北京南召中學2021年高三物理上學期期末試題含解析

北京南召中學2021年高三物理上學期期末試題含解析一、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符合題意1.如圖甲所示，靜止在水平地面上的物塊A，受到水平拉力F的作用，F(xiàn)與時間t的關(guān)系如圖乙所示。設物塊與地面間的最大靜摩擦力Fm的大小與滑動摩擦力大小相等。則A．0～t1時間內(nèi)F對物體做的功為零B．t2時刻物塊A的速度最大C．t3時刻物塊A的動能最大D．0～t3時間內(nèi)F對物塊A先做正功后做負功參考答案：2.物體自O點由靜止開始做勻加速直線運動，A、B、C、D是軌跡上的四點，測得AB=2m，BC=3m，CD=4m。且物體通過AB、BC、CD所用時間相等，則OA間的距離為（

）A、1m

B、0.5m

C、m

D、2m參考答案：3.如圖所示，豎直平面內(nèi)有一固定的光滑橢圓大環(huán)，其長軸長BD=4L、短軸長AC=2L。勁度系數(shù)為k的輕彈簧上端固定在大環(huán)的中心0，下端連接一個質(zhì)量為m、電荷量為q、可視為質(zhì)點的小環(huán)，小環(huán)剛好套在大環(huán)上且與大環(huán)及彈簧絕緣，整個裝置處在水平向右的勻強電場中。將小環(huán)從A點由靜止釋放，小環(huán)運動到B點時速度恰好為O。已知小環(huán)在A、B兩點時彈簧的形變量大小相等。則A小環(huán)從A點運動到B點的過程中，彈簧的彈性勢能一直增大B.

小環(huán)從A點運動到B點的過程中，小環(huán)的電勢能一直減小C.

電場強度的大小D.

小環(huán)在A點時受到大環(huán)對它的彈力大小參考答案：BD4.(多選)如圖所示，長為R的輕桿，一端固定有一質(zhì)量為m的小球，另一端連接在光滑轉(zhuǎn)軸O上，使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，小球在最高點時（

）

A.小球的最小速度v最小=B.小球所需的向心力隨此時速度v增加而變大C.桿對球的作用力隨此時的速度v增加而變大D.桿對球的作用力方向可能與球的重力方向相反參考答案：BD5.圖中的實線表示電場線，虛線表示只受電場力作用的帶正電粒子的運動軌跡，粒子先經(jīng)過M點，再經(jīng)過N點，可以判定A．M點的電勢大于N點的電勢B．M點的電勢小于N點的電勢C．粒子在M點受到的電場力大于在N點受到的電場力D．粒子在M點受到的電場力小于在N點受到的電場力參考答案：二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.(選修模塊3—3)空氣壓縮機在一次壓縮過程中，活塞對氣缸中的氣體做功為2.0×105J，同時氣體的內(nèi)能增加了1.5×l05J。試問：此壓縮過程中，氣體

(填“吸收”或“放出”)的熱量等于

J。參考答案：答案：放出；5×104解析：由熱力學第一定律△U=W＋Q，代入數(shù)據(jù)得：1.5×105=2.0×105＋Q，解得Q=－5×104。7.用與斜面平行的力F拉著物體在傾角為θ的光滑斜面上運動，如改變拉力F的大小，物體的加速度隨外力F變化的圖象如圖所示，已知外力F沿斜面向上，重力加速度g取10m/s2．根據(jù)圖象中所提供的信息計算出物體的質(zhì)量為3kg；斜面的傾角為30°．參考答案：考點：加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系式．專題：牛頓運動定律綜合專題．分析：根據(jù)牛頓第二定律求出物體加速度與外力F的關(guān)系式，結(jié)合圖線的斜率和截距求出物體的質(zhì)量和斜面的傾角．解答：解：由受力分析及牛頓第二定律得：Fcosθ﹣mgsinθ=maa=F﹣gsinθ則由圖象知：﹣gsinθ=﹣5sinθ=0.5，即θ=30°又圖線的斜率k==則m=3kg故答案為：3，30°．點評：解決本題的關(guān)鍵通過牛頓第二定律求出加速度的表達式，結(jié)合圖線的斜率和截距進行求解．8.圖12（a）是“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗裝置示意圖。重力加速度取g。

（1）為了平衡小車受到的阻力，應適當抬高木板的

端（填“左”或“右”）。

（2）細砂和小桶的總質(zhì)量為m，小車的質(zhì)量為M，實驗要求m

M（填“遠大于”或“遠于”）。該實驗的原理是，在平衡小車受到的阻力后，認為小車受到的合外力是

，其值與真實值相比

（填“偏大”或“偏小”），小車受到合外力的真實值為

。

（3）已知打點計時器的打點周期為0．02s，一位同學按要求打出一條紙帶如圖12（b）所示，在紙帶上每5個點取一個計數(shù)點，則計數(shù)點l、2間的距離S12=____cm，計數(shù)點4的速度v4=

m/s，小車的加速度a=

m/s2。

（4）保持細砂和砂桶的質(zhì)量不變，改變小車的質(zhì)量M，分別得到小車的加速度a與其對應的質(zhì)量M，處理數(shù)據(jù)的恰當方法是作

（填“a-M”或“a-”）圖象。

（5）保持小車的質(zhì)量不變，改變細砂的質(zhì)量，甲、乙、丙三位同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分別作出了小車的加速度a隨合外力F變化的圖線如圖12（c）、（d），（e）所示。

圖（c）中的圖線上部出現(xiàn)了彎曲，偏離了原來的直線，其主要原因是

。圖（d）中的圖線不通過原點，其主要原因是

。圖（e）中的圖線不通過原點，其主要原因是

。參考答案：9.如圖，由a、b、c三個粗細不同的部分連接而成的圓筒固定在水平面上，截面積分別為2S、S和S．已知大氣壓強為p0，溫度為T0．兩活塞A和B用一根長為4L的不可伸長的輕線相連，把溫度為T0的空氣密封在兩活塞之間，此時兩活塞的位置靜止在圖中位置．則此時輕線的拉力為0．現(xiàn)對被密封的氣體加熱，使其溫度緩慢上升到T時兩活塞之間氣體的壓強可能為p0或（忽略活塞與圓筒壁之間的摩擦）．參考答案：考點：理想氣體的狀態(tài)方程；封閉氣體壓強．專題：理想氣體狀態(tài)方程專題．分析：加熱前，AB活塞處于平衡狀態(tài)，由平衡方程可得內(nèi)部氣體壓強和輕繩的張力．加熱后由于沒有摩擦，兩活塞一起向左緩慢移動，氣體體積增大，壓強保持p1不變，若持續(xù)加熱，此過程會一直持續(xù)到活塞向左移動的距離等于l為止，此時B被擋住，活塞不能繼續(xù)移動；根據(jù)蓋?呂薩克定律可得此時被封閉氣體的溫度，以此溫度為分界，做討論可得結(jié)果．解答：解：設加熱前，被密封氣體的壓強為p1，輕線的張力為f，根據(jù)平衡條件可得：對活塞A：2p0S﹣2p1S+f=0，對活塞B：p1S﹣p0S﹣f=0，解得：p1=p0，f=0；即被密封氣體的壓強與大氣壓強相等，輕線處在拉直的松弛狀態(tài)，這時氣體的體積為：V1=2Sl+Sl+Sl=4Sl，對氣體加熱時，被密封氣體溫度緩慢升高，兩活塞一起向左緩慢移動，氣體體積增大，壓強保持p1不變，若持續(xù)加熱，此過程會一直持續(xù)到活塞向左移動的距離等于l為止，這時氣體的體積為：V2=4Sl+Sl=5Sl，由蓋?呂薩克定律得：=，解得：T2=T0，由此可知，當T≤T2=T0，時，氣體的壓強為：p2=p0當T＞T2時，活塞已無法移動，被密封氣體的體積保持V2不變，由查理定律得：=，解得：p=，即當T＞T2=T0時，氣體的壓強為：p=；故答案為：0；p0或．點評：本題重點在于對被封閉氣體狀態(tài)變化的討論，依據(jù)給定的情形，氣體會做兩種變化：1、等壓變化．2、等容變化．能討論出來這兩點是本題的關(guān)鍵．10.一燈泡的電功率為P，若消耗的電能看成全部以波長為入的光波均勻地向周圍輻射，設光在空氣的傳播速度近似為真空中的光速c，普朗克常量為h．則這種光波光子的能量為，在距離燈泡d處垂直于光的傳播方向S面積上，單位時間內(nèi)通過的光子數(shù)目為

。參考答案：11.（3分）將質(zhì)量為m的鉛球以大小為v的速度沿與水平方向成θ角的方向拋入一個裝有沙子的總質(zhì)量為M，靜止的沙車中，沙車與地面的摩擦力不計，則球與沙車最終的共同速度為

。參考答案：mvcosθ/(M+m)12.如圖，AB為豎直固定的金屬棒，B為轉(zhuǎn)軸，金屬桿BC重為G、長為L，并可在豎直平面內(nèi)繞B軸無摩擦轉(zhuǎn)動，AC為輕質(zhì)金屬絲，。。從時刻開始加上一個有界的均勻變化的勻強磁場，其磁感線垂直穿過的一部分，初始時刻磁感應強度，變化率為K，整個閉合回路的總電阻為R，則回路中感應電流為

經(jīng)過

時間后金屬絲所受的拉力為零參考答案：

13.在科學探究活動中，對實驗數(shù)據(jù)進行分析歸納得出結(jié)論是非常重要的環(huán)節(jié)，下面的表格中的數(shù)據(jù)是某同學在物體作直線運動過程中測得的位移s和時間t的數(shù)據(jù)記錄。物體運動的起止點所測的物理量12345A→B時間t(s)0.891.241.521.761.97位移s(m)0.250.500.751.001.25⑴請你在下列甲圖的網(wǎng)格中作s-t圖象；⑵該同學猜想圖線接近于二次函數(shù)的圖象，為了驗證這個猜想，請你通過轉(zhuǎn)換變量在乙圖的網(wǎng)格中作相應的圖象；⑶通過上述處理，你認為物體從A→B的過程中，s隨t變化的規(guī)律是：

(用s、t表示，涉及數(shù)字，計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。參考答案：⑴圖略，見解析；⑵圖略，見解析；⑶s＝0.33t2試題分析：⑴根據(jù)描點作圖法，作出s-t圖象如下圖甲所示。⑵由于該同學猜想圖線接近于二次函數(shù)的圖象，為了驗證這個猜想，通過轉(zhuǎn)換變量來進行，即作s-t2圖象，為此求得表格如下：A→B時間t(s)0.891.241.521.761.97新變量t2(s2)0.791.542.313.103.88位移s(m)0.250.500.751.001.25根據(jù)描點作圖法，作出s-t2圖象如上圖乙所示。⑶從所作s-t2圖象中看出t2、s呈線性變化關(guān)系，即從A到B的過程中s隨t變化的規(guī)律是：物體作初速度為零的勻加速直線運動，由圖中斜率求得，即a＝＝0.65m/s2，故s＝0.325t2題中所提供的數(shù)據(jù)均為保留2小數(shù)點后位數(shù)，因此有：s＝0.33t2三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖甲所示，斜面傾角為θ=37°，一寬為d=0.65m的有界勻強磁場垂直于斜面向上，磁場邊界與斜面底邊平行。在斜面上由靜止釋放一矩形金屬線框，線框沿斜面下滑，下邊與磁場邊界保持平行。取斜面底部為重力勢能零勢能面，從線框開始運動到恰好完全進入磁場的過程中，線框的機械能E和位移x之間的關(guān)系如圖乙所示，圖中①、②均為直線段。已知線框的質(zhì)量為M=0.1kg，電阻為R=0.06Ω．（取g=l0m·s-2,sin37°=0.6,

cos37°=0.8)求：(1)線框與斜面間的動摩擦因數(shù)μ；(2)線框剛進入磁場到恰好完全進入磁場所用的時間t：(3)線框穿越磁場的過程中，線框中的最大電功率Pm。參考答案：0.5；1/6s；0.54W【詳解】（1）由能量守恒定律，線框減小的機械能等于克服摩擦力做功，則其中x1=0.36m；解得μ=0.5（2）金屬線框進入磁場的過程中，減小的機械能等于克服摩擦力和安培力做的功，機械能均勻減小，因此安培力也是恒力，線框做勻速運動，速度為v1v12=2ax1解得a=2m/s2v1=1.2m/s其中

x2為線框的側(cè)邊長，即線框進入磁場過程中運動的距離，可求出x2=0.2m，則（3）線框剛出磁場時速度最大，線框內(nèi)電功率最大由可求得v2=1.8m/s根據(jù)線框勻速進入磁場時：可得FA=0.2N又因為可得將v2、B2L2帶入可得：15.如圖所示，質(zhì)量m=1kg的小物塊靜止放置在固定水平臺的最左端，質(zhì)量2kg的小車左端緊靠平臺靜置在光滑水平地面上，平臺、小車的長度均為0.6m?，F(xiàn)對小物塊施加一水平向右的恒力F，使小物塊開始運動，當小物塊到達平臺最右端時撤去恒力F，小物塊剛好能夠到達小車的右端。小物塊大小不計，與平臺間、小車間的動摩擦因數(shù)均為0.5,重力加速度g取10m/s2，水平面足夠長，求:(1)小物塊離開平臺時速度的大?。?2)水平恒力F對小物塊沖量的大小。參考答案：（1）v0=3m/s；（2）【詳解】（1）設撤去水平外力時小車的速度大小為v0，小物塊和小車的共同速度大小為v1。從撤去恒力到小物塊到達小車右端過程，對小物塊和小車系統(tǒng)：動量守恒：能量守恒：聯(lián)立以上兩式并代入數(shù)據(jù)得：v0=3m/s（2）設水平外力對小物塊的沖量大小為I，小物塊在平臺上運動的時間為t。小物塊在平臺上運動過程，對小物塊：動量定理：運動學規(guī)律：聯(lián)立以上兩式并代入數(shù)據(jù)得：四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖10所示，質(zhì)量M=20kg的物體從光滑曲面上高度H=0.8m處由靜止釋放，到達曲面底端時以水平方向的速度進入水平傳送帶。傳送帶由一電動機驅(qū)動，傳送帶的上表面勻速向左運動，運動速率為3.0m/s。已知物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.10。（g取10m/s2）（1）物體滑上傳送帶時的速度為多大？（2）若兩皮帶輪之間的距離是6.0m，物體滑上傳送帶后立刻移走光滑曲面，物體將從哪一邊離開傳送帶？通過計算說明你的結(jié)論。（3）若皮帶輪間的距離足夠大，從M滑上到離開傳送帶的整個過程中，求M和傳送帶之間的相對位移的大??？參考答案：解：（1）物體沿曲面下滑的過程中機械能守恒，……2分

解得物體滑到底端時的速度4.0m/s

…………2分

（2）以地面為參照系，物體滑上傳送帶后向右做勻減速運動直到速度為零，物體的加速度大小為 1.0m/s2

…………2分

物體從滑上傳送帶到相對地面速度減小到零，向右的位移

8.0m>6.0m，表明物體將從右邊離開傳送帶。

…………3分（3）以地面為參考系，若兩皮帶輪間的距離足夠大，則物體滑上傳送帶后向右做勻減速運動直到速度為零，后向左做勻加速運動，直到速度與傳送帶速度v相等后與傳送帶相對靜止，從傳送帶左端掉下，其間物體的加速度大小和方向都不變，加速度大小

1.0m/s2

取向右為正方向，從物體滑上傳送帶到與傳送帶相對靜止的過程中，物體發(fā)生的位移

3.5m

…………1分

物體運動的時間為

7.0s

…………2分

這段時間內(nèi)皮帶向左運動的位移

21m

…………2分

物體相對于傳送帶滑行的距離

24.5m

…………2分17.如圖所示，傾角θ=37°的斜面底端B平滑連接著半徑r=0.40m的豎直光滑圓軌道。質(zhì)量m=0.50kg的小物塊，從距地面h=2.7m處沿斜面由靜止開始下滑，小物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.25，求：（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）（1）物塊滑到斜面底端B時的速度大小。（2）物塊運動到圓軌道的最高點A時，對圓軌道的壓力大小。參考答案：（1）物塊沿斜面下滑過程中，在重力、支持力和摩擦力作用下做勻加速運動，設下滑加速度為a，到達斜面底端B時的速度為v，則

由①、②式代入數(shù)據(jù)解得：m/s

（2）