山西省運城市風(fēng)陵渡開發(fā)區(qū)高級中學(xué)2021年高三物理上學(xué)期期末試卷含解析

山西省運城市風(fēng)陵渡開發(fā)區(qū)高級中學(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.嫦娥系列衛(wèi)星靠近月球時被月球引力捕獲，經(jīng)過橢圓軌道Ⅰ和Ⅱ的調(diào)整，最終進(jìn)入近月圓軌道Ⅲ，并開展對月球的探測，P為三個軌道的相交點，下列說法正確的是（

）A.嫦娥系列衛(wèi)星的發(fā)射速度必須大于第二宇宙速度B.衛(wèi)星在軌道Ⅱ的遠(yuǎn)月點Q的速度可能大于圓軌道Ⅲ的線速度C.衛(wèi)星在三個軌道經(jīng)過P點時加速度都相同D.衛(wèi)星在軌道Ⅰ上機(jī)械能最大參考答案：CD試題分析：根據(jù)線速度與軌道半徑的關(guān)系，比較衛(wèi)星在Q做圓周運動的速度與圓軌道Ⅲ的線速度大小關(guān)系，結(jié)合變軌的原理比較衛(wèi)星在軌道Ⅱ的遠(yuǎn)月點Q的速度與圓軌道Ⅲ的線速度．根據(jù)萬有引力大小關(guān)系，結(jié)合牛頓第二定律比較加速度．根據(jù)線速度的大小關(guān)系，抓住勢能相等，比較在不同軌道P點的機(jī)械能，從而確定哪個軌道機(jī)械能最大。解：A項：衛(wèi)星的發(fā)射速度大于第二宇宙速度，將脫離地球的束縛，繞太陽運動，故A錯誤；B項：根據(jù)知，若Q點做勻速圓周運動的速度小于圓軌道Ⅲ的線速度，從Q點進(jìn)入圓軌道需加速，可知Q點的速度一定小于圓軌道Ⅲ的線速度，故B錯誤；C項：衛(wèi)星在三個軌道上的P點所受的萬有引力相等，根據(jù)牛頓第二定律知，加速度相同，故C正確；D項：根據(jù)橢圓軌道半長軸的大小知，衛(wèi)星在軌道I上P點的速度最大，軌道Ⅲ上P點的速度最小，由于勢能相等，則衛(wèi)星在軌道I上的機(jī)械能最大，故D正確。故應(yīng)選CD。2.（多選題）如圖所示，半圓槽光滑、絕緣、固定，圓心是O，最低點是P，直徑MN水平，a、b是兩個完全相同的帶正電小球（視為點電荷），b固定在M點，a從N點靜止釋放，沿半圓槽運動經(jīng)過P點到達(dá)某點Q（圖中未畫出）時速度為零．則小球a（）A．從N到Q的過程中，重力與庫侖力的合力先增大后減小B．從N到P的過程中，速率先增大后減小C．從P到Q的過程中，動能減少量小于電勢能增加量D．從N到Q的過程中，電勢能一直增加參考答案：BD【考點】勻強電場中電勢差和電場強度的關(guān)系；電勢能．【分析】對a受力分析，明確庫侖力及重力的合力，根據(jù)功的公式明確合力做功情況；再根據(jù)重力做功和電場力做功的特點與勢能的關(guān)系分析電勢能的變化．【解答】解：A、a由N到Q的過程中，重力豎直向下，而庫侖力一直沿二者的連線方向，則可知，重力與庫侖力的夾角一直減小，同時庫侖力在增大；故合力一直在增大；故A錯誤；B、在整個過程中合力先與運動方向的夾角均為銳角，合力做正功；而后一過程中合力與運動方向夾角為鈍角，合力做負(fù)功；故從N到P的過程中，速率先增大后減小；故B正確；C、從P到Q的過程中，由動能定理可知，﹣mgh﹣WE=0﹣mv2；故動能的減小量等于重力勢能增加量和電勢能的增加量，故動能減少量大于電勢能增加量，故C錯誤；D、由于在下降過程中，速度沿切線方向，庫侖力沿兩電荷的連線，則可知庫侖力一直與運動方向夾角大于90°，故庫侖力一直做負(fù)功；電勢能一直增加；故D正確；故選：BD3.（單選）在電梯中，把一重物置于水平放置的壓力傳感器上，電梯從靜止加速上升，然后又勻速運動一段時間，最后減速直至停止運動。

在此過程中傳感器的屏幕上顯示出其所受壓力與時間關(guān)系的圖象如圖所示，則A．在0―4s內(nèi)電梯先超重后失重B．在18s―22s內(nèi)電梯加速下降C．在4s―18s內(nèi)電梯的運動狀態(tài)改變D．電梯加速和減速時加速度的最大值相等參考答案：D4.a、b、c、d分別是一個菱形的四個頂點，abc=120o?，F(xiàn)將三個等量的正點電荷+Q分別固定在a、b、c三個頂點上，將一個電量為+q的點電荷依次放在菱形中心點O點和另一個頂點d點處，兩點相比

A．d點電場強度的方向由O指向d

B．+q在d點所具有的電勢能較大

C．d點的電勢小于O點的電勢

D．d點的電場強度小于O點的電場強度參考答案：ACD5.如圖，在光滑的水平面上，疊放著兩個質(zhì)量分別為m、M的物體（m＜M），用一水平恒力作用在m物體上，兩物體相對靜止地向右運動?，F(xiàn)把此水平力作用在M物體上，則以下說法正確的是A．兩物體間的摩擦力大小不變B．m受到的合外力與第一次相同C．M受到的摩擦力增大D．兩物體間可能有相對運動參考答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖，半徑為和的圓柱體靠摩擦傳動，已知，分別在小圓柱與大圓柱的邊緣上，是圓柱體上的一點，，如圖所示，若兩圓柱之間沒有打滑現(xiàn)象，則∶∶=

；ωA∶ωB∶ωc=

。參考答案：7.如圖12所示，質(zhì)量為ｍ的物體放在傾角為θ的斜面上，在水平恒定的推力F的作用下，物體沿斜面勻速向上運動，則物體與斜面之間的動摩擦因數(shù)為。參考答案：8.由某門電路構(gòu)成的一簡單控制電路如圖，其中為光敏電阻，光照時電阻很小，R為變阻器，L為小燈泡。其工作情況是：當(dāng)光敏電阻受到光照時，小燈L不亮，不受光照時，小燈L亮。該門電路是________；符號是________。參考答案：

答案：非門；

9.某興趣小組想通過物塊在斜面上運動的實驗探究“合外力做功和物體速度變化的關(guān)系”。實驗開始前，他們提出了以下幾種猜想：①W∝，②W∝v，③W∝v2。他們的實驗裝置如圖甲所示，PQ為一塊傾斜放置的木板，在Q處固定一個速度傳感器（用來測量物體每次通過Q點時的速度），每次實驗，物體從不同初始位置處由靜止釋放。同學(xué)們設(shè)計了以下表格來記錄實驗數(shù)據(jù)。其中L1、L2、L3、L4……，代表物體分別從不同初始位置處無初速釋放時初始位置到速度傳感器的距離，v1、v2、v3、v4……，表示物體每次通過Q點的速度。實驗次數(shù)1234…….LL1L2L3L4…….vv1v2v3v4……他們根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制了如圖乙所示的L－v圖象，并得出結(jié)論W∝v2。他們的做法是否合適，你有什么好的建議？___________________________________________________________________。在此實驗中，木板與物體間摩擦力的大小_______（填“會”或“不會”）影響探究出的結(jié)果參考答案：10.如圖(a)所示為一實驗小車自動測速示意圖。A為繞在條形磁鐵上的線圈，經(jīng)過放大器與顯示器連接，圖中虛線部分均固定在車身上。C為小車的車輪，B為與C同軸相連的齒輪，其中心部分使用鋁質(zhì)材料制成，邊緣的齒子用磁化性能很好的軟鐵制成，鐵齒經(jīng)過條形磁鐵時即有信號被記錄在顯示器上。已知齒輪B上共安裝30個鐵質(zhì)齒子，齒輪直徑為30cm，車輪直徑為60cm。改變小車速度，顯示器上分別呈現(xiàn)了如圖（b）和（c）的兩幅圖像。設(shè)（b）圖對應(yīng)的車速為vb，（c）圖對應(yīng)的車速為vc。（1）分析兩幅圖像，可以推知：vb_________vc（選填“>”、“<”、“=”）。（2）根據(jù)圖(c)標(biāo)出的數(shù)據(jù)，求得車速vc=__________________km/h。參考答案：⑴<；

⑵18π或56.5。11.B．若兩顆人造地球衛(wèi)星的周期之比為T1∶T2＝2∶1，則它們的軌道半徑之比R1∶R2＝＿＿＿＿，向心加速度之比a1∶a2＝＿＿＿＿。參考答案：∶1

1∶2由開普勒定律，R1∶R2＝∶＝∶1.由牛頓第二定律，G=ma，向心加速度之比a1∶a2＝R22∶R12＝1∶2。12.氫原子的能級圖如圖所示，一群處于n=4能級的氫原子向較低能級躍遷,能產(chǎn)生

▲

種不同頻率的光子，其中頻率最大的光子是從n=4的能級向n=

▲

的能級躍遷所產(chǎn)生的。參考答案：6113.如圖所示是半徑為5cm的玻璃球，某單色細(xì)光束AB通過此玻璃球時的折射率為，光束AB平行于過球心的直線MN，且兩線相距2.5cm，CD為出射光線。則此單色光線AB進(jìn)入玻璃球時的折射角為

，出射光線CD與MN所成的角為

。參考答案：300，300。三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（10分）一物體在A、B兩點的正中間由靜止開始運動（設(shè)不會超越A、B），其加速度隨時間變化如圖所示，設(shè)向A的加速度方向為正方向，若從出發(fā)開始計時，則：

（1）物體的運動情況是___________________。（2）4S末物體的速度是______，0-4S內(nèi)物體的平均速度是________。（3）請根據(jù)圖畫出該物體運動的速度-時間圖像。參考答案：（1）一直向A運動（2分）；（2）0；2m（4分）；（3）如圖（4分）

15.（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．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.在傾角為37°的斜面上，從A點以6m/s的速度水平拋出一小球，小球落在B點，如圖所示，求小球剛落到斜面時的速度方向，AB兩點間距離和小球在空中飛行時間。（g=10m/s）

參考答案：小球落到B點時速度偏角為α，運動時間為t，則：

tan37°=

又因為tan37°=

解得t=0.9s

B兩點間水平距離S=v0t=6×0.9m=5.4mA．B兩點間距離在B點時，所以，小球捧到斜面時速度方向與水平方向間的夾角為arctan

17.如圖所示，通過水平絕緣傳送帶輸送完全相同的正方形單匝銅線框，為了檢測出個別未閉合的不合格線框，讓線框隨傳送帶通過一固定勻強磁場區(qū)域（磁場方向垂直于傳送帶平面向下），觀察線框進(jìn)入磁場后是否相對傳送帶滑動就能夠檢測出未閉合的不合格線框。已知磁場邊界MN、PQ與傳送帶運動方向垂直，MN與PQ間的距離為d，磁場的磁感應(yīng)強度為B。各線框質(zhì)量均為m，電阻均為R，邊長均為L（L＜d)；傳送帶以恒定速度v0向右運動，線框與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g。線框在進(jìn)入磁場前與傳送帶的速度相同，且右側(cè)邊平行于MN進(jìn)入磁場，當(dāng)閉合線框的右側(cè)邊經(jīng)過邊界PQ時又恰好與傳送帶的速度相同。設(shè)傳送帶足夠長，且在傳送帶上始終保持右側(cè)邊平行于磁場邊界。對于閉合線框，求：（1）線框的右側(cè)邊剛進(jìn)入磁場時所受安培力的大?。唬?）線框在進(jìn)入磁場的過程中運動加速度的最大值以及速度的最小值；（3）從線框右側(cè)邊剛進(jìn)入磁場到穿出磁場后又相對傳送帶靜止的過程中，傳送帶對該閉合銅線框做的功。參考答案：（1）閉合銅線框右側(cè)邊剛進(jìn)入磁場時產(chǎn)生的電動勢E=BLv0

（1分）

產(chǎn)生的電流I=

（1分）

右側(cè)邊所受安培力F=BIL=

（1分）（2）線框以速度v0進(jìn)入磁場，在進(jìn)入磁場的過程中，受安培力而減速運動；進(jìn)入磁場后，在摩擦力作用下加速運動，當(dāng)其右側(cè)邊到達(dá)PQ時速度又恰好等于v0。因此，線框在剛進(jìn)入磁場時，所受安培力最大，加速度最大，設(shè)為am；線框全部進(jìn)入磁場的瞬間速度最小，設(shè)此時線框的速度為v。線框剛進(jìn)入磁場時，根據(jù)牛頓第二定律有

（1分）解得am=

（1分）在線框完全進(jìn)入磁場又加速運動到達(dá)邊界PQ的過程中，根據(jù)動能定理有

（2分）解得v=

（1分）（3）線框從右側(cè)邊進(jìn)入磁場到運動至磁場邊界PQ的過程中線框受摩擦力f=μmg由功的公式Wf1=fd

（1分）解得Wf1=μmgd

（1分）閉合線框出磁場與進(jìn)入磁場的受力情況相同，則完全出磁場的瞬間速度為v；在線框完全出磁場后到加速至與傳送帶速度相同的過程中，設(shè)其位移x由動能定理有

（2分）解得x=d-L

閉合線框在右側(cè)邊出磁場到