山西省运城市闻喜中学附属中学2021年高三物理上学期期末试卷含解析

山西省运城市闻喜中学附属中学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，在斜面上有四条光滑细杆，其中OA杆竖直放置，OB杆与OD杆等长，OC杆与斜面垂直放置，每根杆上都套着一个小滑环（图中未画出），四个环分别从O点由静止释放，沿OA、OB、OC、OD滑到斜面上所用的时间依次为t1、t2、t3、t4．下列关系不正确的是（）A．t1＞t2 B．t1=t3 C．t2=t4 D．t2＜t4参考答案：C【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．【分析】根据等时圆模型，可知从圆上最高点沿任意一条弦滑到底所用时间相同，故沿OA和OC滑到底的时间相同，OB不是一条完整的弦，时间最短，OD长度超过一条弦，时间最长．【解答】解：以OA为直径画园，根据等时圆模型，对小滑环，受重力和支持力，将重力沿杆的方向和垂直杆的方向正交分解，根据牛顿第二定律得小滑环做初速为零的匀加速直线运动的加速度为a=gcosθ（θ为杆与竖直方向的夹角）由图中的直角三角形可知，小滑环的位移S=2Rcosθ所以t==，t与θ无关，可知从圆上最高点沿任意一条弦滑到底所用时间相同，故沿OA和OC滑到底的时间相同，即t1=t3，OB不是一条完整的弦，时间最短，即t1＞t2，OD长度超过一条弦，时间最长，即t2＜t4．故ABD正确，C不正确因选不正确的，故选：C2.如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路，虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在平面。回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是：A、感应电流方向不变 B、CD段直导线始终不受安培力C、感应电动热是大值 D、感应电动势平均值参考答案：AC3.关于电容器的电容C、电压U和所带电荷量Q之间的关系。以下说法正确的是A．C由U确定B．C由Q确定C．C一定时，Q与U成正比D．C一定时，Q与U成反比参考答案：答案：C解析：电容器的电容C由电容器本身决定，与电压U和所带电荷量Q无关，根据可知，选项C正确。4.

一束可见光射到置于空气中的平行玻璃砖上，穿过玻璃砖后从下表面射出，变为a、b两束平行单色光，如图所示。如果光束b是蓝光，则光束a可能是（

）

A.红光 B.黄光

C.绿光

D.紫光参考答案：答案：D

5.如图，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则（

）A.电压表读数减小B.电流表读数减小C.质点P将向上运动D.R3上消耗的功率逐渐增大参考答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一物块以一定的初速度冲上斜面，利用速度传感器可以在计算机屏幕上得到其速度大小随时间的变化关系图象如图所示，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2.则：物块下滑时的加速度大小为

；物块与斜面间的动摩擦因数为

。.参考答案：2m/s2

，

7.（2分）如图所示，劲度系数为k1的轻弹簧两端分别与质量为m1、m2的物块1、2拴接，劲度系数为k2的轻质弹簧上端与物体2拴接，下端压在桌面上(不拴接)，整个系统处于平衡状态，现用力将物体1缓慢竖直上提，直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面，在此过程中，物块2的重力势能增加了

，物块1的重力势能增加了

。

参考答案：

答案：

8.为了测量某材质木块与牛皮纸之间的动摩擦因数，一位同学设计了如下实验：如图所示，在斜面和水平面上贴上待测牛皮纸，保证木块放在斜面顶端时能加速下滑，斜面与水平面间平滑连接。让木块从斜面顶端由静止开始下滑时，该同学只用一把刻度尺就完成了测量任务（重力加速度g为已知）。（1）该同学需要测量的物理量是_____________。（用文字和字母符号来表示）（2）动摩擦因数的表达式=______________（用所测量物理量的符号表示）。参考答案：（1）释放点与水平面的高度差h，木块静止点与释放点间的水平距离s（2分）（2）h/s（3分）9.如图所示，光滑斜面的倾角为q，有两个相同的小球，分别用光滑挡板A、B挡住，挡板A沿竖直方向。挡板B垂直于斜面，则两挡板受到小球压力的大小之比为_______，斜面受到两个小球压力大小之比为__________。参考答案：1/cosq，1/cos2q10.（2分）分子间同时存在着引力和斥力，若分子间的距离等于r0时，引力和斥力大小相等．则当r＞r0时，引力

斥力；当r＜r0时，引力

斥力．（填“大于”、“小于”或“等于”）参考答案：

答案：大于；小于11.卢瑟福用a粒子轰击氮核时发现了质子.完成其核反应方程：N+He→

.参考答案：O+H12.在实验室中用螺旋测量金属丝的直径时，如图所示，由图可知金属丝的直径是

mm．参考答案：5.615解：螺旋测微器的固定刻度为5.5mm，可动刻度为11.5×0.01mm=0.115mm，所以最终读数为5.5mm+0.115mm=5.615mm．故答案为：5.61513.如图，在斜面顶端先后水平抛出同一小球，第一次小球落到斜面中点，第二次小球落到斜面底端。则两次小球运动时间之比t1∶t2=________；两次小球落到斜面上时动能之比EK1∶EK2=________。参考答案：

答案：，三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.有一游标卡尺，主尺的最小分度是1mm，游标上有20个小的等分刻度。用它测量一小球的直径，如图1所示的读数是

mm。

用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，如图2所示的读数是

mm。

参考答案：13.55

0.680

15.如图1所示为一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E、F、G为相邻的计数点，相邻计数点的时间间隔T＝0.1s.图1(1)在如图2所示的坐标系中作出小车的vt图线．图2(2)将图线延长与纵轴相交，交点的速度大小是______cm/s，此速度的物理意义是________________________________________________________________________．(3)小车的加速度大小是________．参考答案：(2)由图中可以读出，图线与纵轴交点的速度大小为11.6cm/s，此速度表示A点的瞬时速度．(3)利用斜率求加速度a＝≈0.5m/s2.

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，一质量为m＝1kg的小物块轻轻放在水平匀速运动的传送带上的A点，随传送带运动到B点，小物块从C点沿圆弧切线进入竖直光滑的半圆轨道恰能做圆周运动．已知圆弧半径R＝0.9m，轨道最低点为D，D点距水平面的高度h＝0.8m．小物块离开D点后恰好垂直碰击放在水平面上E点的固定倾斜挡板．已知物块与传送带间的动摩擦因数＝0.3，传送带以5m/s恒定速率顺时针转动（g取10m/s2），试求：（1）传送带AB两端的距离；（2）小物块经过D点时对轨道的压力的大小；（3）倾斜挡板与水平面间的夹角的正切值．参考答案：本题主要考察牛顿定律、物体作圆周运动的临界点、动能定理及平抛运动等知识点。属简单题型。（1）对小物块，在C点恰能做圆周运动，由牛顿第二定律得：

，

则．…………………（2分）由于，小物块在传送带上一直加速，则由A到B有，…………，所以传送带AB两端的距离=1.5m．………（2）对小物块，由C到D有，……………在D点FN—mg＝，代入数据解得FN＝60N．……由牛顿第三定律知小物块对轨道的压力大小为（3）小物块从D点抛出后做平抛运动，则，解得t＝0.4s．……………将小物块在E点的速度进行分解得．………………17.如图所示，一半径r=0.2m的1/4光滑圆弧形槽底端B与水平传带相接，传送带的运行速度为v0=4m/s，长为L=1.25m,滑块与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,DEF为固定于竖直平面内的一段内壁光滑的中空方形细管，EF段被弯成以O为圆心、半径R=0.25m的一小段圆弧，管的D端弯成与水平传带C端平滑相接，O点位于地面，OF连线竖直．一质量为M=0.2kg的物块a从圆弧顶端A点无初速滑下，滑到传送带上后做匀加速运动，过后滑块被传送带送入管DEF，管内顶端F点放置一质量为m=0.1kg的物块b．已知a、b两物块均可视为质点，a、b横截面略小于管中空部分的横截面，重力加速度g取10m/s2.求：（1）滑块a到达底端B时的速度vB；

（2）滑块a刚到达管顶F点时对管壁的压力；

（3）滑块a滑到F点时与b发生完全非弹性正碰，飞出后落地，求滑块a的落地点到O点的距离x（不计空气阻力）。参考答案：解析：(1)设滑块到达B点的速度为vB，由机械能守恒定律，有

=2m/s(2)滑块在传送带上做匀加速运动，受到传送带对它的滑动摩擦力，由牛顿第二定律Mg=Ma

滑块对地位移为L，末速度为vC，设滑块在传送带上一直加速由速度位移关系式

得vC=3m/s<4m/s，可知滑块与传送带未达共速滑块从C至F，由机械能守恒定律，有

得

在F处由牛顿第二定律

得FN=1.2N

由牛顿第三定律得管上壁受压力为1.2N,压力方向竖直向上（3）由题意知碰后物块a、b共速，设速度为,碰撞过程由动量守恒得

得

离开F点后物块a、b一起做平抛运动

…

18.如图所示，在半径为的圆形区域内有水平向里的匀强磁场，磁感应强度B，圆形区域右侧有一竖直感光板，从圆弧顶点P以速率的带正电粒子平行于纸面进入磁场，已知粒子的质量为m，电量为q，粒子重力不计。⑴若粒子对准圆心射入，求它在磁场中运动的时间；⑵若粒子对准圆心射入，且速率为，求它打到感光板上时速度的垂直分量；⑶若粒子以速度从P点以任意角入射，试证明它离开磁场后均垂直打在感光板上。参考答案：（1）设带电粒子进入磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为，由牛顿第二定律得带电粒子在磁场中的运动轨迹为四