山东省潍坊市尧沟镇中学2021年高三物理下学期期末试卷含解析_第1页
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山东省潍坊市尧沟镇中学2021年高三物理下学期期末试卷含解析一、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,Q是一个带正电的固定的点电荷,另有一个带负电的点电荷P只受到Q产生的电场力的作用在运动,则P在运动过程中A.如果电势能减少,则加速度一定变小B.如果电势能减少,则加速度一定变大

C.如果电势能减少,则动能一定变大

D.如果电势能保持不变,则一定做匀速圆周运动参考答案:答案:BCD2.如图所示为一竖直放置的穹形光滑支架,其中AC以上为半圆.一根不可伸长的轻绳,通过光滑、轻质滑轮悬挂一重物.现将轻绳的一端固定于支架上的A点,另一端从最高点B开始,沿着支架缓慢地顺时针移动,直到D点(C点与A点等高,D点稍低于C点).则绳中拉力的变化情况()A.先变大后不变 B.先变小后不变C.先变小后变大再变小 D.先变大后变小再变大参考答案:A解:当轻绳的右端从B点移到直杆最上端C时,设两绳的夹角为2θ,以滑轮为研究对象,分析受力情况,作出力图如图1所示.根据平衡条件得:2Fcosθ=mg,得到绳子的拉力F=,所以在轻绳的右端从B点移到直杆最上端C的过程中,θ增大,cosθ减小,则F变大.当轻绳的右端从直杆C移到D点时,设两绳的夹角为2α.设绳子总长为L,两直杆间的距离为S,由数学知识得到sinα=,L、S不变,则α保持不变.再根据平衡条件可知,两绳的拉力F保持不变.所以绳中拉力大小变化的情况是先变大后不变.故A正确,BCD错误.故选:A.3.如图,一质量为M的光滑大圆环,用一细轻杆固定在竖直平面内;套在大环上质量为m的小环(可视为质点),从大环的最高处由静止滑下。重力加速度大小为g。当小环滑到大环的最低点时,大环对轻杆拉力的大小为A.Mg-5mg

B.Mg+mg

C.Mg+5mg

D.Mg+10mg参考答案:C4.如图所示,A、B随水平圆盘绕轴匀速转动,物体B在水平方向所受的作用力有(

)A.圆盘对B及A对B的摩擦力,两力都指向圆心B.圆盘对B的摩擦力指向圆心,A对B的摩擦力背离圆心C.圆盘对B及A对B的摩擦力和向心力D.圆盘对B的摩擦力和向心力参考答案:B5.竖直起飞的火箭当推力为F时,加速度为10m/s2,当推力增大到2F时,火箭的加速度将达到(g取10m/s2)

A.20m/s2

B.25m/s2

C.30m/s2

D.40m/s2参考答案:C二、填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分6.一个小物块从底端冲上足够长的斜面后,又返回到斜面底端。已知小物块的初动能为E,它返回到斜面底端的速度大小为v,克服摩擦阻力做功为E/2。若小物块冲上斜面的动能为2E,则物块返回斜面底端时的动能为

。参考答案:7.如图所示,水平设置的三条光滑平行金属导轨a、b、c位于同一水平面上,a与b、b与c相距均为d=1m,导轨ac间横跨一质量为m=1kg的金属棒MN,棒与三条导轨垂直,且始终接触良好。棒的电阻r=2Ω,导轨的电阻忽略不计。在导轨bc间接一电阻为R=2Ω的灯泡,导轨ac间接一理想电压表。整个装置放在磁感应强度B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向下。现对棒MN施加一水平向右的拉力F,使棒从静止开始运动。若施加的水平外力功率恒定,且棒达到稳定时的速度为1.5m/s,则水平外力的功率为

W,此时电压表读数为

V。参考答案:8.平抛运动可以分解为水平方向的

运动和竖直方向的

运动。平抛物体在空中运动的时间与物体抛出的初速度大小

,与抛出点离水平地面的高度

.(后两空选填“有关”或“无关”)参考答案:匀速直线自由落体无关有关平抛运动水平方向没有外力,竖直方向受一重力作用,可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动,由竖直方向,水平方向可知空中运动的时间与物体抛出的初速度大小无关,只由抛出点离水平地面的高度决定【解析】9.据报道:1978年澳大利亚科学家利用5m长的电磁轨道炮,将质量为3.3g的弹丸以5.9km/s的高速发射获得成功。假设弹丸在轨道炮内做匀加速直线运动,弹丸所受的合力为_________N。如果每分钟能发射6颗弹丸,该电磁轨道炮的输出功率约为_____W。参考答案:1.15×104

N;

5.74×103

W。10.为了测量某一弹簧的劲度系数,将该弹簧竖直悬挂起来,在自由端挂上不同质量的砝码.实验测出了砝码质量m与弹簧长度l的相应数据,其对应点已在图中标出.(g=9.8m/s2)

(1)作出m—l的关系图线;

(2)弹簧的劲度系数为________。参考答案:(1)如图所示

(2)0.259N/m(0.248~0.262)11.在“用打点计时器测速度”的实验中,交流电源频率为50HZ,打出一段纸带如图所示.纸带经过2号计数点时,测得的瞬时速度υ=

m/s.若实验时交流电源频率大于50Hz,则纸带经过2号点的实际速度

(选填“大于”、“小于”、“等于”)测量速度.参考答案:0.36;大于.【考点】探究小车速度随时间变化的规律.【分析】根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上2点时小车的瞬时速度大小.【解答】解:从0点开始每5个点取一个计数点,所以相邻计数点间的时间间隔为0.02×5=0.1s根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上2点时小车的瞬时速度大小.小车到计数点2时的瞬时速度v2==m/s=0.36m/s,如果在某次实验中,交流电的频率偏离50Hz,交流电的频率偏高而未被发觉,那么实际打点周期变小,据v=可知,测出的速度数值将比真实值偏小.根据运动学公式△x=at2得:真实的加速度值就会偏小,所以测量的加速度值与真实的加速度值相比是偏大.故答案为:0.36;大于.12.如图所示,某车沿水平方向高速行驶,车厢中央的光源发出一个闪光,闪光照到了车厢的前、后壁,则地面上的观察者认为该闪光________(填“先到达前壁”“先到达后壁”或“同时到达前后壁”),同时他观察到车厢的长度比静止时变________(填“长”或“短”)了.参考答案:先到达后壁短13.某学习小组用如图所示装置探究“加速度和力的关系”。

该小组已经测量了两个光电门间的距离为L,遮光条的宽度为d,遮光条通过两个光电门的时间分别为t1、t2,则:

(1)小车的实际加速度可以表示为____________(用题中所给物理量表示)

(2)改变所挂钩码的数量,多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可在坐标纸上画出a-F关系的点迹(如图所示)。经过分析,发现这些点迹存在一些问题,产生的主要原因可能是(

)A.轨道与水平方向夹角太大B.轨道保持了水平状态,没有平衡摩擦力C.所挂钩码的总质量太大,造成上部点迹有向下弯曲趋势D.所用小车的质量太大,造成上部点迹有向下弯曲趋势参考答案:(1)a=

(2)BC解析:(1)遮光条通过两个光电门时的速度分别为v1=d/t1,v2=d/t2。根据匀变速直线运动规律,v22-v12=2aL,解得小车的实际加速度可以表示为a=。(2)图线直线部分没有过原点,产生的主要原因可能是轨道保持了水平状态,没有平衡摩擦力,选项A错误B正确;图线上部弯曲产生的主要原因可能是所挂钩码的总质量太大,造成上部点迹有向下弯曲趋势。三、简答题:本题共2小题,每小题11分,共计22分14.(选修3-5模块)(4分)2008年北京奥运会场馆周围80%~90%的路灯将利用太阳能发电技术来供电,奥运会90%的洗浴热水将采用全玻真空太阳能集热技术.科学研究发现太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应,即在太阳内部4个氢核(H)转化成一个氦核(He)和两个正电子(e)并放出能量.已知质子质量mP=1.0073u,α粒子的质量mα=4.0015u,电子的质量me=0.0005u.1u的质量相当于931.MeV的能量.①写出该热核反应方程;②一次这样的热核反应过程中释放出多少MeV的能量?(结果保留四位有效数字)参考答案:

答案:①4H→He+2e(2分)②Δm=4mP-mα-2me=4×1.0073u-4.0015u-2×0.0005u=0.0267u(2分)ΔE=Δmc2

=0.0267u×931.5MeV/u=24.86MeV

(2分)15.如图所示,一定质量理想气体经历A→B的等压过程,B→C的绝热过程(气体与外界无热量交换),其中B→C过程中内能减少900J.求A→B→C过程中气体对外界做的总功.参考答案:W=1500J【详解】由题意可知,过程为等压膨胀,所以气体对外做功为:过程:由热力学第一定律得:

则气体对外界做的总功为:

代入数据解得:。四、计算题:本题共3小题,共计47分16.一辆值勤的警车停在公路边,当警员发现从他旁边以v=12m/s的速度匀速行驶的货车有违章行为时,决定前去追赶。经过t0=2s,警车发动起来,以加速度a=2m/s2做匀加速运动,若警车最大速度可达vm=16m/s,问:(1)在警车追上货车之前,两车间的最大距离是多少?(2)警车发动起来以后至少多长时间可以追上货车?参考答案:见解析(1)当警车与货车速度相等时,两者距离最大。由at1=v,得t1=6s此时(2)警车发动到达到最大速度需要t2=vm/a=8s此时货车位移x1=v(t0+t2)=120m

警车位移即警车还未追上货车,此时二者相距Δx’=x1-x2=56m还需要时间

所以警车从发动到追上货车的最短时间为t=t2+t3=22s17.如图所示,倾角为45°的粗糙斜面AB底端与半径R=0.4m的光滑半圆轨道BC平滑相接,O为轨道圆心,BC为圆轨道直径且处于竖直平面内,A、C两点等高。质量m=1kg的滑块从A点由静止开始下滑,恰能滑到与O等高的D点,g取10m/s2.(1)求滑块与斜面间的动摩擦因数μ;(2)若使滑块能到达C点,求滑块至少从离地多高处由静止开始下滑;(3)若滑块离开C处后恰能垂直打在斜面上,求滑块经过C点时对轨道的压力.参考答案:(1)A到D过程:根据动能定理有=0-0

(2分)可求:

(1分)(2)若滑块恰能到达C点,根据牛顿第二定律有mg=

(1分) m/s

(1分)从高为H的最高点到C的过程:根据动能定理有

(2分)求得:H=2m

(1分)(3)离开C点后滑块做平抛运动,垂直打在斜面上时有x=

(1分)

(1分)

(1分)

(1分)解得

m/s

(1分)在C点,有

(1分)求得:N由牛顿第三定律可知,滑块对轨道的压力为3.3N

(1分)18.如图所示,将小砝码置于桌面上的薄纸板上,用水平向右的拉力将纸板迅速抽出,砝码的移动很小,几乎观察不到,这就是大家熟悉的惯性演示实验。若砝码和纸板的质量分别为和,各接触面间的动摩擦因数均为。重力加速度为g。(1)当纸板相对砝码运动时,求纸板所受摩擦力的大小;(2)要使纸板相对砝码运动,求所需拉力的大小;(3)本实验中,=0。5kg,

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