2021年山西省运城市平陆中学高三物理上学期期末试卷含解析

2021年山西省运城市平陆中学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，在地面上方的A点以Ek1=4.0J的初动能水平抛出一小球，小球刚要落地时的动能Ek2=13.0J，落地点在B点．不计空气阻力，则A、B两点的连线与水平面间的夹角约为：A．30°

B．37°

C．45°

D．60°参考答案：B2.如图所示，物体A的质量为2m，物体B的质量为m，A与地面间的动摩擦因数为，B与地面间的摩擦不计，用水平力F向右推A使A、B一起加速运动，则B对A的作用力大小为

A． B．

C．

D．参考答案：B3.如图所示，A、B分别表示某一个门电路两个输入端的信号，Z表示该门电路输出端的信号，则根据它们的波形可以判断该门电路是（

）（A）“与”门

（B）“或”门

（C）“非”门

（D）“与非”门参考答案：A4.先后用相同材料制成的橡皮条彼此平行的沿水平方向拉同一质量为m的物块，且每次橡皮条的伸长量均相同，物块m在橡皮条拉力的作用下所产生的加速度a与所用橡皮条的数目n的关系如图所示，若更换物块所在水平面的材料，再重复这个实验，则图中直线与水平轴线间的夹角将：

A.变小

B.不变C.变大

D.与水平面的材料有关参考答案：B5.（单选）如图，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路．若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是（）A．线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流B．穿过线圈a的磁通量变小C．线圈a有扩张的趋势D．线圈a对水平桌面的压力FN将增大参考答案：考点：楞次定律．专题：电磁感应与电路结合．分析：此题的关键首先明确滑动触头向下滑动时通过判断出线圈b中的电流增大，然后根据楞次定律判断出线圈a中感应电流的方向．本题利用“楞次定律的第二描述”求解将更为简便．解答：解：A、B：当滑动触头P向下移动时电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知通过线圈b的电流增大，从而判断出穿过线圈a的磁通量增加方向向下，所以B错误；根据楞次定律即可判断出线圈a中感应电流方向俯视应为逆时针，A错误．C、再根据微元法将线圈a无线分割根据左手定则不难判断出线圈a应有收缩的趋势，或直接根据楞次定律的第二描述“感应电流产生的效果总是阻碍引起感应电流的原因”，因为滑动触头向下滑动导致穿过线圈a的磁通量增加，故只有线圈面积减少时才能阻碍磁通量的增加，故线圈a应有收缩的趋势，C错误；D、开始时线圈a对桌面的压力等于线圈a的重力，当滑动触头向下滑动时，可以用“等效法”，即将线圈a和b看做两个条形磁铁，不难判断此时两磁铁的N极相对，互相排斥，故线圈a对水平桌面的压力将增大，所以D正确．故选D．点评：首先应掌握楞次定律的基本应用，楞次定律的第二描述是能量守恒定律在电磁感应现象中得出的必然结果．一般在解决有关相对运动类问题时用楞次定律的第二描述将会非常简便．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示是甲、乙、丙三个物体做直线运动的s-t图像，比较三物体的

(1）位移大小：

；

(2）路程

；

(3）平均速度的大小

。参考答案：、、7.如图所示，垂直纸面向里的磁感应强度为B的有界方形匀强磁场区域，有一个由均匀导线制成的单匝矩形线框abcd，线框以恒定的速度v沿垂直磁场边界方向运动，运动中线框dc边始终与磁场右边界平行，线框边长ad＝l，cd＝2l，线框导线的总电阻为R，则线框离开磁场的过程中流过线框截面的电量为_____，线框产生的热量可能为_______。参考答案：

或8.在“验证牛顿运动定律”实验中，所用的实验装置如图所示。在调整带滑轮木板的倾斜程度时，应使小车在不受牵引力时能拖动纸带沿木板匀速运动。小车的质量为M，盘和盘中重物的总质量为m，保持M不变，研究小车的加速度与力的关系时，在

条件下，mg近似等于小车运动时所受的拉力。实验中打出的一条纸带如下图所示，纸带上相邻两个计数点之间有四个实际点未画出，已知交流电频率为50HZ，AB=19.9mm，AC=49.9mm，AD=89.9mm，AE=139.8mm，则打该纸带时小车的加速度大小为

m/s2(保留两位有效数字)参考答案：m<<M，1.0以整体为研究对象有mg=（m+M）a，解得，以M为研究对象有绳子的拉力F=Ma显然要有F=mg必有m+M=M，故有m＜＜M，即只有m＜＜M时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和重物的总重力。利用纸带及已知数据结合匀变速直线运动的推论△x=aT2求加速度。9.（4分）有两个单摆做简谐运动，位移与时间关系是：x1=3asin(4πbt+)和x2=9asin(8πbt+)，其中a、b为正的常数，则它们的：①振幅之比为__________；②摆长之比为_________。参考答案：①1：3②4：110.如图所示，是一列横波在某一时刻的波形图象．已知这列波的频率为5Hz，此时的质点正向轴正方向振动，由此可知：这列波正在沿轴

(填“正”或“负”)方向传播，波速大小为

m/s.参考答案：负，1011.如图所示，把电量为－5×10－9C的电荷，从电场中的A点移到B点，其电势能

（选填“增大”、“减小”或“不变”）；若A点的电势UA＝15V，B点的电势UB＝10V，则此过程中电场力做的功为

J。参考答案：答案：增大，－2.5×10－8

解析：将电荷从从电场中的A点移到B点，电场力做负功，其电势能增加；由电势差公式UAB=，W=qUAB=－5×10―9×(15－10)J=－2.5×10－8J。23、如图所示，一名消防队员在模拟演习训练中，沿着长为12m的竖立在地面上的钢管住下滑．已知这名消防队员的质量为60㎏，他从钢管顶端由静止开始先匀加速再匀减速下滑，滑到地面时速度恰好为零。如果他加速时的加速度大小是减速时的2倍，下滑的总时间为3s，那么该消防队员加速与减速过程的时间之比为____________，加速与减速过程中所受摩擦力大小之比为____________。参考答案：1:2，1:713.要测定个人的反应速度，按图所示，请你的同学用手指拿着一把长30cm的直尺，当他松开直尺，你见到直尺向下落下，立即用手抓住直尺，记录抓住处的数据，重复以上步骤多次．现有A、B、C三位同学相互测定反应速度得到的数据，如下表所示（单位：cm）。这三位同学中反应速度最快的是________，他的最快反应时间为________s．（g=10m/s2）

第一次第二次第三次A252426B282421C242220参考答案：三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学对实验室的一个多用电表中的电池进行更换时，发现里面除了一节1．5V的干电池外，还有一个方形的层叠电池。为测定层叠电池的电动势和内电阻，实验室中提供如下器材：A．电流表Al(满偏电流10mA，内阻10Ω)；B．电流表A2(0～0．6～3A，内阻未知)；C．滑动变阻器R0(0～100Ω，1．0A)；D．定值电阻R(阻值990Ω)；E．开关S与导线若干。(1)该同学根据现有的实验器材，设计了如图甲所示的电路，请你按照电路图在图乙中完成实物连线。(2)该同学根据上述设计的实验电路测出多组数据，绘出如图丙所示的I1一I2图线(I1为电流表A1的示数，J2为电流表A2的示数)，则由图线可以得到被测电池的电动势E=

V，内

阻r=

Ω。(保留两位有效数字)参考答案：(1)连线如图所示；(2)根据闭合电路欧姆定律有E=I1R+(I1+I2)r，整理得I1=－·I2，图线的斜率表示，即=，解得r=10Ω；图线在纵轴的截距表示，将图线延长与纵轴相交得截距为9．0mA，则9.0×10-3=，解得：E＝9．0V。15.在一次探究小灯泡的伏安特性曲线的实验中，所用器材有：灯泡L，量程恰当的电流表A和电压表V，直流电源E，滑动变阻器R，开关S，要求灯泡两端电压从零开始变化．（1）图所示为某同学已连接的实物电路，经检查，发现电路中缺少一根导线，请你帮助他找到这根导线的位置，并画在图中。（2）若该同学在如图所示状态完成了最后一根导线的连接，请指出其中仅有的两个不当之处：① ；② .（3）电路连接正确后，分别测得两只灯泡L1、L2的伏安特性曲线，如图甲中的Ⅰ和Ⅱ所示，然后将灯泡L1和L2与电池组（电动势和内阻均恒定）连成如图乙所示的电路。多次测量后得到通过L1和L2的电流平均值分别为0.30A和0.60A。请根据以上结果，在图甲中画出该电池组路端电压和干路电流的关系曲线。（4）由该曲线可以得知电池组的电动势为________V，内阻为________Ω。（结果取两位有效数字）参考答案：（1）电路如图所示．（2）①开关应处于断开状态进行连线②滑动变阻器的滑片P应拨至b端（3）如图所示（4）4.0～4.51.7~2.0四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图甲所示，A、B两物体与水平面间的动摩擦因数相同，A的质量为3kg.A以一定的初速度向右滑动，与B发生碰撞，碰前A的速度变化如图乙中图线Ⅰ所示，碰后A、B的速度变化分别如图线Ⅱ、Ⅲ所示，g取10m/s2，求：(1)A与地面间的动摩擦因数．(2)物体B的质量．参考答案：【知识点】动量定理；动摩擦因数；动量守恒定律．F2F3【答案解析】(1)0.1(2)1kg解析：(1)由图乙知A的加速度a＝＝m/s2＝－1m/s2，所以A与水平面间的动摩擦因数μ＝－＝0.1.(2)由图乙得碰后A的速度vA＝1m/s，B的速度vB＝3m/s，碰撞前后A、B组成的系统动量守恒，则mAv1＝mAvA＋mBvB，可得mB＝1kg.【思路点拨】（1）碰撞前A做匀减速直线运动，根据v-t图象得到加速度，根据牛顿第二定律确定动摩擦因素；（2）由图象得到碰撞前后两个物体的运动速度，然后根据动量守恒定律列式求解．本题关键是根据图象得到两个物体碰撞前后的运动规律，而碰撞过程动量守恒，根据守恒定律列式求解．17.一定质量的理想气体，经过如图所示的由A经B到C的状态变化.设状态A的温度为400K.求：①状态C的温度Tc为多少K？②如果由A经B到C的状态变化的整个过程中，气体对外做了400J的功，气体的内能增加了20J，则这个过程气体是吸收热量还是放出热量？其数值为多少？参考答案：①由理想气体状态方程，=,解得状态C的温度Tc=320K。②由热力学第一定律，△U=Q+W，解得Q=420J，气体吸收热量。18.如图甲所示，建立Oxy坐标系，两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称，极板长度和板间距均为l，第一四象限有磁场，方向垂直于Oxy平面向里．位于极板左侧的粒子源沿x轴间右连续发射质量为m、电量为+q、速度相同、重力不计的带电粒子在0～3t0时间内两板间加上如图乙所示的电压（不考虑极边缘的影响）．已知t=0时刻进入两板间的带电粒子恰好在t0时刻经极板边缘射入磁场．上述m、q、l、t0、B为已知量．（不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况）（1）求电压U0的大小．（2）求t0时进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径．（3）何时射入两板间的带电粒子在磁场中的运动时间最短？求此最短时间．参考答案：解：（1）t=0时刻进入两极板的带电粒子在电场中做匀变速曲线运动，t0时刻刚好从极板边缘射出，则有y=l，x=l，电场强度：E=…①，由牛顿第二定律得：Eq=ma…②，偏移量：y=at02…③由①②③解得：U0=…④．（2）t0时刻进入两极板的带电粒子，前t0时间在电场中偏转，后t0时间两极板没有电场，带电粒子做匀速直线运动．带电粒子沿x轴方向的分速度大小为：vx=v0=…⑤带电粒子离开电场时沿y轴负方向的分速度大小为：vy=a?t0…⑥带电粒子离开电场时的速度大小为：v=…⑦设带电粒子离开电场进入磁场做匀速圆周运动的半径为R，由牛顿第二定律得：qvB=m…⑧，由③⑤⑥⑦⑧解得：R=…⑨；（3）在t=2t0时刻进入两极板的带电粒子，在电场中做类平抛运动的时间最长，飞出极板时速度方向与磁场边界的夹角最小，而根据轨迹几何知识可知，轨迹的圆心角等于粒子射入磁场时速度方向与边界夹角的2倍，所以在t=2t0时刻进入两极板的带电粒子在磁场中运动时间最短．带电粒子离开磁场时沿y轴正方向的分速度为：vy′=at0…⑩，设带电粒子离开电场时速度方向与y轴正方向的夹角为α，则：tanα=，由③⑤⑩解得：α=，带电粒子在磁场运动的轨迹图如图所示，圆弧所对的圆心角为：2α=，所求最短时间为：tmin=T，带电粒子在磁场中运动的周期为：T=，联立以上两式解得：tmin=；答：（1）电压U0的大小为；（2）t0时刻进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径为；（3）在t=2t0时刻进入两