2021年四川省成都市羊安中学高三物理下学期期末试题含解析

2021年四川省成都市羊安中学高三物理下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.在同一水平直线上的两位置分别沿同方向水平抛出两小球和，其运动轨迹如图所示，不计空气阻力，要使两球在空中相遇，则必须：A．同时抛出两球

B．先抛出球C．先抛出球

D．使两球质量相等参考答案：A2.如图1所示，OO′为竖直轴，MN为固定在OO′上的水平光滑杆，有两个质量相同的金属球A、B套在水平杆上，AC和BC为抗拉能力相同的两根细线，C端固定在转轴OO′上．A、B两球做圆周运动，当绳拉直AC、BC两线未断之前角为30度，为45度。AC、BC的拉力比是

()

A、2:1

B、1:2

C、2：D、：2

参考答案：BCD3.如图所示，在倾角为30°的光滑斜面上放置质量分别为m和2m的四个木块，其中两个质量为m的木块间用一不可伸长的轻绳相连，木块间的最大静摩擦力是fm．现用平行于斜面的拉力F拉其中一个质量为2m的木块，使四个木块沿斜面以同一加速度向下运动，则拉力F的最大值是（）A.B.C.D.参考答案：C解：当下面2m的物体摩擦力达到最大时，拉力F达到最大。将4个物体看做整体，由牛顿第二定律：F+6mgsin30°=6ma

①,将2个m及上面的2m看做整体：fm+4mgsin30=4ma②,由①、②解得：;故选C.【点睛】本题注意分析题目中的条件，明确哪个物体最先达到最大静摩擦力；再由整体法和隔离法求出拉力．4.如图所示，质量为m的物体沿动摩擦因素为μ的水平面以初速度v0从A点出发到B点时速度变为v，设同一物体以初速度v0从A′点先经斜面A′C，后经斜面CB′到B′点时速度变为v′，两斜面在水平面上投影长度之和等于AB的长度，则有（

）A．v′>v

B．v′=v

C．v′<v

D．不能确定参考答案：B5.某单色光在真空中的波长为，波速为，它在折射率为的介质中速度为

A.

B.

C.

D.参考答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.已知O、A、B、C为同一直线上的四点，A、B间的距离为1m，B、C间的距离为2m，一物体自O点由静止出发，沿此直线做匀加速运动，依次经过A、B、C三点，已知物体通过AB段与BC段所用的时间相等，则物体通过A点和B点时的速度大小之比为__________，O、A间的距离为___________m。参考答案：1∶3，

1/8解析：设物体通过AB段与BC段所用的相等时间为T，O、A之间的距离为x，A、B间的距离x1=1m，B、C间的距离为x2=2m，则有x2-x1=aT2；由匀变速直线运动规律，vB2-vA2=2ax1，vB=vA+aT，vA2=2ax，联立解得vA∶vB=1∶3，x=1/8m.7.若测得某一物体质量m一定时，a与F的有关数据资料如表所示：a/m·s-21.984.065.958.12F/N1.002.003.004.00(1)根据表中数据，画出a-F图象.（3分）(2)根据图象判定：当m一定时，a与F的关系为_______.（3分）(3)若甲、乙两同学在实验过程中，由于没有按照正确步骤进行实验，处理数据后得出如图所示的a-F图象.试分析甲、乙两同学可能存在的问题：甲：___________________________________________；（3分）乙：___________________________________________。（3分）参考答案：(1)若a与F成正比，则图象是一条过原点的直线.同时，因实验中不可避免地出现误差，研究误差产生的原因，从而减小误差，增大实验的准确性，则在误差允许范围内图象是一条过原点的直线即可.连线时应使直线过尽可能多的点，不在直线上的点应大致对称地分布在直线两侧，离直线较远的点应视为错误数据，不予考虑.描点画图如图所示.(2)由图可知a与F的关系是正比例关系.(3)图中甲在纵轴上有截距，说明绳对小车拉力为零时小车就有加速度a0，可能是平衡摩擦力过度所致.乙在横轴上有截距，可能是实验前没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够.答案：(1)见解析(2)正比例关系(3)平衡摩擦力时木板抬得过高

没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够8.如图甲所示，在气垫导轨的左端固定一轻质弹簧，轨道上有一滑块A紧靠弹簧但不连接，已知滑块的质量为m（1）用游标卡尺测出滑块A上的挡光片的宽度，读数如图乙所示，则宽度d=

▲

mm；（2）为探究弹簧的弹性势能，某同学打开气源，用力将滑块A压紧到P点，然后释放，滑块A上的挡光片通过光电门的时间为，则弹簧的弹性势能的表达式为----

▲

(用题中所给字母表示)；（3）若关闭气源，仍将滑块A由P点释放，当光电门到P点的距离为x时，测出滑块A上的挡光片通过光电门的时间为t，移动光电门，测出多组数据（滑块都能通过光电门），并绘出图像，如图丙所示，已知该图线的斜率的绝对值为k，则可算出滑块与导轨间的动摩擦因数为

▲

．参考答案：（1）5.10

（3分）（2）

（3分）（3）

9.如图所示为“风光互补路灯”系统，它在有阳光时通过太阳能电池板发电，有风时通过风力发电机发电，二者皆有时将同时发电，并将电能输至蓄电池储存起来，供路灯照明使用。为了能使蓄电池的使用寿命更为长久，一般充电至90％左右即停止，放电余留20％左右即停止电能输出。下表为某型号风光互补路灯系统配置方案：风力发电机太阳能电池组件其他元件最小启动风速1.0m/s太阳能电池36W蓄电池500Ah-12V最小充电风速2.0m/s最大限制风速12.0m/s太阳能转化效率15%大功率LED路灯80W-12V最大输出功率400W如果当地垂直于太阳光的平面得到的太阳辐射最大强度约为240W/m2，要想使太阳能电池的最大输出功率达到36W，太阳能电池板的面积至少要______________m2。

当风速为6m/s时，风力发电机的输出功率将变为50W，在这种情况下，将蓄电池的电能由20%充至90%所需时间为______________h；参考答案：1，84

10.如图所示，木箱高为L，其底部有一个小物体Q(可视为质点)，现用力竖直向上拉木箱，使木箱由静止开始向上运动．若保持拉力的功率不变，经过时间t，木箱达到最大速度，这时让木箱突然停止，小物体会继续向上运动，且恰能到达木箱顶端．已知重力加速度为g，不计空气阻力，则木箱的最大速度为

．时间t内木箱上升的高度为

．参考答案：

11.如图所示,某实验小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的分解.A、B为两个相同的双向力传感器,该型号传感器在受到拉力时读数为正,受到压力时读数为负.A连接质量不计的细绳,可沿固定的板做圆弧形移动.B固定不动,通过光滑铰链连接长0.3m的杆.将细绳连接在杆右端O点构成支架（O点为支架的圆心）.保持杆在水平方向,按如下步骤操作①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB＝θ②对两个传感器进行调零③用另一根绳在O点悬挂一个钩码,记录两个传感器的读数④取下钩码,移动传感器A改变θ角重复上述实验步骤,得到表格.

F11.0010.580…1.002…F2－0.868－0.291…0.865…θ30°60°…150°…

(1)根据表格,A传感器对应的是表中力________(选填“F1”或“F2”).钩码质量为________kg(保留1位有效数字)(2)本实验中多次对传感器进行调零,对此操作说明正确的是()A．因为事先忘记调零

B．何时调零对实验结果没有影响C．为了消除横杆自身重力对结果的影响

D．可以完全消除实验的误差参考答案：(1)F10.05(2)C12.已知地球半径为R，地球自转周期为T，同步卫星离地面的高度为H，万有引力恒量为G，则同步卫星绕地球运动的线速度为________，地球的质量为________。参考答案：，13.按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量__________(选填“越大”或“越小”)。已知氢原子的基态能量为E1(E1<0)，电子质量为m，基态氢原子中的电子吸收一频率为γ的光子被电离后，电子速度大小为___________(普朗克常量为h).参考答案：解析：频率为ν的光子的能量E=hν．氢原子中的电子离原子核越远，则能级越高，氢原子能量越大．基态中的电子吸收一频率为γ的光子后，原子的能量增大为E=E1+hν电子发生电离时其电势能为0，动能为mv2；故有E=0+mv2；

所以有E1+hν=mv2；则v=三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.(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）

15.（简答）光滑的长轨道形状如图所示，下部为半圆形，半径为R，固定在竖直平面内．质量分别为m、2m的两小环A、B用长为R的轻杆连接在一起，套在轨道上，A环距轨道底部高为2R．现将A、B两环从图示位置静止释放．重力加速度为g．求：（1）A环到达轨道底部时，两环速度大小；（2）运动过程中A环距轨道底部的最大高度；（3）若仅将轻杆长度增大为2R，其他条件不变，求运动过程中A环距轨道底部的最大高度．参考答案：（1）A环到达轨道底部时，两环速度大小为；（2）运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R；（3）若仅将轻杆长度增大为2R，其他条件不变，运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R．解：（1）A、B都进入圆轨道后，两环具有相同角速度，则两环速度大小一定相等，对系统，由机械能守恒定律得：mg?2R+2mg?R=（m+2m）v2，解得：v=；（2）运动过程中A环距轨道最低点的最大高度为h1，如图所示，整体机械能守恒：mg?2R+2mg?3R=2mg（h﹣R）+mgh，解得：h=R；（3）若将杆长换成2R，A环离开底部的最大高度为h2．如图所示．整体机械能守恒：mg?2R+2mg（2R+2R）=mgh′+2mg（h′+2R），解得：h′=R；答：（1）A环到达轨道底部时，两环速度大小为；（2）运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R；（3）若仅将轻杆长度增大为2R，其他条件不变，运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.质量m＝1kg的滑块受到一个沿斜面方向的外力F作用，从斜面底端开始，以初速度v0=3.6m/s沿着倾角为37°足够长的斜面向上运动，物体与斜面间的动摩擦因数为μ=0.8。利用DIS实验系统进行测量，得到滑块向上滑动过程中，一段时间内的速度－时间图像如图所示（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）。求：（1）滑块上滑过程中加速度的大小；（2）滑块所受外力F；（3）当滑块到最高点时撤除外力，此后滑块能否返回斜面底端？若不能返回，求出滑块停在离斜面底端的距离。若能返回，求出返回斜面底端时的速度。参考答案：解：（1）

（2分）

（2）设F沿斜面向上，则

（2分）

（2分）

F力的方向平行于斜面向下。

（1分）（3）因为

，所以滑块不能返回斜面底端。

（1分）

（2分）滑块停在距离斜面底端0.43m处。17.四川省“十二五”水利发展规划指出，若按现有供水能力测算，我省供水缺口极大，蓄引提水是目前解决供水问题的重要手段之一。某地要把河水抽高20m，进入蓄水池，用一台电动机通过传动效率为80%的皮带，带动效率为60%的离心水泵工作。工作电压为380V，此时输入电动机的电功率为19kW，电动机的内阻为0.4Ω。已知水的密度为1×103kg/m3，重力加速度取10m/s2。求：(1)电动机内阻消耗的热功率；(2)将蓄水池蓄入864m3的水需要的时间(不计进、出水口的水流速度)。参考答案：(1)Pr=1×103W(2)T=2×104s18.如图，在直角坐标系xOy平面内，虚线MN平行于y轴，N点坐标(－L，0)，MN与y轴之间有沿y轴正方向的匀强电场，在第四象限的某区域有方向垂直于坐标平面的圆形有界匀强磁场（图中未画出）。现有一质量为m、电荷量为e的电子，从虚线MN上的P点，以平行于x轴正方向的初速度v0射人电场，并从y轴上A点(0，0.5L)射出电场，射出时速度方向与y轴负方向成300角，此后，电子做匀速直线