山西省大同市同煤集团第四中学2021年高三物理上学期期末试卷含解析

山西省大同市同煤集团第四中学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.如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上受到水平向右的拉力F的作用下向右滑行，长木板处于静止状态。已知木块与木板间的动摩擦因数为μ1,木板与地面间的动摩擦因数为μ2。下列说法正确的是：A．木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mgB．木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2（m+M）gC．当F＞μ2（m+M）g时，木板与木块之间发生相对运动D．无论怎样改变F的大小，木板都不可能运动参考答案：AD2.（多选）如图，在竖直平面内放一个光滑绝缘的半圆形轨道，水平方向的匀强磁场与半圆形轨道所在的平面垂直。一个带正电荷的小滑块由静止开始从半圆轨道的最高点M滑下，则下列说法中正确的是（

）A、滑块经过最低点时的速度比磁场不存在时大

B、滑块从M点到最低点所用的时间比磁场不存在时短

C、滑块经过最低点时的速度与磁场不存在时相等

D、滑块从M点滑到最低点所用的时间与磁场不存在时相等参考答案：CD3.下列说法正确的是A．法拉第首先总结出磁场对电流作用力的规律B．伽利略认为在同一地点，重的物体和轻的物体下落快慢不同C．在现实生活中不存在真正的质点，将实际的物体抽象为质点是物理学中一种重要的科学研究方法D．电场是人们为了了解电荷间的相互作用而引入的一种并不真实存在的物质参考答案：C安培首先总结出磁场对电流作用力的规律，即安培力，A错误。伽利略认为在同一地点，重的物体和轻的物体下落快慢相同，即比萨斜塔实验，B错误。电场是真实存在的一种物质，D错误。选项C说法正确。4.两个劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧a、b串接在一起，a弹簧的一端固定在墙上，如图所示．开始时弹簧均处于原长状态，现用水平力作用在b弹簧的p端向右拉动弹簧，已知a弹簧的伸长量为L，则

A．b弹簧的伸长量也为L

B．b弹簧的伸长量为

C．P端向右移运动的距离为2L

D．P端向右移运动的距离为参考答案：B5.如图所示，一个带正电的粒子沿x轴正向射人匀强磁场中，它所受到的洛伦兹力方向．沿Y轴正向，则磁场方向

A.一定沿z轴正向

B.一定沿z轴负向．

C.一定在xOy平面内D．一定在xoz平面内，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.如图所示，是一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，已知波的传播速度v=2m/s，则振动的周期为

s，x=1.0m处质点的振动方向沿

(填“y轴正方向”或“y轴负方向”)，x=2.0m处的质点在0—1.5s内通过的路程为

cm．参考答案：7.（10分）（1）如图所示，把一块洁净的玻璃板吊在橡皮筋的下端，使玻璃板水平地接触水面，如果你想使玻璃板离开水面，必须用比玻璃板重力的拉力向上拉橡皮筋，原因是水分子和玻璃的分子间存在作用。（2）往一杯清水中滴入一滴红墨水，一段时间后，整杯水都变成了红色，这一现象在物理学中称为现象，是由于分子的而产生的，这一过程是沿着分子热运动的无序性的方向进行的。参考答案：答案：（1）大（2）引力

（2）扩散

无规则运动

熵增加解析：本题只有一个难点，即“无序”性。自然发生的事情总是向无序性增大的方向发展。8.为了探究加速度与力的关系，使用如图所示的气垫导轨装置进行实验．其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间Δt1、Δt2都可以被测量并记录，滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，光电门间距离为x，牵引砝码的质量为m.回答下列问题：

(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其他仪器的情况下，如何判定调节是否到位？答：_______________________________________________________________________(2)若取M＝0.4kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是（

）A．m1＝5g

B．m2＝15gC．m3＝40g

D．m4＝400g(3)在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度的表达式为：__________________________________________(用Δt1、Δt2、D、x表示)．参考答案：9.(3分)质量相等的冰、水、水蒸气，它们的分子个数

，它们分子的平均动能

，它们的内能

。（填“相同”或“不同”）参考答案：

答案：相同

不同

不同10.在平直的公路上，自行车与同方向行驶的汽车同时经过A点。自行车做匀速运动，速度为6m/s．汽车做初速度为10m/s(此即为汽车过A点的速度)、加速度大小为0.5m/s2的匀减速运动．则自行车追上汽车所需时间为

s，自行车追上汽车时，汽车的速度大小为

m/s，自行车追上汽车前，它们的最大距离是

m。参考答案：16；2；1611.在探究物体的加速度a与物体所受外力F、物体质量M间的关系时，采用如下图所示的实验装置小车及车中的砝码质量用M表示，盘及盘中的砝码质量用m表示．(1)当M与m的大小关系满足________时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力．(2)另两组同学保持小车及车中的砝码质量M一定，探究加速度a与所受外力F的关系，由于他们操作不当，这两组同学得到的a－F关系图象分别如图1和图2所示，其原因分别是：图1：________________________________________图2：________________________________________参考答案：m?M、m过大(或M过小)，造成m不是远小于M、没有平衡摩擦力或木板的倾角过小12.某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中，设计出如下的实验方案，其实验装置如图所示。已知小车质量M=214.6g，砝码盘质量m0=7.4g，所使用的打点计时器的交流电频率=50Hz。其实验步骤是：

A．按图中所示安装好实验装置

B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动

C．取下细绳和砝码盘，记下砝码盘中砝码的质量m

D．先接通电源，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求得小车的加速度a

E．重新挂上细绳和砝码盘，改变砝码盘中砝码质量，重复B~D步骤，求得小车在不同合外力F作用下的加速度，回答以下问题：（1）按上述方案做实验，是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？______（填“是”或“否”）。（2）实验中打出的一条纸带如图所示，由该纸带可求得小车的加速度a=_______m/s2。（3）某同学将有关数据填入他所设计的表格中，并根据表中的数据画出a-F图像（如图），造成图线不过坐标原点最主要的一条原因是________，由该图线延长线与横轴的交点可求出的物理量是________，其大小是___________。

参考答案：（1）否

（2）0.77

（3）在计算小车所受的合外力时未计入砝码盘的重力;砝码盘重力；

0.0713.右图为小车做直线运动的s－t图，则小车在BC段做______运动，图中B点对应的运动状态的瞬时速度大小是______m/s。参考答案：匀速

1.6-2.1

三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（12分）位于处的声源从时刻开始振动，振动图像如图，已知波在空气中传播的速度为340m/s，则：

（1）该声源振动的位移随时间变化的表达式为

mm。（2）从声源振动开始经过

s，位于x=68m的观测者开始听到声音。（3）如果在声源和观测者之间设置一堵长为30m，高为2m，吸音效果良好的墙，观测者能否听到声音，为什么？参考答案：答案：（1）（4分）；（2）（4分）0.2；（3）（4分）能。因为声波的波长与障碍物的高度差不多，可以发生明显的衍射现象，所以，观察者能够听到声音。15.将下图中的电磁铁连入你设计的电路中（在方框内完成），要求：A．电路能改变电磁铁磁性的强弱；B．使小磁针静止时如图所示。参考答案：（图略）要求画出电源和滑动变阻器，注意电源的正负极。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，质量M=8kg的小车放在水平光滑的平面上，在小车左端加一水平推力F=8N，当小车向右运动的速度达到1.5m/s时，在小车前端轻轻地放上一个大小不计，质量为m=2kg的小物块，物块与小车间的动摩擦因数为0.2，小车足够长.求：（1）小物块放上后，小物块及小车的加速度各为多大？（2）经多长时间两者达到相同的速度？（3）从小物块放上小车开始，经过t=1.5s小物块通过的位移大小为多少？(取g=l0m/s2).参考答案：且加速度:---------------（1分）这0.5s内的位移:-------（1分）通过的总位移--------------（1分17.如图所示，在xOy直角坐标平面内﹣0.05m≤x＜0的区域有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=0.4T，0≤x≤0.08m的区域有沿﹣x方向的匀强电场．在x轴上坐标为（﹣0.05m，0）的S点有一粒子源，它一次能沿纸面同时向磁场内每个方向发射一个比荷=5×107C/kg，速率v0=2×106m/s的带正电粒子．若粒子源只发射一次，其中只有一个粒子Z恰能到达电场的右边界，不计粒子的重力和粒子间的相互作用（结果可保留根号）．求：（1）粒子在磁场中运动的半径R；（2）第一次经过y轴的所有粒子中，位置最高的粒子P的坐标；（3）电场强度E．参考答案：解：（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有

qv0B=m

可得R==（2）在y轴上位置最高的粒子P的运动轨迹恰与y轴相切于N点，如图所示，

N点到x轴的竖直距离L满足：

L2+（R﹣dB）2=R2；

解得：L=5cm=

即粒子P的位置坐标为（0，）．（3）用dE表示电场的宽度．

对Z粒子在电场中运动，由动能定理有：

qEdE=mv02①

代入数据解得：E=5.0×105N/C答：（1）粒子在磁场中运动的半径R为0.1m．（2）第一次经过y轴的所有粒子中，位置最高的粒子P的坐标为（0，）．（3）电场强度E为5.0×105N/C．【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动．【分析】（1）由洛仑兹力提供向心力可求出带电粒子以一定的速度在磁场中做匀速圆周运动的半径．（2）当以某一方向射出的粒子的轨迹恰与y轴相切时，粒子打击的位置最高，由几何关系能求出相切点到x轴的距离，从而也就求出了最高点P的位置坐标．（3）以某一方向从O点出发做匀速圆周运动后，垂直于y轴方向进入电场，恰好到达电场的右边界，由动能定理克服电场力做的功等于粒子动能的减少量，从而能求出电场强度的大小．18.如图所示，用长为L不可伸长的细线连结质量为m的小球，绳的O端固定，另用细线AB将小球拉起使细线OA与水平方向成30°角．现将AB线从A处剪断．求：（1）剪断细线AB的瞬间小球的加速度；（2）剪断细线AB后小球落到最低点时细线L中的张力．参考答案：（1）剪断细线AB后，细线L中的拉力立即消失，小球只受