等 D. 条件不足，无法比较两球的上升高度 【答案】A

【详解】根据牛顿第二定律得，加速度amgffg mmv02 因为甲球的质量大，则甲球的加速度小，根据h2a知，甲球上升的高度比乙球上升的高度大。故A正确，BCD错误。 故选A。

5. 如图所示，金属杆MN水平固定于线圈上方，杆的两端接有导线。MN与线圈轴线处于同一竖直平面内，现将四个接线柱a、b和c、d分别与直流电源的正、负极相接，下列说法中正确的是（ ）

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A. MN将受到平行于纸面竖直向上或向下的安培力

B. 将a、d接电源的正极，b、c接电源的负极，MN将受到垂直于纸面向外的安培力 C. 将a、d接电源的负极，b、c接电源的正极，MN将受到垂直于纸面向外的安培力 D. 将a、c接电源的负极，b、d接电源的正极，MN将受到垂直于纸面向外的安培力 【答案】D

【详解】A．根据左手定则可知，MN将受到的安培力垂直于纸面向里或向外，故A错误；

B．将a、d接电源的正极，b、c接电源的负极，根据左手定则，由此可判断MN向里运动，故B错误； C．将a、d接电源的负极，b、c接电源的正极，由此可判断MN向里运动，故C错误； D．将a、c接电源的负极，b、d接电源的正极，由此可判断MN向外运动，故D正确。 故选D。

6. 如图所示，正离子束以正对着荧光屏上的坐标原点O的水平速度v0先后通过沿竖直方向的匀强电场E和匀强磁场B，最后打在荧光屏的第Ⅲ象限中，则电场E和磁场B的方向是（ ）

A. E竖直向上，B竖直向上 B. E竖直向下，B竖直向下 C. E竖直向上，B竖直向下 D. E竖直向下，B竖直向上 【答案】D

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【详解】由题意及可知，正离子在电场中受力应向下，故电场方向竖直向下，而粒子在磁场作用下向x轴负方向偏转，根据左手定则知，磁场方向竖直向上。 故选D。

7. 第一次用水平恒力F作用在物体A上，物体由静止开始沿光滑水平面运动，物体的位移为s时，物体的动能为Ek1，在这个过程中力F对物体做功为W1，第二次仍用同样大小的力F平行于斜面作用在静止于光滑斜面底端的同一物体A上，物体沿斜面向上运动，物体在斜面上的位移为s时，物体的动能为Ek2，在这个过程中力F对物体做功为W2，下列判断正确的是（ ） A. W1W2，Ek1Ek2 B. W1W2，Ek1Ek2 C. W1W2，Ek1Ek2 D. W1W2，Ek1Ek2 【答案】C

【详解】两种情况下，力F和位移s均相同，根据W=Fs可知W1W2 第一次由动能定理W1Ek1 第二次W2-mghEk2 则Ek1Ek2 故选C。

8. 如图所示，长直导线和矩形线框abcd在同一平面内，直导线中通过恒定电流，电流方向竖直向上。现使线框由位置I向右先加速后减速平动到位置II，在线框的运动过程中（ ）

A. 线框中先产生顺时针方向的感应电流，后产生逆时针方向的感应电流 B. 线框中先产生逆时针方向的感应电流，后产生顺时针方向的感应电流 C. 线框中一直产生顺时针方向的感应电流

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D. 线框中一直产生逆时针方向的感应电流 【答案】C

【详解】由安培定则，线框所在处的磁场垂直纸面向里，线框向右运动，磁通量减小，由楞次定律得，线框中一直产生顺时针方向的感应电流，C正确，ABD错误。 故选C。

9. 2003年10月15日我国成功发射“神舟”五号飞船，飞船发射升空后，进入的是距地表面近地点高度约为200km、远地点约343km的椭圆轨道。“神州”五号在椭圆轨道飞行时的速度（ ） A. 总大于第一宇宙速度 B. 总小于第一宇宙速度

C. 在近地点大于第一宇宙速度，在远地点小于第一宇宙速度 D.

近地点小于第一宇宙速度，在远地点大于第一宇宙速度

【答案】C

【详解】过近地点做该轨道的内切圆1，由于近地点的高度200km远小于地球半径，那么在轨道1上运行的速度为第一宇宙速度，“神州”五号在椭圆轨道近地点时的速度一定大于第一宇宙速度；或者，只有大于第一宇宙速度，卫星才能从近地轨道做离心运动变成椭圆轨道，所以，近地点的速度一定大于第一宇宙速度。

过远地点再做一个该椭圆轨道的外切圆2，在2轨道上运行的速度小于第一宇宙速度，“神州”五号在椭圆轨道远地点时的速度小于在轨道2上的速度，所以“神州”五号在椭圆轨道在远地点时的速度小于第一宇宙速度，C正确，ABD错误。 故选C

10. 如图所示，a、b是两个用同样金属导线制成的圆环，它们的半径比ra:rb1:2，连接两环的直导线c、d的电阻忽略不计。现有磁感应强度变化率恒定的变化磁场，第一次将a环放入变化的磁场中，测得c、d

两导线间的电压为U1。第二次将b环放入变化的磁场中，测得c、d两导线间的电压为U2。两次圆环所在平面均与磁感线垂直，则（ ）

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A. U1:U21:2 B. U1:U22:1 C.

U1:U21:4

D U1:U24:1 【答案】A

【详解】a环与b环的半径之比为1:2，故周长之比为1:2，根据电阻定律Rd两点间电势差大小为路端电压，为UL，电阻之比为1:2；c、SRE Rr磁感应强度变化率恒定的变化磁场，故根据法拉第电磁感应定律公式EnBS tt得到两次电动势的大小之比为1:4，故两次的路段电压之比为U1:U2RA:RB1:2 故选A。

二、非选择题

11. 在用电流场模拟静电场等势线的实验中，电源应选用_______，电表应选用____。（用选项的字母表示） A．6V的交流电源 B．6V的直流电源 C．100V的直流电源

D．量程是0~0.5A，零刻度在刻度盘的电流表 E．量程是0~300μA，零刻度在刻度盘的电流表 【答案】 (1). B (2). E

[1]在用电流场模拟静电场等势线的实验中，【详解】是模拟等量异种电荷的电场，电源应选用6V直流电源。 [2]电流表要求精度高并且能检测正反向电流，应选E。

12. 用斜面、小车、砂桶、砝码等器材做《验证牛顿第二定律》的实验。甲、乙两同学用同一套装置完成了实验操作，利用测量得到的数据他们在同一坐标系中画了各自的a—F图线。由图线可以判断甲、乙两同学

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做实验时哪一个物理量的取值不同________？并比较其大小_________。

【答案】 (1). 两小车的质量不同 (2). 甲小车质量小于乙小于的质量 【详解】[1][2]根据a1F 可知，甲、乙两同学做实验时两小车的质量不同，且甲图像斜率大，则甲小车m质量小于乙小于的质量。

13. 一位同学有两个大小相同的金属小球A、B，已知两小球的质量mA>mB。这位同学想知道这两个小球的质量之比为多大，但手边没有天平、弹簧秤这样的测量工具。这位同学使用了图（a）所示的装置，让A球从斜槽上的某一高度处滚下，重复10次，用尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面，找出小球落点的平均位置，然后，把B球放在小支柱上，让A小球从原来的高度滚下，使它们发生碰撞，重复十次。用同样的方法标出两小球落点的平均位置。如图b所示，M、P、N是小球落点的平均位置。O点为斜槽末端重垂线的投影点，O′点为被碰小球停放在支柱上的投影点，O和O′之间的距离等于小球的直径，根据图（b）所给出的数据得到的两小球质量之比mA:mB=________。

【答案】8：3

【详解】由动量守恒定律mAOPmAOMmBON 代入数值为mA20mA11mB24

mA8 解得

mB3三、计算题

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14. 用长为L的细线悬挂一质量为M的小木块，木块静止，如图所示。现有一质量为m的子弹自左方水平地射穿木块，穿透前后子弹的速度分别为v0和v，求子弹穿透木块瞬间细线对木块的拉力。（设子弹穿过木块的时间很短，可不计）

M2gLm2(v0v)2 【答案】

ML【解析】

【详解】在子弹穿透木块的过程中，子弹、木块组成的系统在水平方向动量守恒。设子弹穿透木块瞬间木块的速度为v，根据动量守恒定律

mv0Mvmv

选木块为研究对象，设细线对木块的拉力为T，则有

v2TMgM

L解得

M2gLm2(v0v)2 TML15. 板长为l的平行板间有匀强电场，场强为E。一个带电粒子以一定的速度垂直于电场的方向进入电场，当这个粒子离开电场时它的侧移距离为d。若在两板间再加一垂直于电场方向磁感应强度为B的匀强磁场时，仍使带电粒子以原速度进入场区域，发现带电粒子的运动轨迹不发生偏转。不计重力作用，求带电粒子的荷质比。

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【答案】【解析】

2Ed B2l2【详解】设带电粒子的带电量为q，质量为m，进入电场时的速度为v。 带电粒子只在电场力的作用下时，侧移的距离

121qEl2qEl2 dat()22mv2mv2对带电粒子既有电场又有磁场作用时

qvBqE

解得

q2Ed mB2l216. 如图所示，矩形线圈abcd的ab边与有理想边界的匀强磁场区域的AB边重合，现将矩形线圈沿垂直于AB边的方向匀速拉出磁场，第一次速度为v1，第二次速度为2v1。

W1求(1)两次拉出拉力的功之比等于多大？

W2 (2)两次拉出拉力的功率之比

P1等于多大？ P2

【答案】(1)【解析】

11；(2) 24【详解】(1)设线圈ab边长为l，bc边长为l′，整个线圈的电阻为R，磁场的磁感应强度为B。 拉出线圈在cd边产生的感应电动势

E=Blv

线圈中的感应电流为

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IEBlv RRcd边受磁场力

B2l2v fIlBR因为线圈做匀速运动，所以拉力F与f大小相等，方向相反

F=f

拉出线圈时，拉力的功

B2l2lWFlv

R两次拉出拉力的功之比为

W1v11 W2v22(2)拉力的功率为

B2l22PFvv

R两次拉出拉力的功率之比为

Pv12112 P2v2417. 一物体在赤道上受的重力为16N，现将此物体放在火箭中的水平地板上，假设火箭以5m/s2的加速度竖直上升，某时刻地板对物体的支持力为9N，已知地球的半径R6.4103km，求此时刻火箭距地球表面的距离。（取地球表面的重力加速度g10m/s） 【答案】1.9104km 【解析】

【详解】设此时火箭上升到距地球表面h高度，此处的重力加速度为g′ 由牛顿第二定律得

N-mg=ma

所以

2mgNma(9165)N=1N 10

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在赤道上mgG在h高处mgGMm R2Mm 整理得h=3R

(Rh)2即h1.9104km

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