山西省長治市屯留第二中學2021-2022學年高三物理上學期期末試卷含解析

山西省長治市屯留第二中學2021-2022學年高三物理上學期期末試卷含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.(多選題)如圖所示，兩根長直導線豎直插入光滑絕緣水平桌面上的M、N兩小孔中，O為M、N連線中點，連線上a、b兩點關(guān)于O點對稱。導線均通有大小相等、方向向上的電流。已知長直導線在周圍產(chǎn)生的磁場的磁感應強度，式中k是常數(shù)、I是導線中電流、r為點到導線的距離。一帶正電的小球以初速度v0從a點出發(fā)沿連線運動到b點。關(guān)于上述過程，下列說法正確的是（

）A．小球先做加速運動后做減速運動B．小球一直做勻速直線運動C．小球?qū)ψ烂娴膲毫ο葴p小后增大D．小球?qū)ψ烂娴膲毫σ恢痹谠龃髤⒖即鸢福築D2.如圖所示，處于真空中的勻強電場與水平方向成15o角，AB直線與場強E互相垂直．在A點，以大小為vo的初速度水平拋出一質(zhì)量為m，帶電荷量為+q的小球，經(jīng)時間t，小球下落一段距離過C點（圖中未畫出）時其速度大小仍為vo，在小球由A點運動到C點的過程中，下列說法正確的是

A．電場力對小球做功為零B．小球的電勢能增加C．小球機械能增加D．C點可能位于AB直線的左方參考答案：B3.（單選）人從高處跳到低處時，為了安全，一般都是讓腳尖部分先著地．這是為了A．減小沖量B．使動量的增量變得更小C．增長和地面的沖擊時間，從而減小沖力D．增大人對地的壓強，起到安全作用參考答案：解：人在和地面接觸時，人的速度減為零，由動量定理可知（F﹣mg）t=△mv；而腳尖著地可以增加人著地的時間，可以減小動量的變化率，故減小受到地面的沖擊力；故選：C．4.如圖所示，空間存在水平向左的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場，電場和磁場相互垂直。在電磁場區(qū)域中，有一個豎直放置的光滑絕緣圓環(huán)，環(huán)上套有一個帶正電的小球。O點為圓環(huán)的圓心，a、b、c為圓環(huán)上的三個點，a點為最高點，c點為最低點，Ob沿水平方向。已知小球所受電場力與重力大小相等?，F(xiàn)將小球從環(huán)的頂端a點由靜止釋放。下列判斷正確的是（

）A．當小球運動的弧長為圓周長的1/4時，洛侖茲力最大B．當小球運動的弧長為圓周長的1/2時，洛侖茲力最大C．小球從b點運動到c點，電勢能增大，動能先增大后減小D．小球從a點到b點，重力勢能減小，電勢能增大參考答案：C5.（單選）如圖所示，MON為固定的“L”形直角光滑絕緣板，ON置于水平地面上，P為一可移動的光滑絕緣豎直平板．現(xiàn)有兩個帶正電小球A、B，小球A置于“L”形板的直角處，小球B靠在P板上且處于靜止狀態(tài)，小球A、B位于同一豎直平面內(nèi)，若將P板緩慢向左平移，則下列說法正確的是(D)A．B對P板的壓力變大B．A對ON板的壓力變小C．A、B間的距離不變D．A、B系統(tǒng)的電勢能減小參考答案：D二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.（實驗）（2013?朝陽區(qū)一模）（2）某學校的學生為了測定物塊與桌面之間的動摩擦因數(shù)，想出了很多方法．①其中甲同學采用了如圖4所示的裝置進行實驗，他使物塊在重物的牽引下開始運動，當重物落地后，物塊再運動一段距離停在桌面上．實驗中甲同學用打點計時器記錄了物塊的運動，圖5為他截取的一段紙帶，記錄了物塊做勻減速運動過程的信息，1、2、3、4、5是他選取的計數(shù)點，相鄰兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出．已知打點計時器電源的頻率為50Hz．根據(jù)紙帶可求出物塊做減速運動過程中的加速度大小a=

m/s2（保留兩位有效數(shù)字）．若當?shù)氐闹亓铀俣却笮?.8m/s2，則物塊與桌面的動摩擦因數(shù)μ1=

（保留兩位有效數(shù)字），該測量結(jié)果比動摩擦因數(shù)的真實值

（填“偏大”或“偏小”）．②乙同學采用了如圖6所示的另一套裝置進行實驗，使物塊A位于水平桌面的O點時，重物B剛好接觸地面．將A拉到P點，待B穩(wěn)定后由靜止釋放，A最終滑到Q點．分別測量OP、OQ的長度h和s．改變h，重復以上的操作，分別測出以下幾組實驗數(shù)據(jù)．

123456h/cm10.020.030.040.050.060.0s/cm9.512.528.539.048.056.5

乙同學在圖7中已標出第1、2、3、5、6組數(shù)據(jù)對應的坐標點，請你在圖中標出第4組數(shù)據(jù)對應的坐標點，并畫出s﹣h關(guān)系圖線．實驗中測得A、B的質(zhì)量之比mA：mB=4：5，則根據(jù)s﹣h圖線計算出物塊A與桌面間的動摩擦因數(shù)μ2=

．參考答案：①2.0；0.2；偏大．②0.4探究影響摩擦力的大小的因素解：①、由打點計時器電源的頻率為50Hz，相鄰兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出，可知相鄰計數(shù)點間的時間為T=0.1s，進而由逐差法可得加速度為：物體受摩擦力作用而減速運動，可得：μMg=Ma解得：由于實際在減速階段產(chǎn)生的加速度的力是滑動摩擦力和紙帶受的阻力，所以計算結(jié)果比動摩擦因素的真實值偏大．②、如圖：B下落至臨落地時根據(jù)動能定理有：在B落地后，A運動到Q，有：解得：A、B的質(zhì)量之比mA：mB=4：5，在s﹣h圖象上任取一組數(shù)據(jù)h=10cm，s=9.5cm，代入可以得：．答：①2.0；0.2；偏大．②0.4．7.參考答案：8.(5分)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體可由狀態(tài)1經(jīng)等容過程到狀態(tài)2，再經(jīng)等壓過程到狀態(tài)3，也可先經(jīng)等壓過程到狀態(tài)4，再經(jīng)等容過程到狀態(tài)3。已知狀態(tài)1的溫度和狀態(tài)3的溫度相同，狀態(tài)2的溫度為T2，狀態(tài)4的溫度為T4，則狀態(tài)1和狀態(tài)3的溫度T1=T3=

。參考答案：

答案：9.一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變化到狀態(tài)C的p-V圖象如圖所示．在由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中，理想氣體的溫度

▲

（填“升高”、“降低”或“不變”）．在由狀態(tài)A變化到狀態(tài)C的過程中，理想氣體吸收的熱量

▲

它對外界做的功（填“大于”、“小于”或“等于”）參考答案：升高（2分），等于10.如圖所示，將邊長為a、質(zhì)量為m、電阻為R的正方形導線框豎直向上拋出，穿過寬度為b、磁感應強度為B的勻強磁場，磁場的方向垂直紙面向里。線框向上離開磁場時的速度剛好是進入磁場時速度的一半，線框離開磁場后繼續(xù)上升一段高度，然后落下并勻速進入磁場。整個運動過程中始終存在著大小恒定的空氣阻力Ff，且線框不發(fā)生轉(zhuǎn)動，則：線框在上升階段剛離開磁場時的速度v1=

，線框在上升階段通過磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q=

。參考答案：11.A.兩顆人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，若運行線速度之比是v1∶v2＝1∶2，則它們運行的軌道半徑之比為__________，所在位置的重力加速度之比為4∶1，1∶162012學年普陀模擬21A__________。參考答案：4∶1，1∶16 12.一物塊以一定的初速度沖上斜面，利用速度傳感器可以在計算機屏幕上得到其速度大小隨時間的變化關(guān)系圖象如圖所示，不計空氣阻力，重力加速度g取10m/s2.則：物塊下滑時的加速度大小為

；物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為

。.參考答案：2m/s2

，

13.汽車發(fā)動機的功率為50kW，若汽車總質(zhì)量為5×103kg，在水平路面上行駛時，所受阻力大小恒為5×103N，則汽車所能達到的最大速度為________m/s，若汽車以0.5m/s2的加速度由靜止開始做勻加速運動，這一過程能維持的時間為________s。參考答案：10

40/3三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.有一條小渠，其底部是半徑很大的圓弧，小明同學運用所學的物理知識設計出一種測量該小渠底部的圓弧半徑的方法，如圖甲所示。可提供的器材有小車、光滑長木板、刻度尺、打點計時器、低壓交流電源、導線、紙帶、細繩、復寫紙片和米尺等。(設小車在長木板和小渠底部運動所受的阻力很小可忽略不計，已知重力加速度為g)首先用小條點跡比較清晰的紙袋，舍去開始密集的點跡，從便于測量的點開始，每兩個打點間隔取一個計數(shù)點，如圖丙中0、1、2……6點所示；c.測量1、2、3……6計數(shù)點到0計數(shù)點的距離，分別記作：s1、s2、s3……s6；d.通過測量和計算，該同學判斷出小車沿平板做勻加速直線運動；e.分別計算出s1、s2、s3……s6與對應時間的比值、……；f.以為縱坐標、t為橫坐標，標出與對應時間t的坐標點，畫出圖線。綜合上述實驗步驟，請你完成下列任務：（1）該同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出圖為一直線，并求得直線的斜率為，則小車沿長木板運動的加速度大小為___________;(2)若用米尺測量出長木板的長度為L，則求出底部的圓弧半徑R=____________。參考答案：(1)（3分）(2)（3分）

解析：（1）小車做勻加速直線運動，所以，故圖像的斜率,所以a=2k(2)設小車到底部所用時間為t,木板與水平方向夾角a，，。帶入，解得R=15.電池的內(nèi)阻很小，不便于直接測量。某探究小組的同學將一只2.5Ω的保護電阻R0與電池串聯(lián)后再用電流表和電壓表測電池的電動勢和內(nèi)阻，實驗電路如圖所示。①按電路原理圖把實物電路補畫完整；②實驗中測定出了下列數(shù)據(jù)：R1885

請根據(jù)數(shù)據(jù)在坐標圖中畫出I-U圖象。連線時，有一組數(shù)據(jù)是棄之不用的，原因是

③由I-U圖象得出電池的電動勢為

，內(nèi)阻為

。參考答案：.①實物電路圖連接如圖所示（2分）；②U-I圖象如圖所示（2分），數(shù)據(jù)存在嚴重錯誤（2分）③1.5V(2分）,0.50(2分）四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖，AB為粗糙的長直斜面，動摩擦因數(shù)μ=0.4，與水平方向的夾角θ=37°，BC為光滑水平面，CDE為光滑曲面，B、C兩接口處均光滑連接。D、E兩點離水平地面的高度分別為h1＝8.64m，h2＝4m。一質(zhì)量m＝0.20kg的滑塊由斜面上某一點P從靜止開始下滑，在斜面上始終受一水平向右恒力F=1N的作用，到達B點時立即撤去拉力F，從P點到達C點共經(jīng)歷t＝3s。已知PB與BC長度之和為32m。求：（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g=10m/s2）（1）滑塊沿AB段運動時加速度a和所用時間t1；（2）若水平向右恒力F大小可調(diào)，則恒力F在何范圍內(nèi)可使滑塊沿PB、BC運動越過曲面落地。某同學對第二問的解答如下：若要使滑塊越過曲面落地，則離開曲面E點時的速度至少為0。從P點至E點列出動能定理。即可求得所需的最小恒力。請判斷該同學的解答是否正確，并說明理由，若該同學解答錯誤則求出正確的恒力范圍。參考答案：（1）由牛頓第二定律 Fcosq+mgsinq-mN＝ma ① （1分）由垂直斜面方向受力平衡可得 N=mgcosq-Fsinq②聯(lián)立①②可得加速度 a＝8m/s2 （1分）S=S1+S2= （1分）得 t1=2s （1分）（2）該同學回答錯誤。 （1分）錯誤1：至少滑到D點速度為0才可以越過曲面落地。 （1分）錯誤2：在斜面上力F不能過大，否則物塊將離開斜面運動。 （1分）從P至D動能定理 （1分）得 F1=0.5N （1分）F2sinq=mgcosq （1分）得 F2=2.67N （1分）所以恒力F的范圍應該為 即 17.如圖所示，光滑水平面上放置質(zhì)量均為＝2kg的甲、乙兩輛小車，兩車之間通過一感應開關(guān)相連(當滑塊滑過感應開關(guān)時，兩車自動分離)．甲車上表面光滑，乙車上表面與滑塊P之間的動摩擦因數(shù)＝0.5.一根通過細線拴著且被壓縮的輕質(zhì)彈簧固定在甲車的左端，質(zhì)量為＝1kg的滑塊P(可視為質(zhì)點)與彈簧的右端接觸但不相連，此時彈簧的彈性勢能＝10J，彈簧原長小于甲車長度，整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)．現(xiàn)剪斷細線，求：(1)滑塊P滑上乙車前的瞬時速度的大?。?/p>

(2)滑塊P滑上乙車后最終未滑離乙車，滑塊P在乙車上滑行的距離．()參考答案：(1)

4m/s

(2)18.

（15分）中子星是恒星演化過程的一種結(jié)果，它的密度很大?，F(xiàn)有一中子星，觀測到它的自轉(zhuǎn)周期為T=s。問該中子星的最小密度應是多少才能維持該星體的穩(wěn)定，不致因旋轉(zhuǎn)而瓦解。計算時星體可視為均勻球體。（引力常數(shù)G=6.67×10－11m3/kg·s2）參考答案：解析：考慮中子星赤道處一小塊物質(zhì)，只有當它受到的萬有引力大于或等于它隨星體一起旋轉(zhuǎn)所需的向心力時，中子星才會瓦解。設中子星的密度為ρ，質(zhì)量為M，半徑為R，自轉(zhuǎn)角速度為ω，位