江西省上饶市莲花山中学2021年高三物理上学期期末试卷含解析

江西省上饶市莲花山中学2021年高三物理上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，质量为M的楔形物A静置在水平地面上，其斜面的倾角为。斜面上有一质量为m的小物块B，B与斜面之间存在摩擦，用平行于斜面的恒力F沿斜面向上拉B，使之匀速上滑。在B运动的过程中，楔形物块A始终保持静止。关于相互间作用力的描述正确的是A．B对A的压力大小为B．B对A摩擦力大小为C．地面受到的摩擦力大小为D．地面受到的压力大小为参考答案：C2.如右图,一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮,绳两端各系一小球a和b.a球质量为m,静置于地面；b球质量为3m,用手托往,高度为h,此时轻绳刚好拉紧.从静止开始释放b后,a可能达到的最大高度为

(

)A.h

B.1.5h

C.2h

D.2.5h参考答案：B3.如图所示电路，开关S1、S2断开时，电压表读数为U0，电流表读数为I0，若开关S1闭合，S2断开，电压表读数为U1，电流表读数为I1，若开关S1断开，S2闭合，电压表读数为U2，电流表读数为I2，则与之比为

A．>1

B．<1

C．=1

D．无法确定参考答案：C4.如图所示，光滑的圆弧轨道与倾角为θ=37°的斜面相切于B点，在圆弧轨道的最低点C放一质量为m的物块乙，圆弧轨道的半径为R，质量为2m的物块甲在斜面上A点由静止释放，物块甲与斜面的动摩擦因数为μ=，AB间距离为3R，甲、乙碰撞后，乙恰好能到达圆弧轨道的最高点D点，（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：（1）物块甲与物块乙相碰前的速度；（2）物块甲和乙碰撞后的一瞬间，它们对圆弧轨道最低点C的压力之和；（3）物块乙从D点抛出后，落到斜面上所用的时间，并分析能否垂直打在斜面上．参考答案：考点：动量守恒定律；动能定理．.专题：动量定理应用专题．分析：（1）甲从A到B过程，应用动能定理可以求出甲的速度．（2）碰撞过程动量守恒，碰撞后物体做圆周运动，应用动量守恒定律与牛顿第二定律求出压力．（3）物体离开圆轨道后做平抛运动，应用平抛运动规律分析判断物体能否垂直打在斜面上．解答：解：（1）BC间的高度差：h=R﹣Rcosθ，解得：h=0.2R，物块甲从A到B，根据动能定理有：2mgsinθ?3R+2mgh﹣μ?2mgcosθ?3R=?2mv2，解得：v=4；（2）甲与乙在C点发生碰撞，动量守恒，设碰撞后甲的速度为v1，乙的速度为v2，以甲的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：2mv=2mv1+mv2，设乙在D点的速度为v3，由牛顿第二定律得：mg=m，解得：v3=，乙从C到D机械能守恒，由机械能守恒定律得：﹣mg?2R=mv32﹣mv22，解得：v2=，v1=；碰撞后的一瞬间，甲对轨道最低点的压力：F1﹣2mg=2m，F1=2.9mg，乙对轨道最低点的压力：F2﹣mg=m，F2=6mg，它们对轨道最低点的压力之和：F=F1+F2=8.9mg；（3）物块乙从D点抛出做平抛运动，设平抛运动的时间为t，则x=v3t，y=gt2，在△BEF中：tanθ=解得：2gt2+3t﹣9R=0，解得：t=，物块乙刚落到斜面上时，vy=gt=，设速度与竖直方向的夹角为αtanα===≠tan37°=，因此物块乙不能垂直打在斜面上；答：（1）物块甲与物块乙相碰前的速度为4；（2）物块甲和乙碰撞后的一瞬间，它们对圆弧轨道最低点C的压力之和为8.9mg；（3）不能垂直打在斜面上．点评：本题考查了求速度、压力、判断物体能否垂直打在斜面上等问题，本题运动过程复杂，难度较大，分析清楚物体的运动过程是正确解题的前提与关键，应用动能定理、动量守恒定律、平抛运动规律即可正确解题．5.（单选）如图所示是用干涉法检查厚玻璃板b的上表面是否平整的装置，干涉条纹是用两个表面反射的光的叠加，这两个表面是（

）

(A)a的上表面、b的下表面

(B)a的上表面、b的上表面

(C)a的下表面、b的上表面

(D)a的下表面、b的下表面参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（4分）在与x轴平行的匀强电场中，一带电量为1.0×10－8库仑、质量为2.5×10－3千克的物体在光滑水平面上沿着x轴作直线运动，其位移与时间的关系是x＝0.16t－0.02t2，式中x以米为单位，t以秒为单位。从开始运动到5秒末物体所经过的路程为

米，克服电场力所作的功为

焦耳。参考答案：

答案：0.34，3×10－47.（4分）完成核反应方程：Th→Pa＋

。衰变为的半衰期是1.2分钟，则64克Th经过6分钟还有

克尚未衰变。参考答案：答案：，28.在测量重力加速度的实验中，有位同学用一根细线和一质量分布均匀的小球制成单摆。其已测得此单摆20个周期的时间t，悬点到小球顶端的线长为l，还需要测量的物理量有_______________________。将g用测得的物理量表示，可得g=_____________。参考答案：1)小球的直径d;g=9.从地面A处竖直上抛一质量为m的小球，小球上升到B点时的动能与小球上升到最高点后返回至C点时的动能相等，B点离地高度为，C点离地高度为．空气阻力f=0.1mg，大小不变，则小球上升的最大高度为_________；小球下落过程中从B点到C点动能的增量为___________．

参考答案：4h；

0.6mgh10.有A、B两球在光滑水平面上沿着一条直线运动，它们发生碰撞后粘在一起，已知碰前两球的动量分别为PA=20kg·m/s和PB=15kg·m/s，碰撞后B球的动量改变了ΔPB=－10kg·m/s，则碰撞后A球的动量为PA′=__________kg·m/s，碰撞前两球的速度大小之比vA∶vB=__________。参考答案：30，11.金属杆在竖直面内构成足够长平行轨道，杆间接一阻值为R的电阻，一个质量为m的、阻值为r的长度刚好是轨道宽L的金属棒与轨道间的摩擦力恒为f，金属棒始终紧靠轨道运动。此空间存在如图所示的水平匀强磁场（×场），磁感应强度为B，当金属棒由静止下滑h时已经匀速，则此过程中整个回路产生的焦耳热为__________。参考答案：答案：12.一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图象如图所示。则：_____弹簧的原长更长，_____弹簧的劲度系数更大。（填“a”或“b”）

参考答案：b

a13.为测定木块与桌面之间的动摩擦因数,小亮设计了如图所示的装置进行实验.实验中,当木块A位于水平桌面上的O点时,重物B刚好接触地面.将A拉到P点,待B稳定后静止释放,A最终滑到Q点.分别测量OP、OQ的长度h和s.改变h,重复上述实验,分别记录几组实验数据.(1)实验开始时,发现A释放后会撞到滑轮.请提出两个解决方法.(2)请根据下表的实验数据作出s-h关系的图象.

(3)实验测得A、B的质量分别为m=0.40kg、M=0.50kg.根据s-h图象可计算出A块与桌面间的动摩擦因数=_________.(结果保留一位有效数字)(4)实验中,滑轮轴的摩擦会导致滋的测量结果

_________(选填“偏大冶或“偏小冶).参考答案：三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.(8分)如图所示，有四列简谐波同时沿x轴正方向传播，波速分别是v、2v、3v和4v，a、b是x轴上所给定的两点，且ab＝l。在t时刻a、b两点间四列波的波形分别如图所示，则由该时刻起a点出现波峰的先后顺序依次是图

；频率由高到低的先后顺序依次是图

。参考答案：

BDCA

DBCA15.

(12分)(1)用简明的语言表述临界角的的定义：(2)玻璃和空所相接触。试画出入射角等于临界角时的光路图，并标明临界角。(3)当透明介质处在真空中时，根据临界角的定义导出透明介质的折射率n与临界角θc的关系式。

参考答案：解析：(1)光从光密介质射到光疏介质中，折射角为90°时的入射角叫做临界角(2)如图，θC为临界角。(3)用n表示透明介质的折射率，θC表示临界角，由折射定律

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（计算）如图所示，匀强磁场B1垂直水平光滑金属导轨平面向下，垂直导轨放置的导体棒ab在平行于导轨的外力F作用下做匀加速直线运动，通过两线圈感应出电压，使电压表示数U保持不变。已知变阻器最大阻值为R，且是定值电阻R2的三倍，平行金属板MN相距为d。在电场作用下，一个带正电粒子从O1由静止开始经O2小孔垂直AC边射入第二个匀强磁场区，该磁场的磁感应强度为B2，方向垂直纸面向外，其下边界AD距O1O2连线的距离为h。已知场强B2=B，设带电粒子的电荷量为q、质量为m，则高度，请注意两线圈绕法，不计粒子重力。求：（1）试判断拉力F能否为恒力以及F的方向（直接判断）；（2）调节变阻器R的滑动头位于最右端时，MN两板间电场强度多大？（3）保持电压表示数U不变，调节R的滑动头，带电粒子进入磁场B2后都能击中AD边界，求粒子打在AD边界上的落点距A点的距离范围。参考答案：（1）F不能为恒力，F方向向左（2）

（3）带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力；导体切割磁感线时的感应电动势C2D4L2L3解析：（1）ab棒不能做匀速运动，否则副线圈中没有感应电流，故ab棒做变速运动，ab棒做变速运动，产生的感应电动势是变化的，原线圈电流是变化的，ab棒受到的安培力是变力，ab棒做匀加速运动，由牛顿第二定律可知，ab棒受到的合外力为恒力，由于安培力是变力，则拉力F为变力；粒子带正电，粒子在两极板间加速，说明极板间的电场强度方向水平向右，M板电势高于N板电势，副线圈所在电路电流沿顺时针方向，由楞次定律与右手定则可知，ab棒应向左运动．（2），R1=3R2=3R

①

MN两板间电压：

②

场强：

③

解得场强大小：

④

说明：（1）U2可用其它符号，如UMN；（2）个别式子没单独写出，但包含在过程中，且结果正确的给6分。（3）带电粒子在O1O2间加速：

⑤

在磁场B2中：

⑥

∴

运动半径：

①当变阻器的滑动头位于最右端时，MN间电压最小，带电粒子在磁场中运动的半径最小。此时：

⑦

即：粒子垂直打在AD上，所求的距离：s1=h

②当变阻器的滑动头位于最左端时，MN间电压最大，带电粒子在磁场中运动的半径最大。此时：

⑧

⑨

解得：

⑩

故所求的落点距离范围：

17.(14分)如图所示，某放射源A中均匀地向外辐射出平行于y轴的、速度一定的、质量为m、电荷量为+q的粒子．为测定其飞出的速度大小，现让其先经过一个磁感应强度为B、区域为半圆形的匀强磁场，经该磁场偏转后，它恰好能够沿x轴进入右侧的平行板电容器，并打到置于板N的荧光屏上。调节滑动变阻器触头，当触头P位于滑动变阻器的中央位置时，通过显微镜头Q看到屏上的亮点恰好能消失。已知电源电动势为E，内阻为，滑动变阻器的总电阻，求：

(1)粒子速度的大小(2)满足题意(即亮点恰好能消失)的粒子在磁场中运动的总时间t；(3)该半圆形磁场区域的半径R参考答案：18.（11分）如图所示，半径R＝0.8m的光滑1/4圆弧轨道固定在光滑水平面上。轨道上方的A点有一个可视为质点的质量m＝1kg的小物块，小物块由静止开始下落后，打在圆弧轨道上的B点但未反弹。在该瞬间碰撞过程中，小物块沿半径方向的分速度即刻减为零，而沿切线方向的分速度不变，此后小物块沿着圆弧轨道滑下。已知A点与轨道圆心O连线长也为R，且AO连线与水平方向夹角为30°，C点为圆弧轨道的末端，紧靠C点有一质量为M＝3kg的长木板，模板的上表面与圆弧轨道末端的切线相平。小物块与木板间的动摩擦因数为μ＝0.3，g取10m/s2。求：（1）小物块刚到达B点时的速度vB；（2）小物块沿圆弧轨道到达C点时对轨道末端的压力Fc的大小；（3）木板上度L至少为多少时小物块才不会滑出长木板？参考答案：解析：（1）小物块从A到B做自由落体运动

mgR=mvB2

（1分）

vB=4m/s

（1分）

（2）小物块沿轨道切线方向分速度