河南省商丘市黄岗乡中学2021年高三物理上学期期末试卷含解析

河南省商丘市黄岗乡中学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.在光滑水平面上的两个小球发生正碰，小球的质量分别为m1和m2，且m1=0.2kg．取向右为正方向，它们碰撞前后的x﹣t图象如图所示．则（）A．碰前m2做匀速运动，m1做匀加速运动B．碰后m2和m1都向右运动C．碰撞过程中两小球的机械能总量减小D．碰撞过程中两小球的机械能总量不变参考答案：D【考点】动量守恒定律．【分析】x﹣t（位移时间）图象的斜率等于速度，由数学知识求出碰撞前后两球的速度，分析碰撞前后两球的运动情况．根据动量守恒定律求解两球质量关系，由能量守恒定律求出碰撞过程中系统损失的机械能．【解答】解：A、由x﹣t（位移时间）图象的斜率得到，碰前m2的位移不随时间而变化，处于静止．m1向速度大小为：v1==4m/s，做匀速运动，故A错误．B、由图示图象可知，碰后m2的速度为正方向，说明向右运动，m1的速度为负方向，说明向左运动，两物体运动方向相反，故B错误．CD、由图示图象可知，碰后m2和m1的速度分别为v2′=2m/s，v1′=﹣2m/s，根据动量守恒定律得：m1v1=m2v2′+m1v1′，代入解得：m2=0.6kg．碰撞过程中系统损失的机械能为：△E=m1v12﹣m1v1′2﹣m2v22，代入解得：△E=0，机械能守恒，故C错误，D正确．故选：D2.（单选）物体做直线运动，速度图象如图所示。由图象可以判断（

）A.第1s内与第2s内的位移方向相反

B.第1s末物体的速度改变方向C.第1.5s与第2.5s的加速度方向相反

D.第3s末和第5s末物体的位置相同参考答案：D3.（多选题）同步卫星的发射方法是变轨发射，即先把卫星发射到离地面高度为200km﹣300km的圆形轨道上，这条轨道叫停泊轨道；如图所示，当卫星穿过赤道平面上的P点时，末级火箭点火工作，使卫星进入一条大的椭圆轨道，其远地点恰好在地球赤道上空约36000km处，这条轨道叫转移轨道；当卫星到达远地点Q时，再开动卫星上的发动机，使之进入同步轨道，也叫静止轨道．关于同步卫星及发射过程，下列说法正确的是（）A．在P点火箭点火和Q点开动发动机的目的都是使卫星加速，因此，卫星在静止轨道上运行的线速度大于在停泊轨道运行的线速度B．在P点火箭点火和Q点开动发动机的目的都是使卫星加速，因此，卫星在静止轨道上运行的机械能大于在停泊轨道运行的机械能C．卫星在转移轨道上运动的速度大小范围为7.9km/s﹣11.2km/sD．所有地球同步卫星的静止轨道都相同参考答案：BD【考点】同步卫星．【分析】根据卫星变轨原理分析火箭点火时卫星速度的变化，根据万有引力提供向心力判断速度大小，根据地球同步卫星的规律可得出D项．【解答】解：A、根据变轨的原理知，在P点火箭点火和Q点开动发动机的目的都是使卫星加速．当卫星做圆周运动，由G=m，得v=，可知，卫星在静止轨道上运行的线速度小于在停泊轨道运行的线速度，故A错误；B、在P点火箭点火和Q点开动发动机的目的都是使卫星加速，由能量守恒知，卫星在静止轨道上运行的机械能大于在停泊轨道运行的机械能，故B正确；C、在转移轨道的远地点，卫星加速以后才能进入同步卫星轨道，所以远地点的速度一定小于同步卫星的速度（约为2.6km/s），则转移轨道速度的范围是2.6km/s～11.2km/s．故C错误；D、所有的地球同步卫星的静止轨道都相同，并且都在赤道平面上，高度一定，故D正确；故选：BD．4.下列关于超重和失重现象的描述中正确的是A．电梯正在减速上升，在电梯中的乘客处于超重状态；B．磁悬浮列车在水平轨道上加速行使时，列车上的乘客处于超重状态；C．荡秋千时秋千摆到最低位置时，人处于失重状态；D．“神舟”六号飞船在绕地球做圆轨道运行时，飞船内的宇航员处于完全失重状态。参考答案：D5.如图所示，将一劲度系数为k的轻弹簧一端固定在内壁光滑的半球形容器底部O′处（O为球心），弹簧另一端与质量为m的小球相连，小球静止于P点.已知容器半径为R，与水平地面之间的动摩擦因数为μ，OP与水平方向的夹角为θ＝30°.下列说法正确的是A．轻弹簧对小球的作用力大小为mg

B．弹簧原长为R＋C．容器相对于水平面有向左的运动趋势

D．容器和弹簧对小球的作用力的合力竖直向上

参考答案：BD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（6分）图中A为某火箭发射场，B为山区，C为城市。发射场正在进行某型号火箭的发射实验。该火箭起飞时质量为2.02×103千克Kg，起飞推力2.75×106N，火箭发射塔高100m，则该火箭起飞时的加速度大小为______m/s2，在火箭推力不变的情况下，若不考虑空气阻力及火箭质量的变化，火箭起飞后，经_____秒飞离火箭发射塔。（参考公式及常数：=ma，vt=v0+at，s=v0t+(1/2)at2，g=9.8m/s2）参考答案：答案：3.81m/s2；7.25s（答3.83s同样给分）7.如图所示，在电场强度E＝2000V/m的匀强电场中，有三点A、M和B，AM＝4cm，MB＝3cm，AB＝5cm，且AM边平行于电场线，A、B两点间的电势差为________V。把一电荷量q＝2×10-9C的正电荷从B点经M点移到A点，电场力做功为________J参考答案：8.如图所示，AB是一根裸导线，单位长度的电阻为R0，一部分弯曲成半径为r0的圆圈，圆圈导线相交处导电接触良好。圆圈所在区域有与圆圈平面垂直的均匀磁场，磁感强度为B。导线一端B点固定，A端在沿BA方向的恒力F作用下向右缓慢移动，从而使圆圈缓慢缩小。设在圆圈缩小过程中始终保持圆的形状，导体回路是柔软的，在此过程中F所作功全部变为

，此圆圈从初始的半径r0到完全消失所需时间T为

。参考答案：感应电流产生的焦耳热，9.质量为30㎏的小孩推着质量为10㎏的冰车，在水平冰面上以2m/s的速度滑行．不计冰面摩擦，若小孩突然以5m/s的速度(对地)将冰车推出后，小孩的速度变为_______m/s，这一过程中小孩对冰车所做的功为______J．参考答案：10.如图所示，一辆长L=2m,高h=0.8m,质量为M=12kg的平顶车，车顶面光滑，在牵引力为零时，仍在向前运动，设车运动时受到的阻力与它对地面的压力成正比，且比例系数μ=0.3。当车速为v0=7m／s时，把一个质量为m=1kg的物块（视为质点）轻轻放在车顶的前端，并开始计时。那么，经过t=

s物块离开平顶车；物块落地时，落地点距车前端的距离为s=

m。参考答案：0.31

4.16

11.如图所示为某运动员在平静的湖面训练滑板运动的示意图，在进行滑板运动时，水对滑板的作用力垂直于板面，大小为kv2，其中v为滑板的速率。某次运动中，在水平牵引力F作用下，当滑板和水面的夹角θ=37°时，滑板做匀速直线运动，相应的k=50kg/m，人和滑板的总质量为100kg，水平牵引力的大小为

牛，水平牵引力的功率为

瓦。参考答案：

答案：750N、

3750W12.一列火车由车站静止开始做匀加速直线运动开出时，值班员站在第一节车厢前端的旁边，第一节车厢经过他历时4s，整个列车经过他历时20s，设各节车厢等长，车厢连接处的长度不计，则此列火车共有______节车厢，最后九节车厢经过他身旁历时______s。参考答案：25节，4s13.设地球的质量为M，半径为R，则环绕地球飞行的第一宇宙速度v的表达式为______________；某行星的质量约为地球质量的，半径约为地球半径的，那么在此行星上的“第一宇宙速度”与地球上的第一宇宙速度之比为______________（已知万有引力常量为G）。参考答案：v=，/3︰1三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.冬、春季节降水量少，广东沿海附近江河水位较低，涨潮时海水倒灌，出现“咸潮”现象，使沿海地区的城市自来水中的离子浓度增高，电阻率变小，水质受到影响。某同学设计了一个监测河水电阻率的实验。在一根均匀长度玻璃管两端分别装上橡胶塞和铂电极，如图(1)所示，两电极相距，管内充满待测的河水。安装前用游标卡尺测量玻璃管的内径，测量结果如图（2）所示。为测管内河水电阻供选器材有：电压表V1：量程15V，内阻约电压表V2：量程3V，内阻约电流表A1：量程0.6A，内阻约电流表A2：量程150mA，内阻约滑动变阻器甲：最大值为，额定电流足够大滑动变阻器乙：最大值为，额定电流足够大电源E1：电动势15V，内阻电源E2：电动势3V，内阻开关、导线若干。该同学选用以上部分器材测出了9组数据，并在坐标系中标出，如图（3）所示。①据图（2）读出玻璃管的内径d=__________mm。②实验时，所选用的电压表为____（填“V1”或“V2”），所选用的电流表为_____（填“A1”或“A2”），所选的滑动变阻器为_____（填“甲”或“乙”），所选的电源为____（填“E1”或“E2”）。③在答题卡的虚线框内画出该实验的原理图。参考答案：（1）（1分）②AC（1分）；（2分）（2）①6.70（±0.20）（2分）②V1、A2、甲、E1（各1分）③如右图所示（2分）游标卡尺的读数等于游标上0刻线对应的主尺上的读数加上游标上与主尺对齐的格子数乘以精度，即0.60cm+35×0.002cm=0.670cm=6.70mm。由U－I图象可知电源应选择E1；由U－I图象可估算玻璃管内水的电阻约为100Ω，通过最大的电流为150mA，所以电流表选择A2、电压表选择V1；由U－I图象可知电压值从零开始变化，所以滑动变阻器应该接成分压电路，采用分压接法时滑动变阻器的阻值稍小一些好，故选择滑动变阻器甲；由于，所以选用电流表外接法。15.如图a是研究小球在斜面上平抛运动的实验装置，每次将小球从弧型轨道同一位置静止释放，并逐渐改变斜面与水平地面之间的夹角θ，获得不同的射程x，最后作出了如图b所示的x-tanθ图象，g取l0m／s2，则：

（1）由图b可知，小球在斜面顶端水平抛出时的初速度

。（3分）实验中发现θ超过60°后，小球将不会掉落在斜面上，则斜面的长度为

m。（3分）（保留1位有效数字）

（2）若最后得到的图象如图c所示，则可能的原因是

（写出一个）（2分）参考答案：（1）1m/s

0.7m（保留一位有效数字，每空2分）

（2）由图c可知图线的斜率逐渐变大，即逐渐变大，则可能的原因是①释放位置变高或②释放时给了小球一个初速度。（合理就给分）（2分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，半径R=0.1m的竖直半圆形光滑轨道bc与水平面ab相切。质量m=0.1kg的小滑块B放在半圆形轨道末端的b点，另一质量也为m=0.1kg的小滑块A，以v0=2m/s的水平初速度向B滑行，滑过s=1m的距离，与B相碰，碰撞时间极短，碰后A、B粘在一起运动。已知木块A与水平面之间的动摩擦因数μ=0.2。取重力加速度g=10m/s2。A、B均可视为质点。求（1）A与B碰撞前瞬间的速度大小vA；（2）碰后瞬间，A、B共同的速度大小v；（3）在半圆形轨道的最高点c，轨道对A、B的作用力N的大小。参考答案：17.某同学为了测定木块与斜面间的动摩擦因数，他用测速仪研究木块在斜面上的运动情况，装置如图甲所示．他使木块以初速度v0=4m/s的速度沿倾角θ=30°的斜面上滑紧接着下滑至出发点，并同时开始记录数据，结果电脑只绘出了木块从开始上滑至最高点的v﹣t图线如图乙所示．g取10m/s2．求：（1）上滑过程中的加速度的大小a1；（2）木块与斜面间的动摩擦因数μ；（3）木块回到出发点时的速度大小v．参考答案：考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的速度与时间的关系．专题：牛顿运动定律综合专题．分析：（1）由v﹣t图象可以求出上滑过程的加速度．（2）由牛顿第二定律可以得到摩擦因数．（3）由运动学可得上滑距离，上下距离相等，由牛顿第二定律可得下滑的加速度，再由运动学可得下滑至出发点的速度．解答：解：（1）由题图乙可知，木块经0.5s滑至最高点，由加速度定义式有：上滑过程中加速度的大小：（2）上滑过程中沿斜面向下受重力的分力，摩擦力，由牛顿第二定律F=ma得上滑过程中有：mgsinθ+μmgcosθ=ma1代入数据得：μ=0.35．（3）下滑的距离等于上滑的距离：x==m=1m

下滑摩擦力方向变为向上，由牛顿第二定律F=ma得：下滑过程中：mgsinθ﹣μmgcosθ=ma2解得：=2m/s2下滑至出发点的速度大小为：v=联立解得：v=2m/s

答：（1）上滑过程中的加速度的大小；（2）木块与斜面间的动摩擦因数μ=0.35；（3）木块回到出发点时的速度大小v=2m/s．点评：解决本题的关键能够正确地受力分析，运用牛顿第