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上海上外民辦勁松中學(xué)2021年高三物理上學(xué)期期末試題含解析一、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)2014年11月1日早上6時42分,被譽為“嫦娥5號”的“探路尖兵”再人返回飛行試驗返回器在內(nèi)蒙古四子王旗預(yù)定區(qū)域順利著陸,標(biāo)志著我國已全面突破和掌握航天器以接近第二宇宙速度的高速再入返回關(guān)鍵技術(shù),為“嫦娥5號”任務(wù)順利實施和探月工程持續(xù)推進(jìn)奠定了堅實基礎(chǔ)。已知人造航天器在月球表面上空繞月球做勻速圓周運動,經(jīng)過時間t(t小于航天器的繞行周期),航天器運動的弧長為s,航天器與月球的中心連線掃過角度為,引力常量為G,則
A航天器的軌道半徑為
B.航天器的環(huán)繞周期為
c月球的質(zhì)量為
D.月球的密度為參考答案:【知識點】萬有引力定律及其應(yīng)用.D5【答案解析】BC解析:A、根據(jù)幾何關(guān)系得:r=.故A錯誤;
B、經(jīng)過時間t,航天器與月球的中心連線掃過角度為θ則:,得:T=.故B正確;C、由萬有引力充當(dāng)向心力而做圓周運動,所以:所以:M=.故C正確;D、人造航天器在月球表面上空繞月球做勻速圓周運動,月球的半徑等于r,則月球的體積:V=月球的密度:ρ=.故D錯誤.故選:BC【思路點撥】由萬有引力充當(dāng)向心力而做圓周運動的,則由萬有引力公式及已知量可得出能計算的物理量.萬有引力在天體中的運動,主要是萬有引力充當(dāng)向心力,注意向心力的表達(dá)有多種形式,應(yīng)靈活選擇.2.甲乙兩個質(zhì)量相等的物體,以相同的初速度在粗糙程度不同的水平面上運動,甲物體先停下來,乙物體后停下來,則A.甲物體受到的沖量大
B.乙物體受到的沖量大C.兩物體受到的沖量相等
D.兩物體受到的沖量無法比較參考答案:
答案:C3.長度為0.5m的輕質(zhì)細(xì)桿OA,A端有一質(zhì)量為3kg的小球,以O(shè)點為圓心,在豎直平面內(nèi)做圓周運動,如圖1所示,小球通過最高點時的速度為2m/s,取g=10m/s2,則此時輕桿OA將:
(
)A.受到6.0N的拉力
B.受到6.0N的壓力C.受到24N的拉力
D.受到24N的壓力參考答案:B4.(單選)天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了某恒星有一顆行星在圓形軌道上繞其運動,并測出了行星的軌道半徑和運行周期.由此可推算出()A.行星的質(zhì)量B.行星的半徑C.恒星的質(zhì)量D.恒星的半徑參考答案:解:行星繞恒星做圓周運動,根據(jù)萬有引力提供向心力,知道軌道半徑和周期,可以求出恒星的質(zhì)量,行星是環(huán)繞天體,在分析時質(zhì)量約去,不可能求出行星的質(zhì)量.故C正確,A、B、D錯誤.故選C.5.物體在一直線上運動,用正、負(fù)號表示方向的不同,根據(jù)給出的初速度和加速度的正負(fù),下列對運動情況判斷正確的是A.v0>0,a<0,物體的速度越來越大B.v0<0,a<0,物體的速度越來越大C.v0<0,a>0,物體的速度越來越小D.v0>0,a>0,物體的速度越來越大參考答案:BD二、填空題:本題共8小題,每小題2分,共計16分6.為了測量兩張紙之間的動摩擦因數(shù),某同學(xué)設(shè)計了一個實驗:如圖甲所示,在木塊A和木板B上貼上待測的紙,將木板B固定在水平桌面上,沙桶通過細(xì)線與木塊A相連。(1)調(diào)節(jié)沙桶中沙的多少,使木塊A勻速向左運動。測出沙桶和沙的總質(zhì)量為m以及貼紙木塊A的質(zhì)量M,則兩紙間的動摩擦因數(shù)μ= ;(2)在實際操作中,發(fā)現(xiàn)要保證木塊A做勻速運動比較困難,有同學(xué)對該實驗進(jìn)行了改進(jìn):實驗裝置如圖乙所示,木塊A的右端接在力傳感器上(傳感器與計算機相連接,從計算機上可讀出對木塊的拉力),使木板B向左運動時,質(zhì)量為M的木塊A能夠保持靜止。若木板B向左勻速拉動時,傳感器的讀數(shù)為F1,則兩紙間的動摩擦因數(shù)μ=
;當(dāng)木板B向左加速運動時,傳感器的讀數(shù)為F2,則有F2
F1(填“>”、“=”或“<”);參考答案:m/M
F1/Mg
=(1)木塊A勻速向左運動,由牛頓第二定律得,解得。(2)質(zhì)量為M的木塊A能夠保持靜止,說明木塊受到的摩擦力和傳感器對物塊的拉力是一對平衡力。不管木板B向左如何拉動,傳感器的拉力都跟AB之間的摩擦力大小相等,方向相反,即=F2。7.一列有8節(jié)車廂的動車組列車,沿列車前進(jìn)方向看,每兩節(jié)車廂中有一節(jié)自帶動力的車廂(動車)和一節(jié)不帶動力的車廂(拖車).該動車組列車在水平鐵軌上勻加速行駛時,設(shè)每節(jié)動車的動力裝置均提供大小為F的牽引力,每節(jié)車廂所受的阻力均為f,每節(jié)車廂總質(zhì)量均為m,則第4節(jié)車廂與第5節(jié)車廂水平連接裝置之間的相互作用力大小為
.參考答案:0【考點】牛頓第二定律;力的合成與分解的運用.【分析】以整體為研究對象,根據(jù)牛頓第二定律可得加速度;再以前4節(jié)車廂為研究對象求解第4節(jié)車廂與第5節(jié)車廂水平連接裝置之間的相互作用力大?。窘獯稹拷猓赫w受到的牽引力為4F,阻力為8f,根據(jù)牛頓第二定律可得加速度為:a=;設(shè)第4節(jié)車廂與第5節(jié)車廂水平連接裝置之間的相互作用力大小為T,以前面4節(jié)車廂為研究對象,根據(jù)牛頓第二定律可得:2F﹣4f﹣T=4ma,即:2F﹣4f﹣T=4m×,解得T=0,故答案為:08.如圖所示,一根不均勻的鐵棒AB與一輛拖車相連接,連接端B為一固定水平轉(zhuǎn)動軸,拖車在水平面上做勻速直線運動,棒長為L,棒的質(zhì)量為40kg,它與地面間的動摩擦因數(shù)為,棒的重心C距轉(zhuǎn)動軸為,棒與水平面成30°角.運動過程中地面對鐵棒的支持力為200N;若將鐵棒B端的固定轉(zhuǎn)動軸向下移一些,其他條件不變,則運動過程中地面對鐵棒的支持力將比原來增大(選填“增大”、“不變”或“減小”).參考答案:考點:力矩的平衡條件;力的合成與分解的運用.分析:選取接端B為轉(zhuǎn)動軸,地面對鐵棒的支持力的力矩與重力的力矩平衡,寫出平衡方程,即可求出地面對鐵棒的支持力;若將鐵棒B端的固定轉(zhuǎn)動軸向下移一些則AB與地,地面之間的夾角減小,同樣,可以根據(jù)力矩平衡的公式,判定地面對鐵棒的支持力的變化.解答:解:以B點為轉(zhuǎn)軸,在拖車在水平面上向右做勻速直線運動過程中,棒的力矩平衡,設(shè)棒與水平面的夾角為α.則有mgcosα=NLcosα+fLsinα
①又滑動摩擦力f=μN.聯(lián)立得:2mgcosα=3Ncosα+3μNsinα
②解得,N=α=30°代入解得,N=200N若將鐵棒B端的固定轉(zhuǎn)動軸向下移一些,α減小,tanα減小,由③得知,N增大.故答案為:200,增大.點評:本題是力矩平衡問題,正確找出力臂,建立力矩平衡方程是關(guān)鍵.9.某實驗小組擬用甲圖所示的裝置研究滑塊的運動。實驗器材有:滑塊、鉤碼、紙帶、毫米刻度尺、帶滑輪的木板、漏斗和細(xì)線組成的單擺(細(xì)線質(zhì)量不計且不可伸長,裝滿有色液體后,漏斗和液體質(zhì)量相差不大)等。實驗前,在控制液體不漏的情況下,從漏斗某次經(jīng)過最低點時開始計時,測得之后漏斗第100次經(jīng)過最低點共用時100秒;實驗中,讓滑塊在鉤碼作用下拖動紙帶做勻加速直線運動,同時單擺垂直于紙帶運動方向做微小振幅擺動,漏斗漏出的液體在紙帶上留下的痕跡記錄了漏斗在不同時刻的位置。
①該單擺的周期是 s;
②圖乙是實驗得到的有液體痕跡并進(jìn)行了數(shù)據(jù)測量的紙帶,根據(jù)紙帶可求出滑塊的加速度為
m/s2;(結(jié)果取兩位有效數(shù)字) ③用該實驗裝置測量滑塊加速度,對實驗結(jié)果影響最大的因素是
。參考答案:10.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中(1)為了消除小車與水平木板之間摩擦力的影響,采取的做法是將帶滑輪的長木板一端適當(dāng)墊高,使小車在
(填“掛”或“不掛”)鉤碼的情況下做
運動;(2)某次實驗中所用交流電的頻率為50Hz.得到的一條紙帶如圖所示,從比較清晰的點起,每五個點取一個點作為計數(shù)點,分別標(biāo)明0、1、2、3、4.量得x1=30.0mm,x2=36.0mm,x3=42.0mm,x4=48.0mm,則小車的加速度為
m/s2.參考答案:(1)不掛(2分);勻速(2分)
(2)0.6(4分)11.物體的質(zhì)量m=0.5kg,其位移s與時間的關(guān)系式為s=4t―t2。(s的單位是m,t的單位是s)。則物體受到的合外力大小
N,物體在0到3s時間內(nèi)通過的路程是
m。參考答案:12.如圖所示,質(zhì)量M=2kg均勻矩形木塊靠在光滑墻上,A點處有固定光滑轉(zhuǎn)動軸,AB與水平方向夾角30°,CD邊長為2m,B、D兩點連線與地面平行,一質(zhì)量m=10kg的小物體若固定在CD邊上且位于A點正上方處,則墻對木塊的彈力為______________N;若將小物體從C點處靜止釋放使其沿CD邊自由下滑,物體與木塊間動摩擦因數(shù)為μ=0.2,物體維持勻加速直線運動的時間為______________s。參考答案:,1.08
13.11參考答案:111三、實驗題:本題共2小題,每小題11分,共計22分14.伏安法可以測純電阻,也可以測非純電阻電學(xué)元件的輸入電壓和電流,從而求出其輸入功率.用如圖1所示的電路可以測定一個額定電壓為6V、額定功率為3W的直流電動機的電功率.(1)圖1的實物連接圖就是測直流電動機的輸入功率的實物連接圖,請根據(jù)實物連接圖在圖2的虛線框內(nèi)畫出實驗電路圖;(直流電動機的符號用表示)(2)實驗中保持電動機兩端電壓U恒為6V,重物每次上升時選取勻速上升階段,測量其上升的高度h和時間t,h每次均為1.5m,所測物理量及測量結(jié)果部分?jǐn)?shù)值(空缺表格部分的數(shù)據(jù)隱去)如表所示.實驗次數(shù)123456電動機的電流(I/A)
0.40.6
2.52.5所提重物的重力(Mg/N)0.82.04.06.06.57.0重物上升時間(t/s)1.4
2.6電機不轉(zhuǎn)電機不轉(zhuǎn)從實驗數(shù)據(jù)中,可以根據(jù)某些數(shù)據(jù)計算出電動機線圈的內(nèi)阻,其阻值為Ω.(3)電動機效率η等于輸出的機械功率與輸入的電功率的比值,請推導(dǎo)出電動機效率η的表達(dá)式為η=(用題目中的符號表示);現(xiàn)在用前4次實驗數(shù)據(jù)(包括空缺表格部分隱去的數(shù)據(jù))做出Mg/I﹣t的圖象,如圖3所示,請由圖象給出的數(shù)據(jù)求出電動機的平均效率%.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)參考答案:(1)如圖;(2)2.4;(3),74.0考點: 描繪小電珠的伏安特性曲線.專題: 實驗題;恒定電流專題.分析: (1)對照實物圖,從而得出原理圖;(2)電動機的輸出功率是機械功率,由圖知,重物靜止,電動機沒有功率輸出,此時電動機電路中純電阻電路,根據(jù)歐姆定律求解線圈的內(nèi)阻(3)電動機效率η等于有用功與總功的比值,有用功為克服物體重力做的功,電動機的電功是總功.解答: 解:(1)由實物圖可知該電路采用了分壓接法,原理圖如圖;(2)在第5次實驗中,由圖看出,重物處于靜止?fàn)顟B(tài),則電動機的輸出功率為0.根據(jù)歐姆定律得:電動機線圈的電阻為:R==Ω=2.4Ω(3)電動機消耗的電能為:W=UIt;輸出的機械能為:Mgh;電動機效率η的表達(dá)式為η=×100%,前4次實驗中電動機工作效率的平均值為:=()代入解得:=74.0%故答案為:(1)如圖;(2)2.4;(3),74.0點評: 題中分析實物圖是應(yīng)培養(yǎng)的基本功.要掌握電動機效率η的意義.當(dāng)電動機不轉(zhuǎn)動時,其電路是純電阻電路,歐姆定律仍成立.15.用電流表、電壓表、滑動變阻器“測電池的電動勢和內(nèi)阻”的實驗時,如果采用一節(jié)新干電池進(jìn)行實驗,實驗時會發(fā)現(xiàn),當(dāng)滑動變阻器在阻值較大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時,
電壓表讀數(shù)變化很小,從而影響測量值的精確性。可以利用一定值電阻,對實驗進(jìn)行改良。某次實驗中,除一節(jié)新干電池、電壓表、電流表和開關(guān)外,還有定值電阻R0(1.8)、滑動變阻器R1(0~10)、滑動變阻器R2(0~200)。(1)請你畫出應(yīng)采用的實驗電路原理圖。(2)為方便實驗調(diào)節(jié)較準(zhǔn)確地進(jìn)行測量,滑動變阻器應(yīng)選用_______(填“R1”或“R2”)。(3)實驗中改變滑動變阻器的阻值,測出幾組電流表和電壓表的讀數(shù)如下表I/A0.150.200.250.300.400.50U/N1.201.101.000.900.700.50請你在給出的坐標(biāo)紙中畫出U-I圖線。(4)根據(jù)圖線得出新干電池的電動勢E=______V,內(nèi)阻r=________。參考答案:【知識點】測定電源的電動勢和內(nèi)阻.J7【答案解析】(1)如圖所示;(2)R1;(3)如圖所示;(4)1.5(1.48﹣1.52均正確);0.2(0.16﹣0.24均正確).解析:(1)電源內(nèi)阻太小,可以用定值電阻與電源串聯(lián)組成等效電源,電壓表測路端電壓,電流表測電路電流,實驗電路圖如圖所示:(2)為方便實驗操作,滑動變阻器應(yīng)選擇:R1.(3)根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對應(yīng)點,然后作出圖象如圖所示:(4)由圖示電源U﹣I圖象可知,圖象與縱軸交點坐標(biāo)值為1.50,則電源電動勢:E=1.50,圖象斜率:k=r+R0===2Ω,則電源內(nèi)阻:r=k﹣R0=2﹣1.8=0.2Ω.【思路點撥】(1)根據(jù)實驗原理與實驗器材作出實驗電路圖.(2)為方便實驗操作,應(yīng)選最大阻值較小的滑動變阻器.(3)應(yīng)用描點法作出圖象.(4)根據(jù)電源U﹣I圖象求出電源電動勢與內(nèi)阻.四、計算題:本題共3小題,共計47分16.如圖所示,在y軸的右側(cè)存在磁感應(yīng)強度為B的方向垂直紙面向外的勻強磁場,在x軸的上方有一平行板式加速電場。有一薄絕緣板放置在y軸處,且與紙面垂直。現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子由靜止經(jīng)過加速電壓為U的電場加速,然后以垂直于板的方向沿直線從A處穿過絕緣板,而后從x軸上的D處以與x軸負(fù)向夾角為30°的方向進(jìn)入第四象限,若在此時再施加一個電場可以使粒子沿直線到達(dá)y軸上的C點(C點在圖上未標(biāo)出)。已知OD長為l,不計粒子的重力。求:(1)粒子射入絕緣板之前的速度。(2)粒子經(jīng)過絕緣板時損失了多少動能。(3)所加電場的電場強度和帶電粒子在y周的右側(cè)運行的總時間。參考答案:(1)粒子在電場中加速由動能定理可知………………3分解得:………………1分
(2)粒子在磁場中作圓周運動軌跡如圖由幾何關(guān)系可得軌道半徑為2l………………2分由………………2分
解得=………………1分由動能定理得………………2分
代入數(shù)據(jù)解得所以損失動能為………………1分或者
帶入結(jié)果得粒子若作直線運動則=Eq………………1分
代入數(shù)據(jù)解得E=
…1分方向與x軸正向斜向下成60°角………………1分粒子在第一象限作勻速圓周運動的時間t1=………………1分粒子在第四象限做勻速直線運動時間t2==………………1分粒子x軸右側(cè)運行的總時間t==………………1分17.如圖,光滑水平面上存在水平向右、場強為E的勻強電場,電場區(qū)域?qū)挾葹長。質(zhì)量為m、帶電量為+q的物體A從電場左邊界由靜止開始運動,離開電場后與質(zhì)量為2m的物體B碰撞并粘在一起,碰撞時間極短。B的右側(cè)拴接一處于原長的輕彈簧,彈簧右端固定在豎直墻壁上(A、B均可視為質(zhì)點)。求物體A在電場中運動時的加速度大小;物體A與B碰撞
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