2021-2022学年山东省淄博市桓台县新城中学高三物理期末试题含解析

2021-2022学年山东省淄博市桓台县新城中学高三物理期末试题含解析一、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.（单选）如图所示，有两个相同材料物体组成的连接体在斜面上向上运动，当作用力F一定时，m2所受绳的拉力（）A．与θ有关B．与斜面动摩擦因数有关C．与系统运动状态有关D．FT=，仅与两物体质量有关参考答案：考点：物体的弹性和弹力．版权所有专题：共点力作用下物体平衡专题．分析：对整体分析，运用牛顿第二定律求出整体的加速度，隔离对m2分析，运用牛顿第二定律求出拉力的大小，判断与什么因素有关．解答：解：对整体分析，根据牛顿第二定律得：a=隔离m2分析，设物体间的拉力为T，由牛顿第二定律得：T﹣m2gsinθ﹣μm2gcosθ=m2a，解得：T=；由上数据分析知：绳子的拉力与θ无关，与动摩擦因数无关，与运动状态无关，仅与两物体的质量有关．故ABC错误，D正确．故选：D．点评：解决本题的关键能够正确地受力分析，运用牛顿第二定律进行求解，注意整体法和隔离法的运用．2.带电粒子仅在电场力作用下，从电场中a点以初速度v0进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到b点，如图所示，实线是电场线，下列说法正确的是A．粒子在a点时的加速度比在b点时的加速度小B．从a到b过程中，粒子的电势能不断减小C．无论粒子带何种电，经b点时的速度总比经a点时的速度大D．电场中a点的电势一定比b点的电势高

参考答案：AC3.（单选）以下是力学中的三个实验装置，由图可知这三个实验共同的物理思想方法是（）A．极限的思想方法B．放大的思想方法C．控制变量的方法D．猜想的思想方法参考答案：考点：弹性形变和范性形变．分析：桌面的受力微小形变借助于光的反射来放大；玻璃瓶的受力微小形变借助于液体体积变化；引力大小仍是借助于光的反射来放大．解答：解：桌面的受力微小形变借助于光的反射来放大；玻璃瓶的受力微小形变借助于液体体积变化；引力大小仍是借助于光的反射来放大，三个实验均体现出放大的思想方法，故选：B．点评：分析物体的原理，要透过现象去分析本质，要寻找出问题的相似性．4.质量为m的物体在空中由静止下落，由于空气阻力的影响，运动的加速度是9g/10，物体下落高度为h，重力加速度为g，以下说法正确的是()A．重力势能减少了9mgh/10

B．动能增加了mghC．机械能损失了mgh/10

D．克服阻力做功为9mgh/10

参考答案：C5.（单选）如图所示，一根不可伸长的轻绳两端各系一个小球a和b，跨在两根固定在同一高度的光滑水平细杆C和D上，质量为ma的a球置于地面上，质量为mb的b球从水平位置静止释放。当b球摆过的角度为90°时，a球对地面压力刚好为零，下列结论正确的是A．

B．b球下滑的过程中，绳子拉力对b球做正功C．若只将细杆D水平向右移动少许，则当b球摆过的角度为小于90°的某值时，a球对地面的压力刚好为零D．若只将细杆D水平向左移动少许，则当b球摆过的角度为小于90°的某值时，a球对地面的压力刚好为零参考答案：A小球b下落过程中机械能守恒，有mbgr=mbv2，又b在最低点时，由向心力表达式：T?mbg＝mb，又在最低点时，a对地面压力为零，有T=mag，联立可得mag-mbg=2mbg，解得ma：mb=3：1，故A正确；b球下滑的过程中，绳子拉力始终与b球的位移方向垂直，不做功，B错误。由上述分析可知，若a对地面的压力为零，与b摆动的半径无关，只有b摆到竖直位置时，才会有a对地面的压力为零，故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.（4分）为了转播火箭发射的实况，在发射场建立了发射台用于发射广播与电视信号，已知传播无线电广播所用的电磁波波长为500m，而传输电视信号所用的电磁波波长为0.566m，为了不让山区挡住信号的传播，使城市居民能收听和收看火箭发射的实况，必须通过建在山顶上的转发站转发___________（选填：无线电广播信号或电视信号）。这是因为：________________________________________________。参考答案：答案：电视信号

电视信号的波长短，沿直线传播，受山坡阻挡，不易衍射7.(5分)甲、乙两人在同一点O，分别向竖直墙壁MN水平投掷飞镖，落在墙上时，飞镖A与竖直墙壁夹角为a＝53°，飞镖B与竖直墙壁夹角为b＝37°，两者A、B两点之间相距为d，如图所示。则射出点O离墙壁的水平距离S＝ ；甲、乙两人投出的飞镖水平初速v1、v2的大小之比为v1︰v2＝

。

参考答案：答案：24d/7、4︰38.取一根柔软的弹性绳，使绳处于水平伸直状态。从绳的端点A开始每隔0.50m标记一个点，依次记为B、C、D……如图所示。现让A开始沿竖直方向做简谐运动，经过0.7s波正好传到O点，此时A点第二次到达正向最大位移，则波速为______m/s，若A点起振方向向下，则波的周期为______s。参考答案：10

0.4

9.在磁感强度为B的匀强磁场中，一个面积为S的矩形线圈匀速转动时所产生的交流电电压随时间变化的波形如图所示，则该交流电的电压有效值为________V，图中t=1.0×10-2s时，穿过线圈平面的磁通量为________。参考答案：答案：V；BS10.某同学用如图所示的装置验证动能定理．为提高实验精度，该同学多次改变小滑块下落高度胃的值．测出对应的平撼水平位移x，并算出x2如下表，进而画出x2一H图线如图所示：

①原理分析：若滑块在下滑过程中所受阻力很小．则只要测量量满足

，便可验证动能定理．

②实验结果分析：实验中获得的图线未过坐标原点，而交在了大约(0.2h，0)处，原因是

。

参考答案：①x2与H成正比

②滑块需要克服阻力做功若滑块在下滑过程中所受阻力很小．由动能定理，mgH=mv2，根据平抛运动规律，x=vt，h=gt2，显然x2与H成正比，即只要测量量满足x2与H成正比，便可验证动能定理．实验中获得的图线未过坐标原点，而交在了大约(0.2h，0)处，原因是滑块需要克服阻力做功。11.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，交流电频率为50Hz．如图是某次实验得到的一条纸带，舍去前面比较密集的点，从O点开始计数，O、A、B、C是四个连续的计数点，每两个相邻的计数点之间有9个实际点（未画出），A、B、C三点到O点的距离分别为xA=3.0cm，xB=7.6cm，xC=13.8cm，则打计数点B时小车的速度为m/s，小车运动的加速度为m/s2．参考答案：0.27，0.4；解：由于每相邻两个计数点间还有9个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.2s，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B点时小车的瞬时速度大小．vB==0.27m/s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，得：a==0.4m/s2．故答案为：0.27，0.4；12.在研究平抛物体运动实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长L=1.25cm.若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度的计算式为V0＝______________(用L、g表示),其值是____________.(取g=9.8米/秒2)参考答案：20.70m/s13.

(3)用如图所示的装置，要探究恒力做功与动能改变的关系的实验数据应满足一个怎样的关系式

，从而得到动能定理。(用上题符号表示，不要求计数结果)参考答案：三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.用下列器材组装成一个电路，要求既能测量出电池组的电动势E和内阻r，又能同时描绘小灯泡的伏安特性曲线．A．电压表V1（量程6V，内阻很大）B．电压表V2（量程3V，内阻很大）C．电流表A（量程3A，内阻很小）D．滑动变阻器R（最大阻值10Ω，额定电流4A）E．小灯泡（2A，5W）F．电池组（电动势E，内阻r）G．开关一只，导线若干实验时，调节滑动变阻器的阻值，多次测量后发现：若电压表V1的示数增大，则电压表V2的示数减小．（1）请将设计的实验电路图在图1虚线框中补充完整．（2）每一次操作后，同时记录电流表A、电压表V1和电压表V2的示数，组成两个坐标点（I1，U1）、（I2，U2），标到U﹣I坐标系中，经过多次测量，最后描绘出两条图线，如图2所示，则电池组的电动势E=4.5V，内阻r=1.0Ω．（结果保留两位有效数字）（3）在U﹣I坐标系中两条图线在P点相交，此时滑动变阻器连入电路的阻值应为0Ω．参考答案：解：（1）伏安法测电源电动势与内阻实验中，电压表测路端电压，电压表示数随滑动变阻器接入电路阻值的增大而增大；描绘小灯泡伏安特性曲线实验中，电流表测流过灯泡的电流，灯泡两端电压随滑动变阻器接入电路电阻的增大而减小；调节滑动变阻器时，电压表V1的示数增大，则电压表V2的示数减小，则V1测路端电压，V2测灯泡两端电压，电路图如图所示．（2）电源的U﹣I图象是一条倾斜的直线，由图象可知，电源电动势E=4.5V，电源内阻r===1.0Ω．（3）由图乙所示图象可知，两图象的交点坐标，即灯泡电压UL=2.5V，此时电路电流I=2.0A，电源电动势E=Ir+UL+IR滑，即4.5V=2.0A×1Ω+2.5V+2.0A×R滑，则R滑=0Ω．故答案为：（1）电路图如图所示；（2）4.5；1.0；（3）0．15.(1)某实验小组要对未知电阻Rx进行测量先用多用电表进行粗测，若多用电表的电阻档有三个倍率，分别是用×10档测量某电阻Rx时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度过大，为了较准确地进行测量，应换到_____档。（填×1或×100）。换档后应先_______

_（填缺少的步骤），之后用表笔连接待测电阻进行读数，由表盘刻度读得该电阻的阻值是______Ω。（2）该小组成员用下列部分仪器对上题中电阻Rx进一步测量，可供使用的器材如下：电流表A1，量程0.1A，内阻很小，可忽略电流表A2，量程3mA，内阻很小，可忽略定值电阻R0=1kΩ滑动变阻器R1，全电阻10Ω，额定电流1A滑动变阻器R2，全电阻500Ω，额定电流0.2A电源电动势E=3V，内阻很小、电键S、导线若干。要求实验中电表示数从零调起，可获得多组测量数据，测量结果尽量准确，实验操作方便。①由实验要求应选择的滑动变阻器为_______________②在虚线框内画出测量电路的原理图。③若I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数，被测电阻Rx的表达式Rx=__________

参考答案：（1）×1

红黑表笔短接调零

30（2）①R1(2分)②电路图（右图两种皆可）③RX=（左图）或（右图）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（22分）小球b静止在高度为H=1m的光滑平台上A处，另一小球a以水平向右的初速度＝6m/s与小球b发生无动能损失的正碰，设a、b碰撞时间极短。小球a、b的质量分别为=1kg和=2kg。小球b碰后沿着一段粗糙的曲面进入一半径为R=0.4m的光滑竖直圆轨道中恰做圆周运动。（g=10）求：①小球b通过圆轨道最低点B时对轨道的压力大小。②小球b在粗糙曲面上运动过程中克服摩擦力做的功。参考答案：解析：设小球a、b碰后的速度分别为，由动量守恒和碰撞前后系统动能相等：

（1）

解得： （2）

碰后小球a反方向向左运动，小球b以的初速度沿曲面向下进入圆轨道。在圆轨道最高点由重力提供向心力得：

（3）

小球b从最低点到最高点的运动过程中，由机械能守恒得：

（4）解得：

在最低点由牛顿第二定律：

（5）

设小球克服摩擦做功为W，小球b从碰后到最低点的运动过程中，由动能定理得：

（6）

解得：W=16J

（7）17.（15分）2004年1月25日，继“勇气”号之后，“机遇”号火星探测器再次成功登陆火星。在人类成功登陆火星之前，人类为了探测距离地球大约3.0×105km的月球，也发射了一种类似四轮小车的月球探测器。它能够在自动导航系统的控制下行走，且每隔10s向地球发射一次信号。探测器上还装着两个相同的减速器（其中一个是备用的），这种减速器可提供的最大加速度为5m/s2。某次探测器的自动导航系统出现故障，从而使探测器只能匀速前进而不再能自动避开障碍物。此时地球上的科学家必须对探测器进行人工遥控操作。下表为控制中心的显示屏的数据：已知控制中心的信号发射与接收设备工作速度极快。科学家每次分析数据并输入命令最少需要3s。问：（1）经过数据分析，你认为减速器是否执行了减速命令？（2）假如你是控制中心的工作人员，应采取怎样的措施？加速度需满足什么条件？请计算说明。参考答案：解析：（1）设在地球和月球之间传播电磁波需时为s

①从前两次收到的信号可知：探测器的速度m/s

②由题意可知，从发射信号到探测器收到信号并执行命令的时刻为9:1034。控制中心第三次收到的信号是探测器在9:1039发出的。从后两次收到的信号可知探测器的速度m/s

③可见，探测器速度未变，并未执行命令而减速。减速器出现故障。（2）应启用另一个备用减速器。再经过3s分析数据和1s接收时间，探测器在9:1044执行命令，此时距前方障碍物距离s=2m。设定减速器加速度为，则有m可得