山東省濟(jì)寧市兗州實驗中學(xué)2021年高三物理上學(xué)期期末試卷含解析

山東省濟(jì)寧市兗州實驗中學(xué)2021年高三物理上學(xué)期期末試卷含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.（多選）如圖甲所示為一自耦變壓器，變壓器的原線圈AB端輸入電壓如圖乙所示，副線圈電路中定值電阻，電容器C的擊穿電壓為22V，移動滑片P使電容器剛好不會被擊穿，所有電表均為理想電表，下列說法正確的是A．電壓表的示數(shù)為220VB．原副線圈的匝數(shù)比為10：1C．電流表的示數(shù)等于通過電阻R0的電流D．原線圈AB端輸入電壓的變化規(guī)律為u=311sin100tV參考答案：AD2.（多選）加速器是使帶電粒子獲得高能量的裝置，如圖是回旋加速器的原理圖，由回旋加速器的工作原理可知（）A．隨著速度的增加，帶電粒子走過半圓的時間越來越短B．帶電粒子獲得的最大速度是由交變電場的加速電壓決定的C．交變電場的頻率跟帶電粒子的荷質(zhì)比成正比D．不同的帶電粒子在同一回旋加速器中運動的總時間相同參考答案：考點：質(zhì)譜儀和回旋加速器的工作原理．.專題：帶電粒子在磁場中的運動專題．分析：回旋加速器是利用電場進(jìn)行加速，磁場進(jìn)行偏轉(zhuǎn)的．粒子在磁場中運動的周期T=，與粒子的速度無關(guān)．解答：解：A、粒子在磁場中運動的周期T=，其長短與粒子的速度大小無關(guān)，故A錯誤．B、設(shè)D形盒的半徑為R．根據(jù)qvB=m，解得粒子獲得的最大v=，則知最大速度與加速電壓U無關(guān)，故B錯誤．C、交變電場的周期與帶電粒子運動的周期相等，帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中運動的周期T=，頻率f==，則f與荷質(zhì)比成正比，故C正確．D、設(shè)加速電壓為U，加速次數(shù)為n．帶電粒子獲得的最大動能EK=mv2，由EK=nqU，n=．帶電粒子運動的總時間t=n?聯(lián)立解得t=，則知不同的帶電粒子在同一回旋加速器中運動的總時間相同，故D正確．故選：CD．點評：解決本題的關(guān)鍵知道回旋加速器是利用電場進(jìn)行加速，磁場進(jìn)行偏轉(zhuǎn)的．以及知道粒子在磁場中運動的周期不變．3.參考答案：4.如圖所示，物塊A、B靜止在光滑的水平面上，質(zhì)量均為1kg，B通過輕彈簧與墻相連，彈簧處于自然伸長狀態(tài)，現(xiàn)給A一個向左的初速度v0=10m/s，使A向B撞去并瞬間鎖定在一起，當(dāng)彈簧被壓縮至最短時解除鎖定，物塊A最終會被反彈出來，則下列說法正確的是（

）A.彈簧能獲得的最大彈性勢能為25JB.物塊A最終的速度大小為5m/sC.整個過程中物塊B對物塊A產(chǎn)生的沖量大小為15N·sD.整個過程中的機(jī)械能損失37.5J參考答案：ABC【分析】AB碰撞動量守恒，但是在碰撞過程中機(jī)械能有損失，但是在與彈簧相互作用過程中系統(tǒng)機(jī)械能守恒，根據(jù)動量守恒定律和能量守恒進(jìn)行接題即可；【詳解】A、當(dāng)A與B相撞過程中動量守恒，則，則，當(dāng)AB速度為零時，彈簧被壓縮到最短時二者速度為零，此時彈性勢能最大，則獲得最大彈性勢能為：，故選項A正確；B、由于水平面光滑且反彈時AB間的鎖定解除，故A、B在彈簧恢復(fù)原長時分離，根據(jù)能量守恒可知，彈性勢能又轉(zhuǎn)變?yōu)槎叩膭幽?，則分離時物塊A的速度為，故選項B正確；C、以物塊A為研究對象，整個過程中根據(jù)動量定理可知：，故選項C正確；D、因碰撞后壓縮彈簧過程在中只有彈力做功，機(jī)械能守恒，故只有碰撞過程機(jī)械能有損失，即整個過程的機(jī)械能損失為：，故選項D錯誤。【點睛】本題考查動量守恒和能量守恒，同時也考查了動量定理，關(guān)鍵知道在碰撞過程中機(jī)械能出現(xiàn)損失。5.(單選)北京奧運火炬成功登上珠峰，火炬手攀登珠峰的線路圖如圖所示

，據(jù)此圖判斷下列說法正確的是

（

） A．由起點到終點火炬手所走線路的總長度等于位移 B．線路總長度與火炬所走時間的比等于登山者的平均速度 C．在計算登山運動的速度時可以把火炬手當(dāng)成質(zhì)點 D．珠峰頂?shù)闹亓铀俣鹊扔?．8m/s2參考答案：C二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.一小球從水平臺面邊緣以速度v水平飛出，落到水平地面上需要時間為t，落地點距臺面邊緣的水平距離為s。若使小球以速度2v仍從同一位置水平飛出，落到水平地面上需要時間為 ；落地點距臺面邊緣的水平距離為

。

參考答案：t；2s7.若地球的第一宇宙速度近似等于8km/s．某人造地球衛(wèi)星離地面的高度等于地球半徑，則它繞地球運行的速率大約為4km/s．若地球表面的重力加速度為10m/s2，該人造地球衛(wèi)星繞地球運行的向心加速度2.5m/s2．參考答案：解：（1）人造地球衛(wèi)星在圓形軌道上運行時，由萬有引力提供向心力，則有：

G=m解得，v==對于地球的第一宇宙速度，即為：v1=所以v=v1=4km/s（2）對人造地球衛(wèi)星，根據(jù)牛頓第二定律得：

ma=G，得加速度為a==又mg=G聯(lián)立是兩式得a===2.5m/s2故答案為：4，2.5．8.新發(fā)現(xiàn)的雙子星系統(tǒng)“開普勒-47”有一對互相圍繞運行的恒星，運行周期為T，其中一顆大恒星的質(zhì)量為M，另一顆小恒星只有大恒星質(zhì)量的三分之一。已知引力常量為G。大、小兩顆恒星的轉(zhuǎn)動半徑之比為_____________，兩顆恒星相距______________。參考答案：1:3，9.平行板電容器所帶量Q=4×l0-8C，它的兩極板之間電壓U=2v，則它的電容為

F；如果電量減少一半，則兩板間電勢差變?yōu)?/p>

V。參考答案：2×10-8F

1V電容；當(dāng)電量減小一半，電容不變，則電勢差；10.在用雙縫干涉測量光的波長時，激光投射到兩條相距為d的狹縫上，雙縫到屏的距離為l．屏上P點到兩狹縫距離相等，該點出現(xiàn)

（選填“亮”或“暗”）條紋．A、B兩點分別為第5條和第10條亮紋的中心位置，它們間的距離為x，則激光的波長為

．參考答案：亮；．【考點】光的干涉．【分析】當(dāng)光屏上的點到雙縫的路程差是半波長的偶數(shù)倍，出現(xiàn)明條紋；路程差是半波長的奇數(shù)倍，出現(xiàn)暗條紋．根據(jù)△x=λ判斷條紋間距的變化．【解答】解：兩狹縫到屏上距離相等的點將出現(xiàn)亮紋；A、B兩點分別為第5條和第10條亮紋的中心位置，它們間的距離為x，則相鄰條紋間距為△x==；根據(jù)△x=λ知，激光的波長為λ=；故答案為：亮；．11.一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，波速大小為0.6m/s，t=0時刻波形如圖所示。質(zhì)點P的橫坐標(biāo)為x=0.96m，則質(zhì)點P起動時向_______方向運動（選填“上”或“下”），t=______s時質(zhì)點P第二次到達(dá)波谷。參考答案：下，1.7s12.法國科學(xué)家拉普拉斯曾說過：“認(rèn)識一位巨人的研究方法對于科學(xué)的進(jìn)步并不比發(fā)現(xiàn)本身有更少的用處……”在物理學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)中科學(xué)家們創(chuàng)造出了許多物理學(xué)方法，如觀察、實驗、建立模型、物理類比和物理假說等方法。其中物理假說，是根據(jù)一定的科學(xué)事實和科學(xué)理論對研究的問題提出假說性的看法或說明，例如麥克斯韋的電磁場理論、分子動理論等假說，請你再舉出兩個物理假說的例子__________；

。參考答案：光的光子說、日心說、物質(zhì)波、分子電流、黑洞等均可13.一光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，環(huán)上套著兩個小球A和B（中央有孔），A、B間由細(xì)繩連接著，它們處于如圖中所示位置時恰好都能保持靜止?fàn)顟B(tài)。此情況下，B球與環(huán)中心O處于同一水平面上，A、B間的細(xì)繩呈伸直狀態(tài)，與水平線成30°夾角。已知B球的質(zhì)量為m，則細(xì)繩對B球的拉力為___________，A球的質(zhì)量為_____________。參考答案：2mg，2m三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（2013?黃岡模擬）某種材料的三棱鏡截面ABC如圖所示，底邊BC水平且鍍銀，其中∠A=90°，∠B=60°，一束豎直向下的光束從AB邊上的M點入射，經(jīng)過BC面反射后，從AC邊上的N點平行于BC邊射出，且MN連線平行于BC．求：（Ⅰ）光線在M點的折射角；（Ⅱ）三棱鏡的折射率．（可用根式表示）參考答案：（Ⅰ）光線在M點的折射角是15°；（Ⅱ）三棱鏡的折射率是．考點： 光的折射定律．專題： 光的折射專題．分析： （Ⅰ）由幾何知識求出光線在M點的入射角和折射角．（Ⅱ）運用折射定律求解三棱鏡的折射率．解答： 解：（Ⅰ）如圖，∠A=90°，∠B=60°，∠C=30°．由題意可得∠1=∠2=60°，∠NMQ=30°，∠MNQ=60°．根據(jù)折射定律，可得：∠PMQ=∠PNQ．根據(jù)反射定律，可得：∠PMN=∠PNM．即為：∠NMQ+∠PMQ=∠MNQ﹣∠PNQ．故折射角∠PMQ=15°（Ⅱ）折射率n==答：（Ⅰ）光線在M點的折射角是15°；（Ⅱ）三棱鏡的折射率是．點評： 本題是幾何光學(xué)問題，作出光路圖，運用幾何知識求出入射角和折射角是解題的關(guān)鍵之處，即能很容易解決此類問題．15.（09年大連24中質(zhì)檢）（選修3—3）（5分）在圖所示的氣缸中封閉著溫度為100℃的理想氣體．一重物用繩索經(jīng)滑輪與缸中活塞相連接．重物和活塞均處于平衡狀態(tài)，這時活塞離缸底的高度為20cm．如果缸內(nèi)氣體變?yōu)?℃，問：

①重物是上升還是下降？說明理由。②這時重物將從原處移動多少厘米？（設(shè)活塞與氣缸壁問無摩擦）（結(jié)果保留一位小數(shù)）參考答案：

解析：

①缸內(nèi)氣體溫度降低，壓強(qiáng)減小，故活塞下移，重物上升。（2分）

②分析可知缸內(nèi)氣體作等壓變化，設(shè)活塞截面積為S㎝2，氣體初態(tài)體積V1=20S㎝3，溫度T1=373K，末態(tài)溫度T2=273K，體積設(shè)為V2=hS㎝3（h為活塞到缸底的距離）

據(jù)

（1分）

可得h=14.6㎝

則重物上升高度

（1分）四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖甲所示，一長絕緣木板靠在光滑豎直墻面上，質(zhì)量為m=1kg.木板右下方有一質(zhì)量為2m的小滑塊(可視為質(zhì)點)，滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ=0.4，木板與滑塊處有恒定的風(fēng)力F＝4mg，風(fēng)力方向水平向左，若電動機(jī)通過一根絕緣繩拉動滑塊（繩保持豎直），使之從地面由靜止開始勻加速向上移動，當(dāng)滑塊與木板分離時(如圖乙所示)，滑塊的速度大小為v=8m/s，此過程中電動機(jī)對滑塊做的功為W0=136J(重力加速度為g=10m/s2)．(1)求當(dāng)滑塊與木板分離時，滑塊離地面的高度h；(2)滑塊與木板分離前，木板運動的加速度大小a；(3)求滑塊開始運動到與木板分離的過程中摩擦力對木板所做的功W．ks5u參考答案：(1)滑塊與木板間的正壓力大小為：FN＝F＝4mg

①

1分滑塊與木板間的摩擦力大?。?/p>

Ff＝μFN

②

1分滑塊向上運動過程由動能定理得：W0－2mgh－Ffh＝×2mv2

③

2分（①②兩式可直接寫成Ff＝μF

2分）（①②③三式可直接寫成：W0－2mgh－μFh＝×2mv2

4分）聯(lián)立①②③三式，代入數(shù)據(jù)得：h==2m

2分（2）對長木板由牛頓第二定律得：Ff－mg＝ma

④

2分

聯(lián)立④⑤代入數(shù)據(jù)得：

a=6m/s2

2分(3)摩擦力對木板做功為

W＝FfS

⑤2分S＝at2

⑥

2分ks5u又：h=vt/2

⑦

2分（⑦也可用v2=2a′h

1分

v=a′t

1分兩式代替）由以上各式解得：

W＝12J

2分17.如圖所示，一根長為的輕質(zhì)直桿，可繞光滑轉(zhuǎn)軸O自由轉(zhuǎn)動，在其中點、上端分別固定質(zhì)量均為m的小球B、A，小球A用水平繩系住，使桿與水平面成角。（1）當(dāng)小球A用水平繩系住時，求桿對小球A的作用力的大小時，某同學(xué)解答如下：設(shè)桿對小球的作用力的大小為F，對小球受力分析，小球受到重力、繩的水平拉力，及沿桿方向的彈力，因小球受共點力作用平衡，由，求得桿對球的作用力，由此所得結(jié)果是否正確？若正確，請求出結(jié)果；若不正確，請說明理由并給出正確的解答。（2）當(dāng)釋放繩子時，求小球A將要到地面時的速度大小。參考答案：、解：1、不正確，（1分）因桿對小球的作用力不是沿桿方向（1分）設(shè)桿對小球的作用力在水平方向分量為，豎直方向為繩對小球的拉力為Ｔ則（１）（1分）（２）

（1分）對小球及桿整體，以Ｏ為轉(zhuǎn)動軸，由力矩平衡條件得（３）

（2分）由（３）式得所以桿對小球的作用力大小為

（2分）（２）由機(jī)械能守恒，設(shè)小球A的速度為，小球B的速度為（４）（1分）（５）（1分）由（４）、（５）得，所以A的速度為：

（2分）

18.（18分）如圖所示，一輕繩繞過無摩擦的兩個輕質(zhì)小定滑輪O1、O2和質(zhì)量mB=m的小球連接，另一端與套在光滑直桿上質(zhì)量mA=m的小物塊連接，已知直桿兩端固定，與兩定滑輪在同一豎直平面內(nèi)，與水平面的夾角θ=60°，直桿上C點與兩定滑輪均在同一高度，C點到定滑輪O1的距離為L，重力加速度為g，設(shè)直桿足夠長，小球運動過程中不會與其他物體相碰?，F(xiàn)將小物塊從C點由靜止釋放，試求：（1）小球下降到最低點時，小物塊的機(jī)械能（取C點所在的水平面為參考平面）；（2）小物塊能下滑的最大距離；（3）小物塊在下滑距離為L時的速度大小。參考答案：解析：（1）設(shè)此時小物塊的機(jī)械能為E1，由機(jī)械能守恒定律得

（4分）（2）設(shè)小物塊能下滑的最大距離為sm，由機(jī)械能守恒定律有