2021年山东省威海市文登三星中学高三物理期末试卷含解析

2021年山东省威海市文登三星中学高三物理期末试卷含解析一、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.（单选）一质量不计的直角形支架两端分别连接质量为m和2m的小球A和B。支架的两直角边长度分别为2l和l，支架可绕固定轴O在竖直平面内无摩擦转动，如图所示。开始时OA边处于水平位置，由静止释放，则

A.A球的最大速度为2

B.A球速度最大时,B球的重力势能最小C.A球速度最大时，两直角边与竖直方向的夹角为45°D.A,B两球的最大速度之比va:vb=1:2参考答案：C2.（多选）一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物，当重物的速度为v1时，起重机的有用功率达到最大值P以后，起重机保持该功率不变，继续提升重物。直到以最大速度v2匀速上升为止，则整个过程中，下例说法正确的是（

）A．钢绳的最大拉力为

B．钢绳的最大拉力为C．重物的最大速度为

D．重物做匀加速运动的时间为参考答案：BCD3.下列说法中正确的是A、当两个分子间的距离小于平衡距离时，分子间的作用表现为引力B、物体的内能是物体中所有分子热运动的动能之和C、对于只经历等温过程的理想气体，如果压强增加一倍，则其体积减少一半D、如果没有能量损失，则热机能把从单独一个热源吸收的热量全部转化成机械能参考答案：答案：C4.匀强电场中有一等边三角形，a、b、c是它的三个顶点，电场方向与三角形所在平面平行。已知a、b和c点的电势分别为V、V和0V。则该三角形的外接圆上最低、最高电势分别为A．V、V

B．V、VC．V、V

D．0V、V参考答案：B5.倾角为θ的斜面长为L，在斜面顶端水平抛出一石子，恰好落在斜面底端，则石子初速度为

A．cosθ

Ｂ．cosθ

Ｃ．sinθ

Ｄ．cosθ参考答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（4分）两木块质量分别为m、M，用劲度系数为K的轻弹簧连在一起，放在水平地面上，将木块1压下一段距离后释放，它就上下作简谐振动，在振动过程中木块2刚好始终不离开地面（即它对地面最小压力为零）。则：（1）木块1的最大加速度大小是

。（2）木块2对地面的最大压力大小是

。参考答案：

(M+m)g/m

2(M+m)g7.如图所示，边长为L的正方形区域abcd内存在着匀强磁场。一个质量为m、电荷量为q、初速度为vo的带电粒子从a点沿ab方向进入磁场，不计重力。若粒子恰好沿BC方向，从c点离开磁场，则磁感应强度B=__________；粒子离开磁场时的动能为Ex__________。参考答案：

带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的轨道半径r=L，由可得B=，洛伦兹力不做功，粒子离开磁场时的动能为。8.如右图所示，OAB是刚性轻质直角三角形支架，边长AB＝20cm，∠OAB＝30°；在三角形二锐角处固定两个不计大小的小球，A角处小球质量为1kg，B角处小球质量为3kg。现将支架安装在可自由转动的水平轴上，使之可绕O点在竖直平面内无摩擦转动。装置静止时，AB边恰好水平。若将装置顺时针转动30°，至少需做功为__________J，若将装置顺时针转动30°后由静止释放，支架转动的最大角速度为__________。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议所示。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）物块减速运动过程中加速度的大小为=

m/s2，若用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：6

和

7

，

2.0

m/s2

。

偏大

10.气体温度计结构如图所示．玻璃测温泡A内充有理想气体，通过细玻璃管B和水银压强计相连．开始时A处于冰水混合物中，左管C中水银面在O点处，右管D中水银面高出O点h1＝14cm.后将A放入待测恒温槽中，上下移动D，使C中水银面仍在O点处，测得D中水银面高出O点h2＝44cm.(已知外界大气压为1个标准大气压，1标准大气压相当于76cmHg)①求恒温槽的温度．②此过程A内气体内能________(填“增大”或“减小”)，气体不对外做功，气体将________(填“吸热”或“放热”)．参考答案：①364K(或91℃)②增大吸热11.一列简谐横波沿+x方向传播，波长为λ，周期为T．在t=0时刻该波的波形图如图甲所示，O、a、b是波上的三个质点．则图乙可能表示

（选填“O”、“a”或“b”）质点的振动图象；t=时刻质点a的加速度比质点b的加速度

（选填“大”或“小”）参考答案：b，小【分析】根据振动图象读出t=0时刻质点的位移和速度方向，再确定图乙可能表示哪个质点的振动图象．根据质点的位移分析加速度的大小．【解答】解：由图乙知，t=0时刻质点的位移y=0，速度沿y轴正方向．根据波形平移法知，甲图中b点的振动方向沿y轴正方向，且位移y=0，则图乙可能表示b质点的振动图象．t=时刻质点a到平衡位置，b到波峰，由a=﹣知，a的加速度比质点b的加速度小．故答案为：b，小．12.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；BS13.在探究“加速度与力、质量的关系”的活动中：

(1)将实验器材组装如图所示。请你指出该装置中的错误或不妥之处：①

▲

②

▲

③

▲

(2)改正实验装置后，该同学顺利完成了实验。在实验中保持小车质量不变，改变沙桶的质量，测得小车所受绳子的拉力F和加速度a的数据如下表：F/N0.210.300.400.490.60a/(m/s-2)0.100.210.290.410.49①根据测得的数据，在右图中作出a～F图象；②由图象可知，小．车与长木板之间的最大静摩擦力大小为

▲

N。(3)打出的某一条纸带，A、B、C、D、E、F为相邻的6个计数点，如图，相邻计数点间还有四个点未标出．利用图中给出的数据可求出小车的加速度a=

▲

m/s2，A点的速度vA=

▲

m/s．参考答案：⑴①电源电压应为4～6V（2分）②没有平衡摩擦力（2分）③小车应靠近打点计时器（2分）⑵①如右图所示，无标度扣1分，无描点扣1分，图象不是直线扣3分，扣完为止（3分）②0.12±0.02（2分）⑶0.50（2分）0.095（2分）三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图所示，水平传送带两轮心O1O2相距L1=6.25m，以大小为v0=6m/s不变的速率顺时针运动，传送带上表面与地面相距h=1.25m．现将一质量为m=2kg的小铁块轻轻放在O1的正上方，已知小铁块与传送带间动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g取10m/s2，求：（1）小铁块离开传送带后落地点P距离O2的水平距离L2；（2）只增加L1、m、v0中的哪一个物理量的数值可以使L2变大．参考答案：（1）小铁块离开传送带后落地点P距离O2的水平距离为2.5m；（2）只增加L1数值可以使L2变大．解：（1）小铁块轻放在传送带上后受到摩擦力的作用，由μmg=ma得a=μg=2m/s2，当小铁块的速度达到6m/s时，由vt2=2ax得：x=9m由于9m＞L1=6.25m，说明小铁块一直做加速运动设达到O2上方的速度为v，则v==5m/s小铁块离开传送带后做平抛运动根据h=gt2得下落时间：t==0.5s由L2=vt=5×0.5=2.5m（2）欲使L2变大，应使v变大由v=可知，L1增大符合要求m、v0增大对a没有影响，也就对v和L2没有影响因此，只增加L1、m、v0中的L1的数值可以使L2变大．答：（1）小铁块离开传送带后落地点P距离O2的水平距离为2.5m；（2）只增加L1数值可以使L2变大．15.（4分）如图所示，光滑水平面轨道上有三个木块，A、B、C，质量分别为mB=mc=2m,mA=m，A、B用细绳连接，中间有一压缩的弹簧(弹簧与滑块不栓接)。开始时A、B以共同速度v0运动，C静止。某时刻细绳突然断开，A、B被弹开，然后B又与C发生碰撞并粘在一起，最终三滑块速度恰好相同。求B与C碰撞前B的速度。参考答案：解析：设共同速度为v，球A和B分开后，B的速度为,由动量守恒定律有,,联立这两式得B和C碰撞前B的速度为。考点：动量守恒定律四、计算题：本题共3小题，共计47分16.甲车以加速度a1=3m/s2由静止开始作匀加速直线运动,乙车落后t0=2s钟在同一地点由静止开始,以加速度a2=4m/s2作匀加速直线运动,两车的运动方向相同,求:(1)在乙车追上甲车之前,两车距离的最大值xm是多少？(2)乙车出发后经多长时间t可追上甲车？此时它们离开出发点x多远？参考答案：解:(1)设两者达速度相同时,乙运动的时间为,则甲运动

的时间为

得

两者的最大距离为

得(2)设乙运动时间后追上甲

得:

X=17.如图（a）所示，一导热性能良好、内壁光滑的气缸水平放置，横截面积为S＝2×10-3m2、质量为m＝4kg厚度不计的活塞与气缸底部之间封闭了一部分气体，此时活塞与气缸底部之间的距离为24cm，在活塞的右侧12cm处有一对与气缸固定连接的卡环，气体的温度为300K，大气压强P0＝1.0×105Pa。现将气缸竖直放置，如图（b）所示，取g＝10m/s2。求：

（1）活塞与气缸底部之间的距离；（2）加热到675K时封闭气体的压强。参考答案：解：（1）

V1=24S

V2=L2S

由等温变化

得

（4分）

(2)设活塞到卡环时温度为T3，此时V3=36S由等压变化

得

由540K到675K等容变化

由

得

（6分）

18.（10分）如图所示，质量为m的小球，由长为l的细线系住，细线的另一端固定在A点，AB是过A的竖直线，E为AB上的一点，且AE=0.5l，过E作水平线EF，在EF上钉铁钉D，若线能承受的最大拉力是9mg，现将小球拉直水平，然后由静止释放，若小球能绕钉子在竖直面内做圆周运动，不计线与钉子碰撞时的能量损失。求钉子位置在水平线上的取值范围。

参考答案：解析：这是一个圆周运动与机械能两部分知识综合应用的典型问题．题中涉及两个临界条件：一是线承受的最大拉力不大于9mg；另一个是在圆周运动的最高点的瞬时速度必须不小于（r是做圆周运动的半径）．设在D点绳刚好承受最大拉力，设DE=x1，则：AD=悬线碰到钉子后，绕钉做圆周运动的半径为：r1=l－AD=l－

①（2分）当小球落到D点正下方时，绳受到的最大拉力为F，此时小球的速度v，由牛顿第二定律有：F－mg=

②

（1分）结合F≤9mg可得：≤8mg

③

（1分）由机械能守恒定律得：mg(+r1)=mv12即：v2=2g(+r1)

④

（1分）由①②③式联立解得：x1≤l ⑤

（2分）随着x的减小，即钉子左移，绕钉子做圆周运动的半径越来越大。转至最高点的临界速度也越来越大，但根据机械能守恒定律，半径r越大，转至最高点的瞬时速度越小，当这个瞬时速度小于临界速度时，小球就不能到达圆的最高点了。设钉子在G