2021年安徽省宿州市张集中学高三物理上学期期末试题含解析

2021年安徽省宿州市张集中学高三物理上学期期末试题含解析一、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.下列说法正确的是

A．一小段通电直导线在某处不受磁场力的作用．那么该处磁感应强度一定为零

B．当穿过闭合回路的磁通量为0时．回路中不会产生感应电流

C．电场中某点的电场强度与放置在该点的试探电荷无关 D．首先发现电流磁效应的科学家是法拉第参考答案：C若导线放置方向与磁感应强度方向平行，则导线不受磁场力的作用，但该处磁感应强度并不为零，故A错误；只要闭合回路的磁通量发生变化就会产生感应电流，与磁通量是何值没有关系，故B错误；电场中某点的电场强度由电场本身决定，与放置在该点的试探电荷无关，故C正确；首先发现电流磁效应的科学家是奥斯特，故D错误。2.（单选）质量为m的物体，从静止开始以的加速度竖直下落h的过程中，下列说法中正确的是（

） A．物体的机械能守恒 B．物体的机械能减少 C．物体的重力势能减少 D．物体克服阻力做功为参考答案：C3.一弹簧振子做简谐运动，周期为T，下列说法正确的是．(

)A．若t时刻和(t+△t)时刻振子对平衡位置的位移大小相等，方向相同，则△t一定等于T的整数倍B．若t时刻和(t+△t)时刻振子运动速度大小相等，方向相反，则△t一定等于的整数倍C．若△t=，则t和(t+△t)两时刻，振子的位移大小之和一定等于振幅D．若△t＝，则在t时刻和(t+△t)时刻振子速度的大小一定相等参考答案：D4.如图7所示，在x>0、y>0的空间中有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于Oxy平面向里，大小为B。现有一质量为m、电荷量为q的带电粒子，在x轴上到原点的距离为x0的P点，以平行于y轴的初速度射入此磁场，在磁场力作用下沿垂直于y轴的方向射出此磁场，不计重力的影响。下列分析错误的是()图7A．能确定粒子通过y轴时的位置B．能确定粒子速度的大小C．能确定粒子在磁场中运动所经历的时间D．以上三个判断都不对参考答案：D5.（多选）如图所示，在特制的弹簧秤下挂一吊篮A，吊篮内挂一重物B，一人站在吊篮中，当此人用100N的竖直向下的力拉重物时，下列说法中正确的是（）A.弹簧秤示数不变

B.人对底板的压力减小100NC．B的合力增大100N

D．A的合力不变参考答案：ABD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.某实验小组用如图甲所示的装置测量木块与木板间的动摩擦因数μ，提供的器材有：带定滑轮的长木板、打点计时器、交流电源、木块、纸带、米尺、8个质量均为20g的钩码以及细线等。实验操作过程如下：A．长木板置于水平桌面上，带定滑轮的一端伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上并与电源连接，纸带穿过打点计时器并与木块相连，细线一端与木块相连，另一端跨过定滑轮挂上钩码，其余钩码都叠放在木块上；B．使木块靠近打点计时器，接通电源，释放木块，打点计时器在纸带上打下一系列点，记下悬挂钩码的个数n；C．将木块上的钩码逐个移到悬挂钩码端，更换纸带，重复实验操作B；D．测出每条纸带对应木块运动的加速度a，实验数据如表所示。(1)实验开始时，必须调节滑轮高度，保证________________________(2)根据表乙数据，作出a-n图象如图丙；由图线得到μ=____________(g=9.8m/s2)，还可求出的物理量是________________(只需填写物理量名称)。

n

4

5

6

7

8a/(m/s2)0.501.302.203.003.90

参考答案：（1）细线与木板表面平行

（2分）（2）0.29～0.31

（4分）

木块的质量

7.在空中某固定点，悬挂一根均匀绳子，然后让其做自由落体运动。若此绳经过悬点正下方H=20m处某点A共用时间1s(从绳下端抵达A至上端离开A)，则该绳全长为

m。参考答案：158.如图为悬挂街灯的支架示意图，横梁BE质量为6kg，重心在其中点。直角杆ADC重力不计，两端用铰链连接。已知BE=3m，BC=2m，∠ACB=30°，横梁E处悬挂灯的质量为2kg，则直角杆对横梁的力矩为_______N·m，直角杆对横梁的作用力大小为_______N。（重力加速度g=l0m/s2）参考答案：150

150

9.如图所示，正方形容器处在匀强磁场中，一束电子从a孔垂直射入容器中，其中一部分沿c孔射出，一部分从d孔射出，则从两孔射出的电子速率之比vc:vd=

，从两孔中射出的电子在容器中运动的时间之比tc:td=

。参考答案：

答案：2:1

tc:td=1:210.

如图所示，电阻R1=6kΩ，R2=4kΩ，两电压表示数均为35V，当两电压表位置对调后，V1表示数为30V，V2表示数为40V，则V1表的内阻Rv1＝__________,V2表的内阻Rv2＝__________.

参考答案：答案：2.4kΩ，3kΩ11.如图所示的器材可用来研究电磁感应现象及判定感应电流的方向，其中L1为原线圈，L2为副线圈．（1）在给出的实物图中，将实验仪器连成完整的实验电路．（2）在实验过程中，除了查清流入检流计电流方向与指针偏转方向之间的关系之外，还应查清L1和L2的绕制方向（选填“L1”、“L2”或“L1和L2”）．闭合开关之前，应将滑动变阻器的滑动头P处于右端（选填“左”或“右”）．参考答案：考点：研究电磁感应现象．专题：实验题．分析：（1）探究电磁感应现象实验电路分两部分，电源、开关、滑动变阻器、原线圈组成闭合电路，检流计与副线圈组成另一个闭合电路．（2）为探究感应电流方向，应知道检流计指针偏转方向与电流方向间的关系，应根据安培定判断原电流磁场方向与感应电流磁场方向，因此需要知道原线圈与副线圈的绕向；在闭合开关前，滑动变阻器接入电路的指针应为滑动变阻器的最大阻值．解答：解：（1）探究电磁感应现象实验电路分两部分，电源、开关、滑动变阻器、原线圈组成闭合电路，检流计与副线圈组成另一个闭合电路；电路图如图所示；（2）在实验过程中，除了查清流入检流计电流方向与指针偏转方向之间的关系之外，还应查清原线圈L1与副线圈L2的绕制方向．由电路图可知，闭合开关之前，应将滑动变阻器的滑动头P处于右端，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大．故答案为：（1）电路图如图所示；（2）L1和L2；右．点评：知道探究电磁感应现象的实验有两套电路，这是正确连接实物电路图的前提与关键．12.如图所示，矩形线圈面积为S,匝数为N,电阻为r，线圈接在阻值为R的电阻两端，其余电阻不计，线圈绕OO轴以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中匀速转动，电阻R两端电压的有效值为________，在线圈从图示位置（线圈平面与磁场平行）转过90的过程中，通过电阻R的电荷量为________参考答案：13.某同学想设计一个调光电路，现在已有下列器材：一只标有“6V，3W”的灯泡L，一只标有“12Ω，1A”的滑动变阻器，一电源电动势为12V，电源内阻不计，开关一只，导线若干．要想使调光电路的开关闭合后，改变滑动变阻器的滑片P的位置，可使灯泡由正常发光到逐渐变暗，直至熄灭．

（1）为了满足实验设计的要求还需要_________________________（填写实验器材），理由_____________________________________________

_______________________________________________

_______________________________________________

___________________________________________

（2）请在右边的方框内画出符合设计要求的电路图．参考答案：（1）一个分压电阻R0；

若仅用现有器材设计电路其电路图如图所示，通过计算可知，当滑动触片P使灯泡正确发光时，滑动电阻器左边部分电阻为R1=7.42Ω，通过部分的电流将大于1A，所以滑动变阻器将破坏，因此不能满足灯泡正常发光的情况．

（2）电路图如图所示．三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（8分）为确定爱因斯坦的质能方程的正确性，设计了如下实验：用动能为MeV的质子轰击静止的锂核Li，生成两个粒子，测得两个粒子的动能之和为MeV。写出该反应方程，并通过计算说明正确。（已知质子、粒子、锂核的质量分别取、、）参考答案：核反应方程为核反应的质量亏损，由质能方程可得，质量亏损相当的能量MeV而系统增加的能量MeV，这些能量来自核反应中，在误差允许的范围内可认为相等，所以正确。15.为了测量木块与长木板间的动摩擦因数，某同学用铁架台将长板倾斜支在水平桌面上，组成如图甲所示的装置，所提供的器材有：长木板、木块（其前端固定有用于挡光的窄片K）、光电计时器、米尺、铁架台等，在长木板上标出A、B两点，B点处放置光电门（图中未画出），用于记录窄片通过光电门时的挡光时间，该同学进行了如下实验：（1）用游标尺测量窄片K的宽度d如图乙所示，则d=______mm，测量长木板上A、B两点间的距离L和竖直高度差h。（2）从A点由静止释放木块使其沿斜面下滑，测得木块经过光电门时的档光时间为△t=2.50×10-3s，算出木块经B点时的速度v=_____m/s，由L和v得出滑块的加速度a。（3）由以上测量和算出的物理量可以得出木块与长木板间的动摩擦因数的表达式为μ=_______（用题中所给字母h、L、a和重力加速度g表示）参考答案：

(1).(1)2.50；

(2).（2）1.0；

(3).（3）试题分析：(1)游标卡尺的读数是主尺读数加上游标读数；(2)挡光片通过光电门的时间很短，因此可以用其通过的平均速度来代替瞬时速度；(3)根据牛顿运动定律写出表达式，求动摩擦因数的大小。解：(1)主尺读数是2mm，游标读数是，则窄片K的宽度；(2)木块经B点时的速度(3)对木块受力分析，根据牛顿运动定律有：据运动学公式有其中、联立解得：四、计算题：本题共3小题，共计47分16.我国交通管理部门规定，高速公路上汽车行驶的安全距离为200m，汽车行驶的最高速度为vm=120km/h．驾驶员的反应时间通常为0.3s～0.6s，各种路面与汽车轮胎之间的动摩擦因数为0.32～0.8．为了确保汽车行驶过程中的安全，请你通过计算说明200m为汽车行驶必要的安全距离．（取g=10m/s2）参考答案：解：取反应时间t=0.6s，动摩擦因数μ=0.32，汽车行驶的安全距离计算：反应时间内，汽车做匀速运动：s1=vmt=20m减速过程，由牛顿第二定律得

μmg=ma所以a=3.2m/s2减速过程位移

s2=vm2/2a=173.6m则汽车行驶必要的安全距离为s=s1+s2=193.6m＜200m答：200m为汽车行驶的必要安全距离17.假设某星体是一个半径为R的均匀球体，已知星体的自转周期为T，在两极地表面自由落体加速度为g；求：⑴用弹簧秤在星球表面"两极"与"赤道"不同地点测同一物体的重力之比。⑵设想星体自转角速度加快到某一值时，在赤道上的物体会恰好自动飘起来，则此时角速度为多少？参考答案：(1)在两极：∵F=mg

F1=F

∴F1=mg

在赤道：（5分）(2)（5分）

18.（15分）如图，半径R=0.9m的四分之一圆弧形光滑轨道竖直放置，圆弧最低点B与长为L＝1m的水平面相切于B点，BC离地面高h=0.45m，C点与一倾角为θ=30°的光滑斜面连接，质量m＝1.0kg的小滑块从圆弧顶点D由静止释放，已知滑块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.1，取g=10m/s2．求：（1）小滑块刚到达圆弧的B点时对圆弧的压力；（2）小滑块从C点运动到地面所需的时间。参考答案：

解析：（1）设小滑块运动到B点的速度为VB，由机械能守恒定律有：mgR＝mVB2

①

由牛顿第二定律有

F-mg＝m

②

联立①②解得小滑块在B点所受支持力F＝30N

③

由牛顿第三定律有，小滑块在B点时对圆弧的压力为30N

④(2)设小滑块运动到C点的速度为VC

，由动能定理有：mgR-μmgL=mVC2

⑤

解得小滑块在C点的速度

VC＝4m/s

⑥