山西省朔州市北曹山中學(xué)2021年高三物理期末試題含解析

山西省朔州市北曹山中學(xué)2021年高三物理期末試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項(xiàng)符合題意1.（多選題）如圖所示,圓心在o點(diǎn)、半徑為R的圓弧軌道abc豎直固定在水平桌面上oc與oa的夾角為60o,軌道最低點(diǎn)a與桌面相切.一輕繩兩端系著質(zhì)量為m1和m2的小球(均可視為質(zhì)點(diǎn)),掛在圓弧軌道邊緣c的兩邊,開始時,m1位于c點(diǎn),然后從靜止釋放,設(shè)輕繩足夠長,不計一切摩擦.則(

)A.

在m1由c下滑到a的過程中,兩球速度大小始終相等B.

m1在由c下滑到a的過程中重力的功率先增大后減少C.

若m1恰好能沿圓弧下滑到a點(diǎn),則m1=2m2D.

若m1恰好能沿圓弧下滑到a點(diǎn),則m1=3m2參考答案：BC試題分析：m1由C點(diǎn)下滑到a點(diǎn)的過程中，與b沿繩子方向的速度是一樣的，在m1滑下去一段過程以后，考點(diǎn)：動能定理；功率【名師點(diǎn)睛】本題解題的關(guān)鍵是對兩個小球運(yùn)動情況的分析，知道小球做什么運(yùn)動，并能結(jié)合動能定理、幾何關(guān)系解題，難度適中。2.（多選題）如圖所示，有一剛性方形容器被水平力F壓在豎直的墻面上處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)緩慢地向容器內(nèi)注水，直到注滿為止，在此過程中容器始終保持靜止，下列說法中正確的是（）A．容器受到的摩擦力逐漸增大 B．容器受到的摩擦力不變C．水平力F可能不變 D．水平力F必須逐漸增大參考答案：AC【考點(diǎn)】共點(diǎn)力平衡的條件及其應(yīng)用．【分析】物體始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，受力平衡，合力保持為0；再利用二力平衡的條件再分析其受到的摩擦力和F是否會發(fā)生變化．【解答】解：AB、由題知容器始終保持靜止?fàn)顟B(tài)，受力平衡，所受的摩擦力等于容器和水的總重力，所以容器受到的摩擦力逐漸增大，故A正確，B錯誤；CD、水平方向上受力平衡，若最大靜摩擦力大于重力時，力F可能不變，若最大靜摩擦力小于等于重力時F要增大．故C正確，D錯誤．故選：AC3.（單選）一位同學(xué)乘坐電梯從六樓下到一樓的過程中，其圖象如圖所示．下列說法正確的是（

）A．前2s內(nèi)該同學(xué)處于超重狀態(tài)

B．前2s內(nèi)該同學(xué)的加速度是最后1s內(nèi)的2倍C．該同學(xué)在10s內(nèi)的平均速度是1m/s

D．該同學(xué)在10s內(nèi)通過的位移是17m參考答案：D4.如圖所示，矩形線圈abcd與可變電容器C、理想電流表A組成閉合電路。線圈在有界勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的bc邊勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動的角速度ω=100πrad/s。線圈的匝數(shù)N=100，邊長ab=0.2m、ad=0.4m，電阻不計。磁場只分布在bc邊的左側(cè)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=T。電容器放電時間不計。下列說法正確的是A．該線圈產(chǎn)生的交流電動勢峰值為50VB．該線圈產(chǎn)生的交流電動勢有效值為25VC．電容器的耐壓值至少為50VD．電容器的電容C變大時，電流表的示數(shù)變小參考答案：B5.（單選）對下列現(xiàn)象解釋不正確的是A．圖甲的原理和光導(dǎo)纖維傳送光信號的原理一樣B．圖乙的原理和棱鏡的原理一樣C．圖丙的原理和照相機(jī)鏡頭表面涂上增透膜的原理一樣D．圖丁的原理和用標(biāo)準(zhǔn)平面檢查光學(xué)平面的平整程度的原理一樣參考答案：DA、沙漠蜃景是光的折射現(xiàn)象，而光導(dǎo)纖維是光的全反射現(xiàn)象，故A正確；B、彩虹是光的色散，而棱鏡也是光的色散，故B正確；C、彩色的肥皂泡是光的干涉，而鏡頭表面涂上增透膜是利用光的干涉，故C正確；D、立體電影是光的偏振，與檢查光學(xué)平面的平整程度是光的干涉現(xiàn)象，故D錯誤。故選D。二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.在如圖所示電路中，電源電動勢E，內(nèi)阻r，保護(hù)電阻R0，滑動變阻器總電阻R，閉合電鍵S，在滑片P從滑動變阻器的中點(diǎn)滑到b的過程中，通過電流表的電流________，通過滑動變器a端的電流________。(填“變大”、“變小”或“不變”)參考答案：變大，變小7.從地面A處豎直上拋一質(zhì)量為m的小球，小球上升到B點(diǎn)時的動能與小球上升到最高點(diǎn)后返回至C點(diǎn)時的動能相等，B點(diǎn)離地高度為，C點(diǎn)離地高度為．空氣阻力f=0.1mg，大小不變，則小球上升的最大高度為_________；小球下落過程中從B點(diǎn)到C點(diǎn)動能的增量為___________．

參考答案：4h；

0.6mgh8.（4分）一個1.2kg的物體具有的重力勢能為72J，那么該物體離開地面的高度為_____m。一個質(zhì)量是5kg的銅球，以從離地面15m高處自由下落1s末，它的重力勢能變?yōu)開____J。(g取10m/s2)(以地面為零重力勢能平面)參考答案：

6m

500J9.某同學(xué)用DIS系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)室做“單擺的周期T與擺長L的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，通過計算機(jī)描繪出兩次實(shí)驗(yàn)中的單擺的振動圖像，由圖可知，兩次實(shí)驗(yàn)中單擺的頻率之比=

▲

；兩單擺擺長之比▲

．參考答案：4:3

（2分）；

9:1610.（1）為研究某一電學(xué)元件的導(dǎo)電規(guī)律，將該元件兩端的電壓、元件中的電流及通電時間記錄在下表中，通過分析表中數(shù)據(jù)可以判斷出該元件所用的材料是

（填“金屬”或“半導(dǎo)體”）。通電時間t/s51015202530電壓

u/v0.400.621.021.261.521.64電流

i/mA0.200.430.811.822.813.22

(2)如圖甲是某金屬材料制成的電阻R隨攝氏溫度t變化的圖象，圖中R0表示0℃時的電阻，k表示圖線的斜率．若用該電阻與電池（電動勢E、內(nèi)阻r）、電流表A（內(nèi)阻Rg）、滑動變阻器R′串聯(lián)起來，連接成如圖乙所示的電路，用該電阻做測溫探頭，把電流表的電流刻度改為相應(yīng)的溫度刻度，就得到了一個簡單的“金屬電阻溫度計”．使用“金屬電阻溫度計”前，先要把電流表的刻度值改為相應(yīng)的溫度刻度值，若溫度t1＜t2，則t1的刻度應(yīng)在t2的

側(cè)（填“左”或“右”）；在標(biāo)識“金屬電阻溫度計”的溫度刻度時，需要弄清所測溫度和電流的對應(yīng)關(guān)系．請用E、R0、k等物理量表示所測溫度t與電流I的關(guān)系式t＝

。參考答案：①,由表中數(shù)據(jù)U、I比值隨溫度升高而明顯減小，可知元件所用材料為半導(dǎo)體。②溫度t1<t2金屬溫度升高電阻增大，電流計電流值減小，可知t1刻度應(yīng)在t2的右側(cè)。③由甲可知

由電路圖閉合電路歐姆定律得：整理得

t=11.為了只用一根彈簧和一把刻度尺測定某滑塊與水平桌面間的動摩擦因數(shù)μ（設(shè)μ為定值），某同學(xué)經(jīng)查閱資料知：一勁度系數(shù)為k的輕彈簧由伸長量為x至恢復(fù)到原長過程中，彈力所做的功為，于是他設(shè)計了下述實(shí)驗(yàn)：

第1步：如圖所示，將彈簧的一端固定的豎直墻上，彈簧處于原長時另一端位置A?，F(xiàn)使滑塊緊靠彈簧將其壓縮至位置B，松手后滑塊在水平桌面上運(yùn)動一段距離，到達(dá)C位置時停止：第2步：將滑塊掛在豎直放置的彈簧下，彈簧伸長后保持靜止?fàn)顟B(tài)。

回答下列問題：

（1）你認(rèn)為，該同學(xué)應(yīng)該用刻度尺直接測量的物理量是（寫出名稱并用符號表示）

。

（2）用測得的物理量表示滑塊與水平桌面間動摩擦因數(shù)μ的計算式：μ=

。參考答案：（1）AB間距離x1，BC間距離s，彈簧豎直懸掛時伸長的長度x2（3分）（2）12.我校機(jī)器人協(xié)會的同學(xué)利用如圖所示的裝置探究作用力與反作用力的關(guān)系。如圖甲所示，在鐵架臺上用彈簧測力計掛住一個實(shí)心鐵球，在圓盤測力計的托板上放一燒杯水，讀出兩測力計的示數(shù)分別為F1、F2；再把小球浸沒在水中（水不會溢出），如圖乙所示，讀出兩測力計的示數(shù)分別為F3、F4。請你分析彈簧測力計示數(shù)的變化，即F3_______F1（選填“>”“=”“<”）。水對鐵球的浮力大小為_________，若___________，就說明了作用力與反作用力大小相等。參考答案：13.生活中經(jīng)常用“呼嘯而來”形容正在駛近的車輛，這是聲波在傳播過程中對接收這而言頻率發(fā)生變化的表現(xiàn)，無線電波也具有這種效應(yīng)。圖中的測速雷達(dá)正在向一輛接近的車輛發(fā)出無線電波，并接收被車輛反射的無線電波。由于車輛的運(yùn)動，接收的無線電波頻率與發(fā)出時不同。利用頻率差就能計算出車輛的速度。已知發(fā)出和接收的頻率間關(guān)系為，式中C為真空中的光速，若，，可知被測車輛的速度大小為_________m/s。參考答案：答案：30解析：根據(jù)題意有，解得v＝30m/s。三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（簡答）如圖12所示，一個截面為直角三角形的劈形物塊固定在水平地面上.斜面,高h(yuǎn)=4m，a=37°,一小球以Vo=9m/s的初速度由C點(diǎn)沖上斜面.由A點(diǎn)飛出落在AB面上.不計一切阻力.(Sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)求.(l)小球到達(dá)A點(diǎn)的速度大??；(2)小球由A點(diǎn)飛出至第一次落到AB面所用時間；(3)小球第一次落到AB面時速度與AB面的夾角的正切值參考答案：(1)1(2)0.25s（3）6.29N機(jī)械能守恒定律．解析：(1)從C到A對小球運(yùn)用動能定理]，解得v0=1m/s(2)將小球由A點(diǎn)飛出至落到AB面的運(yùn)動分解為沿斜面（x軸）和垂直于斜面（y軸）兩個方向;則落回斜面的時間等于垂直于斜面方向的時間所以（3）小球落回斜面時沿斜面方向速度垂直斜面方向速度vy=1m/s，所以（1）由機(jī)械能守恒定律可以求出小球到達(dá)A點(diǎn)的速度．

（2）小球離開A后在豎直方向上先做勻減速直線運(yùn)動，后做自由落體運(yùn)動，小球在水平方向做勻速直線運(yùn)動，應(yīng)用運(yùn)動學(xué)公式求出小球的運(yùn)動時間．

（3）先求出小球落在AB上時速度方向與水平方向間的夾角，然后再求出速度與AB面的夾角θ的正切值．15.“體育彩票中獎概率為，說明每買1000張體育彩票一定有一張中獎”，這種說法對嗎？參考答案：四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（8分）在平面直角坐標(biāo)系中，x軸與水平向右的勻強(qiáng)電場方向相同，y軸豎直向上，勻強(qiáng)磁場垂直于xOy平面向里，如圖8所示，，一個質(zhì)量為m=2.0×10－6kg，帶電荷量為q=+2.0×10－6C的質(zhì)點(diǎn)，恰好在xOy平面內(nèi)做勻速直線運(yùn)動，試分析計算：

（1）帶電質(zhì)點(diǎn)的速度大小和方向。（2）帶電質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動中恰好通過坐標(biāo)原點(diǎn)O時，突然撤去磁場，經(jīng)過一段時間它從Ox軸上的A點(diǎn)經(jīng)過，帶電質(zhì)點(diǎn)由O運(yùn)動到A點(diǎn)經(jīng)歷的時間多長？O點(diǎn)到A點(diǎn)的距離多大？

參考答案：

解析：（1）帶電質(zhì)點(diǎn)在xOy平面內(nèi)做勻速直線運(yùn)動時，受水平向右的電場力(qE)，

豎直向下的重力（mg）和洛倫茲力（qvB）作用，合力為零。

電場力

（1分）

重力

（1分）

（1分）

解得帶電質(zhì)點(diǎn)的速度大小為

，與x軸成60°角（1分）

（2）帶電質(zhì)點(diǎn)通過原點(diǎn)O時刻撤去磁場后，質(zhì)點(diǎn)所受合外力大小

，其方向跟速度v的方向垂直。

所以帶電質(zhì)點(diǎn)從O點(diǎn)到A點(diǎn)的運(yùn)動是一個類平拋運(yùn)動，建立一個新的直角坐標(biāo)系，如圖沿軸方向的分運(yùn)動是一個勻速直線運(yùn)動（速度大小為20m/s）；沿軸方向的分運(yùn)動是初速度為零，加速度為a=2g的勻加速直線運(yùn)動，設(shè)帶電粒子經(jīng)過原點(diǎn)O開始計時，即t=0，從O點(diǎn)運(yùn)動到A點(diǎn)所花時間為t，有

①

②

（1分）

又有

③

④（1分）

聯(lián)立①②③④解得（1分）

（1分）17.如圖所示，矩形單匝導(dǎo)線框abcd豎直放置，其下方有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域，該區(qū)域的上邊界PP′水平，并與線框的ab邊平行，磁場方向與線框平面垂直。已知線框ab邊長為L1，ad邊長為L2，線框質(zhì)量為m，總電阻為R?，F(xiàn)無初速地釋放線框，在下落過程中線框所在平面始終與磁場垂直，且線框的ab邊始終與PP′平行。重力加速度為g。若線框恰好勻速進(jìn)入磁場，求：（1）dc邊剛進(jìn)入磁場時，線框受安培力的大小F；（2）dc邊剛進(jìn)入磁場時，線框速度的大小υ；（3）在線框從開始下落到ab邊剛進(jìn)入磁場的過程中，重力做的功W。參考答案：18.中央電視臺曾經(jīng)推出過一個游戲節(jié)目——推礦泉水瓶．選手們從起點(diǎn)開始用力推瓶一段時間后，放手讓瓶向前滑動，若瓶最后停在桌上有效區(qū)域內(nèi)視為成功，若瓶最后不停在有效區(qū)域內(nèi)或在滑行過程中倒下均視為失敗．其簡化模型如圖所示，AC是長度為L1=5m的水平桌面，選手們可將瓶子放在A點(diǎn)，從A點(diǎn)開始用一恒定不變的水平推力推瓶，BC為有效區(qū)域．已知BC長度為L2=1m，瓶子質(zhì)量為m=0.5kg，瓶子與桌面間的動摩擦因數(shù)μ=0.4.某選手作用在瓶子上的水平推力F=20N，瓶子沿AC做直線運(yùn)動，（g取10m/s2）假設(shè)瓶子可視為質(zhì)點(diǎn)，那么該選手要想游戲獲得成功，試問:⑴推力作用在瓶子上的時間最長不得超過多少?⑵推力作用在瓶子上的距離最小為多少？參考答案：（1）要想獲得游戲成功，瓶滑到C點(diǎn)速度正好為0