安徽省宿州市玄廟中學2021年高三物理期末試題含解析

安徽省宿州市玄廟中學2021年高三物理期末試題含解析一、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.（多選）如圖所示，斜面軌道傾角為30o，質量為M的木箱與軌道的動摩擦因數為,木箱在軌道頂端時，自動裝貨裝置將質量為m的貨物裝入木箱，然后木箱載著貨物沿軌道無初速滑下，當輕彈簧被壓縮至最短時，自動裝卸貨物裝置立即將貨物卸下，然后木箱恰好被彈回到軌道頂端，再重復上述過程。下列選項中正確的是(

)A．m=M

B.m=2MC.木箱不與彈簧接觸時，上滑的加速度大于下滑的加速度D．在木箱和貨物從頂端滑到最低點的過程中，減少的重力勢能全部轉化為彈簧的彈性勢能參考答案：BC2.（單選）如圖所示，把一個帶電小球A固定在光滑的水平絕緣桌面上，在桌面的另一處放置帶電小球B，現給小球B一個垂直AB連線方向的速度v0，使其在水平桌面上運動，則下列說法中正確的是（）A．若A、B帶同種電荷，B球可能做速度減小的曲線運動B．若A、B帶同種電荷，B球一定做加速度增大的曲線運動C．若A、B帶同種電荷，B球一定向電勢較低處運動D．若A、B帶異種電荷，B球可能做速度和加速度大小都不變的曲線運動參考答案：考點：電勢能．分析：分AB為同種電荷和異種電荷兩種情況來討論，當為同種電荷時，B球要遠離A球，當為異種電荷的時候，根據庫侖力和向心力的大小關系來分別討論可能的運動情況．解答：解：A、若A、B為同種電荷，AB之間的庫侖力為排斥力，并且力的方向和速度的方向不再一條直線上，所以B球一定做曲線運動，庫侖力對B做正功，速度增大，故A錯誤．B、由于AB之間的距離越來越大，它們之間的庫侖力也就越來越小，所以B球的加速度在減小，故B錯誤；C、若A、B為同種電荷，庫侖力做正功，導致電勢能減小，由于帶電性不知，所以無法得知，B球一定向電勢較低處運動，故C錯誤；D、若A、B為異種電荷，AB之間的庫侖力為吸引力，當AB之間的庫侖力恰好等于向心力的時候，B球就繞著A球做勻速圓周運動，此時B球速度的大小和加速度的大小都不變，當AB之間的庫侖力大于需要的向心力的時候，B球做向心運動，速度和加速度都要變大，當AB之間的庫侖力小于需要的向心力的時候，B球做離心運動，速度和加速度都要減小，故D正確．故選：D．點評：當AB為異種電荷的時候，B球可能做向心運動也可能做離心運動，當庫侖力恰好等于向心力的時候，B球就繞著A球做勻速圓周運動．3.如圖甲所示，豎直放置的無限長直導線的右側固定一小圓環(huán)，直導線與小圓環(huán)在同一平面內，導線中通入如圖乙所示電流，（規(guī)定電流方向向上時為正）下列說法正確的是(

)

A．當0＜t＜T/4時，環(huán)中電流沿逆時針方向

B．當T/4＜t＜T/2時，環(huán)中電流越來越大

C．當T/2＜t＜3T/4時，環(huán)中電流沿順時針方向D．當3T/4＜t＜T時，環(huán)有收縮的趨勢參考答案：ABC4.（單選）在街頭的理發(fā)店門口，?？梢钥吹接羞@樣的標志：一個轉動的圓筒，外表有彩色螺旋斜條紋，我們感覺條紋在沿豎直方向運動，但實際上條紋在豎直方向并沒有升降，這是由于圓筒的轉動而使我們的眼睛產生的錯覺。如圖所示，假設圓筒上的條紋是圍繞圓筒的一條寬帶，相鄰兩圈條紋在沿圓筒軸線方向的距離(即螺距)為L=10cm，圓筒沿逆時針方向(從俯視方向看)，以2r／s的轉速勻速轉動，我們感覺到的升降方向和速度大小分別為

A．向上

10cm／s

B．向上

20cm／sC．向下

l0cm／s D.向下

20cm／s參考答案：D解析：由于每秒轉2圈，則T=0.5s，而螺距為10cm，所以每秒沿豎直方向運動的距離為20cm，即速度大小為20cm/s；據圖知：彩色螺旋斜條紋是從左下到右上，且圓筒沿逆時針方向（從俯視方向看），根據人眼的視覺暫留現象，就會感覺條紋的運動方向向下，故ABC錯誤，D正確．故選：D．5.長直木板的上表面的一端放有一鐵塊，木板由水平位置緩慢向上轉動(即木板與水平面的夾角α變大)，另一端不動，如圖所示．則鐵塊受到的摩擦力Ff隨角度α的變化圖象可能正確的是下圖中的(設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)

(

)參考答案：C二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，t＝0時刻的波形如圖中實線所示，t＝0.2s時刻的波形如圖中的虛線所示，則此列簡諧橫波的波速為

m/s.

參考答案：10(4n+1)

n=0、1、2、3…7.一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

，

8.用細繩系一小球，在豎直平面內做圓周運動，已知小球的質量為1kg，圓周運動半徑為1m，到達最高點時，細繩拉力恰為零，取g=10m/s2，則從最高點到最低點的過程中，小球受到合外力的沖量的大小為

參考答案：9.位于坐標原點的波源產生一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，已知t＝0時，波剛好傳播到x＝40m處，如圖所示，在x＝400m處有一接收器(圖中未畫出)，由此可以得到波源開始振動時方向沿y軸

方向（填正或負），若波源向x軸負方向運動，則接收器接收到的波的頻率

波源的頻率（填大于或小于）。參考答案：負方向

小于10.模塊3-4試題一列簡諧橫波，沿x軸正向傳播。位于原點的質點的振動圖象如圖1所示。①該振動的振幅是

______cm；②振動的周期是_______s；③在t等于周期時，位于原點的質點離開平衡位置的位移是________cm。圖2為該波在某一時刻的波形圖，A點位于x=0.5m處。④該波的傳播速度為_______m/s；⑤經過周期后，A點離開平衡位置的位移是_______cm。

參考答案：答案：①8②0.2③0④10⑤－8解析：振幅是質點偏離平衡位置的最大距離。所以可以得出振幅為。質點完成一個全振動的時間叫做一個周期。從圖中可以看出周期為。當t等于周期時，坐標原點的質點處在平衡位置向下運動。所以位移為0。從圖2中可以看出波長等于，所以有經過半個周期后，A點走過的路為振幅的2倍，所以處在負的最大位移處，為。11.一條紙帶與做勻加速直線運動的小車相連，通過打點計時器打下一系列點，從打下的點中選取若干計數點，如圖中A、B、C、D、E所示，紙帶上相鄰的兩個計數點之間都有四個點未畫出?，F測出AB=2.20cm，AC=6.39cm，AD=12.59cm，AE=20.79cm，已知打點計時器電源頻率為50Hz。①打D點時，小車的瞬時速度大小為___

____m/s（保留兩位有效數字）。②小車運動的加速度大小為___

____m/s2（保留兩位有效數字）。③在“探究加速度與物體質量、物體受力的關系”活動中，某同學設計了如圖所示的實驗裝置。圖中上下兩層水平軌道表面光滑，兩小車前端系上細線，細線跨過滑輪并掛上砝碼盤，兩小車尾部細線連到控制裝置上，實驗時通過控制裝置使兩小車同時開始運動，然后同時停止，本探究實驗可以通過比較兩小車的位移來得到兩小車加速度關系。若測量得到兩個小車的位移分別為x1和x2，設兩個小車的加速度分別為a1和a2，上述四個物理量的關系式為______________________。參考答案：①0.72

②2.0

③

12.（4分）隨著能量消耗的迅速增加，如何有效的提高能量利用率是人類所面臨的一項重要任務。如圖是上?！懊髦榫€”某輕軌車站的設計方案，與站臺連接的軌道有一個小的坡度，從提高能量利用的角度來看，這種設計的優(yōu)點是

。參考答案：

上坡時，部分動能轉化為重力勢能；下坡時部分重力勢能轉化為動能。13.(6分)一定質量的非理想氣體體積膨脹對外做了4×103J功的同時，又從外界吸收了2.4×103J的熱量，則在該過程中，氣體內能的增量△U=______J，氣體的分子勢能和分子動能分別__________、________(填“增加”“減小”或“不變”)參考答案：-1.6×103J

增加，減小三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（簡答）光滑的長軌道形狀如圖所示，下部為半圓形，半徑為R，固定在豎直平面內．質量分別為m、2m的兩小環(huán)A、B用長為R的輕桿連接在一起，套在軌道上，A環(huán)距軌道底部高為2R．現將A、B兩環(huán)從圖示位置靜止釋放．重力加速度為g．求：（1）A環(huán)到達軌道底部時，兩環(huán)速度大??；（2）運動過程中A環(huán)距軌道底部的最大高度；（3）若僅將輕桿長度增大為2R，其他條件不變，求運動過程中A環(huán)距軌道底部的最大高度．參考答案：（1）A環(huán)到達軌道底部時，兩環(huán)速度大小為；（2）運動過程中A環(huán)距軌道底部的最大高度為R；（3）若僅將輕桿長度增大為2R，其他條件不變，運動過程中A環(huán)距軌道底部的最大高度為R．解：（1）A、B都進入圓軌道后，兩環(huán)具有相同角速度，則兩環(huán)速度大小一定相等，對系統(tǒng)，由機械能守恒定律得：mg?2R+2mg?R=（m+2m）v2，解得：v=；（2）運動過程中A環(huán)距軌道最低點的最大高度為h1，如圖所示，整體機械能守恒：mg?2R+2mg?3R=2mg（h﹣R）+mgh，解得：h=R；（3）若將桿長換成2R，A環(huán)離開底部的最大高度為h2．如圖所示．整體機械能守恒：mg?2R+2mg（2R+2R）=mgh′+2mg（h′+2R），解得：h′=R；答：（1）A環(huán)到達軌道底部時，兩環(huán)速度大小為；（2）運動過程中A環(huán)距軌道底部的最大高度為R；（3）若僅將輕桿長度增大為2R，其他條件不變，運動過程中A環(huán)距軌道底部的最大高度為R．15.（選修3－3（含2－2））（6分）一定質量的氣體，從外界吸收了500J的熱量，同時對外做了100J的功，問：①物體的內能是增加還是減少?變化了多少？(400J;400J)

②分子勢能是增加還是減少？參考答案：解析：①氣體從外界吸熱：Q＝500J，氣體對外界做功：W＝－100J

由熱力學第一定律得△U=W+Q=400J

(3分)

△U為正，說明氣體內能增加了400J

(1分)

②因為氣體對外做功，所以氣體的體積膨脹，分子間的距離增大，分子力做負功，氣體分子勢能增加。（2分）四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（10分）水平地面上有一個坑，其豎直截面為半圓，ab為沿水平方向的直徑，如圖所示。若在a點以初速度v0沿ab方向拋出一小球，小球會擊中坑壁上的c點。已知c點與水平地面的距離為圓半徑的一半，求圓的半徑。參考答案：解：如圖所示

h＝

則Od＝R

小球做平拋運動的水平位移x＝R＋R

豎直位移y＝h＝

根據y＝gt2

x＝v0t

聯(lián)立以上兩式解得R＝17.如圖所示，一質量為m、電荷量為+q、重力不計的帶電粒子，從A板的S點由靜止開始釋放，經A、B加速電場加速后，穿過中間偏轉電場，再進人右側勻強磁場區(qū)域．已知AB間的電壓為U，MN極板間的電壓為2U，MN兩板間的距離和板長均為L，磁場垂直紙面向里、磁感應強度為B、有理想邊界．求：（1）帶電粒子離幵B板時速度V0的大小；（2）帶電粒子離開偏轉電場時速度V的大小與方向；（3）要使帶電粒子最終垂直磁場右邊界射出磁場，磁場的寬度d多大？參考答案：帶電粒子在加速電場中，由動能定理得……（3分）得帶電粒子離開B板的速度

………（1分）（2）粒子進入偏轉電場后，有……（1分）

……（1分）

……（1分）

……（1分）……（1分）

解得

……（1分）

【或寫為

……（6分）】則粒子離開偏轉電場時的速度大小………（2分）方向與水平方向成450角

………（1分）（2）粒子進入磁場后，據牛頓第二定律得

……………（2分）由幾何關系得

………（2分）解得

18.如圖甲所示，豎直平面內的光滑軌道由傾斜直軌道AB和圓軌道BCD組成，AB和BCD相切于B點，CD連線是圓軌道豎直方向的直徑（C、D為圓軌道的最低點和最高點），已知∠BOC=30??？梢暈橘|點的小滑塊從軌道AB上高H處的某點由靜止滑下，用力傳感器測出滑塊經過圓軌道最高點D時對軌道的壓力為F，并得到如圖乙所示的壓力F與高度H的關系圖象，取g=10m/s2。求：（1）滑塊的質量和圓軌道的半徑；（2）是否存在某個H值，使得滑塊經過最高點D后能直接落到直軌道AB上與圓心等高的點。若存在，請求出H值；若不存在，請說明理由。參考答案：（1）mg(H－2R)=mvD2

F＋mg=

得：F=－mg

m=0.1kg，R=0.2m

（2）假設滑塊經過最高點D后能直接落到直軌道AB上與圓心等高的E點（如圖所示