山西省阳泉市第十七中学2021年高三物理上学期期末试题含解析

山西省阳泉市第十七中学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.（多选题）如图所示，半圆槽M置于光滑的水平面上．现从半圆槽右端入口处静止释放一质量为m的小球，则小球释放后，以下说法中正确的是（）

A．若圆弧面光滑，则系统动量守恒B．若圆弧面光滑，则小球能滑至半圆槽左端入口处C．若圆弧面不光滑，则小球不能滑至半圆槽左端入口处，且小球到达最左端时，系统有向右的速度D．若圆弧面不光滑，则小球不能滑至半圆槽左端入口处，但小球到达最左端时，系统速度为零参考答案：BD【考点】动量守恒定律．【分析】系统所受到的合外力为零时，系统动量守恒，只有重力或只有弹力做功，系统机械能守恒；分物体的受力情况，然后应用动量守恒定律与机械能守恒定律分析答题．【解答】解：A、以半圆槽与小球组成的系统为研究对象，不论圆弧面是否光滑，在整个过程中，系统在水平方向受到的合力为零，在水平方向动量守恒，在竖直方向所受合外力不为零，在竖直方向动量不守恒，即对系统来说，系统受到的合外力不为零，系统动量不守恒，故A错误；B、如果圆弧面光滑，在整个过程中，半圆槽与小球组成的系统只有重力做功，系统机械能守恒，小球能滑到半圆槽左端入口处，故B正确；C、如果圆弧面不光滑，以半圆槽与小球组成的系统为研究对象，在整个过程中，系统在水平方向受到的合力为零，在水平方向动量守恒，由于系统初状态动量为零，小球到达最左端时，系统动量也为零，系统速度为零；由于圆弧面不光滑，小球在运动过程中受到摩擦力作用，要克服摩擦力做功，使系统机械能减少，小球不能滑至半圆槽左端入口处，故C错误，D正确；故选：BD．2.如图所示，轻杆BO一端装在铰链上，铰链固定在竖直墙上，另一端装一轻滑轮，重为G的物体用细绳经滑轮系于墙上A点，系统处于平衡状态，若将A点沿竖直墙向上缓慢移动少许，且系统仍处于平衡状态，则轻杆所受压力大小的变化情况是A．先变小后变大

B．先变大后变小

C．一直变小

D．保持不变参考答案：CG受力平衡，故向上的拉力等于重物的重力，故重物对O点的拉力为G；对O受力分析，如图所示，O点受向下的拉力，AO方向的拉力及BO的支持力；三力的合力为零，则作出AO与DO的拉力的合力，应与BO对结点O的支持力大小相等方向相反；因物体的重力不变，故细绳的拉力不变，故两绳对O点的作用力大小都不变，而A上移，使AO、OD的夹角增大，从而可知两力的合力减小，而BO的支持力一定与AO、OD的合力大小相等、方向相反，故BO的支持力一定变小。（本题需要注意的问题有：B点为铰链，故OB的力只能沿OB方向；AD为同一根绳，故AO与OD两段上的拉力相等，等于物体的重力．）3.（多选）如图所示，以直角三角形AOC为边界的有界匀强磁场区域，磁感应强度为B，∠A＝60°，AO＝a.在O点放置一个粒子源，可以向各个方向发射某种带负电粒子，粒子的比荷为q/m，发射速度大小都为v0，且满足v0＝，发射方向由图中的角度θ表示．对于粒子进入磁场后的运动(不计重力作用)，下列说法正确的是()A．粒子有可能打到A点B．以θ＝60°飞入的粒子在磁场中运动时间最短C．以θ<30°飞入的粒子在磁场中运动的时间都相等D．在AC边界上只有一半区域有粒子射出参考答案：AD4.（单选）如图是某跳水运动员最后踏板的过程：设运动员从高处落到处于自然状态的跳板(A位置)上，随跳板一同向下运动到最低点(B位置)．对于运动员从A位置运动到B位置的过程中，下列说法正确的是A．运动员到达最低点时处于失重状态B．运动员到达最低点时处于超重状态C．在这个过程中，运动员的速度一直在增大D．在这个过程中，运动员的加速度一直在增大参考答案：B5.如图所示，在光滑水平面上有一质量为M的木块，木块与轻弹簧水平相连，弹簧的另一端连在竖直墙上，木块处于静止状态，一质量为m的子弹以水平速度v0击中木块，并嵌在其中，木块压缩弹簧后在水平面做往复运动．木块自被子弹击中前到第一次回到原来位置的过程中，木块受到的合外力的冲量大小为（）A． B．2Mv0 C． D．2mv0参考答案：A【考点】动量定理．【分析】木块自被子弹击中前速度为零，第一次回到原来的位置的速度等于子弹击中木块后瞬间的速度，根据动量守恒定律求出子弹击中后的速度，通过动量定理求出合外力的冲量．【解答】解：由于子弹射入木块的时间极短，在瞬间动量守恒，根据动量守恒定律得，mv0=（M+m）v，解得v=．根据动量定理，合外力的冲量I=．故A正确，B、C、D错误．故选A．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图为声波干涉演示仪的原理图，O形玻璃管粗细均匀，分为A和B两部分，两侧各有一小孔，声波从左侧小孔传入管内，被分成两列频率_____________的波。当声波分别通过A、B传播到右侧小孔时，若两列波传播的路程相差半个波长，则此处声波的振幅_____

_____；若传播的路程相差一个波长，则此处声波的振幅________________。[参考答案：7.（2）一束细光束由真空沿着径向射入一块半圆柱形透明体，如图（a）所示，对其射出后的折射光线的强度进行记录，发现折射O

光线的强度随着θ的变化而变化，如图（b）的图线所示.此透明体的临界角为

▲，折射率为

▲

.参考答案：60°（2分），8.（4分）生活中常见的固体物质分为晶体和非晶体，常见的晶体有：__________________。非晶体有：____________。（每空至少写出三种物质，不足三种的扣１分）参考答案：金属、食盐、明矾；沥青、玻璃、石蜡（每空至少写三种物质，不足三种的扣１分）9.某同学研究小车在斜面上的运动，用打点计时器记录了小车做匀变速直线运动的位移，得到一段纸带如图所示。在纸带上选取几个相邻计数点A、B、C、D，相邻计数点间的时间间隔均为T，B、C和D各点到A的距离为s1、s2和s3。由此可算出小车运动的加速度大小

，打点计时器在打C点时，小车的速度大小vc＝

。（用已知的物理量符号表示）参考答案：a=(s2-2s1)/T2或a=(s3-2s2+s1)/T2或a=(s3-s2-s1)/2T2

vc=(s3-s1)/2T10.B.动能相等的两人造地球卫星A、B的轨道半径之比RA:RB=1:2，它们的角速度之比=

，质量之比mA:mB=

.参考答案：；1：2两卫星绕地球做匀速圆周运动，其万有引力充当向心力，，所以两者角速度之比为；线速度之比为，根据题意知两者动能相等，所以质量之比为：1:2。【考点】匀速圆周运动的描述、万有引力定律的应用

11.（2）如图所示，在平静的水面上有A、B两艘小船，A船的左侧是岸，在B船上站着一个人，人与B船的总质量是A船的10倍。两船开始时都处于静止状态，当人把A船以相对于地面的速度v向左推出，A船到达岸边时岸上的人马上以原速率将A船推回，B船上的人接到A船后，再次把它以原速率反向推出……，直到B船上的人不能再接到A船，试求B船上的人推船的次数。参考答案：（1）AC（全部答对得4分，选不全但没有错误得2分），

1．8eV（2分）

（2）取向右为正，B船上的人第一次推出A船时，由动量守恒定律得mBv1－mAv=0

（2分）即：v1=

（1分）当A船向右返回后，B船上的人第二次将A推出，有mAv＋mBv1=－mAv＋mBv2

（1分）即：v2=

（1分）12.作匀加速直线运动的物体，先后经过A、B两点时，其速度分别为υ和7υ，经历时间为t，则经A、B中点时速度为_______,在后一半时间所通过的距离比前一半时间通过的距离多_______。参考答案：13.由于水的表面张力，荷叶上的小水滴总是球形的．在小水滴表面层中，水分子之间的相互作用总体上表现为_____（选填“引力”或“斥力”）．分子势能Ep和分子间距离r的关系图象如图所示，能总体上反映小水滴表面层中水分子Ep的是图中______（选填“A”“B”或“C”）的位置．参考答案：

(1).引力

(2).C【详解】由于在小水滴表面层中，水分子间的距离大于，所以水分子之间的相互作用总体上表现为引力，由于当分子间距离为时，分子间作用力为0，分子势能最小即图中的B点，由于表面层中分子间距大于，所以能总体反映小水滴表面层中水分子势能的是C位置。三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（6分）某同学在一次“测定金属的电阻率”的实验中，用米尺测量金属丝的接入长度为l=0.720m，用螺旋测微器测量金属丝直径（刻度位置如图所示），用伏安法测出金属丝的电阻（阻值大约为5Ω），然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测电阻丝外，还有如下实验器材：A．直流电源：电动势约3V，内阻很小；B．电流表A：量程0～0.6A，内阻约为0.125Ω；C．电压表V：量程0～3V，内阻3kΩ；D．滑动变阻器：最大阻值20Ω；E．开关、导线等。（1）从图中读出金属丝的直径为

mm；（2）根据所提供的器材，在如图所示的方框中画出测定金属丝电阻率的实验电路图；（3）若根据伏安法测出电阻丝的阻值为Rx=4.0Ω，则这种金属材料的电阻率为

Ω·m.（保留二位有效数字）。参考答案：答案：（1）0.600（2分）；（2）实验电路图如图；（3）（2分）

15.（填空）用如图甲所示的电路做“测定电池的电动势和内电阻”的实验，根据测得的数据做出了如图乙所示的U﹣I图象，由图可知测得的电池的电动势为1.40V，内电阻为1.0Ω．参考答案：1.40，1.0．考点：测定电源的电动势和内阻解：在U﹣I图象中图象与纵坐标的交点等于电源的电动势，所以由图可以读出电源的电动势为1.40V，图象中的斜率表示电源的内阻，所以电源的内阻为r=Ω=1.0Ω．故答案为：1.40，1.0．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.某校兴趣小组制作了一个游戏装置，其简化模型如图所示，在A点用一弹射装置将小滑块以某一水平速度弹射出去，沿水平直线轨道运动到B点后，进入半径R=0.1m的光滑竖直圆形轨道，运行一周后自B点向C点运动，C点右侧有一陷阱，C、D两点的竖直高度差h=0.2m，水平距离s=0.6m，水平轨道AB长为L1=0.5m，BC长为L2=1.5m，小滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.4，重力加速度g=10m/s2。（1）若小滑块恰能通过圆形轨道的最高点，求小滑块在A点弹射出的速度大小；（2）若游戏规则为小滑块沿着圆形轨道运行一周离开圆形轨道后只要不掉进陷阱即为胜出。求小滑块在A点弹射出的速度大小范围。参考答案：（1）小滑块恰能通过圆轨道最高点的速度为v，由牛顿第二定律及机械能守恒定律

（1分）由B到最高点

（2分）由A到B：

（2分）解得A点的速度为

（1分）（2）若小滑块刚好停在C处，则：（2分）解得A点的速度为

（1分）若小滑块停在BC段，应满足

（1分）若小滑块能通过C点并恰好越过壕沟，则有

（1分）

（1分）

（2分）解得

所以初速度的范围为

和

（1分）17.如图所示，在无限长的竖直边界AC和DE间，上、下部分分别充满方向垂直于ADEC平面向外的匀强磁场，上部分区域的磁感应强度大小为B0，OF为上、下磁场的水平分界线。质量为m、带电荷量为+q的粒子从AC边界上与O点相距为a的P点垂直于AC边界射入上方区域，经OF上的Q点第一次进入下方区域，Q与O点的距离为3a。不考虑粒子重力(1)求粒子射入时的速度大小；(2)要使粒子不从AC边界飞出，求下方区域的磁感应强度应满足的条件；(3)若下方区域的磁感应强度B=3B0，粒子最终垂直DE边界飞出，求边界DE与AC间距离的可能值。参考答案：【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力．I3C2D4【答案解析】（1）粒子射入时的速度大小为；（2）B1＞时，粒子不会从AC边界飞出；（3）若下方区域的磁感应强度B=3B0，粒子最终垂直DE边界飞出，边界DE与AC间的距离为4na（n=1，2，3…）；解析：（1）设粒子在OF上方做圆周运动半径为R，由几何关系可知；R=5a

,由牛顿第二定律可知：qvB0=m

,解得：v=；（2）当粒子恰好不从AC边界飞出时，设粒子在OF下方做圆周运动的半径为r1，由几何关系得：r1+r1cosθ=3a

,cosθ=

,所以r1=

,根据qvB1=解得：B1=

,当B1＞时，粒子不会从AC边界飞出．（3）当B=3B0时，粒子在OF下方的运动半径为：r=a设粒子的速度方向再次与射入磁场时的速度方向一致时的位置为P1，则P与P1的连线一定与OF平行，根据几何关系知：=4a；所以若粒子最终垂直DE边界飞出，边界DE与AC间的距离为：L=n=4na（n=1，2，3…）；【思路点拨】1）由几何关系确定粒子半径，再由洛仑兹力充当向心力可求得速度；（2）根据临界条件可求出粒子的半径，再由洛仑兹力充当向心力可求得磁感应强的范围；（3）根据几何关系确定粒子可能的轨迹，再由几何关系