天津市南开区2021届高三上学期物理期末考试试卷

1. 在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用．下列说法符合历史事实的是（）

A . 波尔原子理论证实了原子的核式结构模型 B . 卢瑟福通过 $\text{[math]}$ 粒子轰击氮核的实验，证实了在原子核内部存在中子 C . 贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，确定了原子核的存在 D . 汤姆孙通过对阴极射线的研究，发现了原子内部存在电子

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2. 下列说法正确的是（）

A . 单色光在介质中传播时，介质的折射率越大，光的传播速度越小 B . 当光从空气射入玻璃时，蓝光比红光更容易发生全反射 C . 同一个双缝干涉实验中，蓝光产生的干涉条纹间距比红光的大 D . 两束频率不同的光，可以产生干涉现象

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3. 2020年5月5日，长征五号B运载火箭在中国文昌航天发射场成功首飞，将新一代载人飞船试验船送入太空，若试验船绕地球做匀速圆周运动，周期为T，离地高度为h，已知地球半径为R，万有引力常量为G，则（）

A . 试验船的运行速度为 $\text{[math]}$ B . 地球的第一宇宙速度为 $\text{[math]}$ C . 地球的质量为 $\text{[math]}$ D . 地球表面的重力加速度为 $\text{[math]}$

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4. 刀、斧、凿等切削工具的刃部叫做劈，如图所示是用斧头劈木柴的示意图．劈的纵截面是一个等腰三角形，使用劈的时候，垂直劈背加一个力 $\text{[math]}$ ，这个力产生两个作用效果，使劈的两个侧面推压木柴，把木柴劈开．设劈背的宽度为 $\text{[math]}$ ，劈的侧面长为 $\text{[math]}$ ，不计斧头的自身重力，则劈的侧面推压木柴的力约为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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5. 如图所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN为两电荷连线的中垂线，a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线，且a和c关于MN对称，b点位于MN上，d点位于两电荷的连线上。以下判断正确的是（）

A . b点与d点场强方向相同 B . a点与c点电势相同 C . a、b两点间的电势差等于b、c两点间的电势差 D . 带正电的试探电荷在a点的电势能大于在c点的电势能

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6. 如图所示，一理想变压器原线圈匝数n₁=1100匝，副线圈匝数n₂=440匝，交流电源的电压 $\text{[math]}$ ，电阻R=44Ω，电压表、电流表均为理想电表。则下列说法正确的是（）

A . 交流电的频率为50Hz B . 电流表A₁的示数为0.8A C . 电压表的示数为88V D . 电阻R的功率为352W

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7. 在均匀介质中有一位于坐标原点O处的波源做简谐振动，其振动图像如图甲所示，波源形成的简谐横波沿x轴正方向传播，t=t₁时刻的波形图如图乙所示，此时x=8m处的质点刚好振动了2s。则（）

A . 该波沿x轴方向传播的波速为2m/s B . 该波源开始振动的方向沿y轴负方向 C . t₁时刻x=8m处质点的振动方向沿y轴正方向 D . t₁时刻之后再经过10s，平衡位置为x=32m处的质点开始振动

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8. 当前我国在人工智能和无人驾驶技术方面已取得较大突破。为早日实现无人驾驶，某公司对汽车性能进行了一项测试，让质量为m的汽车沿一山坡直线行驶。测试中发现，下坡时若只关掉油门，则汽车的速度保持不变；若以恒定的功率P上坡，则从静止启动做加速运动，发生位移s时速度刚好达到最大值v_m ，假设汽车在上坡和下坡过程中所受路面阻力大小恒定且相等，山坡的倾角为θ，忽略空气阻力的影响，下列说法正确的是（）

A . 关掉油门后的下坡过程，坡面对汽车的支持力的冲量为零 B . 路面对汽车的阻力大小为 $\text{[math]}$ C . 上坡过程中，汽车从静止启动到速度刚好增至v_m ，所用时间为 $\text{[math]}$ D . 上坡过程中，汽车从静止启动到速度增至v_m ，所用时间一定小于 $\text{[math]}$

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9. 某同学利用气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验，气垫导轨装置如图所示，由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成。

下面是实验的主要步骤：

a.安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；

b.向气垫导轨通入压缩空气；

c.接通光电计时器（光电门）；

d.把滑块2静止放在气垫导轨的中间；

e.滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；

f.释放滑块1，滑块1通过光电门1后与左侧固定弹簧的滑块2碰撞，碰后滑块1和滑块2依次通过光电门2，两滑块通过光电门后依次被制动；

g.读出滑块通过两个光电门的挡光时间分别为滑块1通过光电门1的挡光时间△t₁=10.01ms，通过光电门2的挡光时间△t₂=49.99ms，滑块2通过光电门2的挡光时间△t₃=8.35ms；

h.测出挡光片的宽度d=5mm，测得滑块1（包括撞针）的质量为m₁=300g，滑块2（包括弹簧）质量为m₂=200g；

（1）实验中气垫导轨的作用是：A；B。

（2）碰撞前滑块1的速度v₁为m/s；碰撞后物体系的总动量P₂=kg·m·s^-1。（结果保留两位有效数字）

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10. 在“练习使用多用电表”实验中：
①某同学欲测量一节干电池的电压，下述操作正确的是（填字母）。

A．欧姆调零，选择挡位，表笔接触电池两极（其中红表笔接触正极），读数

B．机械调零，选择挡位，表笔接触电池两极（其中红表笔接触正极），读数

C．选择挡位，机械调零，表笔接触电池两极（其中黑表笔接触正极），读数

D．选择挡位，欧姆调零，表笔接触电池两极（其中黑表笔接触正极），读数

②如果欲测量如图甲所示插座的电压，则应把多用电表的选择开关打到如图乙所示的位置（选填A、B、C、…、Q字母）。

③该同学用一个满偏电流为10mA、内阻为30Ω的电流表，一只滑动变阻器和一节电动势为1.5V的干电池组装成一个欧姆表，如图丙所示。其中A表笔应为（填“红”或“黑”）表笔；电流表5mA刻度处应标的电阻刻度为Ω：经调零后，将A、B两表笔分别接未知电阻R_x两端引线，指针指在电流表刻度的4mA处，则电阻R_x=Ω。

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11. 如图所示，足够长的水平传送带在电动机的带动下匀速转动．现有一可视为质点、质量m＝0.5 kg的煤块落在传送带左端(不计煤块落下的速度)，煤块在传送带的作用下达到传送带的速度后从右轮轴正上方的P点恰好离开传送带做平抛运动，正好落入运煤车车厢中心点Q.已知煤块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.8，P点与运煤车底板间的竖直高度H＝1.8 m，与运煤车车厢底板中心点Q的水平距离x＝1.2 m，g取10 m/s² ，求：

（1）传送带的速度大小v₀；

（2）右轮半径R；

（3）由于传送煤块，电动机多做的功W.

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12. 如图所示，水平面内固定两根间距L=1m的长直平行光滑金属导轨PQ、MN，其Q、N端接有阻值R=1.5Ω的电阻，一质量m=0.1kg、阻值r=0.5Ω的导体棒ab垂直于导轨放置于距QN端d=2m处，且与两导轨保持良好接触。整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示。在0~1s内，为了保持ab棒静止，在棒的中点施加一平行于导轨平面的外力F₀（未知）；1s后改用F=0.5N的水平向左的恒力拉动ab棒，ab棒从静止开始沿导轨运动距离x=4.8m时速度恰好达到最大值。ab棒运动过程中始终与导轨保持垂直，导轨电阻不计。求：

（1） t=1s时外力F₀的大小和方向；

（2） ab棒的最大速度v_m；

（3）从t=0到ab棒运动距离x=4.8m的过程，电阻R上产生的焦耳热Q_R。

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13. 如图所示，两块平行极板AB、CD正对放置，极板CD的正中央有一小孔，两极板间距离AD为d，板长AB为2d，两极板间电势差为U，在ABCD构成的矩形区域内存在匀强电场，电场方向水平向右．在ABCD矩形区域以外有垂直于纸面向里的范围足够大的匀强磁场．极板厚度不计，电场、磁场的交界处为理想边界．

将一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子在极板AB的正中央O点，由静止释放．不计带电粒子所受重力．

（1）求带电粒子经过电场加速后，从极板CD正中央小孔射出时的速度大小；

（2）为了使带电粒子能够再次进入匀强电场，且进入电场时的速度方向与电场方向垂直，求磁场的磁感应强度的大小，并画出粒子运动轨迹的示意图．

（3）通过分析说明带电粒子第二次离开电场时的位置，并求出带电粒子从O点开始运动到第二次离开电场区域所经历的总时间．

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天津市南开区2021届高三上学期物理期末考试试卷

一、单选题

二、多选题

三、实验题

四、解答题

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