2021年天津方舟中學高三物理下學期期末試題含解析

2021年天津方舟中學高三物理下學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15分．每小題只有一個選項符合題意1.如圖所示，物體從A處開始沿光滑斜面AO下滑，又在粗糙水平面上滑動，最終停在B處。已知A距水平面OB的高度為，物體的質量為m，現將物體m從B點沿原路送回至AO的中點C處，需外力做的功至少應為A．

B．

C．2

D．參考答案：D2.（單選）如圖所示是一列簡諧橫波在t=0時的波形圖，介質中的質點P沿y軸方向做簡諧運動的表達式為y=10sin5πt(cm)，下列說法中正確的是 A．這列簡諧波的周期為4.0s B．這列簡諧波的振幅為20cm C．這列簡諧波沿x軸負向傳播 D．這列簡諧波的傳播速度為10m/s參考答案：D3.兩個等量異種點電荷位于x軸上，相對原點對稱分布，正確描述電勢φ隨位置x變化規(guī)律的是圖（）A.B.C.D參考答案：A考點:電勢；電場的疊加解：兩個等量異號電荷的電場線如下圖，根據“沿電場線方向電勢降低”的原理，從左側無窮遠處向右電勢應升高，正電荷所在位置處最高；然后再慢慢減小，O點處電勢為零，則O點右側電勢為負，同理到達負電荷時電勢最小，經過負電荷后，電勢開始升高，直到無窮遠處，電勢為零；故B、C、D是錯誤的；A正確．故選：A．4.（2014秋?嶗山區(qū)校級期中）一物體做勻減速直線運動，初速度大小為10m/s，加速度大小為1m/s2，則物體在停止運動前2s內的平均速度大小為（）A． 1m/s B． 5.5m/s C． 5m/s D． 0.5m/s參考答案：A解：物體在最后2s的位移x=at2=×1×22=2m；則最后2s的平均速度為==1m/s；故選：A．5.（多選）某飛船的周期約為100min，它與地球同步衛(wèi)星相比，下列判斷中正確的是A．飛船的軌道半徑小于同步衛(wèi)星的軌道半徑B．飛船的運行速度小于同步衛(wèi)星的運行速度C．飛船運動的向心加速度大于同步衛(wèi)星運動的向心加速度D．飛船運動的角速度小于同步衛(wèi)星運動的角速度參考答案：AC二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.圖是某一半導體器件的U-I圖，將該器件與標有“9V，18W”的用電器串聯后接入電動勢為12V的電源兩端，用電器恰能正常工作，此時電源的輸出功率是___________W；若將該器件與一個阻值為1.33的電阻串聯后接在此電源兩端，則該器件消耗的電功率約為__________W。

參考答案：答案：20、157.如圖所示，U形管右管橫截面積為左管橫截面積的2倍，在左管內用水銀封閉一段長為30cm、溫度為577.5K的空氣柱，左右兩管水銀面高度差為21cm，外界大氣壓為76cmHg．若給左管的封閉氣體降溫，使管內氣柱長度變?yōu)?0cm．求：①此時左管內氣體的溫度為多少？②左管內氣體放出（填“吸收”或“放出”）的熱量，大于（填“大于”、“等于”或“小于”）外界對氣體做的功．參考答案：解：①初狀態(tài)：P1=55cmHg，V1=30S

T1=577.5K降溫后，水銀面左管上升10cm，右管下降5cm．P2=40cmHgV2=20S由理想氣體狀態(tài)方程得：代入數據解得：T2=280K②由于體積減小，外界對氣體做功，溫度降低，內能減小，根據熱力學第一定律知氣體放熱大于外界對氣體做功．答：①此時左管內氣體的溫度為280K②左管內氣體放熱大于外界對氣體做功．8.如圖所示，傾角為θ的斜面上只有AB段粗糙，其余部分都光滑，AB段長為3L。有若干個相同的小方塊（每個小方塊視為質點）沿斜面靠在一起，但不粘接，總長為L。將它們由靜止釋放，釋放時下端距A為2L。當下端運動到A下面距A為L/2時小方塊運動的速度達到最大。則小方塊與粗糙斜面的動摩擦因數為____________，小方塊停止時下端與A的距離是____________。參考答案：；3L9.盧瑟福用a粒子轟擊氮核時發(fā)現了質子.完成其核反應方程：N+He→

.參考答案：O+H10.如圖所示是某種“研究平拋運動”的實驗裝置：（1）當a小球從斜槽末端水平飛出時與b小球離地面的高度均為H，此瞬間電路斷開使電磁鐵釋放b小球，最終兩小球同時落地，改變H大小，重復實驗，a、b仍同時落地，該實驗結果可表明（

）。A.兩小球落地速度的大小相同

B.兩小球在空中運動的時間相等C.a小球在豎直方向的分運動與b小球的運動相同D.a小球在水平方向的分運動是勻加速直線運動（2）利用該實驗裝置研究a小球平拋運動的速度，從斜槽同一位置釋放小球，實驗得到小球運動軌跡中的三個點A、B、C，如圖乙所示，圖中O為拋出點，B點在兩坐標線交點，坐標xB=40cm，yB=20cm，則a小球水平飛出時的初速度大小為v0=_______m/s；平拋小球在B點處的瞬時速度的大小為vB=_____m/s（g=10m/s2）。參考答案：

(1).（1）BC

(2).（2）

(3).(1)當a小球從斜槽末端水平飛出時與b小球離地面的高度均為H，此瞬間電路斷開使電磁鐵釋放b小球，最終兩小球同時落地，知運動時間相等，a球在豎直方向上的分運動與b小球的運動相同，但不能說明a小球水平方向的分運動是勻速直線運動，故選BC。

（2）A點的橫坐標為20cm，縱坐標為5cm，C點的橫坐標為60cm，縱坐標為45cm，根據得，，則平拋運動的初速度:；B點豎直方向上的分速度，則B點的瞬時速度:。11.一物塊以一定的初速度沖上斜面，利用速度傳感器可以在計算機屏幕上得到其速度大小隨時間的變化關系圖象如圖所示，不計空氣阻力，重力加速度g取10m/s2.則：物塊下滑時的加速度大小為

；物塊與斜面間的動摩擦因數為

。.參考答案：2m/s2

，

12.模擬興趣小組為測一遙控電動小車的額定功率，進行了如下實驗：①用天平測出電動小車的質量為0.4kg；②將電動小車、紙帶和打點計時器按如圖K26－9所示安裝；圖K26－9③接通打點計時器(其打點周期為0.02s)；④使電動小車以額定功率加速運動，達到最大速度一段時間后關閉小車電源，待小車靜止時再關閉打點計時器(設小車在整個過程中所受的阻力恒定)．在上述過程中，打點計時器在紙帶上所打的部分點跡如圖K26－10所示．圖K26－10請你分析紙帶數據，回答下列問題(計算結果取三位有效數字)：(1)該電動小車運動的最大速度為__________m/s；(2)該電動小車被關閉電源后加速度大小為__________m/s2；(3)該電動小車的額定功率為__________W.參考答案：(1)1.880(1.881給分)

(2分)；

1.044

(2分)

(2)①1.00m/s，2.50m/s；②5.25J，5.29J

(每空2分)13.有兩火箭A、B沿同一直線相向運動，測得二者相對于地球的速度大小分別為0.9c和0.8c，則在A上測B相對于A的運動速度為

。參考答案：0.998c三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.某人設計了如圖（a）所示的實驗裝置，通過改變重物的質量，利用計算機可得小車運動的加速度a和所受拉力F的關系圖象．他們在軌道水平和傾斜的兩種情況下分別做了實驗，得到了兩條a﹣F圖線，如如圖（b）所示．（1）圖線

是在軌道右側抬高成為斜面情況下得到的（“①”或“②”）；（2）小車和發(fā)射器的總質量m=

kg；小車和軌道間的動摩擦因數μ=

．參考答案：（1）①；（2）0.5，0.2【考點】探究加速度與物體質量、物體受力的關系．【分析】知道滑塊運動的加速度a和所受拉力F的關系圖象斜率等于滑塊和位移傳感器發(fā)射部分的總質量的倒數．對小車受力分析，根據牛頓第二定律求解．【解答】解：（1）由圖象可知，當F=0時，a≠0．也就是說當繩子上沒有拉力時小車就有加速度，該同學實驗操作中平衡摩擦力過大，即傾角過大，平衡摩擦力時木板的右端墊得過高．所以圖線①是在軌道右側抬高成為斜面情況下得到的．（2）根據F=ma得：a=所以小車運動的加速度a和所受拉力F的關系圖象斜率等于小車和位移傳感器發(fā)射部分的總質量的倒數．由圖形b得加速度a和所受拉力F的關系圖象斜率k=2，所以小車和位移傳感器發(fā)射部分的總質量m=0.5Kg由圖形b得，在水平軌道上F=1N時，加速度a=0，根據牛頓第二定律得：F﹣μmg=0解得：μ=0.2故答案為：（1）①；（2）0.5，0.215.在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，所用小燈泡標有“3.8V0.3A”字樣，并提供有以下器材：A．電壓表V（0~5V，內阻約5kΩ）

B．電流表A1（0~50mA，內阻約2Ω）C．電流表A2（0~500mA，內阻約1Ω）

D．滑動變阻器R1（0～10Ω）E．滑動變阻器R2（0～2kΩ）

F．直流電源E（電動勢4.5V，內阻不計）G．開關S及導線若干（1）為了提高測量的準確度和調節(jié)方便：①實驗中應選用電流表

，滑動變阻器。（填寫器材代號）。②在圖10甲虛線框內畫出實驗電路圖。（2）由正確實驗操作得到的數據描繪出小燈泡的伏安特性曲線如圖10乙所示。在另一實驗中將此小燈泡接入如圖10丙所示的電路中，電路中的電源電壓U（U≤3.8V）恒定，在t=t0時刻閉合開關S，由電流傳感器記錄的電路中電流隨時間變化的圖象（i-t）可能是圖11中的

圖（選填“A”、“B”或“C”）。參考答案：（1）①C（2分）；D（2分）②見下圖

（2分）（2）C

（2分）四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，在光滑水平面上停著兩輛完全相同且相距足夠遠的小車A、B，在小車各自最右端靜止放有完全相同的物塊P、Q（物塊視為質點），已知車長L=2m，上表面動摩擦因數u=0.2，每輛車和每個物塊質量均為1kg．現用一水平恒力F=4.5N向右拉A車，作用s后撤力，則：（1）試討論F拉A車時，物塊與車是否會相對滑動；（2）求A、B兩車相撞前瞬間物塊P在A車上的位置；（3）若A、B兩車為完全非彈性碰撞，試討論物塊P、Q是否會相撞．參考答案：【考點】：牛頓運動定律的綜合應用；勻變速直線運動的位移與時間的關系．【專題】：牛頓運動定律綜合專題．【分析】：（1）由物體受力可以分析加速度，由加速度可確定是否相對滑動；（2）由勻變速規(guī)律求出撤去拉力時A、P的位移，再求出撤去拉力F到A、P相對靜止狀態(tài)的位移，兩者相加可得A、B兩車相撞前瞬間物塊P在A車上的位置；（3）碰撞之后P做勻加速，Q做勻減速，由勻變速規(guī)律可求PQ相對靜止時位移之和，從而根據小車長度確定物塊P、Q是否會相撞．：解：（1）拉力作用下，A、P加速度分別為：，，故可知物塊與車會相對滑動．（2）撤去拉力時，由v=at可得A、P速度分別為：，，之后P做勻加速運動，A做勻減速運動，經t時間速度v相等，兩者加速度都等于，則：，解得：，v=6m/s，撤去F時，A、P位移分別為：，，兩者相對位移為：=m，從撤去F到AP相對靜止，兩者相對運動位移為：=，故可知從開始運動到P相對A靜止，P在A上的位移為：，故A、B兩車相撞前瞬間物塊P在A車上的最左端．（3）A、B兩車為完全非彈性碰撞后，成為一個整體，此后P最勻減速運動，Q做勻加速運動，假設知道速度v′相等都不相碰，此時：v﹣at′=at′，解得：，v′=3m/s，此過程兩者位移之和為：=，而兩個車的總長度才是4m，故物塊P、Q會相撞．答：（1）物塊與車是會相對滑動；（2）A、B兩車相撞前瞬間物塊P在A車上的最左端；（3）若A、B兩車為完全非彈性碰撞，物塊P、Q會相撞．【點評】：該題的關鍵是做好相對運動的分析，涉及相對運動問題，在選擇參考系的時候，適當的選取，會給解題帶來較大的方便．17.如圖，光滑的足夠長的平行水平金屬導軌MN、PQ相距l(xiāng)，在M、P點和N、Q點間各連接一個額定電壓為U、阻值恒為R的燈泡，在兩導軌間efhg矩形區(qū)域內有垂直導軌平面豎直向下、寬為d的有界勻強磁場，磁感應強度為B0，且磁場區(qū)域可以移動．一電阻也為R、長度也剛好為l的導體棒ab垂直固定在磁場左邊的導軌上，離燈L1足夠遠．現讓勻強磁場在導軌間以某一恒定速度向左移動，當棒ab剛處于磁場時兩燈恰好正常工作，棒ab與導軌始終保持良好接觸，導軌電阻不計．（1）求磁場移動的速度υ0；（2）求在磁場區(qū)域經過棒ab的過程中整個回路產生的熱量Q；（3）若取走導體棒ab，保持磁場不移動（仍在efhg矩形區(qū)域），而是均勻改變磁感應強度，為保證兩燈都不會燒壞且有電流通過，試求磁感應強度減小到零的最短時間tmin．參考答案：考點： 導體切割磁感線時的感應電動勢；焦耳定律．專題： 電磁感應與電路結合．分析： （1）當ab剛處于磁場時，燈正好正常工作，則電路中外電壓U外=U，內電壓U內=2U，感應電動勢為E=3U，由法拉第電磁感應定律可得磁場移動的速度；（2）個回路產生的熱量等于棒產生的熱量與燈產生的熱量之和；（3）保證燈不燒壞，電流的最大植為，經最短時間t，磁感應強度從B0均勻減小到零感應電動勢最大，據此可解．解答： 解：（1）當ab剛處于磁場時，燈正好正常工作，則電路中外電壓U外=U，內電壓U內=2U，感應電動勢為：E=3U=Blv0解得：（2）因為勻速移動，所以在磁場區(qū)域經過棒ab的過程中，燈一直正常工作，故每個燈L1（L2）產生的熱能為：棒ab中產生的熱能回路中產生