2021年山东省威海市文登东店子中学高三物理上学期期末试题含解析

2021年山东省威海市文登东店子中学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）如图所示，小球在竖直力F作用下压缩竖直轻弹簧并保持静止。若将力F撤去，小球将向上弹起并离开弹簧，直到速度变为零为止，在小球上升过程中A.小球的动能一直减小B.小球在离开弹簧时动能最大C.小球动能最大时弹性势能为零D.小球动能减为零时，重力势能最大参考答案：D解析：A、将力F撤去小球将向上弹起的过程中，弹簧的弹力先大于重力，后小于重力，小球所受的合力先向上后向下，所以小球先做加速运动，后做减速运动，所以小球的动能先增大后减小，故A错误；B、C由上分析可知，小球先做加速度减小的加速运动，当弹力等于重力时，a=0，速度最大，动能最大；此后弹力小于重力，小球做加速度增大的减速运动，直到弹簧恢复原长时，小球飞离弹簧．故小球在离开弹簧时动能不是最大，小球动能最大时弹性势能不为零．故B、C错误．D、当弹簧的弹力与重力大小相等时，速度最大，动能最大；由于弹簧的弹力不等于零，所以弹性势能不等于零；小球离开弹簧后只受重力做匀减速直线运动，动能不断减小，当小球动能减为零时，重力势能最大，故D正确．故选：D2.（多选题）我国已先后成功发射了飞行器“天宫一号”和飞船“神舟九号”，并成功地进行了对接，若“天宫一号”能在离地面约300km高的圆轨道上正常运行，下列说法中正确的是A．“天宫一号”的发射速度应大于第二宇宙速度B．对接时，“神舟九号”与“天宫一号”的加速度大小相等C．对接后，“天宫一号”的速度小于第一宇宙速度D．对接前，“神舟九号”欲追上“天宫一号”，必须在同一轨道上点火加速参考答案：BC3.一列横波沿x轴正向传播，a、b、c、d为介质中沿波传播方向上四个质点的平衡位置。某时刻的波形如图1所示，此后，若经过3/4周期开始计时，则图2描述的是A.a处质点的振动图象

B.b处质点的振动图象C.c处质点的振动图象

D.d处质点的振动图象参考答案：B4.2015年是爱因斯坦的广义相对论诞生100周年．广义相对论预言了黑洞、引力波、参考系拖拽…等各种不可思议的天文现象，这些在当时乃至其后的很长一段时间内都被认为是不可能的现象被逐一发现，更加印证了广义相对论理论的伟大．北京时间2016年2月11日23：40左右，激光干涉引力波天文台（LIGO）负责人宣布，人类首次发现了引力波．它来源于距地球之外13亿光年的两个黑洞（质量分别为26个和39个太阳质量）互相绕转最后合并的过程．合并前两个黑洞互相绕转形成一个双星系统，关于此双星系统，下列说法正确的是（）A．两个黑洞绕行的角速度相等B．两个黑洞绕行的线速度相等C．两个黑洞绕行的向心加速度相等D．质量大的黑洞旋转半径大参考答案：A【考点】万有引力定律及其应用．【分析】双星系统是一个稳定的结构，它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，角速度相等，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律列式分析即可【解答】解：A、两个黑洞互相绕转形成一个双星系统，双星系统的结构是稳定的，故它们的角速度相等，故A正确．BD、根据牛顿第二定律，有：其中故故故质量大的黑洞转动半径小，线速度小，故BD错误．C、根据，质量大的黑洞转动半径小，向心加速度小，故C错误．故选：A5.有一个均匀带电圆环，以圆环圆心O为坐标原点，过O且垂直于圆环平面的线为x轴，如下图甲所示，现测得x轴上的电场强度随坐标x值变化的图像如图乙所示（场强为正值，表示方向沿x轴正方向），H、I是x轴上两点，且HO＜OI，取无穷远处电势为零。则以下分析正确的是A．该圆环带负电B．x轴上O点电势为零C．将一个正的试探电荷沿x轴从H移动到I的过程中，电势能先增大后减小D．H点的电势低于I点的电势参考答案：二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.某同学将力传感器固定在小车上，然后把绳的一端固定在传感器拉钩上，用来测量绳对小车的拉力，探究在小车及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系，根据所测数据在坐标系中作出了如图所示的a－F图象．(1)本实验中是否需要砂和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量________(填“是”或“否”)；(2)由图象求出小车和传感器的总质量为________kg.（保留1位有效数字）参考答案：

否

，

1

kg

7.对于绕轴转动的物体，描述转动快慢的物理量有角速度ω等物理量．类似加速度，角加速度β描述角速度的变化快慢，则角加速度β的定义式是，单位是rad/s2．参考答案：考点：向心加速度．专题：匀速圆周运动专题．分析：利用加速度、速度和位移公式，类似于角加速度、角度公式．角加速度为角速度变化量与所用时间的比值，由公式知在国际单位制中β的单位为rad/s2，解答：解：角加速度为角速度变化量与所用时间的比值，由公式知在国际单位制中β的单位为rad/s2，故答案为：，rad/s2点评：本题比较新颖，利用类似法可以写出角加速度、角速度和角度公式．8.如图所示，一无限长通电直导线固定在光滑水平面上，金属环质量为0.02kg，在该平面上以、与导线成60°角的初速度运动，其最终的运动状态是__________，环中最多能产生__________J的电能。参考答案：匀速直线运动；0.03金属环最终会沿与通电直导线平行的直线，做匀速直线运动；最终速度v=v0cos60°由能量守恒定律，得环中最多能产生电能E=ΔEk=0.03J【考点定位】电磁感应；能量守恒定律9.某研究性学习小组对“不同类型的运动鞋底在相同平面上滑动时摩擦力的大小”进行了探究，如图所示。他们先测出每只不同类型运动鞋的质量，再往质量小的鞋子里均匀摆放砝码，使鞋子(连同鞋里砝码)的质量均相等。接着用弹簧测力计先后匀速拉动不同类型的运动鞋，使它们沿水平桌面滑动，读取各次弹簧测力计的读数。(1)探究中“使鞋子(连同鞋里砝码)的质量均相等”，这是采用了

研究方法。(2)测量时，沿水平方向匀速拉动运动鞋，则此时运动鞋所受滑动摩擦力与弹簧测力计拉力的大小

。这种测摩擦力的方法是

(选填“直接”或“间接”)测量法。参考答案：（1）控制变量法（2）相等，间接10.斜抛运动可看成是水平方向的

运动和竖直方向的

运动的合运动参考答案：匀速直线运动，匀减速直线运动11.如图所示(a)，一个质量为m0的物体放在光滑的水平桌面上，当用20N的力F通过细绳绕过定滑轮拉它时，产生2m/s2的加速度．现撤掉20N的拉力，在细绳下端挂上重为20N的物体m，如图所示(b)，则前、后两种情况下绳的拉力分别为T1=_________N，T2=_________N(g取10m/s2)参考答案：20N,16.7N12.在如图所示电路中，电源电动势为6V，内阻为1Ω，电阻R1=5Ω，R2=6Ω，滑动变阻器的阻值0—30Ω。闭合电键K，当滑动变阻器的滑动触头P由a端向b端滑动时，理想电流表和理想电压表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU表示。则____Ω。R1消耗的最小电功率为______W。参考答案：６

Ω；

０.8

W。13.下表是按照密立根的方法进行实验时得到的某金属的UC和v的的几组数据。(UC是遏制电压)UC/V0.5410.6370.7140.8090.878v/l014Hz5.6445.8886.0986.3036.501请根据上表的数据在答题纸对应的坐标中作出UC-v图象；从图象中可知这种金属的截止频率为

；已知e=1.6010-19C，用给出的数据结合图象算出普朗克常量为

。参考答案：用不同频率的光照射某金属均产生光电效应，题中测量金属遏止电压UC与入射光频率ν，根据表格数据得到UC-ν图象，当UC=0时，刚好发生光电效应．eUC=hν-W0，根据图象求出该金属的截止频率νC=4.27×1014Hz，根据图象的斜率k=，得普朗克常量h=6.30×10-34J?s.三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.探究金属丝的电阻与长度的关系的实验中，取一段粗细均匀的金属丝拉直后连接在A、B接线柱上，金属丝上安装一个可滑动的金属夹P，实验室提供了下列器材：电压表V（0-3V-15V）、电流表A（0-0.6A-3A）、4V直流电源、滑动变阻器（0-20Ω）、刻度尺、开关和导线若干．①用刻度尺测量金属丝AP段长度l，用电压表和电流表测量AP段的电阻R，请你用笔划线代替导线，在图甲中用三根导线连接好电路。②闭合开关前，应注意

▲

．③实验过程中，某次测量电压表、电流表指针偏转如图乙所示，则电流表和电压表的读数分别为I=

▲

A，U=

▲

V。④实验中测出AP段长度l以及对应的电阻值R如下表：l/cm30.0040.0050.0060.0070.0080.00R/Ω2.12.93.54.25.05.7请在图丙坐标中，描点作出R-l图线；根据图线得到的结论是

▲

．⑤某实验小组在实验中，调节金属夹P时，发现电压表有示数，电流表的示数为零，原因可能是

▲

．

参考答案：①如图甲

②将变阻器滑片移到最右端③0.42

2.25(2.2-2.3都可以)④如图丙

R与l成正比⑤A、P与电压表间出现断路15.在测定一根粗细均匀的合金丝的电阻率的实验中。①利用螺旋测微器测定合金丝的直径，示数如图所示，则合金丝的直径为_____________mm.②待测合金丝的电阻约为。实验室提供的器材有：A．电压表V（量程为3V，内阻约为l0k）B．电流表（量程为0.6A，内阻约3）C．电流表（量程为3A，内阻约0.1）D．滑动变阻器R（最大阻值约为5，额定电流为2A）E．学生电源E（电动势为6V，内阻不计）F．开关一个，导线若干要求较准确地测量出合金丝的阻值，请在答题纸上的方框内画出实验电路图（注明选择的电流表）

③若用L表示合金丝的长度，d表示直径，测得电阻为R，写出合金丝的电阻率的表达式为___________________。参考答案：四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，一气缸水平固定在静止的小车上，一质量为m、面积为S的活塞将一定量的气体封闭在气缸内，平衡时活塞与气缸底相距L。现让小车以一较小的水平恒定加速度向右运动，稳定时发现活塞相对于气缸移动了距离d。已知大气压强为P0，不计气缸和活塞间的摩擦；且小车运动时，大气对活塞的压强仍可视为P0；整个过程温度保持不变。求小车加速度的大小。参考答案：17.如图所示，竖直放置的光滑平行金属导轨MN、PQ相距L，在M点和P点间接有一个阻值为R的电阻，在两导轨间的矩形区域OO1O1′O′内有垂直导轨平面向里、宽为d的匀强磁场，磁感应强度为B．一质量为m、电阻为r的导体棒ab垂直地搁在导轨上，与磁场的上边界相距d0．现使ab棒由静止开始释放，棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动(棒ab与导轨始终保持良好接触且下落过程中始终保持水平，导轨的电阻不计)．(1)求棒ab离开磁场的下边界时的速度大小．(2)求棒ab在通过磁场区的过程中产生的焦耳热．(3)试分析讨论棒ab在磁场中可能出现的运动情况．参考答案：(1)设棒ab离开磁场的边界前做匀速运动的速度为v，产生的感应电动势为：E＝BLv

……1分电路中的电流I＝

……1分对棒ab，由平衡条件得：mg－BIL＝0

……1分解得：v＝

……1分(2)设整个回路中产生的焦耳热为Q，由能量的转化和守恒定律可得：mg(d0＋d)＝Q＋mv2

……2分解得：Q＝mg(d0＋d)－

……1分故Qab＝[mg(d0＋d)－]．

……1分(3)设棒刚进入磁场时的速度为v0，由mgd0＝mv02

……1分解得：v0＝

……1分棒在磁场中匀速运动时的速度v＝，……1分则①当v0＝v，即d0＝时，棒进入磁场后做匀速直线运动……1分②当v0＜v，即d0＜时，棒进入磁场后先做加速运动，后做匀速直线运动

……1分③当v0＞v，即d0＞时，棒进入磁场后先做减速运动，后做匀速直线运动

……1分18.如图所示，一质量为8m的长木板静止在光滑水平面上，某时刻一质量为m的小铁块以速度移从木板的右端滑上木板，已知铁块与木板间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g，木板足够长，求：