2021-2022学年安徽省亳州市曹市辉山初级职业中学高三物理上学期期末试题含解析

2021-2022学年安徽省亳州市曹市辉山初级职业中学高

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.（单选）普通的交流电压表是不能直接接在高压输电线路上测量电压的，通常要通过电压互感器

来连接.图中电压互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电压为Uab;cd一侧线圈的匝数较多，

工作时电压为Ucd.为了使电压表能正常工作，则（）

A.ab接MN,cd接PQ,Uab<UcdB.ab接MN,cd接PQ,Uab>Ucd

C.ab接PQ,cd接MN,Uab<UcdD.ab接PQ,cd接MN,Uab>Ucd

参考答案:

:解：电压互感器的作用是使大电压变成小电压，根据变压器原理可知，应使匝数多的接入输入

端；故MN接cd,PQ接ab；且UabVUcd；

故选：C

2.如图甲所示，abed是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，金属线框的质量为m,电

阻为R,在金属线框的下方有一匀强磁场区域，MN和PQ是匀强磁场区域的水平边界，并

与线框的be边平行，磁场方向垂直纸面向里。现使金属线框从MN上方某一高度处由静止

开始下落，如图乙是金属线框由开始下落到be边刚好运动到匀强磁场PQ边界的v-t图

象，图中数据均为己知量，重力加速度为g,不计空气阻力，则在线框穿过磁场的过程

中，下列说法正确的是（）

•r

A.3到匕过程中，线框中感应电流沿顺时针方向

B.线框的边长为w（tz-t。

C.线框中安培力的最大功率为”2

mg.

D.线框中安培力的最大功率为FT

参考答案：

BD

【详解】A.金属线框刚进入磁场时，磁通量增加，磁场方向垂直纸面向里，根据楞次定

律判断可知，线框中感应电流方向沿逆时针方向，故A错误；

B.由图象可知，金属框进入磁场过程中做匀速直线运动，速度为小匀速运动的时间为

tz-故金属框的边长：/=%（t2-t1）,故B正确；

CD.在金属框进入磁场的过程中，金属框所受安培力等于重力，则得：mg=BIL,又

/一吧B=1悭

R,又L=v、5-匕），联立解得：火巴-⑴4四；线框仅在进入磁场和离开

磁场过程中受安培力，进入时安培力等于重力，离开时安培力大于重力，开始减速，故开

尸氏2

始离开磁场时安培力最大，功率最大，为只=尸安如又长，联立得:

2

mg班

p-----

%,故C错误，D正确。

3.如图，竖直平面内有一段圆弧MN,小球从圆心O处水平抛出，若初速度为va，将落在

圆弧上的a点，若初速度为Vb，将落在圆弧上的b点，已知Oa、0b与竖直方向的夹角分

别为（X、,不计空气阻力，则初速度大小之比为（）

b

a

.acosfi

A..8B.cosa

参考答案:

D

【考点】平抛运动.

【分析】两球做平抛运动，根据高度求出平抛运动的时间，结合水平位移和时间求出初速

度，从而得出初速度大小之比.

【解答】解：设圆弧MN的半径为R.

1_pRcosaRsina「g

对a,根据Rcosa=2gt，得，ti=Vg>则Va=11=Rsina2RcosCt.

4.如图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O点为半圆弧的圆

心，ZMOF=60\两个带电量相等的异种点电荷分别置于M、N两点时，O点的电

场强度大小为E1.将置于N点处的点电荷移至P点时、0点的场强大小变为

E2.则E1与E2之比为.....................................................

A.2:1B.1：2

C.2：V3D.S：2

参考答案:

A

5.如图所示，倾角为30°、高为L的固定斜面底端与水平面平滑相连，质

量分别为3m、m的两个小球A、B用一根长为L的轻绳连接，A球置于斜面顶端，

现由静止释放A、B两球，球B与弧形挡板碰撞过程中无机械能损失，且碰后只能

沿斜面下滑、它们最终均滑至水平面上。重力加速度为g,不计一切摩擦。则

A.A球刚滑至水平面时速度大小为三

B.B球刚滑至水平面时速度大小为2"

C.小球A、B在水平面上不可能相撞

D.在A球沿斜面下滑过程中，轻绳对B球一直做正功

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.如图所示，两端封闭的均匀玻璃管竖直放置，管中间有一段水银柱将管中气体分

成体积相等的两部分，管内气体的温度始终与环境温度相同。一段时间后，发现下

面气体的体积比原来大了，则可以判断环境温度—了（填“升高”或“降低”），下

面气体压强的变化量—上面气体压强的变化量（填“大于”、“等于”或“小于。

参考答案：

升高；等于

7.在如图(甲)所示的电路中，电阻R1和R2都是纯电阻，它们的伏安特性曲线

分别如图(乙)中Oa、0b所示。电源的电动势£=7.0V,内阻忽略不计。

(1)调节滑动变阻器R3,使电阻R1和R2消耗的电功率恰好相等，则此时电阻

R1和R2的阻值为Q,R3接入电路的阻值为Q。

(2)调节滑动变阻器R3,使R3=0,这时电阻R1的电功率Pl=W,R2的

电功率P2=Wo

(甲)(乙)

参考答案:

(1)1000,800；(2)1.05x10-2,1.4x10-2

8.某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验，图

(a)为实验装置简图。(交流电的频率为5()Hz)

纸带运动方向

6.196.707217.72

单位：cm

图6)

(1)图(b)为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小

为m/s2o(保留二位有效数字)

(2)保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量

工

m及对应的短，数据如下表：

实验次

12345678

数

小车加

速度

1.901.721.491.251.000.750.50().30

a/m?s—2

小车质

量

0.250.29().330.40().5()0.711.001.67

m/kg

Lkg」4.003.453.032.502.001.411.000.60

m

请在方格坐标纸中画出“一最图线，并从图线求出小车加速度a与质量倒数7之

间的关系式是。

（3）保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，该同学根据实验数据作出了加速

度a随合力F的变化图线如图（c）所示。该图线不通过原点，其主要原因

是。

参考答案：

(1)a=3.2m/s2

a=s2}

(2)如图所示，2m

（3）实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分

9.某同学在研究“对不同物体做相同功情况下，物体质量与速度的关系''时，提出了

以下四种猜想：

打点计时2J珠马

长木板

1

woo—

A.加B.u

1

2WOO—y

C.网8。D,u

为验证猜想的正确性，该同学用如图所示的装置进行实验：将长木板平放在水平桌

面

上，木块固定在长木板一端，打点计时器固定在木块上，木块右侧固定一轻弹簧，

用连接纸带的小车压缩弹簧至长木板的虚线处由静止释放，打点计时器在纸带上打

下一系列点，选取点迹均匀的一部分纸带，计算出小车匀速运动的速度叮，测出小

车的质量溶1;然后在小车上加祛码，再次压缩弹簧至木板虚线处由静止释放小

车，计算出小车和成码匀速运动的速度/，测出小车和硅码的总质量的：再在小

车上加祛码，重复以上操作，分别测出匕、组……。

①每次实验中，都将小车压缩弹簧至长木板的虚线处由静止释放，目的是

若要消除每次实验中小车和纸带受到的阻力对小车运动的影响，应进行的实验操作

是。

②某次实验采集的五组数据如下表:

m/kg0.100.200.300.400.50

p/(msd)L0000.7070.5770.5000.447

由表格数据直观判断，明显不正确的两个猜想是A、B、C、D中的；

若对某个猜想进行数据处理并作图，画出了如图所示的图象，则图中的横坐标应是

参考答案：

①小车获得相同的动能（弹簧对小车做功相同）（1分）；

垫高木板固定打点计时器的一端，使小车连同纸带一起在木板上匀速运动（平衡摩

擦力）

10.用力传感器"研究有固定转动轴物体的平衡

（1）安装力矩盘后，需要做一些检查，写出其中一项检查措施并说明该措施的检查目

W.

（2）将力传感器安装在横杆上，通过细线连接到力矩盘.盘面上画有等间距的同心

圆.实验操作和器材使用均无误.在悬挂点A挂上一个钩码后，传感器读数为0.75N.在

悬挂点B再挂上一个相同钩码后，力矩盘仍维持原状位置，则力传感器读数应接

近N.

参考答案：

、（1）如"检查力矩盘的重心是否在转轴处，使力矩盘重力力矩为零"；"力矩盘是否在竖

直平面内，使各力力矩在同一平面内”等（2分）（2）1

11.若将一个电量为2.0X10-1℃的正电荷，从零电势点移到电场中〃点要克服电场

力做功8.0X10一打，则必点的电势是双=V；若再将该电荷从M

点移到电场中的/V点，电场力做功L8X10*J,则以N两点间的电势差如,

-Vo

参考答案：

40；90o

12.测定木块与长木板之间的动摩擦因数时;采用如图所示的装置，图中长木板水

平固定.

六族电火花计时器

注码盘注码

（1）（4分）实验过程中，电火花计时器应接在L选填“直流”或“交

流”）电源上.调整定滑轮高度，使.

（2）（3分）已知重力加速度为g,测得木块的质量为M,祛码盘和祛码的总质

量为m,木块的加速度为a,则木块与长木板间动摩擦因数日5_____.

（3）（3分）如图为木块在水平木板上带动纸带运动打出的一条纸带的一部分，

0、1、2、3、4、5、6为计数点，相邻两计数点间还有4个打点未画出.从纸带上

测出xl=3.20cm,x2=4.52cm,x5=8.42cm,x6=9.70cm.则木块加速度大小

a=m/s2（保留两位有效数字）.

参考答案：

（1）交流（2分）细线与长木板平行（答“细线水平”同样正确）（2分）

（2）吟⑴（3分）（3）1.3（3分）

Mg

13.（5分）质量分布均匀的摆球质量为相，半径为r,带正电荷，用长为L的细线

将摆球悬挂在悬点。作简谐振动，则这个单摆的振动周期7=;若

在悬点。处固定另一个正电荷，如图所示，则该单摆的振动周期将

(填“变大”、“变小”或“不变”)

参考答案:

2不户

Yg、不变

三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分

14.(简答)质量,M=3kg的长木板放在光滑的水平面t..在水平悄力F=11N作用下由静止开

始向右运动.如图11所示，当速度达到lm/s2将质量m=4kg的物块轻轻放到木板的右端.

已知物块与木板间摩擦因数u=0.2,物块可视为质点.(g=10m/s2,).求：

⑴物块刚放置木板上时，物块和木板加速度分别为多大？

⑵木板至少多长物块才能与木板最终保持相对静止？

⑶物块与木板相对静止后物块受到摩擦力大小？

图11

参考答案:

⑴产(2)0.5m(3)6.29N

牛顿运动定律的综合应用；匀变速直线运动的位移与时间的关系.

两_=2m/s2

解析：⑴放上物块后，物体加速度根板的加速

出=三产i/s

度

(2)当两物体达速度相等后保持相对静止，故为£=»+%£At=l秒

22

Xi=—a,/=1.5活勺=—aQt=\m

1秒内木板位移2物块位移2,所以板长L=x「X2=0.5m

(3)相对静止后，对整体尸=(舷+於)。，对物块f=ma；.f=44/7=6.29N

(1)由牛顿第二定律可以求出加速度.

(2)由匀变速直线运动的速度公式与位移公式可以求出位移.

(3)由牛顿第二定律可以求出摩擦力.

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£1=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=2.50X103S,算出木块经B点时的速度1____m/s,由L和『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

口=_______(用题中所给字母力、L、d和重力加速度g表示)

参考答案：

2gli-v2

(1).(1)2.50；(2).(2)1.0；(3).(3)2g]h'

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21nm,游标读数是100.05mm0.50mm,则窄片K的宽度

d2mm-0.50mm2.50mm；

j

v=d=2.50>10-m/=i()tn/

⑵木块经B点时的速度也2,50-10-3,$

(3)对木块受力分析，根据牛顿运动定律有：mgsme-pmgcosBma

据运动学公式有J2aL

hVL2-h2

sing-cosO=---------

其中【,、I.

2gh-v-

联立解得：2g\S7手

四、计算题：本题共3小题，共计47分

16.如图所示，有界匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向里，MN为其左

边界，磁场中放置一半径为R的圆柱形金属圆筒，圆心0到MN的距离

OO1=2R,圆筒轴线与磁场平行；圆筒用导线通过一个电阻r()接地，最初金属圆筒

不带电。现有范围足够大的平行电子束以速度vO从很远处沿垂直于左边界MN向

右射入磁场区，已知电子质量为m,电量为e.

3eBR

Vrt=

(1)若电子初速度满足阳，最初圆筒上没有带电时，能够打到圆筒

上的电子对应MN边界上01两侧的范围是多大？

(2)当圆筒上电量达到相对稳定时，测量得到通过电阻r()的电流恒为I,忽

略运动电子间的相互作用，，求此时金属圆筒的电势。和电子到达圆筒时速度v

(取无穷远处或大地电势为零).

(3)在(2)的情况下，求金属圆筒的发热功率。

参考答案:

21、解：如图所示，设电子送入磁场回拣轨道半径为小则

q%B=w-

r

解得，・3附

大量电予从MN上不问点进入磁场轨迹如图，从Oy上方P点射

入的电子刚好擦过阴筒

QQ«&花=(2/?尸=

Q尸=aq+r=(3+20)及

同理可得到5下。点版离QQ=(273-3)7?

(2)稳定时,圆柱体上电荷不再始加，与地面电势差恒为U

U=%

电势(p=一北)

电子从报远处射到圆柱表面时速度为V,有

第21网答图

-eU=~/nv2——mv£

220

物理答案第3页共4页

Vm

(3)电流为〃单位时间到达圆筒的电子数k二一

e

r19/W/Vn

电子所具有总能量E=nx-mv；=——

22e

消耗在电阻上的功率P,=I飞

(

所以圆筒发热功率「=粤-尸%'

­2e

17.如图所示，在倾角为0的粗糙斜面上，有一个质量为m的物体被水平力F推着静止于

斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为lI,且p>tanO,求：

(1)力F多大时，物体不受摩擦力；

（2）为使物体静止在斜面上，力F的取值范围.

参考答案：

解：（1）物体不受摩擦力时受力如图所示:

由平衡条件得：FcosO=mgsin0,解得：F=mgtan0；

（2）当推力减小时，摩擦力方向将沿斜面向上，物体受力如图所示:

由平衡条件得：

沿斜面方向上：Fcos0+f=mgsin0

垂直于斜面方向上：Fsin0+mgcos9=N

当摩擦力达到最大静摩擦力，即f=|iN时，推力F最小.

mg（sin8-艮cos8）

解得：Fmin=cos8+四sin8,

F较大时，摩擦力方向将沿斜面向下，受力如图所示：

由平衡条件得：

沿斜面方向上：Fcos6=f+-mgsin9

垂直斜面方向上：Fsin6+mgcos0=N

当摩擦力达到最大静摩擦力，即£=必4时，推力F最大.

ing（sin8+Ncos8）

解得：Fmax=cos6-Nsin8,

为使物体静止在斜面上，力F的取值范围是：

mglsinS-乩cos8）mg（sin8+cos8）

cos0+Hsin9<F<cos9sin6.

答：（1）力F大小为mgtan。时，物体不受摩擦力；

（2）为使物体静止在斜面上，力F的取值范围是：

mg（sin8-艮cos8）mg（sin8+乩cos8）

cos6+M-sin6<F<cos6-|1sin9.

【考点】牛顿第二定律；物体的弹性和弹力.

【分析】（1）当推力沿斜面方向的分力等于重力沿斜面方向的分力时，没有摩擦力.

（2）由于n>tane,当推力为零时，重力沿斜面向下的分力小于最大静摩擦力，物体静止

在斜面上；

用推力推住物体不动时，推力较小时有下滑趋势，静摩擦力沿斜面向上；推力较大时有上

滑趋势，静摩擦力沿斜面向下.

找出即将向上滑动和即将向下滑动的两种临界情况，得出推力的范围.

18.如图所示，虚线MO与水平线PQ相交于O,二者夹角0=30。，在MO左侧存

在电场强度为E、方向竖直向下的