山東省濱州市博興第一中學(xué)2021年高三物理上學(xué)期期末試題含解析

山東省濱州市博興第一中學(xué)2021年高三物理上學(xué)期期末試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.(單選)如圖所示，固定在水平地面上的物體A，左側(cè)是圓弧面，右側(cè)是傾角為θ的斜面，一根輕繩跨過(guò)物體A頂點(diǎn)上的小滑輪，繩兩端分別系有質(zhì)量為m1、m2的小球，當(dāng)兩球靜止時(shí)，小球m1與圓心連線跟水平方向的夾角也為θ，不計(jì)一切摩擦，圓弧面半徑遠(yuǎn)大于小球直徑，則m1、m2之間的關(guān)系是()m1＝m2

m1＝m2tanθC．m1＝m2cotθ

D．m1＝m2cosθ參考答案：B2.如圖所示，固定斜面的傾角為30°，現(xiàn)用平行于斜面的力F拉著質(zhì)量為m的物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，物體的加速度大小為a，若該物體放在斜面上沿斜面下滑時(shí)的加速度大小也為a，則力F的大小是A．mg

B．mg

C．mg

D．mg參考答案：B3.如圖所示，固定斜面傾角為θ，整個(gè)斜面分為AB、BC兩段，且2AB=BC．小物塊P（可視為質(zhì)點(diǎn)）與AB、BC兩段斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ1、μ2．已知P由靜止開(kāi)始從A點(diǎn)釋放，恰好能滑動(dòng)到C點(diǎn)而停下，那么θ、μ1、μ2間應(yīng)滿足的關(guān)系是(

)A．tanθ=

B．tanθ=

C．tanθ=2μ1－μ2

D．tanθ=2μ2－μ1參考答案：A4.（多選）渦流電導(dǎo)儀利用渦流原理工作，當(dāng)通有交流電的檢測(cè)線圈靠近被檢工件時(shí)，工件表面出現(xiàn)電磁渦流，該渦流同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)，作用于檢測(cè)線圈。若金屬工件存在缺陷，就會(huì)改變渦流磁場(chǎng)的強(qiáng)度及分布，導(dǎo)致檢測(cè)線圈電流發(fā)生變化，通過(guò)檢測(cè)這個(gè)變化就可發(fā)現(xiàn)材料有無(wú)缺陷。關(guān)于渦流電導(dǎo)儀，以下說(shuō)法正確的是A．渦流電導(dǎo)儀也可以用于絕緣體的檢測(cè)B．導(dǎo)體中產(chǎn)生的渦流，其頻率與檢測(cè)線圈中交流電頻率相同C．若金屬工件存在裂縫，渦流磁場(chǎng)的強(qiáng)度會(huì)增大D．渦流產(chǎn)生磁場(chǎng)的同時(shí)，材料中也會(huì)產(chǎn)生電熱參考答案：BD5.在兩個(gè)等量同種點(diǎn)電荷的連線上，有與連線中點(diǎn)O等距的兩點(diǎn)a、b，如圖所示，則下列判斷不正確的是（

）A．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)矢量相同B．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電勢(shì)相同C．a(chǎn)、O兩點(diǎn)間與b、O兩點(diǎn)間的電勢(shì)差相同D．同一電荷放在a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)能相同

參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.如圖所示為一小球做平拋運(yùn)動(dòng)的閃光照相照片的一部分，圖中背景方格的邊長(zhǎng)均為5cm。如果取g=10m/s2，那么，（1）閃光頻率是________Hz．（2）小球運(yùn)動(dòng)中水平分速度的大小是________m/s．（3）小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度大小是________m/s．參考答案：10、1.5、2.57.設(shè)地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，若某質(zhì)量為m的地球同步通訊衛(wèi)星，離開(kāi)地面的高度為H，則它繞地球運(yùn)行時(shí)所受的向心力大小為_(kāi)_______，運(yùn)行時(shí)的線速度大小為_(kāi)_______。參考答案：

8.如圖所示，由兩塊相互靠近的平行金屬板組成的平行板電容器的極板N與靜電計(jì)相接，極板M接地．用靜電計(jì)測(cè)量平行板電容器兩極板間的電勢(shì)差U．在兩板相距一定距離d時(shí)，給電容器充電，靜電計(jì)指針張開(kāi)一定角度．在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，保持電容器所帶電量Q不變．

（1）若將M板向上移，靜電計(jì)指針偏角將________．

（2）若在M、N之間插入云母板，靜電計(jì)指針偏角將________參考答案：

答案：(1)增大(2)減小9.在光滑的水平面上靜止一物體，現(xiàn)以水平恒力推此物體，作用一段時(shí)間后換成相反方向的水平恒力推物體，當(dāng)恒力作用時(shí)間與恒力的作用時(shí)間相同時(shí)，物體恰好回到原處，此時(shí)物體的速度為v2，若撤去恒力的瞬間物體的速度為v1，則v2∶v1=

，∶=

。參考答案：

2:1

1:3

10.某同學(xué)為了探究桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能表達(dá)式，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)：質(zhì)量為m的均勻長(zhǎng)直桿一端固定在光滑轉(zhuǎn)軸O處，桿由水平位置靜止釋放，用光電門測(cè)出另一端A經(jīng)過(guò)某位置時(shí)的瞬時(shí)速度vA，并記下該位置與轉(zhuǎn)軸O的高度差h。⑴設(shè)桿的寬度為L(zhǎng)（L很小），A端通過(guò)光電門的時(shí)間為t，則A端通過(guò)光電門的瞬時(shí)速度vA的表達(dá)式為

▲

。組

次123456h/m0.050.100.150.200.250.30vA/（m·s-1）1.231.732.122.462.743.00vA-1/（s·m-1）0.810.580.470.410.360.33vA2/（m2·s-2）1.503.004.506.057.519.00

⑵調(diào)節(jié)h的大小并記錄對(duì)應(yīng)的速度vA，數(shù)據(jù)如上表。為了形象直觀地反映vA和h的關(guān)系，請(qǐng)選擇適當(dāng)?shù)目v坐標(biāo)并畫出圖象。⑶當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭取10m/s2，結(jié)合圖象分析，桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能Ek=

▲

（請(qǐng)用質(zhì)量m、速度vA表示）。參考答案：⑴（3分）⑵如圖（縱坐標(biāo)1分，圖象2分）⑶（2分）11.質(zhì)量為M的物塊以速度v運(yùn)動(dòng)，與質(zhì)量為m的靜止物塊發(fā)生正撞，碰撞后兩者的動(dòng)量正好相等，兩者質(zhì)量之比M/m可能為A．2

B．3

C．4

D．

5參考答案：AB碰撞時(shí)動(dòng)量守恒，故Mv=mv1+Mv2

又兩者動(dòng)量相等

mv1=Mv2

①

則v2=

又碰撞時(shí)，機(jī)械能不能增加，則有：Mv2≥mv12+Mv22②

由①②化簡(jiǎn)整理得≤3。選項(xiàng)AB符合題意。12.如圖所示，質(zhì)量為m的物體靜止放在水平光滑的平臺(tái)上，系在物體上的繩子跨過(guò)光滑定滑輪，在地面上的人以速度向右勻速行走，設(shè)人從地面上靠近平臺(tái)的邊緣處開(kāi)始向右行至繩與水平方向夾角θ=45°處，則在此過(guò)程中人對(duì)物體所做的功為

．參考答案：試題分析：人對(duì)物體所做的功等于物體增加的動(dòng)能。人以速度向右行至繩與水平方向夾角θ=45°處時(shí)，物體的速度，所以動(dòng)能13.在研究“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)中，所需的實(shí)驗(yàn)器材如圖所示．現(xiàn)已用導(dǎo)線連接了部分實(shí)驗(yàn)電路．（1）請(qǐng)把電路補(bǔ)充完整；（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，將線圈A插入線圈B中，合上開(kāi)關(guān)瞬間，觀察到檢流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這個(gè)現(xiàn)象揭示的規(guī)律是______________________；（3）（多選）某同學(xué)設(shè)想使線圈B中獲得與線圈A中相反方向的電流，可行的實(shí)驗(yàn)操作是（

）A．抽出線圈A

B．插入軟鐵棒C．使變阻器滑片P左移

D．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)

參考答案：（1）（2）閉合電路中磁通量發(fā)生變化時(shí)，閉合電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流。（3）B、C

三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.如圖所示，質(zhì)量m=1kg的小物塊靜止放置在固定水平臺(tái)的最左端，質(zhì)量2kg的小車左端緊靠平臺(tái)靜置在光滑水平地面上，平臺(tái)、小車的長(zhǎng)度均為0.6m?，F(xiàn)對(duì)小物塊施加一水平向右的恒力F，使小物塊開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小物塊到達(dá)平臺(tái)最右端時(shí)撤去恒力F，小物塊剛好能夠到達(dá)小車的右端。小物塊大小不計(jì)，與平臺(tái)間、小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.5,重力加速度g取10m/s2，水平面足夠長(zhǎng)，求:(1)小物塊離開(kāi)平臺(tái)時(shí)速度的大??；(2)水平恒力F對(duì)小物塊沖量的大小。參考答案：（1）v0=3m/s；（2）【詳解】（1）設(shè)撤去水平外力時(shí)小車的速度大小為v0，小物塊和小車的共同速度大小為v1。從撤去恒力到小物塊到達(dá)小車右端過(guò)程，對(duì)小物塊和小車系統(tǒng)：動(dòng)量守恒：能量守恒：聯(lián)立以上兩式并代入數(shù)據(jù)得：v0=3m/s（2）設(shè)水平外力對(duì)小物塊的沖量大小為I，小物塊在平臺(tái)上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t。小物塊在平臺(tái)上運(yùn)動(dòng)過(guò)程，對(duì)小物塊：動(dòng)量定理：運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律：聯(lián)立以上兩式并代入數(shù)據(jù)得：15.如圖所示，一彈丸從離地高度H=1.95m

的A點(diǎn)以=8.0m/s的初速度水平射出，恰以

平行于斜面的速度射入靜止在固定斜面頂端C處

的一木塊中，并立即與術(shù)塊具有相同的速度（此速度大小為彈丸進(jìn)入術(shù)塊前一瞬間速度的）共同運(yùn)動(dòng)，在斜面下端有一垂直于斜面的擋板，術(shù)塊與它相碰沒(méi)有機(jī)械能損失，碰后恰能返同C點(diǎn)．已知斜面頂端C處離地高h(yuǎn)=0.05m，求：(1)A點(diǎn)和C點(diǎn)間的水平距離？(2)木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)?(3)木塊從被彈丸擊中到再次回到到C點(diǎn)的時(shí)間t?參考答案：四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖甲所示，在光滑絕緣水平桌面內(nèi)建立xoy坐標(biāo)系，在第Ⅱ象限內(nèi)有平行于桌面的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)方向與x軸負(fù)方向的夾角θ=45°．在第Ⅲ象限垂直于桌面放置兩塊相互平行的平板C1、C2，兩板間距為d1=0.6m，板間有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩板右端在y軸上，板C1與x軸重合，在其左端緊貼桌面有一小孔M，小孔M離坐標(biāo)原點(diǎn)O的距離為l1=0.72m．在第Ⅳ象限垂直于x軸放置一豎直平板C3，垂足為Q，Q、O相距d2=0.18m，板C3長(zhǎng)l2=0.6m．現(xiàn)將一帶負(fù)電的小球從桌面上的P點(diǎn)以初速度v0=2m/s垂直于電場(chǎng)方向射出，剛好垂直于x軸穿過(guò)C1板上的M孔，進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域．已知小球可視為質(zhì)點(diǎn)，小球的比荷=20C/kg，P點(diǎn)與小孔M在垂直于電場(chǎng)方向上的距離為s=m，不考慮空氣阻力．求：（1）勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大?。唬?）要使帶電小球無(wú)碰撞地穿出磁場(chǎng)并打到平板C3上，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍；（3）以小球從M點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)開(kāi)始計(jì)時(shí)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間呈周期性變化，規(guī)定豎直向上為磁感強(qiáng)度的正方向，如圖乙所示，則小球能否打在平板C3上？若能，求出所打位置到Q點(diǎn)距離；若不能，求出其軌跡與平板C3間的最短距離．（=1.73，計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù)）參考答案：【考點(diǎn)】：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)；帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)．【專題】：帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專題．【分析】：（1）小球在第二象限內(nèi)做類平拋運(yùn)動(dòng)，結(jié)合牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出電場(chǎng)強(qiáng)度的大?。?）根據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求出經(jīng)過(guò)M點(diǎn)的速度，作出粒子在磁場(chǎng)中的臨界運(yùn)動(dòng)軌跡，結(jié)合幾何關(guān)系和半徑公式求出磁感應(yīng)強(qiáng)度的范圍．（3）根據(jù)半徑公式和周期公式求出粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑和周期，由磁場(chǎng)的周期得出小球在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡圖，以及得出在一個(gè)磁場(chǎng)周期內(nèi)小球在x軸方向的位移，判斷能否打在平板C3上，若能打在平板C3上，通過(guò)幾何關(guān)系求出其軌跡與平板C3間的最短距離．：解：（1）小球在第Ⅱ象限內(nèi)做類平拋運(yùn)動(dòng)有：v0t=sat=v0tanθ由牛頓第二定律有：qE=ma代入據(jù)解得：E=．（2）設(shè)小球通過(guò)M點(diǎn)時(shí)的速度為v，由類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律：==4m/s，小球垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)入兩板間做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌跡如圖，由牛頓第二定律有：，得：B=小球剛好能打到Q點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度最強(qiáng)設(shè)為B1．此時(shí)小球的軌跡半徑為R1，由幾何關(guān)系有：=代入數(shù)據(jù)解得：．小球剛好不與C2板相碰時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度最小設(shè)為B2，此時(shí)粒子的軌跡半徑為R2，由幾何關(guān)系有：R2=d1，代入數(shù)據(jù)解得：．綜合得磁感應(yīng)強(qiáng)度的取值范圍：（3）小球進(jìn)入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)半徑為為R3，周期為T有：，代入數(shù)據(jù)解得：R3=0.09m．，代入數(shù)據(jù)解得：T=．由磁場(chǎng)周期得小球在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖可得：一個(gè)磁場(chǎng)周期內(nèi)小球在x軸方向的位移為3R3由分析知有：l1=（3n+2）R3，n=2則小球能打在平板C3上，設(shè)位置到Q點(diǎn)距離為h有：h=2（n+1）R3cosβ﹣R3，解得：h==0.38m．答：（1）勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為；（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍為；（3）小球能打在平板C3上，軌跡與平板C3間的最短距離為0.38m．【點(diǎn)評(píng)】：本題關(guān)鍵是明確粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、畫出運(yùn)動(dòng)軌跡，然后結(jié)合牛頓第二定律、類似平拋運(yùn)動(dòng)的分位移公式和幾何關(guān)系列式求解，難度較大．17.如圖所示，一內(nèi)壁光滑的細(xì)管彎成半徑為R＝0.4m的半圓形軌道CD，豎直放置，其內(nèi)徑略大于小球的直徑，水平軌道與豎直半圓軌道在C點(diǎn)連接完好．置于水平軌道上的彈簧左端與豎直墻壁相連，B處為彈簧的自然狀態(tài)．將一個(gè)質(zhì)量為m＝0.8kg的小球放在彈簧的右側(cè)后，用力向左側(cè)推小球而壓縮彈簧至A處，然后將小球由靜止釋放，小球運(yùn)動(dòng)到C處后對(duì)軌道的壓力為F1＝58N．水平軌道以B處為界，左側(cè)AB段長(zhǎng)為x＝0.3m，與小球的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.5，右側(cè)BC段光滑．g＝10m/s2，求：(1)彈簧在壓縮時(shí)所儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能．(2)小球運(yùn)動(dòng)到軌道最高處D點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力．參考答案：(1)

11.2J

(2)壓力F=10N方向豎直向上18.（18分）