2021-2022学年安徽省阜阳市界首大觉寺附属中学高三物理期末试卷含解析

2021-2022学年安徽省阜阳市界首大觉寺附属中学高三物理期末试卷含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1.如图所示，木板B放在粗糙水平面上，木块A放在B的上面，A的右端通过一不可伸长的轻绳固定在竖直墙上，用水平恒力F向左拉动B，使其以速度v做匀速运动，此时绳水平且拉力大小为T，下列说法正确的是：A、绳上拉力T与水平恒力F大小相等B、木块A受到的是静摩擦力，大小等于TC、木板B受到A和地面施加的两个滑动摩擦力的合力大小等于FD、若木板B以2v匀速运动，则拉力仍为F参考答案：CD以AB整体为研究对象，水平恒力F等于绳上拉力T与地面对B的滑动摩擦力的和，则绳上拉力T小于水平恒力F．故A错误．对A分析可知，绳的拉力大小T等于A受到的滑动摩擦力．故B错误．木板B受到两个滑动摩擦力，两个滑动摩擦力的合力大小为F，C正确．若木板B以2v匀速运动，A与B，B与地面间的滑动摩擦力均不变，绳上的拉力T也不变，则根据力平衡可知拉力仍为F，故D正确．2.如图所示的电路中，L是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1、D2和D3是三个完全相同的灯泡，E是内阻不计的电源。在t=0时刻，闭合开关S，电路稳定后在t1时刻断开开关S。规定以电路稳定时流过D1、D2的电流方向为正方向，分别用I1、I2表示流过Dl和D2的电流，则下列四个图象中能定性描述电流I随时间t变化关系的是参考答案：C3.（多选）在一小型交流发电机中，矩形金属线圈abcd的面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕轴以角速度ω匀速转动（如图1所示），产生的感应电动势随时间的变化关系（如图2所示），矩形线圈与阻值为R的电阻构成闭合电路，下列说法中正确的是（）A．从t1到t3这段时间内穿过线圈磁通量的变化量为零B．从t3到t4这段时间通过电阻R的电荷量为C．t4时刻穿过线圈的磁通量的变化率大小为D．t4时刻电阻R的发热功率为参考答案：：解：A、由于磁通量是双向标量，在t1到t3这段时间穿过线圈磁通量的变化量不为零，所以为△Φ=2Bs，故A错误；B、通过电阻的电荷量Q=，所以t4到t3这段时间通过电阻R的电荷量Q==，故B正确；C、由于最大值面产生的电动势最大，所以磁通量时间图象中，在最大值面上磁通量的斜率最大，即E0=nK，所以K=，故C正确；D、求功率时需用有效值，所以E=，所以电流I=，R的发热功率为P=，故D正确．故选：BCD．4.（单选）如图，一小球从一半圆轨道左端A点正上方某处开始做平抛运动（小球可视为质点），飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B点。O为半圆轨道圆心，半圆轨道半径为R，OB与水平方向夹角为60°，重力加速度为g，则小球抛出时的初速度为参考答案：B飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B点，知速度与水平方向的夹角为30°，设位移与水平方向的夹角为θ，则解得：因为，所以竖直位移：；由竖直方向自由落体规律：．

由：，解得：=．所以B正确，A、C、D错误．所以答案为：B．5.下列关于物理思想方法的说法中，正确的是（

）A．根据速度定义式，当非常非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想方法B．在探究加速度、力和质量三者之间关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，该实验应用了控制变量法C．在推导匀变速运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法D．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫假设法参考答案：ABC二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，A、B两点相距0.1m，AB连线与电场线的夹角θ＝60°，匀强电场的场强E＝100V/m，则A、B间电势差UAB＝____V。参考答案：-5V

由图示可知，BA方向与电场线方向间的夹角为：θ=60°，BA两点沿电场方向的距离为：d=Lcosθ，BA两点间的电势差为：UBA=Ed=ELcosθ=100V/m×0.1m×cos60°=5V，故AB间的电势差为：UAB=-UBA=-5V。故选。7.某实验小组采用如图所示的装置探究“探究做功和物体动能变化间的关系”,图中桌

面水平放置,小车可放置砝码,实验中小车碰到制动装置时,钩码尚未到达地面。①实验的部分步骤如下：

a.在小车放入砝码,把纸带穿过打点计时器,连在小车后端,用细绳连接小车和钩码；

b.将小车停在打点计时器附近,_________,_________,小车拖动纸带,打点计时器在纸带上打下一列点断开开关；

c.改变钩码或小车中砝码的数量,更换纸带,重复第二步的操作。②如图a所示是某次实验中得到的一条纸带,其中A、B、C、D、E、F是计数点,相邻计数点间的时间间隔为T则打c点时小车的速度为___________。要验证合外力的功与动能变化的关系,除钩码和砝码的质量、位移、速度外,还要测出的物理量有：_______________________。

③某同学用钩码的重力表示小车受到的合外力,为了减小这种做法带来的实验误差,你认

为在实验中还应该采取的两项措施是：

a._________________________________；

b._________________________________；

④实验小组根据实验数据绘出了图b中的图线(其中△v2=v2-v02),根据图线可获得的

结论是_____________________________________________。

参考答案：．①接通电源（1分）

释放小车（1分）②（2分）

小车的质量（1分）③a.平衡摩擦力（1分）

b.重物的重力远小于小车的总重力（1分）④小车初末速度的平方差与位移成正比（或合外力做功等于物体动能的变化）。8.地球的半径约为R=6400km，A、B两颗人造地球卫星沿圆轨道绕地球运行，它们离地球表面的高度分别为hA=3600km，hB=1700km，那末A、B两颗卫星的运行速率之比vA:vB=

，运行周期之比TA：TB=

。参考答案：9.图示电路中，电表视为理想表。当S断开时，电压表示数为12V，当S闭合后，电压表示数为11.2V，电流表示数为0.2A，则电源电动势为

，内电阻为

。

参考答案：

答案：12V、

4W10.海尔-波普彗星轨道是长轴非常大的椭圆，近日点到太阳中心的距离为0.914天文单位（1天文单位等于地日间的平均距离），则其近日点速率的上限与地球公转（轨道可视为圆周）速率之比约为（保留2位有效数字）

。参考答案：1.5．（5分）11.如图所示，将两条完全相同的磁铁（磁性极强）分别固定在质量相等的小车上，水平面光滑，开始时甲车速度大小为3m/s，方向水平向右，乙车速度大小为2m/s，方向水平向左，两车在同一直线上，当乙车的速度为零时，甲车速度为________m/s，方向________。参考答案：1；水平向右12.参考答案：13.如图（a）所示，阻值为R、匝数为n的圆形金属线圈与一个阻值为2R的电阻连接成闭合电路。线圈的半径为r1，在线圈中半径为r2的圆形区域存在垂直于线圈平面的匀强磁场（向里为正），磁感应强度B随时间t变化的关系如图（b）所示，图中B1、t1为已知量。导线电阻不计，则t1时刻经过电阻的电流方向为_________（选填“a→b”或“b→a”），电流的大小为___________。参考答案：b→a，

三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14..某同学在做“利用单摆测定重力加速度”的实验中，如果已知摆球直径为2.00cm，让刻度尺的零点对准摆线的悬点，摆线竖直下垂，如图32甲所示，那么（1）单摆摆长是__________cm.如果测定了40次全振动的时间如图32乙中秒表所示，那么秒表读数是__________s，单摆的摆动周期是__________s.（2）如果他测得的g值偏大，可能的原因是（

）A.测摆线长时摆线拉得过紧B.摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，摆线长度增加了C.开始计时时，秒表过迟按下D.实验中误将49次全振动计为50次（3）为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长l，并测出相应的周期T，从而得出一组对应的l与T的数据，再以l为横坐标、T2为纵坐标将所得数据连成直线，如图33，并求得该直线的斜率为k，则重力加速度g=____________.（用k表示）参考答案：（1）87.60cm

75.2

1.88（各1分，共3分）（2）BCD（3分）

（3）（4分）15.在验证“当物体质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律时，给出如下器材：倾角可以调节的长木板（如图10所示），小车一个，计时器一个，刻度尺一把。实验步骤如下：①让小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑到斜面底端A2，记下所用的时间t。②用刻度尺测量A1与A2之间的距离x。③用刻度尺测量A1相对于A2的高度h。④改变斜面的倾角，保持A1与A2之间的距离不变，多次重复上述实验步骤并记录相关数据h、t。⑤以h为纵坐标，1/t2为横坐标，根据实验数据作图。若在此实验中，如能得到一条过坐标系原点的直线，则可验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律。根据上述实验步骤和说明回答下列问题：（不考虑摩擦力影响，用已知量和测得量符号表示）（1）设小车所受的重力为mg，则小车的加速度大小a=

，小车所受的合外力大小F=

。（2）请你写出物体从斜面上释放高度h与下滑时间t的关系式

。参考答案：（1）或g（2分），

mg或m（2分）（2）h=（3分）小车做的是初速度为零的匀加速直线运动，根据运动规律：x=at2，解得：a=.小车所受的合外力是重力沿斜面的分力，大小为：mgsinθ，θ为斜面的夹角，sinθ=，所以合力为：F=ma=mgsinθ=mg．用动能定理可解得：h=，所以h与1/t2成正比.四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示的装置叫做阿特伍德机，是阿特伍德创制的一种著名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律。绳子两端的物体下落（上升）的加速度总是小于自由落体的加速度g，同自由落体相比，下落相同的高度，所花费的时间要长，这使得实验者有足够的时间从容的观测、研究。已知物体A、B的质量相等均为M，物体C的质量为m，轻绳与轻滑轮间的摩擦不计，轻绳不可伸长且足够长，如果，求：（1）物体B从静止开始下落一段距离的时间与其自由落体下落同样的距离所用时间的比值。（2）系统在由静止释放后的运动过程中，物体C对B的拉力。参考答案：（1）设物体的加速度为a,绳子中的拉力为F,对物体A：由牛顿第二定律得

(2分)对BC整体由牛顿第二定律得

(2分)解得：

(2分)物体B从静止下落

(1分)自由下落同样的距离

(1分)解得：

(1分)（2）设B对C的拉力为FN物体C,由牛顿第二定律得：

(2分)解得：

(1分)由牛顿第三定律得物体C对B的拉力为 (1分)17.如图所示为放置在竖直平面内游戏滑轨的模拟装置，滑轨由四部分粗细均匀的金属杆组成，其中倾斜直轨AB与水平直轨CD长均为L＝3m，圆弧形轨道APD和BQC均光滑，BQC的半径为r＝1m，APD的半径为R＝2m，AB、CD与两圆弧形轨道相切，O2A、O1B与竖直方向的夹角均为q＝37°．现有一质量为m＝1kg的小球穿在滑轨上，以初动能Ek0从B点开始沿BA向上运动，小球与两段直轨道间的动摩擦因数均为μ＝，设小球经过轨道连接处均无能量损失．求：（g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）（1）要使小球完成一周运动回到B点，求初动能EK0至少多大；（2）若小球以第一问Ek0数值从B出发，求小球第二次到达D点时的动能及小球在CD段上运动的总路程．

参考答案：、解：（1）从B点开始到轨道最高点需要能量

Ek0＝mgR(1-cosq)+mgLsinq+mmgLcosq……（2分）代入

解得Ek0＝30J从最高点向左返回B点设剩余动能EkBEkB=mg2R-mgr(1+cosq)-mmgL=12J…………（1分）说明只要小球能从点上升到最高点以后就可以回到B点…………（1分）要使小球完成一周运动回到B点，初动能EK0至少30J…

……（2分）（2）小球第一次回到B点时的动能为12J，小球沿BA向上运动到最高点，距离B点为X则有：EkB=mmgXcosq+mgXsinq…………

（1分）X=m<3m

小球掉头向下运动，当小球第二次到达D点时动能为………

…（1分）

……

（2分）=12.6J

小球第二次到D点后还剩12.6J的能量，沿DP弧上升一段后再返回DC段，到C点只剩下2.6J的能量。………

…（2分）因此小球无法继续上升到B点，滑到BQC某处后开始下滑，之后受摩擦力作用，小球最终停在CD上的某点。