山西省长治市屯留第二中学2021-2022学年高三物理上学期期末试卷含解析

山西省长治市屯留第二中学2021-2022学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.(多选题)如图所示，两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的M、N两小孔中，O为M、N连线中点，连线上a、b两点关于O点对称。导线均通有大小相等、方向向上的电流。已知长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度，式中k是常数、I是导线中电流、r为点到导线的距离。一带正电的小球以初速度v0从a点出发沿连线运动到b点。关于上述过程，下列说法正确的是（

）A．小球先做加速运动后做减速运动B．小球一直做匀速直线运动C．小球对桌面的压力先减小后增大D．小球对桌面的压力一直在增大参考答案：BD2.如图所示，处于真空中的匀强电场与水平方向成15o角，AB直线与场强E互相垂直．在A点，以大小为vo的初速度水平抛出一质量为m，带电荷量为+q的小球，经时间t，小球下落一段距离过C点（图中未画出）时其速度大小仍为vo，在小球由A点运动到C点的过程中，下列说法正确的是

A．电场力对小球做功为零B．小球的电势能增加C．小球机械能增加D．C点可能位于AB直线的左方参考答案：B3.（单选）人从高处跳到低处时，为了安全，一般都是让脚尖部分先着地．这是为了A．减小冲量B．使动量的增量变得更小C．增长和地面的冲击时间，从而减小冲力D．增大人对地的压强，起到安全作用参考答案：解：人在和地面接触时，人的速度减为零，由动量定理可知（F﹣mg）t=△mv；而脚尖着地可以增加人着地的时间，可以减小动量的变化率，故减小受到地面的冲击力；故选：C．4.如图所示，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，电场和磁场相互垂直。在电磁场区域中，有一个竖直放置的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球。O点为圆环的圆心，a、b、c为圆环上的三个点，a点为最高点，c点为最低点，Ob沿水平方向。已知小球所受电场力与重力大小相等。现将小球从环的顶端a点由静止释放。下列判断正确的是（

）A．当小球运动的弧长为圆周长的1/4时，洛仑兹力最大B．当小球运动的弧长为圆周长的1/2时，洛仑兹力最大C．小球从b点运动到c点，电势能增大，动能先增大后减小D．小球从a点到b点，重力势能减小，电势能增大参考答案：C5.（单选）如图所示，MON为固定的“L”形直角光滑绝缘板，ON置于水平地面上，P为一可移动的光滑绝缘竖直平板．现有两个带正电小球A、B，小球A置于“L”形板的直角处，小球B靠在P板上且处于静止状态，小球A、B位于同一竖直平面内，若将P板缓慢向左平移，则下列说法正确的是(D)A．B对P板的压力变大B．A对ON板的压力变小C．A、B间的距离不变D．A、B系统的电势能减小参考答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（实验）（2013?朝阳区一模）（2）某学校的学生为了测定物块与桌面之间的动摩擦因数，想出了很多方法．①其中甲同学采用了如图4所示的装置进行实验，他使物块在重物的牵引下开始运动，当重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上．实验中甲同学用打点计时器记录了物块的运动，图5为他截取的一段纸带，记录了物块做匀减速运动过程的信息，1、2、3、4、5是他选取的计数点，相邻两个计数点之间还有四个点未画出．已知打点计时器电源的频率为50Hz．根据纸带可求出物块做减速运动过程中的加速度大小a=

m/s2（保留两位有效数字）．若当地的重力加速度大小为9.8m/s2，则物块与桌面的动摩擦因数μ1=

（保留两位有效数字），该测量结果比动摩擦因数的真实值

（填“偏大”或“偏小”）．②乙同学采用了如图6所示的另一套装置进行实验，使物块A位于水平桌面的O点时，重物B刚好接触地面．将A拉到P点，待B稳定后由静止释放，A最终滑到Q点．分别测量OP、OQ的长度h和s．改变h，重复以上的操作，分别测出以下几组实验数据．

123456h/cm10.020.030.040.050.060.0s/cm9.512.528.539.048.056.5

乙同学在图7中已标出第1、2、3、5、6组数据对应的坐标点，请你在图中标出第4组数据对应的坐标点，并画出s﹣h关系图线．实验中测得A、B的质量之比mA：mB=4：5，则根据s﹣h图线计算出物块A与桌面间的动摩擦因数μ2=

．参考答案：①2.0；0.2；偏大．②0.4探究影响摩擦力的大小的因素解：①、由打点计时器电源的频率为50Hz，相邻两个计数点之间还有四个点未画出，可知相邻计数点间的时间为T=0.1s，进而由逐差法可得加速度为：物体受摩擦力作用而减速运动，可得：μMg=Ma解得：由于实际在减速阶段产生的加速度的力是滑动摩擦力和纸带受的阻力，所以计算结果比动摩擦因素的真实值偏大．②、如图：B下落至临落地时根据动能定理有：在B落地后，A运动到Q，有：解得：A、B的质量之比mA：mB=4：5，在s﹣h图象上任取一组数据h=10cm，s=9.5cm，代入可以得：．答：①2.0；0.2；偏大．②0.4．7.参考答案：8.(5分)如图所示，一定质量的理想气体可由状态1经等容过程到状态2，再经等压过程到状态3，也可先经等压过程到状态4，再经等容过程到状态3。已知状态1的温度和状态3的温度相同，状态2的温度为T2，状态4的温度为T4，则状态1和状态3的温度T1=T3=

。参考答案：

答案：9.一定质量的理想气体由状态A经状态B变化到状态C的p-V图象如图所示．在由状态A变化到状态B的过程中，理想气体的温度

▲

（填“升高”、“降低”或“不变”）．在由状态A变化到状态C的过程中，理想气体吸收的热量

▲

它对外界做的功（填“大于”、“小于”或“等于”）参考答案：升高（2分），等于10.如图所示，将边长为a、质量为m、电阻为R的正方形导线框竖直向上抛出，穿过宽度为b、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里。线框向上离开磁场时的速度刚好是进入磁场时速度的一半，线框离开磁场后继续上升一段高度，然后落下并匀速进入磁场。整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力Ff，且线框不发生转动，则：线框在上升阶段刚离开磁场时的速度v1=

，线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热Q=

。参考答案：11.A.两颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，若运行线速度之比是v1∶v2＝1∶2，则它们运行的轨道半径之比为__________，所在位置的重力加速度之比为4∶1，1∶162012学年普陀模拟21A__________。参考答案：4∶1，1∶16 12.一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

，

13.汽车发动机的功率为50kW，若汽车总质量为5×103kg，在水平路面上行驶时，所受阻力大小恒为5×103N，则汽车所能达到的最大速度为________m/s，若汽车以0.5m/s2的加速度由静止开始做匀加速运动，这一过程能维持的时间为________s。参考答案：10

40/3三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.有一条小渠，其底部是半径很大的圆弧，小明同学运用所学的物理知识设计出一种测量该小渠底部的圆弧半径的方法，如图甲所示。可提供的器材有小车、光滑长木板、刻度尺、打点计时器、低压交流电源、导线、纸带、细绳、复写纸片和米尺等。(设小车在长木板和小渠底部运动所受的阻力很小可忽略不计，已知重力加速度为g)首先用小条点迹比较清晰的纸袋，舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每两个打点间隔取一个计数点，如图丙中0、1、2……6点所示；c.测量1、2、3……6计数点到0计数点的距离，分别记作：s1、s2、s3……s6；d.通过测量和计算，该同学判断出小车沿平板做匀加速直线运动；e.分别计算出s1、s2、s3……s6与对应时间的比值、……；f.以为纵坐标、t为横坐标，标出与对应时间t的坐标点，画出图线。综合上述实验步骤，请你完成下列任务：（1）该同学根据实验数据画出图为一直线，并求得直线的斜率为，则小车沿长木板运动的加速度大小为___________;(2)若用米尺测量出长木板的长度为L，则求出底部的圆弧半径R=____________。参考答案：(1)（3分）(2)（3分）

解析：（1）小车做匀加速直线运动，所以，故图像的斜率,所以a=2k(2)设小车到底部所用时间为t,木板与水平方向夹角a，，。带入，解得R=15.电池的内阻很小，不便于直接测量。某探究小组的同学将一只2.5Ω的保护电阻R0与电池串联后再用电流表和电压表测电池的电动势和内阻，实验电路如图所示。①按电路原理图把实物电路补画完整；②实验中测定出了下列数据：R1885

请根据数据在坐标图中画出I-U图象。连线时，有一组数据是弃之不用的，原因是

③由I-U图象得出电池的电动势为

，内阻为

。参考答案：.①实物电路图连接如图所示（2分）；②U-I图象如图所示（2分），数据存在严重错误（2分）③1.5V(2分）,0.50(2分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图，AB为粗糙的长直斜面，动摩擦因数μ=0.4，与水平方向的夹角θ=37°，BC为光滑水平面，CDE为光滑曲面，B、C两接口处均光滑连接。D、E两点离水平地面的高度分别为h1＝8.64m，h2＝4m。一质量m＝0.20kg的滑块由斜面上某一点P从静止开始下滑，在斜面上始终受一水平向右恒力F=1N的作用，到达B点时立即撤去拉力F，从P点到达C点共经历t＝3s。已知PB与BC长度之和为32m。求：（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g=10m/s2）（1）滑块沿AB段运动时加速度a和所用时间t1；（2）若水平向右恒力F大小可调，则恒力F在何范围内可使滑块沿PB、BC运动越过曲面落地。某同学对第二问的解答如下：若要使滑块越过曲面落地，则离开曲面E点时的速度至少为0。从P点至E点列出动能定理。即可求得所需的最小恒力。请判断该同学的解答是否正确，并说明理由，若该同学解答错误则求出正确的恒力范围。参考答案：（1）由牛顿第二定律 Fcosq+mgsinq-mN＝ma ① （1分）由垂直斜面方向受力平衡可得 N=mgcosq-Fsinq②联立①②可得加速度 a＝8m/s2 （1分）S=S1+S2= （1分）得 t1=2s （1分）（2）该同学回答错误。 （1分）错误1：至少滑到D点速度为0才可以越过曲面落地。 （1分）错误2：在斜面上力F不能过大，否则物块将离开斜面运动。 （1分）从P至D动能定理 （1分）得 F1=0.5N （1分）F2sinq=mgcosq （1分）得 F2=2.67N （1分）所以恒力F的范围应该为 即 17.如图所示，光滑水平面上放置质量均为＝2kg的甲、乙两辆小车，两车之间通过一感应开关相连(当滑块滑过感应开关时，两车自动分离)．甲车上表面光滑，乙车上表面与滑块P之间的动摩擦因数＝0.5.一根通过细线拴着且被压缩的轻质弹簧固定在甲车的左端，质量为＝1kg的滑块P(可视为质点)与弹簧的右端接触但不相连，此时弹簧的弹性势能＝10J，弹簧原长小于甲车长度，整个系统处于静止状态．现剪断细线，求：(1)滑块P滑上乙车前的瞬时速度的大小．

(2)滑块P滑上乙车后最终未滑离乙车，滑块P在乙车上滑行的距离．()参考答案：(1)

4m/s

(2)18.

（15分）中子星是恒星演化过程的一种结果，它的密度很大。现有一中子星，观测到它的自转周期为T=s。问该中子星的最小密度应是多少才能维持该星体的稳定，不致因旋转而瓦解。计算时星体可视为均匀球体。（引力常数G=6.67×10－11m3/kg·s2）参考答案：解析：考虑中子星赤道处一小块物质，只有当它受到的万有引力大于或等于它随星体一起旋转所需的向心力时，中子星才会瓦解。设中子星的密度为ρ，质量为M，半径为R，自转角速度为ω，位