河南省商丘市城关镇回民中学2021年高三物理上学期期末试题含解析

河南省商丘市城关镇回民中学2021年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.将一个小球斜向上抛出，小球在空中依次飞过三个完全相同的窗户1、2、3．图中曲线为小球在空中运动的轨迹．若不计空气阻力的影响，以下说法正确的是（）A．小球通过第1个窗户重力做的功最大B．小球通过第1个窗户所用的时间最短C．小球通过第3个窗户重力的平均功率最小D．小球通过第3个窗户的平均速度最大参考答案：BC【考点】功率、平均功率和瞬时功率；平抛运动．【分析】小球做斜向上抛体运动，利用运动分解的思想可分解为：水平方向的匀速直线运动，竖直方向的匀减速直线运动，在竖直方向运动速度越来越小，但窗户的高度一样，因此时间越来越长，然后分别选用平均速度公式、功的公式、平均功率公式分析判断．【解答】解：A、通过3个窗户时在竖直方向上的位移相等，所以重力做功相等．故A错误．B、小球在竖直方向上做匀减速直线运动，速度越来越小，1、2、3个窗户的高度一样，小球通过三个窗户所用的时间越来越长，那么小球通过第1个窗户所用的时间最短，故B正确．C、根据，重力功相等，通过第3个窗户的时间最长，所以平均功率最小．故C正确．D、设通过窗户的位移与水平方向的夹角为θ，窗户高h，水平速度vx，则通过窗户的位移为，通过窗户的水平位移为，通过窗户的平均速度为：，由1到3窗户θ变小，cosθ变大，vx不变，平均速度变小，故D错误．故选：BC．2.某空间存在匀强磁场和匀强电场。一个带电粒子(不计重力)以一定初速度射入该空间后，做匀速直线运动；若仅撤除电场，则该粒子做匀速圆周运动，下列因素与完成上述两类运动无关的是A.磁场和电场的方向B.磁场和电场的强弱C.粒子的电性和电量D.粒子入射时的速度参考答案：C由题可知，当带电粒子在复合场内做匀速直线运动，即，则，若仅撤除电场，粒子仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，说明要满足题意需要对磁场与电场的方向以及强弱程度都要有要求，例如：电场方向向下，磁场方向垂直纸面向里等，但是对电性和电量无要求，故选项C正确，ABD错误。点睛：本题考查了带电粒子在复合场中的运动，实际上是考查了速度选择器的相关知识，注意当粒子的速度与磁场不平行时，才会受到洛伦兹力的作用，所以对电场和磁场的方向有要求的。3.（单选）物理学家通过艰辛的实验和理论研究探究自然规律，为人类的科学做出了巨大贡献，值得我们敬仰。下列描述中符合物理学史实的是（）A．开普勒发现了行星运动三定律，从而提出了日心学说B．法拉第发现了电磁感应现象并总结出了判断感应电流方向的规律C．奥斯特发现了电流的磁效应并提出了分子电流假说D．牛顿发现了万有引力定律但并未测定出引力常量G参考答案：D4.如图，光滑斜面固定于水平面，滑块A、B叠放后一起冲上斜面，且始终保持相对静止，A上表面水平。则在斜面上运动时，以下说法正确的是（

）A．滑块B只受重力和支持力B．滑块B受重力，支持力和沿斜面向上的摩擦力C．滑块B受重力，支持力和水平向右的摩擦力D．滑块B受到重力，支持力和水平向左的摩擦力参考答案：D5.（单选）如图，水平面上一个物体向右运动，将弹簧压缩，随后又被弹回直到离开弹簧，则该物体从接触弹簧到离开弹簧的这个过程中，下列说法中正确的是（）A．若接触面光滑，则物体加速度的大小是先减小后增大B．若接触面光滑，则物体加速度的大小是先增大后减小再增大C．若接触面粗糙，则物体加速度的大小是先减小后增大D．若接触面粗糙，则物体加速度的大小是先增大后减小再增大参考答案：【考点】：牛顿第二定律；胡克定律．【专题】：牛顿运动定律综合专题．【分析】：物体在合力为零时加速度为零，速度最大．：解：A、若接触面光滑，则物体是在刚接触弹簧时速度最大，加速度为零，随着向右将弹簧压缩，弹簧的弹力增大，则加速度一直增大，直至物体速度减小到零，然后物体反向运动，反向过程是向右运动的逆过程，故向左运动时加速度逐渐减小，即若接触面光滑，则物体加速度的大小是先增加后减小，故A错误B错误；C、若接触面粗糙，设弹簧压缩量为x，弹力和摩擦力方向均向左：kx+μmg=ma，x增大则a一直增大，直至速度减小到零，当物体反向向左运动时，kx﹣μmg=ma，x减小，则加速度减小，当kx=μmg时，加速度减小到零，之后kx＜μmg，加速度开始反向增大，即若接触面粗糙，则物体加速度的大小是先增大后减小再增大，D正确C错误；故选：D．【点评】：本题是含有弹簧的动态变化分析情况，要抓住弹力的可变性，由牛顿定律分析物体的运动情况．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图，一棵树上与A等高处有两个质量均为0.2kg的苹果，其中一个落入B处的篮子里，若以沟底D处为零势能参考面，则此时该苹果的重力势能为8.8J；另一个落到沟底的D处，若以C处为零势能参考面，则此时该苹果的重力势能为﹣6J．参考答案：考点：动能和势能的相互转化；重力势能．分析：已知零势能面，则由EP=mgh可求得重力势能．解答：解：以D点为零势能面，则B点的重力势能为：EP=mgh=0.2×10×（3+1.4）=8.8J；C处为零势能参考面，D点重力势能为：Ep=mgh=0.2×10×（﹣3）=﹣6J故答案为：8.8，﹣6J点评：本题主要考查了重力势能的表达式的直接应用，注意零势能面的选取，难度不大，属于基础题．7.小球每隔0.2s从同一高度抛出，做初速为6m/s的竖直上抛运动，设它们在空中不相碰，第1个小球在抛出点以上能遇到的小球个数为

。（g取10m/s2）参考答案：58.如图所示，用质量为m的活塞密封住质量为M的气缸，气缸有内一定质量的理想气体，活塞跟缸壁间的摩擦不计，大气压为p0，活塞横截面积为S，整个装置倒立在水平地面上．当封闭气体的热力学温度为T时，活塞与地面接触但无相互作用力，这时封闭气体的压强为__________．当温度升高到某一值时，发现气缸虽与地面接触但无相互作用力，这时封闭气体的温度为______________．

参考答案：9.某同学用如图所示的装置测定重力加速度，打点计时器使用交流电频率为50Hz，打出的纸带如图所示，由纸带所示数据可算出实验时打下点5时重物的速率为

m/s，加速度为

m/s2.参考答案：10.如图，是一小球做平抛运动的频闪照片的一部分，图中每个方格实际边长均为9.8cm,则拍摄照片时，所用闪光的频率是

Hz。可求得小球平抛的初速度是

m/s。参考答案：10

1.96

11.在研究匀变速直线运动的实验中，小明正常进行操作，打出的一条纸带只有三个清晰的点。标记为0、1、2，则纸带的加速度为

；而P点是纸带上一个污点，小明想算出P点的速度，你认为小明的想法能否实现？你认为不能实现，请说明理由；若能实现请算出P点的速度

。（如图是小明用刻度尺测量纸带时的示意图。）参考答案：12.（4分）爱因斯坦曾高度评价伽利略的工作：“伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。”将相应的选项序号填写入空格完成伽利略研究问题的科学研究方法：

→

→数学推理→

→

。

①提出假设、②结论推广、③发现问题、④实验验证参考答案：

答案：③、①、④、②13.如图所示，质量为m带电量为+q的小滑块以大小为v0的初速度从A点进入宽度为d的AB绝缘水平面。当滑块运动至中点C时，速度大小为，从此刻起在AB区域内加上一个水平向左的强度不变的有界匀强电场（区域外不存在电场）。若小滑块受到的电场力与滑动摩擦力大小相等，则滑块离开AB区域时的速度

，要使小滑块在AB区域内运动的时间达到最长，电场强度应为

。（设最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力）参考答案：，三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（4分）一束单色光由左侧时的清水的薄壁圆柱比，图为过轴线的截面图，调整入射角α，光线拾好在不和空气的界面上发生全反射，已知水的折射角为，α的值。

参考答案：解析：当光线在水面发生全放射时有，当光线从左侧射入时，由折射定律有，联立这两式代入数据可得。15.（选修3-4）（6分）如图所示，己知平行玻璃砖的折射率，厚度为。入射光线以入射角60°射到玻璃砖的上表面，经玻璃砖折射从下表面射出，出射光线与入射光线平行，求两平行光线间距离。（结果可用根式表示）参考答案：解析：∵n=

∴r=300

（2分）

光路图如图所示

∴L1=d/cosr=

（2分）

∴L2=L1sin300=

（2分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图17(A)所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN,PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.3.0m。导轨电阻忽略不计，其间连接有固定电阻尺=0．40Ω．导轨上停放一质量m=0.30kg、电阻r=0.20Ω的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下．现用一外力F沿水平方向拉金属杆ab，使之由静止开始运动，电压传感器可将R两端的电压U即时采集并输入电脑，获得U随时间t变化的关系如图17(B)所示．

(1)求第2s末外力F的瞬时功率．

(2)如果在2s末时刻将水平外力F撤去，在以后运动中

求金属杆上产生的焦耳热求通过金属杆的电量

参考答案：见解析17.如图所示，在竖直平面内建立xOy直角坐标系，Oy表示竖直向上的方向。已知该平面内存在沿x轴负方向、区域足够大的匀强电场，现有一个带电量为2.5×10-4C的小球从坐标原点O沿y轴正方向以1.6J的初动能竖直向上抛出，它到达的最高位置为图中的Q点，不计空气阻力，g取10m/s2，求：

（1）小球带何种电荷；

（2）匀强电场的电场强度大小；（3）小球从O点抛出到落回x轴的过程中电势能的改变量。参考答案：18.在一次抗洪救灾工作中，一架直升机A用长H＝50m的悬索(重力可忽略不计)系住一质量m＝50kg的被困人员B，直升机A和被困人员B以v0＝10m/s的速度一起沿水平方向匀速运动，如图甲所示．某时刻开始收悬索将人吊起，在5s时间内，A、B之间的竖直距离以l＝50－t2(单位：m)的规律变化，取g＝10m/s2.求:(1)这段时间内悬索对被困人员B的拉力大小；(2)求在5s末被困人员B的速度大小及其在这5s内发生位移大小；(3)直升机在t＝5s时停止收悬索，但发现仍然未脱离洪水围困区，为将被困人员B尽快运送到安全处，飞机在空中旋转后静止在空中寻找最近的安全目标，致使被困人员B在空中做圆周运动，如图乙所示．此时悬索与竖直方向成37°角，不计空气阻力，求被困人员B做圆周运动的线速度以及悬索对被困