福建省南平市建瓯县中学2020-2021学年高三物理期末试卷含解析

/福建省南平市建瓯县中学2020-2021学年高三物理期末试卷含解析一、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.下列关于摩擦力的说法中正确的是（

）A、摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反B、静摩擦力的方向总是与物体的相对运动趋势的方向相反C、摩擦力不一定总是阻碍物体运动，也可以是动力D、正压力越大，静摩擦力就越大参考答案：BC2.（单选）如图所示，两根平行放置、长度均为L的直导线a和b，放置在与导线所在平面垂直的匀强磁场中，当a导线通有电流强度为I，b导线通有电流强度为2I，且电流方向相反时，a导线受到磁场力大小为F1，b导线受到的磁场力大小为F2，则a通电导线的电流在b导线处产生的磁感应强度大小为（

）参考答案：C3.（多选）某兴趣小组用实验室的手摇发电机和理想变压器给一个灯泡供电，电路如图所示。当线圈以较大的转速n匀速转动时，电压表示数是U1，额定电压为U2的灯泡正常发光，灯泡正常发光时电功率为P，手摇发电机的线圈电阻是r，则有

A．电流表的示数是

B．变压器的原副线圈的匝数比是U2：U1

C．从如图所示位置开始计时，变压器输入电压的瞬时值表达式u=

D．手摇发电机的线圈中产生的电动势最大值是参考答案：AC4.如图，固定斜面，CD段光滑，DE段粗糙，A、B两物体叠放在一起从C点由静止下滑，下滑过程中A、B保持相对静止，则（）A．在CD段时，A受三个力作用B．在DE段时，A可能受二个力作用C．在DE段时，A受摩擦力方向一定沿斜面向上D．整个下滑过程中，A、B均处于失重状态参考答案：C【考点】牛顿第二定律；弹性形变和范性形变；物体的弹性和弹力．【分析】根据牛顿第二定律求出整体的加速度，隔离对A分析，判断B对A是否有摩擦力．【解答】解：A、在CD段，整体的加速度a=，隔离对A分析，有：mAgsinθ+fA=mAa，解得fA=0，可知A受重力和支持力两个力作用．故A错误．B、设DE段物块与斜面间的动摩擦因数为μ，在DE段，整体的加速度a==gsinθ﹣μgcosθ，隔离对A分析，有：mAgsinθ+fA=mAa，解得fA=﹣μmAgcosθ，方向沿斜面向上．若匀速运动，A受到静摩擦力也是沿斜面向上，所以A一定受三个力．故B错误，C正确．D、整体下滑的过程中，CD段加速度沿斜面向下，A、B均处于失重状态．在DE段，可能做匀速直线运动，不处于失重状态．故D错误．故选：C．5.如图所示，木块m放在薄板AB上（B端光滑铰链连接），开始θ＝0，现在A端用一个竖直向上的力F使板绕B端逆时针缓慢转动，在m相对AB保持静止的过程中A．各力相对B端的力矩都保持不变B．相对B端顺时针的力矩之和保持不变C．F的力矩先减小再增大D．F大小保持不变

参考答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.水平面中的平行导轨相距L，它们的右端与电容为C的电容器的两块极板分别相连如图，直导线ab放在导轨上并与其垂直相交，磁感应强度为B的匀强磁场竖直向下穿过导轨面。若发现电容器上极板上带负电荷，则ab向______沿导轨滑动(填向“左”或向“右”)；如电容器的带电荷量为Q，则ab滑动的速度v=_________参考答案：左

Q／BLC由题意可知，电容器极板上带负电荷，因此因棒的切割，从而产生由a到b的感应电流，根据右手定则可知，只有当棒向左滑动时，才会产生由a到b的感应电流；根据电容器的电容公式，而棒切割磁感线产生感应电动势大小为：E=BLv，此时U=E，所以ab滑动的速度为：，7.如图所示，在《探究产生感应电流的条件》的实验中，当磁铁静止在线圈上方时，可观察到电流表指针不偏转（选填“偏转”或“不偏转“）；当磁铁迅速插入线圈时，可观察到电流表指针偏转（选填“偏转”或“不偏转“）；此实验说明：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电流产生．参考答案：考点：研究电磁感应现象．专题：实验题．分析：根据感应电流产生的条件分析答题；感应电流产生的条件：穿过闭合回路的磁通量发生变化，产生感应电流．解答：解：当磁铁静止在线圈上方时，穿过闭合回路的磁通量不变，电流表指针不偏转；当磁铁迅速插入线圈时，穿过闭合回路的磁通量变化，电流表指针偏转；此实验说明：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电流产生．故答案为：不偏转；偏转；变化．点评：本题考查了探究感应电流产生的条件，分析图示实验、根据实验现象即可得出正确解题．8.倾角为＝30°的斜面体放在水平地面上，一个重为G的球在水平力F的作用下，静止在光滑斜面上，则水平力F的大小为

；若将力F从水平方向逆时针转过某一角度后，仍保持F的大小，且小球和斜面也仍旧保持静止，则此时水平地面对斜面体的摩擦力f＝[番茄花园23]

。参考答案：9.在电梯中，把一重物置于台秤上，台秤与力传感器相连，当电梯从静止开始先加速上升，然后又匀速运动一段时间，最后停止运动；传感器的屏幕上显示出其受的压力与时间的关系（N-t）图像，如图所示，则电梯在启动阶段经历了_______s加速上升过程；电梯的最大加速度是______m/s2。（g=10m/s）

参考答案：

答案：4，

6.7

10.用实验探究单摆的周期与摆长的关系，为使单摆周期的测量值更精确，测量n次全振动的时间t，n应适当

(选填"大"或"小")些；改变摆线长，测量多组摆长l和相应的振动周期T的数据，用图象处理数据.要得到线性图象，应选用

(选填"T-l"、"T-l2"或"T2-l")图象.参考答案：11.探究能力是物理学研究的重要能力之一．有同学通过设计实验来探究物体因绕轴转动而具有的转动动能与哪些因素有关。他以圆型砂轮为研究对象，研究其转动动能与其质量、半径、角速度等的具体关系。如图所示，砂轮由动力带动匀速旋转，测得其角速度ω，然后让砂轮脱离动力，用一把弹性尺子与砂轮接触使砂轮慢慢停下，设尺和砂轮间的摩擦力恒为（转动过程动能定理也成立。不计转轴的质量及其与支架间的摩擦）。分别取不同质量、不同半径的砂轮，使其以不同角速度旋转的进行实验，最后得到的数据如下表所示：半径/cm质量/m0角速度/rad·s-1圈数转动动能/J4128

41432

42216

44232

81216

161232

(1)根据题给数据计算砂轮的转动动能Ek，并填在上面的表格里。(2)由上述数据推导出该砂轮的转动动能Ek与质量m、角速度ω、半径r的关系式为_____________。参考答案：（1）填空半径/cm质量/m0角速度/rad·s-1圈数转动动能/J41286.44143225.64221612.84423225.68121625.6161232102.4（2）

EK=kmω2r2

或者EK=mω2r2。12.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中（1）为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响，采取的做法是将带滑轮的长木板一端适当垫高，使小车在

（填“挂”或“不挂”）钩码的情况下做

运动；（2）某次实验中所用交流电的频率为50Hz.得到的一条纸带如图所示，从比较清晰的点起，每五个点取一个点作为计数点，分别标明0、1、2、3、4.量得x1=30.0mm,x2=36.0mm,x3=42.0mm,x4=48.0mm,则小车的加速度为

m/s2.参考答案：（1）不挂（2分）；匀速（2分）

（2）0.6（4分）13.

三个用电器均为“110V，20W”，将两个并联后与第三个串联，然后接于电源上，当每个用电器均不超过额定功率时，这个电路最多消耗电功率为

W，此时电源输出电压为

V．参考答案：答案：30，165三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.2004年1月25日，继“勇气”号之后，“机遇”号火星探测器再次成功登陆火星．人类为了探测距离地球大约3.0×105km的月球，也发射了一种类似四轮小车的月球探测器．它能够在自动导航系统的控制下行走，且每隔10s向地球发射一次信号，探测器上还装着两个相同的减速器(其中一只是备用的)，这种减速器可提供的最大加速度为5m/s2，某次探测器的自动导航系统出现故障，从而使探测器只能匀速前进而不再避开障碍物．此时地球上的科学家只能对探测器进行人工遥控操作．下表为控制中心的显示屏上的数据：

已知控制中心的信号发射和接收设备工作速度极快．科学家每次分析数据并输入命令至少需要3s.问：(1)经过数据分析，你认为减速器是否执行了命令？(2)假如你是控制中心的工作人员，采取怎样的措施？加速度满足什么条件？请计算说明．

参考答案：(1)未执行命令(2)立即输入命令，启动另一个备用减速器，加速度a>1m/s2，便可使探测器不与障碍物相碰．

15.如图所示，将一个斜面放在小车上面固定，斜面倾角θ=37°，紧靠斜面有一质量为5kg的光滑球，取重力加速度g＝10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8，则：试求在下列状态下：(1)小车向右匀速运动时，斜面和小车对小球的弹力大小分别是多少？(2)小车向右以加速度3m/s2做匀加速直线运动，斜面和小车对小球的弹力大小分别是多少？(3)小车至少以多大的加速度运动才能使小球相对于斜面向上运动。参考答案：(1)0，50N(2)25N，30N

(3)7.5m/s2【详解】(1)小车匀速运动时，小球随之一起匀速运动，合力为零，斜面对小球的弹力大小为0，竖直方向上小车对小球的弹力等于小球重力，即：否则小球的合力不为零，不能做匀速运动.(2)小车向右以加速度a1=3m/s2做匀加速直线运动时受力分析如图所示，有：代入数据解得：N1=25N，N2=30N(3)要使小球相对于斜面向上运动，则小车对小球弹力为0，球只受重力和斜面的弹力，受力分析如图，有：代入数据解得：答：(1)小车向右匀速运动时，斜面对小球的弹力为0和小车对小球的弹力为50N(2)小车向右以加速度3m/s2做匀加速直线运动，斜面和小车对小球的弹力大小分别是N1=25N，N2=30N.(3)小车至少以加速度向右运动才能使小球相对于斜面向上运动。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.学校探究性学习小组对一辆自制小遥控车的性能进行研究。他们让这辆小车在水平的地面上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过数据处理得到如图所示的－t图象，已知小车在0～2s内做匀加速直线运动，2s～10s内小车牵引力的功率保持不变，在10s末停止遥控让小车自由滑行，小车质量m=1kg，整个过程中小车受到的阻力大小不变。求：

(1)小车所受的阻力f是多大?

(2)在2s～10s内小车牵引力的功率P是多大?

(3)小车在加速运动过程中的总位移s是多少?

参考答案：1）在10s末撤去牵引力后，小车只在阻力f作用下做匀减速运动，设加速度大小为a，则f=ma(1分)

根据由图象可得a=2m/s2

(2分)

∴f=2N

(1分)（2）小车的匀速运动阶段即7s～10s内，设牵引力为F，则F=f

由P=由图象可知=6m/s

∴P=12W（4分）

（3）小车的加速运动过程可以分解为0～2s和2s～7s两段，设对应的位移分别为S1和S2，设在0～2s内的加速度大小为a1，则由图象可得a1=2m/s2

S1=

S1=4m

在2s～7s内由动能定理可得

=4m/s解得S2=25m

S=S1+S2

S=29m

--17.如图所示，斜面与水平面间的夹角θ＝37°，物体A和B的质量分别为mA＝10kg、mB＝5kg。A、B间用质量不计的细绳相连。试求：（1）当斜面光滑时，两个物体的加速度及绳的张力各是多少？（2）当A和B与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.2时，两个物体的加速度及绳的张力各是多少？（3）当A和B与斜面间的动摩擦因数分别为μA＝0.2、μB＝0.8时，则释放后的开始阶段，两个物体的加速度及绳的张力又各是多少？参考答案：解析：（1）如斜面光滑摩擦不计，用整体法：，用隔离法对B：，代入数据求出

（4分）（2）用整体法：用隔离法对B：，代入数据求出

（4分）（3）用隔离法对B：

因为所以物体B不下滑，物体A下滑，绳松弛，。

（5分）（还可用如下方法做）：用隔离法对A：对B：

设，即假设绳子没有张力，联立求解得。因，故。说明物体A运动比物体B的运动快，绳松弛，所以的假设成立。故有，因与实际不符，所以B静止。18.如图甲所示，有一磁感强度大小为B、垂直纸面向外的匀强磁场，磁场边界OP与水平方向夹角为45°，紧靠磁场右上边界放置长为L，间距为d的平行金属板M、N，磁场边界上的O点与N板在同一水平面上，O1、O2电场左右边界中点．在两板间存在如图乙所示的交变电场（取竖直向下为正方向）．某时刻从O点竖直向上同时发射两个相同的粒子a和b，质量为m，电量为+q，初速度不同．粒子a在图乙中的t=时刻，从O1点水平进入板间电场运动，由电场中的O2点射出．粒子b恰好从M板左端进入电场．（不计粒子重力和粒子间相互作用，电场周期T未知）求：（1）粒子a、b从磁场边界射出时的速度va、vb；（2）粒子a从O点进