山西省晉城市晉寧第二中學(xué)2021年高三物理上學(xué)期期末試卷含解析

山西省晉城市晉寧第二中學(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.如圖所示，兩物塊A、B套在水平粗糙的CD桿上，并用不可伸長的輕繩連接，整個裝置能繞過CD中點的軸OO1轉(zhuǎn)動，已知兩物塊質(zhì)量相等，桿CD對物塊A、B的最大靜摩擦力大小相等，開始時繩子處于自然長度（繩子恰好伸直但無彈力），物塊B到OO1軸的距離為物塊A到OO1軸的距離的兩倍，現(xiàn)讓該裝置從靜止開始轉(zhuǎn)動，使轉(zhuǎn)速逐漸增大，在從繩子處于自然長度到兩物塊A、B即將滑動的過程中，下列說法正確的是

A．A受到的摩擦力一直增大，后保持不變B．B受到的摩擦力先增大，后保持不變C．A受到的摩擦力是先增大后減小再增大D．B受到的摩擦力一直在增大參考答案：BC2.下列說法中不正確的是（）A．根據(jù)速度定義式v=，當(dāng)△t非常非常小時，就可以表示物體在t時刻的瞬時速度，該定義應(yīng)用了極限思想方法B．在探究加速度、力和質(zhì)量三者之間關(guān)系時，先保持質(zhì)量不變研究加速度與力的關(guān)系，再保持力不變研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，該實驗應(yīng)用了控制變量法C．在推導(dǎo)勻變速直線運動位移公式時，把整個運動過程劃分成很多小段，每一小段近似看作勻速直線運動，然后把各小段的位移相加，這里采用了微元法D．在不需要考慮物體本身的大小和形狀時，用質(zhì)點來代替物體的方法叫假設(shè)法參考答案：D【考點】物理學(xué)史．【分析】速度的定義v=，當(dāng)△t→0時，表示物體在t時刻的瞬時速度，是采用數(shù)學(xué)上極限思想方法．在探究加速度、力和質(zhì)量三者之間關(guān)系時，應(yīng)用了控制變量法．勻變速運動分成無數(shù)小段，采用的是數(shù)學(xué)上的微分法．質(zhì)點是用來代替物體的，采用是等效替代法．【解答】解：A、速度的定義v=，表示平均速度，當(dāng)△t→0時，表示物體在t時刻的瞬時速度，是采用數(shù)學(xué)上極限思想方法．故A正確．

B、在探究加速度、力和質(zhì)量三者之間關(guān)系時，先保持質(zhì)量不變研究加速度與力的關(guān)系，再保持力不變研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，該實驗應(yīng)用了控制變量法．故B正確．

C、在推導(dǎo)勻變速運動位移公式時，把整個運動過程劃分成無數(shù)小段，采用的是數(shù)學(xué)中的微元法．故C正確．

D、用質(zhì)點來代替物體的方法是理想化模型法．故D錯誤．本題選不正確的，故選：D．3.在分析物體受力時，下面的說法正確的是向上拋出的物體受到向上的作用力兩物體相互擠壓時，其彈力沿接觸面垂直的方向指向施力物體輕繩的拉力方向沿繩子指向收縮的方向放在斜面上的物體受到的重力可分解成下滑力和正壓力參考答案：C4.（單選）物塊A、B的質(zhì)量分別為m和2m，用輕彈簧連接后放在光滑的水平面上。對B施加向右的水平拉力F，穩(wěn)定后A、B相對靜止地在水平面上運動，此時彈簧長度為l1；若撤去拉力F，換成大小仍為F的水平推力向右推A，穩(wěn)定后A、B相對靜止地在水平面上運動，此時彈簧長度為l2。則下列判斷正確的是A．彈簧的原長為B．兩種情況下穩(wěn)定時彈簧的形變量相等C．兩種情況下穩(wěn)定時兩物塊的加速度不相等D．彈簧的勁度系數(shù)為參考答案：D解：A、C、D以整體法為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律得知，兩種情況下加速度相等，而且加速度大小為設(shè)彈簧的原長為l0．根據(jù)牛頓第二定律得：

第一種情況：對A：k（l1-l0）=ma

①

第二種情況：對A：k（l0-l2）=2ma②

由①②解得，．故AC錯誤，D正確．

B、第一種情況彈簧的形變量為；第二種情況彈簧的形變量為；故B錯誤．

故選D5.在赤道上某處有一支避雷針。當(dāng)帶有負電的烏云經(jīng)過避雷針上方時，避雷針開始放電，不考慮地磁偏角，則地磁場對避雷針的作用力的方向為

A．正東

B．正西

C．正南

D．正北參考答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.在共點力合成的實驗中，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出力的

圖示，如圖所示．圖上標(biāo)出了F1、F2、F、F′'四個力，其中

（填上述字母）不是由彈簧秤直接測得的．若F與F′

的

_基本相等，

_基本相同，說明共點

力合成的平行四邊行定則得到了驗證．參考答案：

大小

方向本實驗是通過兩個彈簧秤的拉力作出的平行四邊形得出合力，只要合力與實際的拉力重合，則實驗成功；由圖可知F′是由平行四邊形定則得出的，故F′不是由彈簧秤直接測得的；F是通過一個彈簧秤測出的，故只要F與F′的大小和方向基本相同即可7.一列簡諧橫波在t=0時的波形圖如圖所示。介質(zhì)中x=3m處的質(zhì)點P沿y軸方向做簡諧運動的表達式為cm。則此波沿x軸

（選填“正”或“負”）方向傳播，傳播速度為

m/s。參考答案：負

108.一人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，假如該衛(wèi)星變軌后仍做勻速圓周運動，動能減小為原來的1/4，不考慮衛(wèi)星質(zhì)量的變化，則變軌前后衛(wèi)星的軌道半徑之比為

，周期之比為

。參考答案：1︰4

；

1︰89.如圖所示，質(zhì)量為m的物塊放在水平木板上，木板與豎直彈簧相連，彈簧另一端固定在水平面上，今使m隨M一起做簡諧運動，且始終不分離，則物塊m做簡諧運動的回復(fù)力是由

提供的，當(dāng)振動速度達最大時，m對M的壓力為

。參考答案：重力和M對m的支持力的合力;

mg。略10.圖24甲所示為列簡諧橫波在t=1s時的波形圖，圖乙是這列波中x=50cm的質(zhì)點A的振動圖象，那么該波的傳播速度為

。波的傳播方向沿x軸

（填“正”或“負”）方向。t=1.3S時，質(zhì)點A的振動方向沿y軸

（填“正”或“負”）方向。參考答案：11.（單選）甲乙丙三輛汽車以相同速度同時經(jīng)某一路標(biāo)，從此時開始，甲車一直勻速運動，乙車先勻加速后勻減速，丙車先勻減速后勻加速，他們經(jīng)過第二塊路標(biāo)時速度又相等，則先通過第二塊路標(biāo)的是A、甲車

B、乙車

C、丙車

D、無法確定參考答案：B12.某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗證“動能定理”，他們在實驗室組裝了一套如圖所示的裝置，另外他們還找到了打點計時器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊、細沙．當(dāng)滑塊連接上紙帶，用細線通過滑輪掛上空的小沙桶時，釋放小桶，滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)．若你是小組中的一位成員，要完成該項實驗，則：（1）你認為還需要的實驗器材有

（2）實驗時為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，沙和沙桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的實驗條件是

，實驗時為保證細線拉力為木塊的合外力首先要做的步驟

（3）在（2）的基礎(chǔ)上，某同學(xué)用天平稱量滑塊的質(zhì)量M.往沙桶中裝入適量的細沙，用天平稱出此時沙和沙桶的總質(zhì)量m.讓沙桶帶動滑塊加速運動，用打點計時器記錄其運動情況，在打點計時器打出的紙帶上取兩點，測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小v1與v2（v1＜v2）。則本實驗最終要驗證的數(shù)學(xué)表達式為

（用題中的字母表示實驗中測量得到的物理量）.參考答案：（1）天平，刻度尺（2分）（2）沙和沙桶的總質(zhì)量遠小于滑塊的質(zhì)量（2分），平衡摩擦力（2分）（3）（3分）（1）實驗要驗證動能增加量和總功是否相等，故需要求出總功和動能，故還要天平和刻度尺；故答案為：刻度尺、天平；

（2）沙和沙桶加速下滑，處于失重狀態(tài)，其對細線的拉力小于重力，設(shè)拉力為T，根據(jù)牛頓第二定律，有

對沙和沙桶，有mg-T=ma

對小車，有T=Ma

解得故當(dāng)M＞＞m時，有T≈mg

小車下滑時受到重力、細線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應(yīng)該用重力的下滑分量來平衡摩擦力，故可以將長木板的一端墊高；

故答案為：沙和沙桶的總質(zhì)量遠小于滑塊的質(zhì)量，平衡摩擦力；

（3）總功為：mgL，動能增加量為：故答案為：mgL=13.汽車發(fā)動機的功率為60kW，若汽車總質(zhì)量為5×103kg，在水平路面上行駛時，所受阻力大小恒為5×103N，則汽車所能達到的最大速度為12m/s；若汽車以0.5m/s2的加速度由靜止開始做勻加速運動，這一過程能維持的時間為16s．參考答案：考點：功率、平均功率和瞬時功率；牛頓第二定律．專題：功率的計算專題．分析：當(dāng)汽車在速度變大時，根據(jù)F=，牽引力減小，根據(jù)牛頓第二定律，a=，加速度減小，當(dāng)加速度為0時，速度達到最大．以恒定加速度開始運動，速度逐漸增大，根據(jù)P=Fv，發(fā)動機的功率逐漸增大，當(dāng)達到額定功率，速度增大，牽引力就會變小，所以求出達到額定功率時的速度，即可求出勻加速運動的時間．解答：解：當(dāng)a=0時，即F=f時，速度最大．所以汽車的最大速度=12m/s．以恒定加速度運動，當(dāng)功率達到額定功率，勻加速運動結(jié)束．根據(jù)牛頓第二定律，F(xiàn)=f+ma勻加速運動的末速度===8m/s．所以勻加速運動的時間t=．故本題答案為：12，16．點評：解決本題的關(guān)鍵理解汽車的起動問題，知道加速度為0時，速度最大．三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.為了探究物體做功與物體速度變化的關(guān)系，現(xiàn)提供如圖所示的器材，A為小車，連接在小車后面的紙帶穿過打點計時器B的限位孔，它們均置于水平放置的一端帶有定滑輪的足夠長的木板上，C為力傳感器，不計繩與滑輪的摩擦實驗時，先接通電源再松開小車，打點計時器在紙帶上打下一系列點．該同學(xué)在一條比較理想的紙帶上，從點跡清楚的某點開始記為0點，順次選取5個點，分別測量這5個點到0之間的距離，并計算出它們與0點之間的速度平方差△v2（△v2=v2﹣v02），填入下表：點跡S/cm△V2/m2?s﹣20//11.600.0423.600.0936.000.1547.000.1859.200.23（1）請以△v2為縱坐標(biāo)，以s為橫坐標(biāo)在方格紙中作出△v2﹣s圖象．（2）若測出小車質(zhì)量為0.2kg，結(jié)合圖象可求得小車所受合外力的大小為

N．（3）若該同學(xué)通過計算發(fā)現(xiàn)小車所受合外力小于力傳感器讀數(shù)，明顯超出實驗誤差的正常范圍．你認為主要原因是

．參考答案：（1）如圖所示；（2）0.25；（3）未平衡摩擦力；解：（1）根據(jù)描點法作出圖象，如圖所示：（2）由動能定理可得：W=Fx=mv2﹣mv02=m（v2﹣v02）△v2=則可知圖象的斜率等于，由圖可知，圖象的斜率為2.5；合外力F=0.25N；（3）實驗中是將物體的重力充當(dāng)了小車的拉力，由于小車受到桌面的摩擦力，故會使合力小于物體的重力，造成較大的誤差，故應(yīng)未平衡摩擦力（或小車受到的摩擦阻力的影響）．措施是把木板不帶定滑輪的那一端適當(dāng)墊高，以平衡摩擦力．

15.（1）某探究小組設(shè)計了“用一把尺子測定動摩擦因數(shù)”的

實驗方案。如圖所示，將一個小球和一個滑塊用細繩連接，跨在斜面上端。開始時小球和滑塊均靜止，剪短細繩后，小球自由下落，滑塊沿斜面下滑，可先后聽到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音，保持小球和滑塊釋放的位置不變，調(diào)整擋板位置，重復(fù)以上操作，直到能同時聽到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音。用刻度尺測出小球下落的高度H、滑塊釋放點與擋板處的高度差h和沿斜面運動的位移。（空氣阻力對本實驗的影響可以忽略）①滑塊沿斜面運動的加速度與重力加速度的比值為________。②滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為__________________。③以下能引起實驗誤差的是________。a．滑塊的質(zhì)量b．當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊拇笮．長度測量時的讀數(shù)誤差d．小球落地和滑塊撞擊擋板不同時參考答案：①②③cd四、計算題：本題共3小題，共計47分16.為了縮短航空母艦上飛機起飛前行駛的距離，通常用發(fā)射架將飛機彈出，使飛機獲得一定的初速度，然后進入跑道加速起飛。在靜止的航空母艦上，某飛機采用該方法獲得的初速度為v0之后，在水平跑道上以恒定的額定功率P沿直線加速，經(jīng)過時間t離開航空母艦且恰好達到最大速度vm，設(shè)飛機的質(zhì)量為m，飛機在跑道上加速時所受阻力的大小恒定。求：

（1）飛機在跑道上加速時所受阻力的大小

（2）航空母艦上飛機跑道的最小長度參考答案：解：（1）飛機達到最大速度時，其牽引力F與阻力f大小相等，由 ①

（2）航空母艦上飛機跑道的最小長度為s，由動能定理得： ②由以上兩式解得： ③17.如圖所示，平面直角坐標(biāo)系xOy第一象限存在勻強電場，電場與x軸夾角為60°，在邊長為L的正三角形PQR范圍內(nèi)存在勻強磁場，PR與y軸重合，Q點在x軸上，磁感應(yīng)強度為B，方向垂直坐標(biāo)平面向里．一束包含各種速率帶正電的粒子，由Q點沿x軸正方向射入磁場，粒子質(zhì)量為m，電荷量為q，重力不計．（1）判斷由磁場PQ邊界射出的粒子，能否進入第一象限的電場？（2）若某一速率的粒子離開磁場后，恰好垂直電場方向進入第一象限，求該粒子的初速度大小和進入第一象限位置的縱坐標(biāo)；（3）若問題（2）中的粒子離開第一象限時，速度方向與x軸夾角為30°，求該粒子經(jīng)過x軸的坐標(biāo)值．參考答案：【考點】：帶電粒子在勻強磁場中的運動；牛頓第二定律；向心力．【專題】：帶電粒子在磁場中的運動專題．【分析】：（1）描出某一條由PQ邊界出場的運動軌跡，由幾何關(guān)系可知粒子射出磁場速度與PQ的夾角為30°，與x軸間夾角為60°，所以一定能夠進入第一象限．（2）粒子垂直電場進入第一象限，畫出運動軌跡．由幾何關(guān)系得半徑和坐標(biāo)，由牛頓運動定律解速度；（3）由幾何關(guān)系可知OD長度和DS長度，再根據(jù)平拋運動的規(guī)律和幾何知識得粒子經(jīng)過x軸的坐標(biāo)值．：解：（1）畫出某一條由PQ邊界射出磁場的粒子運動軌跡如圖所示，由幾何關(guān)系可知粒子射出磁場時速度與PQ的夾角為30°，與x軸間夾角為60°，所以一定能夠進入第一象限．（2）若粒子垂直電場進入第一象限，則軌跡如圖所示．由幾何關(guān)系可知半徑轉(zhuǎn)過的圓心角為30°，半徑r=2OQ=L

由洛倫茲力提供向心力得：qv0B=可得v0=離開磁場時縱坐標(biāo)：y