山西省临汾市玉峰中学2021年高三物理上学期期末试卷含解析

山西省临汾市玉峰中学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.（单选）如图所示，三根横截面完全相同的圆木材A、B、C按图示方法放在水平面上，它们均处于静止状态，则下列说法正确的是（

）A．B所受的合力大于A受的合力B．B、C对A的作用力的合力方向一定竖直向上C．B与C之间一定存在弹力D．如果水平面光滑，它们也能保持图示的平衡参考答案：BA、三个物体都处于平衡状态，所以受到的合外力都是0．故A错误；B、以物体A为研究的对象，受力如图，

B、C对A的作用力的合力方向一定竖直向上．故B正确；C、以B为研究对象，受力如右图．可知B与C之间不一定存在弹力．故C错误；D、以B为研究对象，受力如图，由牛顿第三定律得：，沿水平方向：，所以如果水平面光滑，它们将不能保持图示的平衡．故D错误。故选：B2.如图甲所示，某人正通过定滑轮将质量为m的货物提升到高处，滑轮的质量和摩擦均不计，货物获得的加速度a与绳子对货物竖直向上的拉力T之间的函数关系如图乙所示。g表示当地的重力加速度大小，由图可以判断

A．图像与纵轴的交点M的值aM=gB．图像与横轴的交点N的值TN=mgC．图像的斜率等于物体的质量mD．图像的斜率等于物体质量的倒数参考答案：BD3.5．“蹦极”是一项刺激的极限运动，运动员将一端固定的长弹性绳绑在踝关节处，从几十米高处跳下。在某次蹦极中，弹性绳弹力F的大小随时间t的变化图象如图所示，其中t2、t4时刻图线的斜率最大。将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，弹性绳中弹力与伸长量的关系遵循胡克定律，空气阻力不计。下列说法正确的是A．t1～t2时间内运动员处于超重状态B．t2～t4时间内运动员的机械能先减少后增大C．t3时刻运动员的加速度为零D．t4时刻运动员具有向下的最大速度

参考答案：B4.如图所示，A、B、C三物块叠放并处于静止状态，水平地面光滑，其它接触面粗糙，以下受力分析正确的是

（

）

A．A与墙面间存在压力

B．A与墙面间存在静摩擦力

C．A物块共受3个力作用

D．B物块共受5个力作用参考答案：C5.以下说法正确的是

。a．物理性质各向同性的一定是非晶体b．悬浮微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多，布朗运动越明显c．质量和温度都相同的氢气和氧气（可视为理想气体）的内能相同d．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体参考答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.某实验小组设计了如图甲所示的实验装置，通过改变重物的质量来探究滑块运动的加速度和所受拉力F的关系。他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条一F图线，如图乙所示。

（1）图线①是轨道处于

（填“水平”或“倾斜”）情况下得到的实验结果；（2）图线①、②的倾斜程度（斜率）一样，说明了什么问题?

（填选项前的字母）

A．滑块和位移传感器发射部分的总质量在两种情况下是一样的

B．滑块和位移传感器发射部分的总质量在两种情况下是不一样的C．滑块和位移传感器发射部分的总质量在两种情况下是否一样不能确定参考答案：（1）

倾斜

；

（2）

A

7.⑵空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对气缸中的气体做功为2.0×105J，同时气体放出热量为5.0×104J。在此过程中，该气体的内能(选填“增加”或“减少”)了

J。参考答案：增加，1.5×105

解析：根据热力学第一定律△U=Q+W，活塞对气缸中的气体做功为W=2.0×105

J，气体放出热量为Q=-5.0×104J可知，△U=1.5×105

J，即内能增加了1.5×105J8.(4分)假定两个分子的距离为无穷远时它们的分子势能为O，使一个分子固定，另一个分子在外力作用下从无穷远逐渐向它靠近，直至相距很近很近。两个分子间距离为r0时分子间的引力与斥力平衡，则当r>r0时外力在做

（填“正功”或“负功”或“不做功）；当r<r0时分子势能在

（填“不变”或“增加”或“减少”）参考答案：

答案：正功

增加（各2分）9.（5分）长度为的质量分布不均的木棒，木棒用细绳悬挂在水平天花板上而处于水平位置，细绳与天花板间的夹角分布为，如图所示,则木棒的重心离右端的距离为

。

参考答案：

解析：该题是质量分布不均的木棒，其重心位置未知，无法直接求重心离右端的距离。根据三力汇交原理，木棒受两细绳和重力三个力作用，这三个力必然交于一点，如图所示，则点为重心位置。设，。由几何关系则有:，，可求得。10.

（选修3—4）（4分）如图所示的装置，在曲轴上悬挂一个弹簧振子，若不转动手把，让其上下振动，其周期为T1，现使手把以周期T2匀速转动(T2>T1)，振动稳定后，要使弹簧振子的振幅增大，可以让把手的转速

(填“适当增大”、“适当减小”或“不变”)，这是因为：

。

参考答案：答案：适当增大；驱动力的频率（或周期）越接近物体的固有频率（或周期），受迫振动振福越大．（每空2分）11.如图所示，质量m=1kg、长L=0.8m的均匀矩形薄板静止在水平桌面上，其右端与桌子边缘相平。板与桌面间的动摩擦因数为μ=0.4。现用F=5N的水平力向右推薄板，木板翻下桌子前移动的距离为______________m；使它翻下桌子力F做的功至少为______________J。

参考答案：0.4m

1.6J12.如图8-13所示，质量为0.1g的小球，带有5×10－4C的正电荷，套在一根与水平成37o的细长绝缘杆上，球与杆间的动摩擦因数为0.5，杆所在空间有磁感应强度为0.4T的匀强磁场，小球由静止开始下滑的最大加速度为

m/s2，最大速率为______多少？（g=10m/s2）参考答案：6m/s2

=10m/s13.如图所示，水平板上有质量m=1.0kg的物块，受到随时间t变化的水平拉力F作用，用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力Ff的大小。已知9s末的速度为9.5m/s，取重力加速度g=10m/s2。则4s末物块的加速度的大小为

▲

，4s~9s内合外力对物块做功为

▲

。参考答案：三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（2014?宿迁三模）学校科技节上，同学发明了一个用弹簧枪击打目标的装置，原理如图甲，AC段是水平放置的同一木板；CD段是竖直放置的光滑半圆弧轨道，圆心为O，半径R=0.2m；MN是与O点处在同一水平面的平台；弹簧的左端固定，右端放一可视为质点、质量m=0.05kg的弹珠P，它紧贴在弹簧的原长处B点；对弹珠P施加一水平外力F，缓慢压缩弹簧，在这一过程中，所用外力F与弹簧压缩量x的关系如图乙所示．已知BC段长L=1.2m，EO间的距离s=0.8m．计算时g取10m/s2，滑动摩擦力等于最大静摩擦力．压缩弹簧释放弹珠P后，求：（1）弹珠P通过D点时的最小速度vD；（2）弹珠P能准确击中平台MN上的目标E点，它通过C点时的速度vc；（3）当缓慢压缩弹簧到压缩量为x0时所用的外力为8.3N，释放后弹珠P能准确击中平台MN上的目标E点，求压缩量x0．参考答案：（1）弹珠P通过D点时的最小速度为；（2）通过C点时的速度为m/s；（3）压缩量为0.18m．考点： 动能定理的应用；机械能守恒定律．专题： 动能定理的应用专题．分析： （1）根据D点所受弹力为零，通过牛顿第二定律求出D点的最小速度；（2）根据平抛运动的规律求出D点的速度，通过机械能守恒定律求出通过C点的速度．（3）当外力为0.1N时，压缩量为零，知摩擦力大小为0.1N，对B的压缩位置到C点的过程运用动能定理求出弹簧的压缩量．解答： 解：（1）当弹珠做圆周运动到D点且只受重力时速度最小，根据牛顿第二定律有：mg=解得．v==m/s（2）弹珠从D点到E点做平抛运动，设此时它通过D点的速度为v，则s=vtR=gt从C点到D点，弹珠机械能守恒，有：联立解得v=代入数据得，V=2m/s（3）由图乙知弹珠受到的摩擦力f=0.1N，根据动能定理得，且F1=0.1N，F2=8.3N．得x=代入数据解得x0=0.18m．答：（1）弹珠P通过D点时的最小速度为；（2）通过C点时的速度为m/s；（3）压缩量为0.18m．点评： 本题考查了动能定理、机械能守恒定律、牛顿第二定律的综合，涉及到圆周运动和平抛运动，知道圆周运动向心力的来源，以及平抛运动在竖直方向和水平方向上的运动规律是解决本题的关键．15.如图所示，质量为m带电量为+q的小球静止于光滑绝缘水平面上，在恒力F作用下，由静止开始从A点出发到B点，然后撤去F，小球冲上放置在竖直平面内半径为R的光滑绝缘圆形轨道，圆形轨道的最低点B与水平面相切，小球恰能沿圆形轨道运动到轨道末端D，并从D点抛出落回到原出发点A处．整个装置处于电场强度为E=的水平向左的匀强电场中，小球落地后不反弹，运动过程中没有空气阻力．求：AB之间的距离和力F的大小．参考答案：AB之间的距离为R，力F的大小为mg．考点： 带电粒子在匀强电场中的运动；牛顿第二定律；平抛运动；动能定理的应用．专题： 带电粒子在电场中的运动专题．分析： 小球在D点，重力与电场力的合力提供向心力，由牛顿第二定律即可求出D点的速度，小球离开D时，速度的方向与重力、电场力的合力的方向垂直，小球做类平抛运动，将运动分解即可；对小球从A运动到等效最高点D过程，由动能定理可求得小球受到的拉力．解答： 解：电场力F电=Eq=mg

电场力与重力的合力F合=mg，方向与水平方向成45°向左下方，小球恰能到D点，有：F合=解得：VD=从D点抛出后，只受重力与电场力，所以合为恒力，小球初速度与合力垂直，小球做类平抛运动，以D为原点沿DO方向和与DO垂直的方向建立坐标系（如图所示）．小球沿X轴方向做匀速运动，x=VDt

沿Y轴方向做匀加速运动，y=at2a==所形成的轨迹方程为y=直线BA的方程为：y=﹣x+（+1）R解得轨迹与BA交点坐标为（R，R）AB之间的距离LAB=R从A点D点电场力做功：W1=（1﹣）R?Eq

重力做功W2=﹣（1+）R?mg；F所做的功W3=F?R有W1+W2+W3=mVD2，有F=mg答：AB之间的距离为R，力F的大小为mg．点评： 本题是动能定理和向心力知识的综合应用，分析向心力的来源是解题的关键．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，在平面直角坐标系xoy中，以(O,R)为圆心，半径为R的圈形区城内有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度B,方向垂直于xOy平面向里一带正电粒子从O点沿y轴正方向以入射进场区．恰好做匀速直线运动．不计宜重力作用

(1)求电场强度E的大小和方向．

(2)若仅仅撤去磁场．带电位子仍从O点以相同的速度射入，经电场区的最右侧的P点射出，求粒子比荷

(3)若仅仅撤去电场．带电粒子仍O点沿y轴正方向入射．但速度大小为2，求粒子在磁场中的运动时间．参考答案：17.如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点。水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP,其形状为半径R=0.8m的圆环剪去了左上角的圆弧，MN为其竖直半径,P点到桌面的竖直距离也是R。用质量m1=0.4kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点，释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点。用同种材料、质量为m2=0.2kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点释放，物块过B点后其位移与时间的关系为s=6t-2t2，物块飞离桌面后由P点沿切线落入圆轨道。取g=10m/s2。求：（1）判断m2能否沿圆轨道到达M点；（2）BP间的水平距离；（3）释放后m2运动过程中克服摩擦力做的功。参考答案：见解析（1）物块m2由D点以初速度平抛，至P点时，由平抛规律得：

1分

1分解得设能到达M点，且速度为,由机械能守恒得

1分由几何关系得

1分在M点轨道对物块向下的压力为,由牛顿第二定律得1分解得,所以不能到达M点。

2分（2）平抛过程水平位移为x,由平抛运动规律得：

1分

1分在桌面上过B点后的运动运动为s=6t-2t2，故为匀减速运动，且初速度为

2分BD间由运动规律得

1分解得BP水平间距为x+s=4.1m

3分（3）设弹簧长为AC时的弹性势能为，由功能关系得：释放时为

1分释放时为