四川省宜宾市育新中学2021年高三物理上学期期末试题含解析

四川省宜宾市育新中学2021年高三物理上学期期末试题含解析一、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.用一根细线一端系一小球(可视为质点)，另一端固定在一光滑锥顶上，如图所示，设小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为ω，细线的张力为FT，则FT随ω2变化的图象是图中的(

)

参考答案：C2.（多选题）一列简谐横波沿x轴传播，t=0时的波形如图所示，质点A与质点B相距1m，A点速度沿y轴正方向；t=0.02s时，质点A第一次到达正向最大位移处，由此可知（）A．此波沿x轴负方向传播B．此波的传播速度为25m/sC．从t=0时起，经过0.04s，质点A沿波传播方向迁移了1mD．能与该波发生干涉的横波的频率一定为25Hz参考答案：AB【考点】横波的图象；波长、频率和波速的关系．【分析】由图确定波长，根据A点振动情况确定，求出波速．由A点的振动方向判断出波的传播方向．根据周期，分析在t=0.04s时，质点B处在位置和速度方向．根据干涉的条件判断是否发生干涉．【解答】解：A、质点A点速度沿y轴正方向，结合平移法可知波沿x轴负方向传播．故A正确．

B、由题结合图可知，λ=2m，经过0.02s=T质点A到达波峰，所以T=0.08s，则波速v=．故B正确．

C、简谐横波沿x轴传播，质点A沿波传播方向并不迁移．故C错误．

D、该波的周期为0.08s，所以频率：f=Hz，所以能与该波发生干涉的横波的频率一定为12.5Hz．故D错误故选：AB3.如图所示，铁板AB与水平面垂直，一块磁铁吸附在铁板右侧，现缓慢绕铁板A点沿顺时针转动到与水平面成θ角，此过程中铁板始终相对铁板静止。下列说法正确的是（）A.磁铁始终受到四个力作用B.开始瞬间重力与磁铁的弹力二力平衡C.铁板对磁铁的作用力逐渐增大D.磁铁受到的摩擦力还渐增大参考答案：A【详解】A.对铁块受力分析，受重力G、磁力F、支持力N和摩擦力f，如图所示，故A正确；B.开始瞬间，重力与摩擦力二力平衡，故B错误；C.由于始终平衡，故合力为零，铁板对磁铁的作用力与重力平衡不变，故C错误；D.沿铁板方向，由平衡条件得：f=Gsinθ，θ减小，所以f减小，故D错误；4.如图所示，甲、乙两电路中电源完全相同，外电阻R1>R2，两电路中分别通过相同的电荷量q的过程中，下列判断正确的是(

)A．电源内部产生电热较多的是甲电路

B．R1上产生的电热比R2上产生的电热多

C．电源做功较多的是甲电路

D．电源效率较高的是甲电路参考答案：BD5.地下矿井中的矿石装在矿车中，用电机通过竖井运送至地面。某竖井中矿车提升的速度大小v随时间t的变化关系如图所示，其中图线①②分别描述两次不同的提升过程，它们变速阶段加速度的大小都相同；两次提升的高度相同，提升的质量相等。不考虑摩擦阻力和空气阻力。对于第①次和第②次提升过程，A.矿车上升所用的时间之比为4:5B.电机的最大牵引力之比为2:1C.电机输出的最大功率之比为2:1D.电机所做的功之比为4:5参考答案：AC试题分析

本题考查速度图像，牛顿运动定律、功和功率及其相关的知识点。解析

设第次所用时间为t，根据速度图象的面积等于位移（此题中为提升的高度）可知，×2t0×v0=×（t+3t0/2）×v0，解得：t=5t0/2，所以第次和第次提升过程所用时间之比为2t0∶5t0/2=4∶5，选项A正确；由于两次提升变速阶段的加速度大小相同，在匀加速阶段，由牛顿第二定律，F-mg=ma，可得提升的最大牵引力之比为1∶1，选项B错误；由功率公式，P=Fv，电机输出的最大功率之比等于最大速度之比，为2∶1，选项C正确；加速上升过程的加速度a1=，加速上升过程的牵引力F1=ma1+mg=m(+g)，减速上升过程的加速度a2=-，减速上升过程的牵引力F2=ma2+mg=m(g-)，匀速运动过程的牵引力F3=mg。第次提升过程做功W1=F1××t0×v0+F2××t0×v0=mgv0t0；第次提升过程做功W2=F1××t0×v0+F3×v0×3t0/2+F2××t0×v0=mgv0t0；两次做功相同，选项D错误。点睛

此题以速度图像给出解题信息。解答此题常见错误主要有四方面：一是对速度图像面积表示位移掌握不到位；二是运用牛顿运动定律求解牵引力错误；三是不能找出最大功率；四是不能得出两次提升电机做功。实际上，可以根据两次提升的高度相同，提升的质量相同，利用功能关系得出两次做功相同。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.质量为m的卫星围绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径是地球半径的2倍．已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，则卫星的速度大小为_______参考答案： 7.在“探究功与物体速度变化关系”的实验中，某实验研究小组的实验装置如图甲所示，弹簧与木块接触但并没有拴连。木块从A点静止释放后，在1根弹簧作用下弹出，沿足够长的木板运动到B1点停下，O点为弹簧原长时所处的位置，测得OB1的距离为L1，并记录此过程中弹簧对木块做的功为W。用完全相同的弹簧2根、3根……并列在一起进行第2次、第3次……实验，每次实验木块均从A点释放，木块分别运动到B2、B3……停下，测得OB2、OB3……的距离分别为L2、L3……作出弹簧对木块做功W与木块停下的位置距O点的距离L的图象如图乙所示。（1）根据图线分析，弹簧对木块做功W与木块在O点的速度v0之间的关系为

（2）W—L图线不通过原点的原因是

。（3）求出弹簧被压缩的长度为

cm。参考答案：（1）W与成线性关系（2）未计木块通过AO段时摩擦力对木块所做（3）

3

cmKs5u8.质点做直线运动，其s-t关系如图所示，质点在0-20s内的平均速度大小为_________m/s，质点在_________时的瞬时速度等于它在6-20s内的平均速度。参考答案：9.在“探究加速度与物体受力的关系”活动中，某小组设计了如图所示的实验。图中上下两层水平轨道表面光滑，两完全相同的小车前端系上细线，细线跨过滑轮并分别挂上装有不同质量砝码的盘，两小车尾部细线水平连到控制装置上，实验时通过控制细线使两小车同时开始运动，然后同时停止。实验中：（1）应使砝码和盘的总质量远小于小车的质量，这时可认为小车受到的合力的大小等于

。（2）若测得小车1、2的位移分别为x1和x2，则小车1、2的加速度之比

。（3）要达到实验目的，还需测量的物理量是

。参考答案：(1)砝码和盘的总重

(2分)(2)x1/x2

(2分)

(3)两组砝码和盘的总重量（质量）（或盘的质量、两砝码和盘的总重量的比值）10.有一直角架AOB，AO水平放置，表面粗糙。OB竖直向下，表面光滑。AO上套有一个小环P，OB上套有一个小环Q，两环质量均为m，两环间由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡（如图13）。现将P环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，移动后和移动前比较，AO杆对P环的支持力N；细绳的拉力T

。参考答案：不变，变大11.．如图所示，小车AB放在光滑水平面上，A端固定一个轻弹簧，B端粘有油泥，AB总质量为M，质量为m的木块C放在小车上，用细绳子连接于小车的A端并使弹簧压缩，开始时AB和C都静止，当突然烧断细绳时，C被释放，使C离开弹簧向B端冲去，并跟B端油泥粘在一起，忽略一切摩擦，以下说法正确的是(

)A．弹簧伸长过程中C向右运动，同时AB也向右运动B．C与B碰前，C与AB的速率之比为M：mC．C与油泥粘在一起后，AB立即停止运动D．C与油泥粘在一起后，AB继续向右运动

参考答案：BC12.已知氢原子的基态能量为（），激发态能量，其中．已知普朗克常量为，真空中光速为，吸收波长为

▲

的光子能使氢原子从基态跃迁到的激发态；此激发态原子中的电子再吸收一个频率为的光子被电离后，电子的动能为

▲

．参考答案：

（2分）13.如图所示，一弹簧振子在M、N间沿光滑水平杆做简谐运动，坐标原点O为平衡位置，MN＝8cm.从小球经过图中N点时开始计时，到第一次经过O点的时间为0.2s，则小球的振动周期为________s，振动方程的表达式为x＝________cm。参考答案：三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（6分）小汽车正在走进我们的家庭，你对汽车了解多少？一辆汽车性能的优劣，其油耗标准非常重要。而影响汽车油耗标准最主要的因素是其在行进中所受到的空气阻力。人们发现汽车在高速行驶中所受到的空气阻力f（也称风阻）主要与两个因素有关：①汽车正面垂直投影面积S；②汽车行驶速度v。研究人员在风洞实验室中，控制一定条件，通过模拟实验得到下表所列数据：

20304050602．0206464824129118602．52585801032161423243．03096961239193627883．53618121445225832524．0412928165225813717

（1）由上表数据可得汽车风阻f与汽车正面垂直投影面积S及汽车行驶速度v的关系式为f=

（比例系数要求用K表示）。（2）据推理或猜测，K的大小主要与

、

等因素有关．参考答案：答案：⑴f=KSv2

（2分）；⑵与空气密度、车的外形、车表面光滑情况等因素有关。（4分答对一个就给2分）15.（10分）同学们知道，将两个金属电极插入任何一个水果中就可以做成一个水果电池，但日常生活中我们很少用“水果电池”，这是为什么呢?某学习小组的同学准备就此问题进行探究。(1)同学们通过查阅资料知道将锌、铜两电极插入水果中，电动势大约会有1伏多一点。甲同学找来了一个土豆做实验，当用量程为0～3V、内阻约50k，的电压表测其两极时读数为0．96V，但当他将四个这样的水果电池串起来给标称值为“3V．0．5A”的小灯泡供电时，灯泡并不发光，检查灯泡、线路均无故障。据你猜想，出现这种现象的原因是

(不要求写分析、推导过程)(2)乙同学用灵敏电流表直接接“土豆电池”的两极，测得电流为0．32mA，根据前面电压表测得的0．96V电压，估算出“土豆电池”的内阻值，其值为

(3)为了更准确测定一个“土豆电池”的电动势和内阻，实验室提供了以下一些器材可供选择A．电流表A1(量程为0～06A，内阻r1=ln)B．灵敏电流表A4,(量程为0～0．6mA，内阻r=800C．灵敏电流表A，(量程为0～250A，内阻未知)D．滑动变阻器R(最大阻值约10)E．定值电阻R。(阻值2kD．)F变阻箱R’(0～99991))G．开关s和导线若干①为了能尽可能准确测定“土豆电池”的电动势和内阻，实验中除了带有锌、铜两电极的水果电池外，还应选择的器材是

(填器材前的字母代号)；②利用①问中选择的器材，在右方框中画出测量的的电路图(图中要标明相关器材的字母代号)。参考答案：答案：（1）水果电池的内阻太大（2分）（2）3.0×10（2分）（3）①B、F、G（2分）②电路图如图示（4分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，区域Ⅰ中有竖直向上的匀强电场，电场强度为E；区域Ⅱ内有垂直纸面向外的水平匀强磁场，磁感应强度为B；区域Ⅲ中有垂直纸面向里的水平匀强磁场，磁感应强度为2B。一质量为m、带电量为q的带负电粒子（不计重力）从左边界O点正上方的M点以速度v0水平射入电场，经水平分界线OP上的A点与OP成60°角射入Ⅱ区域的磁场，并垂直竖直边界CD进入Ⅲ区域的匀强磁场中。

求：（1）粒子在Ⅱ区域匀强磁场中运动的轨道半径；（2）O、M间的距离；（3）粒子从第一次进入区域Ⅲ到离开区域Ⅲ所经历的时间t3。参考答案：解：（1）粒子在匀强电场中做类平抛运动，设粒子过A点时速度为v，由类平抛规律知

①

（3分）粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：

②

（1分）所以

③

（2分）（2）设粒子在电场中运动时间为t1，加速度为a，则有

④

（2分）

⑤

（2分）即

⑥

O、M两点间的距离为⑦

（2分）（3）设粒子在Ⅲ区域磁场中运行时间为t3，粒子在Ⅲ区域磁场中运行为T3，则：

⑧

（2分）由①②式可得：⑨（1分）则：

⑩

（2分）Ks5u由⑩式可得：（1分）Ks5u17.如图所示是一传送带加速装置示意图，现利用该装置，将一货物轻放在速度足够大的传送带A端，将其加速到另一端B后货物将沿着半径的光滑半圆轨道运动，半圆轨道与传送带在B点相切，其中BD为半圆轨道的直径，O点为半圆轨道的圆心。已知传送带与货物间的动摩擦因数，传送带与水平面间夹角。已知，，，货物可视为质点。求：（1）货物在传送带上的加速度大小；（2）若货物能沿半圆轨道运动到最高点C，传送带AB段

至少要多长？

参考答案：：⑴物体在沿AB加速过程中，根据牛顿第二定律:

（2分）

解得：a=0.4m/s2

（2分）⑵要使小球能沿轨道刚好到达最高点C，重力提供做圆周运动的向心力，则在C点