广东省汕头市澄海新溪中学2021年高三物理上学期期末试题含解析

广东省汕头市澄海新溪中学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.（单选）如图,放在桌面上的A,B,C三个物块重均为100N,小球P重20N，作用在B的水平力F=20N,整个系统静止，则（

）A.A和B之间的摩擦力是20N

B.B和C之间的摩擦力是20NC.物块C受六个力作用

D.C与桌面间摩擦力为20N参考答案：B由于A、B间没有相对的运动趋势，故A、B间没有摩擦力，也可以对A进行受力分析，得A只受到重力与支持力，如果再受到摩擦力的作用，则A就不平衡了，故AB间没有摩擦力的作用，A是不对的；将B、C看成一个整体，它们受到水平向左的大小为20N的拉力，由于BC处于静止状态，故在水平方向上必然还存在一个向右的，大小也是20N的力，这个力只能由C物体以摩擦力的方式提供，故B是正确的。物体C受到五个力的作用，一是重力，二是桌面对它的支持力，三是B以它的压力，四是B对C的摩擦力，五是球P通过绳子对它的向右的拉力，其大小可通过共点力平衡的知识求出，也是20N，此时把ABC看成一个整体，则它们与桌面间的摩擦力为零，故物体C与桌面间不存在摩擦力，所以C、D均不正确故选B。2.两个共点力Fl、F2互相垂直，其合力为F，Fl与F间的夹角为α，F2与F间的夹角为β，如图所示．若保持合力F的大小和方向均不变而改变Fl时，对于F2的变化情况，以下判断正确的是：A．若保持α不变而减小Fl，则β变小，F2变大．B．若保持α不变而减小Fl，则β变大，F2变小．C．若保持Fl的大小不变而减小α，则β变大，F2变大．D．若保持Fl的大小不变而减小α，则β变小，F2变小．

参考答案：

答案：AD3.如图甲所示，物体沿斜面由静止开始下滑，在水平面上滑行一段距离后停止，物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同，斜面与水平面平滑连接，图乙中、、、、、Ek分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小、路程、时间和动能。.图乙中可能正确的是参考答案：BCD解析：物体在斜面上受到的摩擦力为恒定值，在水平面上受到的摩擦力也为恒定值，物体在斜面上受到的摩擦力小于在水平面间受到的摩擦力，A错误；物体在斜面上做匀加速直线运动，在水平面做匀减速直线运动，BC可能正确；由动能定理可知D正确。4.如图所示的电路中，L是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1、D2和D3是三个完全相同的灯泡，E是内阻不计的电源。在t=0时刻，闭合开关S，电路稳定后在t1时刻断开开关S。规定以电路稳定时流过D1、D2的电流方向为正方向，分别用I1、I2表示流过D1和D2的电流，则下图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是参考答案：C5.（多选题）图乙中，理想变压器原、副线圈匝数比n1：n2=5：1．原线圈接入如图甲所示的正弦交流电．电路中电表均为理想电表，定值电阻R1=R2=4Ω，D为理想二极管（该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大），则（）A．电阻R2两端的电压频率为50HzB．电流表的示数为5AC．原线圈的输入功率为150WD．将R1摘掉，电压表的示数不变参考答案：ACD【考点】变压器的构造和原理；电功、电功率．【分析】由交流电的图象可明确输出频率，明确变压器不会改变交流电的频率；根据二极管的性质，利用有效值的定义求解R2中的电流；由功率公式求解输出功率．【解答】解：A、由图甲可知，交流电的周期为0.02s，故频率为50Hz；而变压器及二极管均不会改变交流电的频率，故电阻R2两端的电压频率为50Hz；故A正确；B、经变压器后，输出电压为=20V，因二极管的单向导电性，只有一半时间内有电压加在R2两端；则有有效值的定义可得：U=10V；则电流表的示数为：2.5A故B错误；C、原线圈输入功率等于副线圈输出的功率，输出功率P=+（2.5）2×4=150W；故C正确；D、因输出电压由输入电压决定，故将R1摘掉，电压表的示数不变；故D正确；故选：ACD．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.在光电效应试验中，某金属的截止频率相应的波长为，该金属的逸出功为______。若用波长为（<0）单色光做实验，则其截止电压为______。已知电子的电荷量，真空中的光速和布朗克常量分别为e、c和h。参考答案：7.如图所示，光滑斜面长为a，宽为b，倾角为θ，一物块沿斜面从左上方顶点P水平射入，而从右下方顶点Q离开斜面，此物体在斜面上运动的加速度大小为

；入射初速度v的大小为

．参考答案：a=gsinθ,v0=a 8.如图所示，一农用水泵装在离地面一定高度处，其出水管是水平的，现仅有一钢卷尺，请你粗略地测出水流出管口的速度大小和从管口到地面之间在空中水柱的质量（已知水的密度为ρ，重力加速度为g）：（1）除了已测出的水管内径L外，你需要测量的物理量是（写出物理量名称和对应的字母）：

；（2）水流出管口的速度表达式为

；（请用已知量和待测量的符号表示）（3）空中水的质量的表达式为

．（请用已知量和待测量的符号表示）参考答案：（1）水平位移s，管口离地的高度h；（2）；（3）m=．【考点】平抛运动．【分析】根据高度求出平抛运动的时间，结合水平位移和时间求出初速度．根据水质量的表达式确定需要测量的物理量．【解答】解：（1）水流出水管后做平抛运动，需要测出水的：水平位移s，管口离地的高度h；（2）水管距地高度h，水柱的水平射程S，设水在空中的运动时间为t，水做平抛运动，在水平方向：s=vt，在竖直方向：h=，则水在空中运动的时间t=，水的初速度．（3）空中水的质量表达式m=×=．故答案为：（1）水平位移s，管口离地的高度h；（2）；（3）m=．【点评】本题关键是明确实验原理，运用平抛运动的模型列式分析，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，较难．9.如图所示，一变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220V的照明电路上，向额定电压为2.20×104V的霓虹灯供电，为使霓虹灯正常发光，那么原副线圈的匝数比n1：n2=______；为了安全，需在原线圈回路中接入熔断器，当副线圈电路中电流超过10mA时，熔丝就熔断，则熔丝熔断时的电流I=________。参考答案：答案：1：100，1A10.如图所示，从倾角为θ=30°的斜面顶端以初动能E=6J向下坡方向平抛出一个小球，则小球落到斜面上时的动能E′为

J．参考答案：E′=14J11.如图所示，完全相同的三块木块，固定在水平面上，一颗子弹以速度v水平射入，子弹穿透第三块木块的速度恰好为零，设子弹在木块内做匀减速直线运动，则子弹先后射入三木块前的速度之比为_

________________，穿过三木块所用的时间之比_________________。参考答案：12.如图，光滑轻杆AB、BC通过A、B、C三点的铰接连接，与水平地面形成一个在竖直平面内三角形，AB杆长为．BC杆与水平面成角，AB杆与水平面成角。一个质量为m的小球穿在BC杆上，并静止在底端C处。现对小球施加一个水平向左mg的恒力，当小球运动到CB杆的中点时，它的速度大小为

，小球沿CB杆向上运动过程中AB杆对B处铰链的作用力随时间t的变化关系式为．

参考答案：,13.氢原子能级如图17所示，则要使一个处于基态的氢原子释放出一个电子而变成为氢离子，该氢原子需要吸收的能量至少是___________eV；一群处于n=4能级的氢原子跃迁到n=2的状态过程中，可能辐射___________种不同频率的光子。图17参考答案：13.6eV，3三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某探究学习小组的同学试图以图中的滑块为对象验证“动能定理”，他们在实验室组装了如图所示的一套装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、小木块、细沙．当滑块连上纸带，沙桶中不放沙子时，释放沙桶，滑块不动。要完成该实验，你认为：（1）还需要的实验器材有

．（2）实验时首先要做的步骤是

，为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的条件是

．（3）在上述的基础上，某同学测得滑块的质量M．往沙桶中装入适量的细沙，测得此时沙和沙桶的总质量m．接通电源，释放沙桶，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1<v2）．则对滑块，本实验最终要验证的数学表达式为

（用题中的字母表示，已知重力加速度为g）．参考答案：15.一多用电表的电阻有三个倍率，分别是×1、×10、×100。用×10档测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，为了较准确在进行测量，应换到

档，如果换档后立即用表笔连接待测电阻进行读数，那么缺少的步骤是

，若补上该步骤后测量，表盘的示数如图，则该电阻的阻值是____________Ω。

参考答案：答案：×100；调零（或重新调零）；2.2×103（或2.2k）解析：×10档测电阻时，表头偏转角度很小，说明待测电阻阻值很大，应换到×100档，换档后应先调零，由表盘可知，其测量电阻的阻值为R＝22.0×100Ω＝2.2×103Ω。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，在高出水平地面h=1.8m的光滑平台上放置一质量M=2kg、由两种不同材料连接成一体的薄板A，其右段长度l1=0.2m且表面光滑，左段表面粗糙．在A最右端放有可视为质点的物块B，其质量m=1kg．B与A左段间动摩擦因数μ=0.4．开始时二者均静止，现对A施加F=20N水平向右的恒力，待B脱离A（A尚未露出平台）后，将A取走．B离开平台后的落地点与平台右边缘的水平距离x=1.2m．（取g=10m/s2）求（1）B离开平台时的速度vB．（2）B从开始运动到刚脱离A时，B运动的时间tB和位移xB．（3）A左端的长度l2．参考答案：解：（1）设物块平抛运动的时间为t，由平抛运动规律得：h=gt2，x=vBt联立解得vB=2m/s．（2）设B的加速度为aB，B在A的粗糙表面滑动，受向右的滑动摩擦力做匀加速直线运动．由牛顿第二定律，F合=μmg=maB，由匀变速直线运动规律，vB=aBtB，xB=aBtB2，联立解得：tB=0.5s，xB=0.5m．（3）设B刚好开始运动时A的速度为v，以A为研究对象，由动能定理得Fl1=Mv12设B运动后A的加速度为aA，由牛顿第二定律和运动学的知识得：F﹣μmg=MaA，（l2+xB）=v1tB+aAtB2，联立解得l2=1.5m．答：（1）B离开平台时的速度vB为2m/s．（2）B运动的时间tB为0.5s，位移xB为0.5m．（3）A左端的长度l2为1.5m．【考点】动能定理的应用；匀变速直线运动的位移与时间的关系；牛顿第二定律；平抛运动．【分析】对A、B隔离受力分析，根据受力情况再做运动过程情况分析，根据运动性质结合物理规律解决问题．要注意物体运动的位移指的是相对于地面的位移．要善于画出运动过程的位置图象，有利于解题．17.如图所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面夹角α＝30°，导轨上端跨接一定值电阻R，导轨电阻不计．整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，长为L的金属棒cd垂直于MN、PQ放置在导轨上，且与导轨保持电接触良好，金属棒的质量为m、电阻为r，重力加速度为g，现将金属棒由静止释放，当金属棒沿导轨下滑距离为s时，速度达到最大值vm．求：（1）金属棒开始运动时的加速度大小；（2）匀强磁场的磁感应强度大小；（3）金属棒沿导轨下滑距离为s的过程中，电阻R上产生的电热．参考答案：18.(14分)如图所示，光滑水平面上放置质量均为M=2kg的甲、乙两辆小车，两车之间通过一感应开关相连（当滑块滑过感应开关时，两车自动分离），甲车上表面光滑，乙车上表面与滑块P之间的动摩擦因数μ=0.5．一根通过细线拴着且被压缩的轻质弹簧固定在甲车的左端，质量为m=1kg的滑块P(可视为质点)与弹簧的右端接触但不相连，此时弹簧的弹性势能E0=10J，弹簧原长小于甲车长度，整个系统处于静止状态．现剪断细线，求：⑴滑块P滑上乙车前的瞬时速度的大小；⑵滑块P滑上乙车后最终未滑离乙车，滑块P在乙车上滑行的距离．（取g=10m/s2）

参考答案：

解析：⑴设滑块P滑上乙车前的速度为v，对整体应用动量守恒和能量关系有：

mv－2MV=0

（3分）

E0=mv2/2+2MV2/2