山东省济宁市兖州实验中学2021年高三物理上学期期末试卷含解析

山东省济宁市兖州实验中学2021年高三物理上学期期末试卷含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1.（多选）如图甲所示为一自耦变压器，变压器的原线圈AB端输入电压如图乙所示，副线圈电路中定值电阻，电容器C的击穿电压为22V，移动滑片P使电容器刚好不会被击穿，所有电表均为理想电表，下列说法正确的是A．电压表的示数为220VB．原副线圈的匝数比为10：1C．电流表的示数等于通过电阻R0的电流D．原线圈AB端输入电压的变化规律为u=311sin100tV参考答案：AD2.（多选）加速器是使带电粒子获得高能量的装置，如图是回旋加速器的原理图，由回旋加速器的工作原理可知（）A．随着速度的增加，带电粒子走过半圆的时间越来越短B．带电粒子获得的最大速度是由交变电场的加速电压决定的C．交变电场的频率跟带电粒子的荷质比成正比D．不同的带电粒子在同一回旋加速器中运动的总时间相同参考答案：考点：质谱仪和回旋加速器的工作原理．.专题：带电粒子在磁场中的运动专题．分析：回旋加速器是利用电场进行加速，磁场进行偏转的．粒子在磁场中运动的周期T=，与粒子的速度无关．解答：解：A、粒子在磁场中运动的周期T=，其长短与粒子的速度大小无关，故A错误．B、设D形盒的半径为R．根据qvB=m，解得粒子获得的最大v=，则知最大速度与加速电压U无关，故B错误．C、交变电场的周期与带电粒子运动的周期相等，带电粒子在匀强磁场中运动的周期T=，频率f==，则f与荷质比成正比，故C正确．D、设加速电压为U，加速次数为n．带电粒子获得的最大动能EK=mv2，由EK=nqU，n=．带电粒子运动的总时间t=n?联立解得t=，则知不同的带电粒子在同一回旋加速器中运动的总时间相同，故D正确．故选：CD．点评：解决本题的关键知道回旋加速器是利用电场进行加速，磁场进行偏转的．以及知道粒子在磁场中运动的周期不变．3.参考答案：4.如图所示，物块A、B静止在光滑的水平面上，质量均为1kg，B通过轻弹簧与墙相连，弹簧处于自然伸长状态，现给A一个向左的初速度v0=10m/s，使A向B撞去并瞬间锁定在一起，当弹簧被压缩至最短时解除锁定，物块A最终会被反弹出来，则下列说法正确的是（

）A.弹簧能获得的最大弹性势能为25JB.物块A最终的速度大小为5m/sC.整个过程中物块B对物块A产生的冲量大小为15N·sD.整个过程中的机械能损失37.5J参考答案：ABC【分析】AB碰撞动量守恒，但是在碰撞过程中机械能有损失，但是在与弹簧相互作用过程中系统机械能守恒，根据动量守恒定律和能量守恒进行接题即可；【详解】A、当A与B相撞过程中动量守恒，则，则，当AB速度为零时，弹簧被压缩到最短时二者速度为零，此时弹性势能最大，则获得最大弹性势能为：，故选项A正确；B、由于水平面光滑且反弹时AB间的锁定解除，故A、B在弹簧恢复原长时分离，根据能量守恒可知，弹性势能又转变为二者的动能，则分离时物块A的速度为，故选项B正确；C、以物块A为研究对象，整个过程中根据动量定理可知：，故选项C正确；D、因碰撞后压缩弹簧过程在中只有弹力做功，机械能守恒，故只有碰撞过程机械能有损失，即整个过程的机械能损失为：，故选项D错误。【点睛】本题考查动量守恒和能量守恒，同时也考查了动量定理，关键知道在碰撞过程中机械能出现损失。5.(单选)北京奥运火炬成功登上珠峰，火炬手攀登珠峰的线路图如图所示

，据此图判断下列说法正确的是

（

） A．由起点到终点火炬手所走线路的总长度等于位移 B．线路总长度与火炬所走时间的比等于登山者的平均速度 C．在计算登山运动的速度时可以把火炬手当成质点 D．珠峰顶的重力加速度等于9．8m/s2参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一小球从水平台面边缘以速度v水平飞出，落到水平地面上需要时间为t，落地点距台面边缘的水平距离为s。若使小球以速度2v仍从同一位置水平飞出，落到水平地面上需要时间为 ；落地点距台面边缘的水平距离为

。

参考答案：t；2s7.若地球的第一宇宙速度近似等于8km/s．某人造地球卫星离地面的高度等于地球半径，则它绕地球运行的速率大约为4km/s．若地球表面的重力加速度为10m/s2，该人造地球卫星绕地球运行的向心加速度2.5m/s2．参考答案：解：（1）人造地球卫星在圆形轨道上运行时，由万有引力提供向心力，则有：

G=m解得，v==对于地球的第一宇宙速度，即为：v1=所以v=v1=4km/s（2）对人造地球卫星，根据牛顿第二定律得：

ma=G，得加速度为a==又mg=G联立是两式得a===2.5m/s2故答案为：4，2.5．8.新发现的双子星系统“开普勒-47”有一对互相围绕运行的恒星，运行周期为T，其中一颗大恒星的质量为M，另一颗小恒星只有大恒星质量的三分之一。已知引力常量为G。大、小两颗恒星的转动半径之比为_____________，两颗恒星相距______________。参考答案：1:3，9.平行板电容器所带量Q=4×l0-8C，它的两极板之间电压U=2v，则它的电容为

F；如果电量减少一半，则两板间电势差变为

V。参考答案：2×10-8F

1V电容；当电量减小一半，电容不变，则电势差；10.在用双缝干涉测量光的波长时，激光投射到两条相距为d的狭缝上，双缝到屏的距离为l．屏上P点到两狭缝距离相等，该点出现

（选填“亮”或“暗”）条纹．A、B两点分别为第5条和第10条亮纹的中心位置，它们间的距离为x，则激光的波长为

．参考答案：亮；．【考点】光的干涉．【分析】当光屏上的点到双缝的路程差是半波长的偶数倍，出现明条纹；路程差是半波长的奇数倍，出现暗条纹．根据△x=λ判断条纹间距的变化．【解答】解：两狭缝到屏上距离相等的点将出现亮纹；A、B两点分别为第5条和第10条亮纹的中心位置，它们间的距离为x，则相邻条纹间距为△x==；根据△x=λ知，激光的波长为λ=；故答案为：亮；．11.一列简谐横波沿x轴正方向传播，波速大小为0.6m/s，t=0时刻波形如图所示。质点P的横坐标为x=0.96m，则质点P起动时向_______方向运动（选填“上”或“下”），t=______s时质点P第二次到达波谷。参考答案：下，1.7s12.法国科学家拉普拉斯曾说过：“认识一位巨人的研究方法对于科学的进步并不比发现本身有更少的用处……”在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学方法，如观察、实验、建立模型、物理类比和物理假说等方法。其中物理假说，是根据一定的科学事实和科学理论对研究的问题提出假说性的看法或说明，例如麦克斯韦的电磁场理论、分子动理论等假说，请你再举出两个物理假说的例子__________；

。参考答案：光的光子说、日心说、物质波、分子电流、黑洞等均可13.一光滑圆环固定在竖直平面内，环上套着两个小球A和B（中央有孔），A、B间由细绳连接着，它们处于如图中所示位置时恰好都能保持静止状态。此情况下，B球与环中心O处于同一水平面上，A、B间的细绳呈伸直状态，与水平线成30°夹角。已知B球的质量为m，则细绳对B球的拉力为___________，A球的质量为_____________。参考答案：2mg，2m三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（2013?黄冈模拟）某种材料的三棱镜截面ABC如图所示，底边BC水平且镀银，其中∠A=90°，∠B=60°，一束竖直向下的光束从AB边上的M点入射，经过BC面反射后，从AC边上的N点平行于BC边射出，且MN连线平行于BC．求：（Ⅰ）光线在M点的折射角；（Ⅱ）三棱镜的折射率．（可用根式表示）参考答案：（Ⅰ）光线在M点的折射角是15°；（Ⅱ）三棱镜的折射率是．考点： 光的折射定律．专题： 光的折射专题．分析： （Ⅰ）由几何知识求出光线在M点的入射角和折射角．（Ⅱ）运用折射定律求解三棱镜的折射率．解答： 解：（Ⅰ）如图，∠A=90°，∠B=60°，∠C=30°．由题意可得∠1=∠2=60°，∠NMQ=30°，∠MNQ=60°．根据折射定律，可得：∠PMQ=∠PNQ．根据反射定律，可得：∠PMN=∠PNM．即为：∠NMQ+∠PMQ=∠MNQ﹣∠PNQ．故折射角∠PMQ=15°（Ⅱ）折射率n==答：（Ⅰ）光线在M点的折射角是15°；（Ⅱ）三棱镜的折射率是．点评： 本题是几何光学问题，作出光路图，运用几何知识求出入射角和折射角是解题的关键之处，即能很容易解决此类问题．15.（09年大连24中质检）（选修3—3）（5分）在图所示的气缸中封闭着温度为100℃的理想气体．一重物用绳索经滑轮与缸中活塞相连接．重物和活塞均处于平衡状态，这时活塞离缸底的高度为20cm．如果缸内气体变为0℃，问：

①重物是上升还是下降？说明理由。②这时重物将从原处移动多少厘米？（设活塞与气缸壁问无摩擦）（结果保留一位小数）参考答案：

解析：

①缸内气体温度降低，压强减小，故活塞下移，重物上升。（2分）

②分析可知缸内气体作等压变化，设活塞截面积为S㎝2，气体初态体积V1=20S㎝3，温度T1=373K，末态温度T2=273K，体积设为V2=hS㎝3（h为活塞到缸底的距离）

据

（1分）

可得h=14.6㎝

则重物上升高度

（1分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图甲所示，一长绝缘木板靠在光滑竖直墙面上，质量为m=1kg.木板右下方有一质量为2m的小滑块(可视为质点)，滑块与木板间的动摩擦因数为μ=0.4，木板与滑块处有恒定的风力F＝4mg，风力方向水平向左，若电动机通过一根绝缘绳拉动滑块（绳保持竖直），使之从地面由静止开始匀加速向上移动，当滑块与木板分离时(如图乙所示)，滑块的速度大小为v=8m/s，此过程中电动机对滑块做的功为W0=136J(重力加速度为g=10m/s2)．(1)求当滑块与木板分离时，滑块离地面的高度h；(2)滑块与木板分离前，木板运动的加速度大小a；(3)求滑块开始运动到与木板分离的过程中摩擦力对木板所做的功W．ks5u参考答案：(1)滑块与木板间的正压力大小为：FN＝F＝4mg

①

1分滑块与木板间的摩擦力大小：

Ff＝μFN

②

1分滑块向上运动过程由动能定理得：W0－2mgh－Ffh＝×2mv2

③

2分（①②两式可直接写成Ff＝μF

2分）（①②③三式可直接写成：W0－2mgh－μFh＝×2mv2

4分）联立①②③三式，代入数据得：h==2m

2分（2）对长木板由牛顿第二定律得：Ff－mg＝ma

④

2分

联立④⑤代入数据得：

a=6m/s2

2分(3)摩擦力对木板做功为

W＝FfS

⑤2分S＝at2

⑥

2分ks5u又：h=vt/2

⑦

2分（⑦也可用v2=2a′h

1分

v=a′t

1分两式代替）由以上各式解得：

W＝12J

2分17.如图所示，一根长为的轻质直杆，可绕光滑转轴O自由转动，在其中点、上端分别固定质量均为m的小球B、A，小球A用水平绳系住，使杆与水平面成角。（1）当小球A用水平绳系住时，求杆对小球A的作用力的大小时，某同学解答如下：设杆对小球的作用力的大小为F，对小球受力分析，小球受到重力、绳的水平拉力，及沿杆方向的弹力，因小球受共点力作用平衡，由，求得杆对球的作用力，由此所得结果是否正确？若正确，请求出结果；若不正确，请说明理由并给出正确的解答。（2）当释放绳子时，求小球A将要到地面时的速度大小。参考答案：、解：1、不正确，（1分）因杆对小球的作用力不是沿杆方向（1分）设杆对小球的作用力在水平方向分量为，竖直方向为绳对小球的拉力为Ｔ则（１）（1分）（２）

（1分）对小球及杆整体，以Ｏ为转动轴，由力矩平衡条件得（３）

（2分）由（３）式得所以杆对小球的作用力大小为

（2分）（２）由机械能守恒，设小球A的速度为，小球B的速度为（４）（1分）（５）（1分）由（４）、（５）得，所以A的速度为：

（2分）

18.（18分）如图所示，一轻绳绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮O1、O2和质量mB=m的小球连接，另一端与套在光滑直杆上质量mA=m的小物块连接，已知直杆两端固定，与两定滑轮在同一竖直平面内，与水平面的夹角θ=60°，直杆上C点与两定滑轮均在同一高度，C点到定滑轮O1的距离为L，重力加速度为g，设直杆足够长，小球运动过程中不会与其他物体相碰。现将小物块从C点由静止释放，试求：（1）小球下降到最低点时，小物块的机械能（取C点所在的水平面为参考平面）；（2）小物块能下滑的最大距离；（3）小物块在下滑距离为L时的速度大小。参考答案：解析：（1）设此时小物块的机械能为E1，由机械能守恒定律得

（4分）（2）设小物块能下滑的最大距离为sm，由机械能守恒定律有