2021年广西壮族自治区柳州市马山中学高三物理上学期期末试卷含解析

2021年广西壮族自治区柳州市马山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，汽车向右沿直线运动，原来的速度是v1，经过一小段时间之后，速度变为v2，Δv表示速度的变化量。由图中所示信息可知

A．汽车在做加速直线运动B．汽车的加速度方向与v1的方向相同C．汽车的加速度方向与v1的方向相反D．汽车的加速度方向与Δv的方向相反参考答案：C试题分析：速度是矢量，速度的变化量△v=v2-v1，根据图象可知，△v的方向与初速度方向相反，而加速度的方向与速度变化量的方向相同，所以加速度方向与初速度方向相反，物体做减速运动，故C正确，ABD错误．故选C.KS5U【名师点睛】矢量相加和矢量相减都符合平行四边形定则或者三角形定则，△v=v2-v1=v2+（-v1），即矢量相减可以转化为矢量相加。2.2011年9月、10月我国相继发射了天宫一号、神州8号和一箭发射两颗实验卫星，天宫一号和神州8号的两次对接实验圆满成功，神州8号顺利回收．关于人造地球卫星和宇宙飞船，下列说法中不正确的是（）A． 若“神舟8号”仅向运动的相反方向喷气加速，它将可能在此轨道上和“天宫1号”相遇实现对接B． 若已知人造地球卫星的轨道半径和它的周期，利用引力常量，就可以算出地球质量C． 卫星在轨道上做匀速圆周运动的圆心必定与地心重合D． 神舟8号在降落过程中向下减速时产生超重现象参考答案：A考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系解：A、两飞行器处于同一轨道，然后后者加速，那么后一飞行器在短时间内速度就会增加，后一飞行器所需要的向心力也会增加，而此时受到的万有引力大小几乎不变，也就小于所需要的向心力．那么后一飞行器就会做离心运动，偏离原来的轨道，两飞行器就不能实现对接，故A不正确；B、根据万有引力提供向心力公式得：解得：M=，故B正确；C、卫星运动过程中的向心力由万有引力提供，故地球必定在卫星轨道的中心，即地心为圆周运动的圆心，故C正确；D、神舟8号在降落过程中向下减速时，加速度方向向上，产生超重现象，故D正确．本题选不正确的，故选：A3.（多选）如图所示，电源电动势E=2V，内阻r=0.5Ω。金属棒质量m=0.4kg，电阻R=0.5Ω,金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,有效长度L=0.5m，靠在导轨的外面。为使金属棒不滑动，需加一个垂直金属棒，与导轨所在平面夹角成370且向里的磁场。则下列判断正确的是（设金属棒与导轨的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10m/s2，sin370=0.6

cos370=0.8）A.磁场的方向应该斜向下B.磁场的方向应该斜向上C.磁感应强度的大小可能为4TD.磁感应强度的大小可能为14T参考答案：ACD4.一个截面是直角三角形的木块放在水平地面上，在斜面上放一个光滑球，球的一侧靠在竖直墙上，木块处于静止，如图所示。若在光滑球的最高点再施加一个竖直向下的力F，木块仍处于静止，则木块对地面的压力FN和摩擦力Ff的变化情况是A．FN不变

B．FN增大

C．Ff增大

D．Ff不变参考答案：BC5.从同一高度以相同的速率分别抛出质量相等的三个小球，一个竖直上抛，一个竖直下抛，另一个平抛，则它们从抛出到落地，（

）A．运行的时间相等

B．加速度相同C．落地时的速度相同

D．落地时的动能相等参考答案：BD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.从地面以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的球，设球在运动过程中受到的空气阻力与其速率成正比关系，它运动的速率随时间变化的规律如图所示，在t1时刻到达最高点，再落回地面，落地时速率为v1，且落地前球已做匀速运动。则球受到的空气阻力与其速率之比k=___________，球上升的最大高度H=_________________。参考答案：，7.如图（a）所示，阻值为R、匝数为n的圆形金属线圈与一个阻值为2R的电阻连接成闭合电路。线圈的半径为r1，在线圈中半径为r2的圆形区域存在垂直于线圈平面的匀强磁场（向里为正），磁感应强度B随时间t变化的关系如图（b）所示，图中B1、t1为已知量。导线电阻不计，则t1时刻经过电阻的电流方向为_________（选填“a→b”或“b→a”），电流的大小为___________。参考答案：b→a，

8.如图所示，处于水平位置的、质量分布均匀的直杆一端固定在光滑转轴O处，在另一端A下摆时经过的轨迹上安装了光电门，用来测量A端的瞬时速度vA，光电门和转轴O的竖直距离设为h。将直杆由图示位置静止释放，可获得一组（vA2，h）数据，改变光电门在轨迹上的位置，重复实验，得到在vA2~h图中的图线①。设直杆的质量为M，则直杆绕O点转动的动能Ek=_____________（用M和vA来表示）。现将一质量m=1kg的小球固定在杆的中点，进行同样的实验操作，得到vA2~h图中的图线②，则直杆的质量M=____________kg。（g=10m/s2）参考答案：，0.259.某研究性学习小组进行了如下实验：如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个红蜡做成的小圆柱体R。将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与Y轴重合，在R从坐标原点以速度v=3cm/s匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正方向做初速为零的匀加速直线运动。同学们测出某时刻R的坐标为（4，6）,此时R的速度大小为

cm/s，R在上升过程中运动轨迹的示意图是

。（R视为质点）参考答案：10.有两个单摆做简谐运动，位移与时间关系是：x1=3asin(4πbt+π/4)和x2=9asin(8πbt+π/2)，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：①1：3

②4：111.如图甲所示，两个平行金属板P、Q竖直放置，两板间加上如图乙所示的电压。t=0时，Q板比P板电势高5V，此时在两板的正中央M点有一个电子仅受电场力作用从静止开始运动，假设电子始终未与两板相碰。在0<t<8×10-10s的时间内，这个电子处于M点的右侧、速度向左且逐渐减小的时间范围是

。参考答案：

6*10-10s<t<

8*10-10s

12.如图所示，将一定质量的气体密封在烧瓶内，烧瓶通过细玻璃管与注射器和装有水银的U形管连接，最初竖直放置的U形管两臂中的水银柱等高，烧瓶中气体体积为400ml，现用注射器缓慢向烧瓶中注水，稳定后两臂中水银面的高度差为25cm，已知大气压强为75cmHg柱，不计玻璃管中气体的体积，环境温度不变，求：

①共向玻璃管中注入了多大体积的水？

②此过程中气体____（填“吸热”或“放热”），气体的内能

（填“增大”、“减小”或“不变”）参考答案：见解析13.我国航天计划的下一个目标是登上月球，当飞船靠近月球表面的圆形轨道绕行几圈后登陆月球，飞船上备有以下实验器材：A．计时表一只；B．弹簧测力计一把；C．已知质量为m的物体一个；D．天平一只(附砝码一盒)。已知宇航员在绕行时及着陆后各做了一次测量，依据测量的数据，可求出月球的半径R

及月球的质量M(已知万有引力常量为G)(1)两次测量所选用的器材分别为________、________和________(用选项符号表示)；(2)两次测量的物理量是________和________；(3)试用所给物理量的符号分别写出月球半径R和质量M的表达式R＝________，M＝________。参考答案：三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.

（选修3-3（含2-2）模块）(6分)理想气体状态方程如下：。从理论的角度，设定一定的条件，我们便能得到气体三大定律：玻意尔定律、查理定律和盖·吕萨克定律。下面请你通过设定条件，列举其中两条定律的内容。（要求条件、内容要与定律名称相对应，不必写数学表达式）参考答案：

答案：玻意尔定律：一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压强跟体积成反比。查理定律：一定质量的气体，在体积不变的情况下，它的压强跟热力学温度成正比。盖·吕萨克定律：一定质量的气体，在压强不变的情况下，它的体积跟热力学温度成正比。15.(4分)在橄榄球比赛中，一个95kg的橄榄球前锋以5m/s的速度跑动，想穿越防守队员到底线触地得分．就在他刚要到底线时，迎面撞上了对方两名均为75kg的队员，一个速度为2m/s，另一个为4m/s，然后他们就扭在了一起。①他们碰撞后的共同速率是；②在右面方框中标出碰撞后他们动量的方向，并说明这名前锋能否得分：。参考答案：答案：①0.1m/s

（2分）

②方向见图（1分）

能得分（1分）

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，一条轨道固定在竖直平面内，水平段ab粗糙，其距离为s=3m．在b点平滑过度，bcd段光滑，cd段是以O为圆心、半径为R=0.4m的一小段圆弧．质量为m=2kg的小物块静止于a处，在一与水平方向成θ角的恒力F作用下开始沿轨道匀加速运动，小物块到达b处时撤去该恒力，小物块继续运动到d处时速度水平，此时轨道对小物块的支持力大小为FN=15N．小物块与ab段的动摩擦因数为μ=0.5，g取10m/s2．求：（1）小物块到达b点时的速度大vb；（2）恒力F的最小值Fmin．（计算结果可以用分式或根号表示）参考答案：解：（1）在d点：…①从b到d由机械能守恒得：…②联立得：vb==×=3m/s…③（2）在a到b的过程中有：v2=2as…④

Fcosθ﹣μ（mg﹣Fsinθ）=ma…⑤由③④⑤得：…⑥化简得：…⑦当sin（φ+θ）=1时，答：（1）小物块到达b点时的速度大vb是3m/s（2）恒力F的最小值Fmin是N17.（17分）如图所示，固定的凹槽水平表面光滑，其内放置U形滑板N，滑板两端为半径R=0.45m的1/4圆弧而，A和D分别是圆弧的端点，BC段表面粗糙，其余段表面光滑，小滑块P1和P2的质量均为m，滑板的质量M=4m．P1和P2与BC面的动摩擦因数分别为和，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，开始时滑板紧靠槽的左端，P2静止在粗糙面的B点，P1以v0=4.0m/s的初速度从A点沿弧面自由滑下，与P2发生弹性碰撞后，P1处在粗糙面B点上，当P2滑到C点时，滑板恰好与槽的右端碰撞并与槽牢固粘连，P2继续滑动，到达D点时速度为零，P1与P2视为质点，取g=10m/s2。问：（1）P2在BC段向右滑动时，滑板的加速度为多大？（2）BC长度为多少？N、P1和P2最终静止后，P1与P2间的距离为多少？

参考答案：解析：（1）P1滑到最低点速度为，由机械能守恒定律有：

解得：

P1、P2碰撞，满足动量守恒，机械能守恒定律，设碰后速度分别为、

解得：

=5m/sP2向右滑动时，假设P1保持不动，对P2有：（向左）对P1、M有：

此时对P1有：，所以假设成立。

（2）P2滑到C点速度为，由

得

P1、P2碰撞到P2滑到C点时，设P1、M速度为v，对动量守恒定律：

解得：

对P1、P2、M为系统：

代入数值得：

滑板碰后，P1向右滑行距离：

P2向左滑行距离：

所以P1、P2静止后距离：18.如图所示，质量M=10kg、上表面光滑的足够长的木板在F=50N的水平拉力作用下，以初速度v0=5m/s沿水平地面向右匀速运动．现有足够多的小铁块，它们的质量均为m=1kg，将一铁块无初速地放在木板的最右端，当木板运动了L=1m时，又无初速度地在木板的最右端放上第2块铁块，只要木板运动了L就在木板的最右端无初速度放一铁块．（取g=10m/s2）试问：（1）木板与地面之间的滑动摩擦系数多大？（2）第1块铁块放上后，木板运动了L时，木板的速度多大？（3）最终木板上放有多少块铁块？参考答案：解：（1）木板最初做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件得：竖直方向：FN=Mg，水平方向：Ff=F，滑动摩擦力为：Ff=μFN，则得：F=μMg解得：μ=0.5；（2）放第1块铁块后，木板做匀减速运动，则有：

μ（M+m）g﹣F=Ma1；由运动学公式得为：2a1L=v02﹣v12代入数据解得：v1=2m/s（3）设最终有n块铁块能静止在木板上．则木板运动的加速度大小为：an=第1块铁块放上后有：2a1L=v02﹣v12第2块铁块放上后有：2a2L=v12﹣v22

…第n块铁块放上后有：2anL=vn﹣12﹣vn2由以上各相加得：（1+2+3+…+n）?2??L=v02﹣vn2

要使木板停下来，必须有vn=0，代入解得：n=6.6则6＜n＜7故最终有7块铁块放在木板上．答：（