2021年山东省青岛市平度古岘中学高三物理上学期期末试卷含解析

2021年山东省青岛市平度古岘中学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，竖直平面内有一段圆弧MN，小球从圆心O处水平抛出，若初速度为va，将落在圆弧上的a点，若初速度为vb，将落在圆弧上的b点，已知Oa、Ob与竖直方向的夹角分别为α、β，不计空气阻力，则初速度大小之比为（）A． B．C． D．参考答案：D【考点】平抛运动．【分析】两球做平抛运动，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，从而得出初速度大小之比．【解答】解：设圆弧MN的半径为R．对a，根据Rcosα=gt12得，t1=，则va==Rsinα．对b，根据Rcosβ=gt22得，t2=，则vb==Rsinβ．解得

=故选：D2.（多选）如图甲所示，虚线右侧存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，正方形金属框电阻为R，边长为L，t=0时刻，线框在外力作用下由静止开始、以垂直于磁场边界的恒定加速度a进人磁场区域，t1时刻线框全部进入磁场。规定顺时针方向为感应电流i的正方向，安培力大小为F，线框中电功率的瞬时值为P，通过导体横截面的电荷量为q，其中P—t图线为抛物线。则图乙所示i、F、P、q随时间t变化的关系图线正确的是参考答案：C解析解：A、线框切割磁感线，则有运动速度v=at，产生感应电动势E=BLv，所以产生感应电流i＝，故A错误；

B、对线框受力分析，由牛顿第二定律，则有

F安＝BLi＝

解得：F＝ma+，所以B错误；C、由功率表达式，P＝i2R＝，所以C正确；D、由电量表达式，则有

q＝，所以D错误；故选：C3.如图所示，半径为R的环形塑料管竖直放置，AB直线跟该环的水平直径重合，且管的内径远小于环的半径。AB及其以下部分处于水平向左的匀强电场中，管的内壁光滑。现将一质量为m，带电量为+q的小球从管中A点由静止释放，小球受到的电场力跟重力相等，则以下说法中正确的是A．小球释放后，第一次达到最高点C时恰好对管壁无压力B．小球释放后，第一次和第二次经过最高点c时对管壁的压力之比为1:3C．小球释放后，第一次经过最低点D和最高点C时对管壁的压力之比为5:1D．小球释放后，第一次回到A点的过程中，在D点出现速度最大值参考答案：C4.如图所示，位于光滑水平桌面上的物块P用跨过定滑轮的轻绳与小托盘相连，托盘内有砝码。托盘与砝码的总质量为m，P的质量为2m，重力加速度为g。释放后，P从静止开始沿桌面运动的过程中，下列说法正确的是（

） A．托盘运动的加速度为g B．P运动的加速度为 C．托盘对轻绳的拉力大小为 D．砝码处于超重状态参考答案：BC把P和小盘及砝码看成一个整体，对整体进行受力分析（绳子的拉力属于内力，不考虑）可知F合=mg，根据牛顿第二定律F合=ma可知整体加速度a===g，故A错B对；对托盘分析，由牛顿第二定律得，将a=g代入得F=mg，C对；由于砝码加速度向下，所以砝码处于失重状态，D错。5.已知河水自西向东流动，流速为,小船在静水中的速度为，且>，用小箭头表示船头的指向及小船在不同时刻的位置，虚线表示小船过河的路径，则下图中可能正确的是参考答案：CD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为B0，半圆弧导线框的直径为d，电阻为R。使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，线框中产生的感应电流大小为_________。现使线框保持图中所示位置，让磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小应为_________。

参考答案：；7.一小球从水平台面边缘以速度v水平飞出，落到水平地面上需要时间为t，落地点距台面边缘的水平距离为s。若使小球以速度2v仍从同一位置水平飞出，落到水平地面上需要时间为 ；落地点距台面边缘的水平距离为

。

参考答案：t；2s8.如右图所示，在真空中有一水平放置的不带电平行板电容器，板间距离为d，电容为C，上板B接地，现有大量质量均为m，带电荷量为q的小油滴，以相同的初速度持续不断地从两板正中间沿图中虚线所示方向射入，第一滴油滴正好落到下板A的正中央P点．如果能落到A板的油滴仅有N滴，且第N＋1滴油滴刚好能飞离电场，假设落到A板的油滴的电荷量能被板全部吸收，不考虑油滴间的相互作用，重力加速度为g，则落到A板的油滴数N=________第N＋1滴油滴经过电场的整个过程中所增加的动能_____参考答案：9.某同学利用图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律。物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上（尚未到达滑轮处）。从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图乙所示。打点计时器电源的频率为50Hz。（1）通过分析纸带数据，可判断物块在相邻计数点

和

之间某时刻开始减速。（2）计数点5对应的速度大小为

m/s，计数点6对应的速度大小为

m/s。（保留三位有效数字）。（3）物块减速运动过程中加速度的大小为a=

m/s2（保留三位有效数字），若用a/g来计算物块与桌面间的动摩擦因数（g为重力加速度），则计算结果比动摩擦因数的真实值

（填“偏大”或“偏小”）。

参考答案：（1）6，7或7，6（2）1.00，1.20（3）2.00，偏大10.为了用弹簧测力计测定木块A和长木板B间的动摩擦因数μ，甲、乙两同学分别设计了如图所示的甲、乙两个试验方案。（1）为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力大小，你认为方案

更易于操作。简述理由

。（2）若A和B的重力分别为100N和150N，当甲中A被拉动时，弹簧测力计a示数为60N，b示数为110N，则A、B间的动摩擦因数为

。

参考答案：（1）甲；因为甲方案拉木块时不需要匀速拉动（2）0.411.如图，倾角为θ的光滑斜面固定在地面上，长为l、质量为m、质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端与斜面顶端齐平．用细线将质量为m的物块与软绳连接，物块由静止释放后向下运动，直到软绳刚好全部离开斜面（此时物块未到达地面）．则在此过程中，软绳重力势能共变化了mgl（1﹣sinθ）；软绳离开斜面时，小物块的速度大小为．参考答案：考点：功能关系；动能和势能的相互转化．分析：分别研究物块静止时和软绳刚好全部离开斜面时，软绳的重心离斜面顶端的高度，确定软绳的重心下降的高度，研究软绳重力势能的减少量．以软绳和物块组成的系统为研究对象，根据能量转化和守恒定律求小物块的速度大小．解答：解：物块未释放时，软绳的重心离斜面顶端的高度为h1=lsinθ，软绳刚好全部离开斜面时，软绳的重心离斜面顶端的高度h2=l，则软绳重力势能共减少mgl（1﹣sinθ）；根据能量转化和守恒定律：mgl+mgl（1﹣sinθ）=?2mv2得：v=故答案为：mgl（1﹣sinθ），．点评：本题中软绳不能看作质点，必须研究其重心下降的高度来研究其重力势能的变化．应用能量转化和守恒定律时，能量的形式分析不能遗漏．12.在如图所示电路中，电源电动势E，内阻r，保护电阻R0，滑动变阻器总电阻R，闭合电键S，在滑片P从滑动变阻器的中点滑到b的过程中，通过电流表的电流________，通过滑动变器a端的电流________。(填“变大”、“变小”或“不变”)参考答案：变大，变小13.为了“验证牛顿运动定律”，现提供如图所示的器材：A为小车，B为电火花计时器，C为装有砝码的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力F等于砝码和小桶的总重量．请思考探究思路并回答下列问题：(1)为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取什么做法？_______________________________.(2)在“探究加速度与质量的关系”时，保持砝码和小桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m的数据如下表：次数12345小车加速度a/m·s－20.780.380.250.200.16小车质量m/kg0.200.400.600.801.00根据上述实验数据，用计算机绘制出a—m图象如图所示：通过对图象(图甲)的观察，可猜想在拉力F一定的情况下a与m的关系可能是：a∝m－1、a∝m－2、a∝m－3、…，为了验证猜想，请在图乙中作出最能直观反映a与m之间关系的图象．(3)在“探究加速度与力的关系”时，保持小车的质量不变，改变小桶中砝码的质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与力F图线如图所示，该图线不通过坐标原点，试分析图线不通过坐标原点的原因是________________________________________________________．参考答案：(1)把木板的右端(或安装打点计时器的那端)适当垫高，以平衡摩擦力(2)如图所示

(3)实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（4分）试通过分析比较，具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小。参考答案：粒子的动量，物质波的波长由，知，则。解析：物质波的的波长为，要比较波长需要将中子和电子的动量用动能表示出来即，因为，所以，故。15.（6分）小明在有关媒体上看到了由于出气孔堵塞，致使高压锅爆炸的报道后，给厂家提出了一个增加易熔片（熔点较低的合金材料）的改进建议。现在生产的高压锅已普遍增加了含有易熔片的出气孔（如图所示），试说明小明建议的物理道理。参考答案：高压锅一旦安全阀失效，锅内气压过大，锅内温度也随之升高，当温度达到易熔片的熔点时，再继续加热易熔片就会熔化，锅内气体便从放气孔喷出，使锅内气压减小，从而防止爆炸事故发生。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.据人民网报道，北京时间2013年12月6日17时53分，嫦娥三号探测器成功实施近月制动，顺利进入环月轨道。探测器环月运行轨道可视为圆轨道。已知探测器环月运行时可忽略地球及其他天体的引力，轨道半径为r，运动周期为T，引力常量为G。求：（1）探测器绕月运行的速度的大小； （2）探测器绕月运行的加速度的大小；

（3）月球的质量。参考答案：（1）探测器绕月运行的速度的大小

（2）探测器绕月运行的加速度的大小

（3）设月球质量为M，嫦娥三号探测器的质量为m，探测器运行时月球对它的万有引力提供向心力，根据万有引力定律和牛顿第二定律有

可得

17.如图所示，光滑水平面上静止放置质量M=2kg，长L=0.84m的长木板C，离板左端S=0.12m处静止放置质量mA=1kg的小物块A，A与C间的动摩擦因数μ=0.4；在板右端静止放置质量mB=1kg的小物块B，B与C间的摩擦忽略不计．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，A、B均可视为质点，g=10m/s2．现在木板上加一水平向右的力F，问：（1）当F=9N时，小物块A的加速度为多大？（2）若F足够大，则A与B碰撞之前运动的最短时间是多少？（3）若在A与B发生弹性碰撞时撤去力F，A最终能滑出C，则F的最大值为多少？参考答案：解：（1）设M和mA一起向右加速，它们之间静摩擦力为f由牛顿第二定律得：F=(M+mA)a 得：，表明加速度的结果是正确的．（2）mA在与mB碰之前运动时间最短，必须加速度最大，则：解得：（3）在A与B发生碰撞时，A刚好滑至板的左端，则此种情况推力最大，设为F1，对板Ｃ，有：解得：18.如图所示，地面和半圆轨道面均光滑。质量M=1kg、长L=4m的小车放在地面上，其右端与墙壁的距离为S=3m，小车上表面与半圆轨道最低点P的切线相平。现有一质量m=2kg的滑块（不计大小）以v0=6m/s的初速度滑上小车左端，带动小车向右运动。小车与墙壁碰撞时即被粘在墙壁上，已知滑块与小车表面的滑动摩擦因数μ=0.2，g取10m/s2。（1）求小车与墙壁碰撞时的速度；（2）要滑块能沿圆轨道运动而不脱离圆轨道，求半圆轨道的半径R的取值。参考答案：（1）滑块与小车的共同速度为v1，滑块与小车相对运动过程中动量守恒，有mv0=(m+M)v1………（2分）代入数据解得v1=4m/s………………（1分）设滑块与小车的相对位移为