2021-2022学年山东省潍坊市昌邑第五中学高三物理下学期期末试题含解析

2021-2022学年山东省潍坊市昌邑第五中学高三物理下学期期末试题含解析一、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.在2012年伦敦奥运会上，我国运动员陈一冰在吊环项目中屈居亚军。如图所示是比赛中的一个场景，此时人静止不动，两根吊带对称并与竖直方向有一定夹角（吊带和吊环的重力不计）。下列判断正确的是A．两根吊带受到环的拉力大小不等B．两根吊带受到环的拉力合力一定竖直向下C．手对吊环作用力方向竖直向下D．每根吊带受到环的拉力大小都等于人重量的一半参考答案：B2.（单选）如图甲所示，滑轮质量、摩擦均不计，质量为2kg的物体在F作用下由静止开始向上做匀加速运动，其速度随时间的变化关系如图乙所示，由此可知()A．物体加速度大小为2m/s2B．F的大小为21NC．2s末F的功率大小为42WD．2s内F做功的平均功率为42W参考答案：A解析：

A、速度时间图线的斜率表示加速度，则物体的加速度a=m/s2=2m/s2．故A正确．B、根据牛顿第二定律得，2F-mg=ma，则F=．故B错误．C、2s末物体的速度为4m/s，则拉力作用点的速度为8m/s，则拉力的功率P=Fv=12×8=96W．故C错误．D、2s内物体的位移x=×2×4m=4m，则拉力作用点的位移为8m，拉力平均功率P=．故D错误．故选：A．3.质量为m的物块在平行于斜面的力F作用下，从固定斜面的底端A由静止开始沿斜面上滑，经B点时速率为v，此时撤去F，物块滑回斜面底端时速率也为v，斜面倾角为θ，A、B间距离为x，则（

）A.整个过程中重力做功为；

B.整个过程中物块克服摩擦力做功为；C.上滑过程中克服重力做功为D.从撤去F到物块滑回斜面底端，摩擦力做功为参考答案：D4.（多选题）1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖．若一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列说法中正确的是（）A．该束带电粒子带负电B．速度选择器的P1极板带正电C．在B2磁场中运动半径越大的粒子，质量越大D．在B2磁场中运动半径越大的粒子，荷质比越小参考答案：BD【考点】质谱仪和回旋加速器的工作原理；带电粒子在匀强磁场中的运动．【分析】A、根据带电粒子在磁场中的偏转方向确定带电粒子的正负．B、根据在速度选择器中电场力和洛伦兹力平衡确定P1极板的带电情况．CD、在磁场中，根据洛伦兹力提供向心力，求出粒子的轨道半径，看与什么因素有关．【解答】解：A、根据带电粒子在磁场中的偏转方向，磁场的方向垂直纸面向外，根据左手定则知，该粒子带正电．故A错误．

B、根据左手定则知，带电粒子在P1P2区域所受的洛伦兹力方向竖直向上，则电场力的方向竖直向下，知电场强度的方向竖直向下，所以速度选择器的P1极板带正电．故B正确．

C、根据得，，知r越大，荷质比越小．故C错误，D正确．故选BD．5.智能手机的普及使“低头族”应运而生。低头时，颈椎受到的压力会增大(当人体直立时，颈椎所承受的压力等于头部的重量)。现将人体头颈部简化为如图所示的模型：重心在头部的P点，在可绕O转动的颈椎OP(轻杆)的支持力和沿PQ方向肌肉拉力的作用下处于静止。当低头时，若颈椎与竖直方向的夹角为45°，PQ与竖直方向的夹角为53°，此时颈椎受到的压力与直立时颈椎受到压力的比值为(sin53°=0.8，cos53°=0.6)A.4 B.5 C.5 D.4参考答案：D【分析】【详解】对头部进行受力分析，设颈椎对头部的支持力为F，肌肉拉力为F，如图示，根据平衡条件：在水平方向有：FN=F在竖直方向有：FN=mg+F联立解得：FN=4mg，即颈椎受到的压力也为4mg，而直立时颈椎受到压力为mg，所以此时颈椎受到的压力与直立时颈椎受到压力的比值为4，故A、B、C错误，D正确。故选：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.质量为m1

m2

m3的三个物体从上到下叠放在一起，先使它们一起自由下落，再设法使它们一起匀速下落，则在先后两次情况中，质量为m2的那个物体受到的合外力之差为参考答案：7.匀强磁场中有一半径为0.2m的圆形闭合线圈，线圈平面与磁场垂直．已知线圈共50匝，其阻值为2Ω．匀强磁场磁感应强度B在0～1s内从零均匀变化到0.2T，在1～5s内从0.2T均匀变化到﹣0.2T．则0.5s时该线圈内感应电动势的大小E=1.256V；在1～5s内通过线圈的电荷量q=1.256C．参考答案：解：（1）在0～1s内，磁感应强度B的变化率=T/s=0.2T/s，由于磁通量均匀变化，在0～1s内线圈中产生的感应电动势恒定不变，则根据法拉第电磁感应定律得：0.5s时线圈内感应电动势的大小E1=N=N?πr2=50×0.2×3.14×0.22=1.256V根据楞次定律判断得知，线圈中感应方向为逆时针方向．（2）在1～5s内，磁感应强度B的变化率大小为′=T/s=0.1T/s，由于磁通量均匀变化，在1～5s内线圈中产生的感应电动势恒定不变，则根据法拉第电磁感应定律得：1～5s时线圈内感应电动势的大小E2=N=N′?πr2=50×0.1×3.14×0.22=0.628V通过线圈的电荷量为q=I2t2==C=1.256C；故答案为：1.256

1.2568.特种兵过山谷的一种方法可化简为如右图所示的模型：将一根长为2d、不可伸长的细绳的两端固定在相距为d的A、B两等高处，悬绳上有小滑轮P，战士们相互配合，可沿着细绳滑到对面。开始时，战士甲拉住滑轮，质量为m的战士乙吊在滑轮上，处于静止状态，AP竖直，则此时甲对滑轮的水平拉力为____________；若甲将滑轮由静止释放，则乙在滑动中速度的最大值为____________。（不计滑轮与绳的质量，不计滑轮的大小及摩擦）

参考答案：mg，9.（4分）一带电量为q的小圆环A，可沿着长为2的光滑绝缘固定的细杆在竖直方向运动，小圆环直径远小于。杆的下端固定一质量为m、带电量为q的小球B。平衡时，小圆环A恰好悬于细杆的正中间，如图所示。这时杆对B小球的拉力为___________；若取B小球位置重力势能为零，当设法使B小球所带的电瞬间消失，则此后经过时间_____________A小环的动能恰等于其重力势能。（一切阻力均不计，静电力恒量用k表示）。参考答案：；10.（3分）一定质量的理想气体从状态(p1、V1)开始做等温膨胀，状态变化如图中实线所示。若该部分气体从状态(p1、V1)开始做绝热膨胀至体积V2，则对应的状态变化图线可能是图中虚线（选填图中虚线代号）。

参考答案：d11.如图所示，A、B、C、D是某匀强电场中的4个等势面，一个质子和一个α粒子（电荷量是质子的2倍，质量是质子的4倍，质子和α粒子的重力及其相互作用忽略不计）同时在A等势面从静止出发，向右运动，当到达D面时，电场力做功之比为

，它们的速度之比为

。参考答案：1∶2

：112.如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线，（直线与横轴的交点坐标4.27，与纵轴交点坐标0.5）。由图可知普朗克常量为___________Js，金属的极限频率为

Hz（均保留两位有效数字）参考答案：6.5×10-34

4.3×10-14

13.某实验小组设计了如图（a）所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像。他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a-F图线，如图（b）所示。（1）图线______是在轨道左侧抬高成为斜面情况下得到的（选填“1”或“2”）；

（2）滑块和位移传感器发射部分的总质量m=__________kg；滑块和轨道间的动摩擦因数μ=____________。(3)实验中是否要求滑块和位移传感器发射部分的总质量远远大于重物质量的条件?

。参考答案：（1）1（2）0.5，0.2

(3)否三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.一滑块在桌面上做匀加速直线运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录滑块运动过程中在每次曝光时的位置，并将滑块的位置编号，得到的照片如图所示。由于底片保管不当，其中位置4处被污损。若已知摄影机连续两次曝光的时间间隔为Δt=1s，则利用该照片可求出：小球运动的加速度约为a=___________m/s2；位置4对应的速度为v=__________m/s；若位置2、位置3、位置5、位置6在刻度尺的位置分别用x2、x3、x5、x6来表示，则位置4在刻度尺的位置为x4=___________（用上述给定的字母表示）。参考答案：（1）3.0×10－2(2.9×10－2～3.1×10－2均可)；9.0×10－2；或等形式15.某同学用游标尺为10个小等分刻度的游标卡尺测量一物体的长度，得到如图所示的示数．由于前半部分被遮挡，只能看到游标尺的后半部分，则图中游标卡尺的读数为3.45cm．参考答案：解：游标上有10个小等分刻度的长度是9mm；所以游标卡尺的固定刻度于游标尺对其的刻度读数为39mm，游标尺上第5个刻度游标读数为0.9×5mm=0.45mm，所以最终读数为：39mm﹣4.5mm=34.5mm=3.45cm；故答案为：3.45四、计算题：本题共3小题，共计47分16.一半径为r的圆形导线框内有一匀强磁场，磁场方向垂直于导线框所在平面．导线框的右端通过导钱按－对水平放置的平行金属板，板长为L,两板间的距离为d；如图所示，有一带电量为q，质量为m的离子（不计童力）以初速度v0从极板左端沿两板中线水平向右射入板间．该离子从两板间飞出后，垂直进人磁感应强度为B1、宽为D的匀强磁场（磁场的上下区域足够大）中作匀速圈周周运动．(1)若圆形导线框中的磁感应强度B随时间变化的规律是B＝－Kt+B0，试判断1,2两极板哪一块为正极板？并算出两极板间的电压U．（2）设两极板间的电压为U0，则离子飞出两极板时的速度v大小为多少？（3）若（2）问中求得速度代人数据后发现恰好有，要使离子不从右边界飞出，求磁感应强度B1的最小值．参考答案：（1）1极板为正极板；πKr2

（2）

（3）

试题分析：（1）根据楞次定律可以判断：1极板为正极板（2分）由题意知磁感应强度变化率

（1分）法拉第电磁感应定律可知：感应电动势大小为E＝

（2分）而：S＝πr2

故两板间的电压U=E=πKr2

（1分）（2）如图所示，该离子在两板间作类平抛运动，设离子在两板间运动时间为t17.如图3-3所示，B、C两个连有细线的物体静止放在光滑的水平面上，两者之间有一被压缩的短弹簧，弹簧与B连接，与C不连接，另一物体A沿水平面以V0=5m/s的速度向右运动，为了防止冲撞，现烧断用于压缩的细线，将C物体向左发射出去，C与A碰撞后粘合在一起，已知A、B、C三个物体的质量分别为mA=mB=2kg，mC=1kg，为了使C与B不发生碰撞，问：（1）C物体发射速度至少多大？（2）在细线未烧断前，弹簧储存的弹性势能至少多少？参考答案：4m/s

12J18.如图所示为某种弹射装置的示意图，光滑的水平导轨MN右端N处与水平传送带理想连接，传送带长L=4.0m，皮带轮沿顺时针方向转动，带动皮带以速率v=3.0m/s匀速运动。三个质量均为m=1.0kg的滑块A、B、C置于水平导轨上，开始时滑块B、C之间用细绳相连，其间有一压缩的轻质弹簧处于静止状态。滑块A以初速度v0=2.0m/s沿B、C连线方向向B运动，A与B碰撞后粘合在一起，碰撞时间极短，可认为A与B碰撞过程中滑块C的速度仍为零。碰撞使连接B、C的细绳受扰动而突然断开，弹簧伸展，从而使C与A、B分离，滑块C脱离弹簧后以速度vc=2.0m/s滑上传送带，并从右端滑落至地面上的P点。已知滑块C与传送带之间的动摩擦因数μ=0.20，g=10m/s2。求：（1）滑块C从传送带右端滑出时的速度大小；（2）滑块B、C用细绳相连时弹簧的最大弹性势能EP；（3）若每次实验开始时弹簧的压缩情况相同，要使滑块C总能落至P点，则滑块A与滑块B碰撞前的最大速度vm是多少。参考答案：解：（1）滑块C滑上传送带后做匀加速直线运动.设滑块C从滑上传送带到速度达到传送带的速度v所用的时间为t，加