福建省南平市萬安中學2020-2021學年高三物理上學期期末試卷含解析

/福建省南平市萬安中學2020-2021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）目前，在地球周圍有許多人造地球衛(wèi)星繞著它運轉(zhuǎn)，其中一些衛(wèi)星的軌道可近似為圓，且軌道半徑逐漸變小．若衛(wèi)星在軌道半徑逐漸變小的過程中，只受到地球引力和稀薄氣體阻力的作用，則下列判斷正確的是（）A．衛(wèi)星的動能逐漸減小B．由于地球引力做正功，引力勢能一定減小C．由于氣體阻力做負功，地球引力做正功，機械能保持不變D．衛(wèi)星克服氣體阻力做的功小于引力勢能的減小參考答案：考點：功能關(guān)系；機械能守恒定律．專題：壓軸題．分析：本題關(guān)鍵是首先根據(jù)地球?qū)πl(wèi)星的萬有引力等于衛(wèi)星需要的向心力，得出衛(wèi)星的動能隨軌道半徑的減小而增大，然后再根據(jù)動能定理和功能原理討論即可．解答：解：A、由=可知，v=，可見，衛(wèi)星的速度大小隨軌道半徑的減小而增大，所以A錯誤；B、由于衛(wèi)星高度逐漸降低，所以地球引力對衛(wèi)星做正功，引力勢能減小，所以B正確；C、由于氣體阻力做負功，所以衛(wèi)星與地球組成的系統(tǒng)機械能減少，故C錯誤；D、根據(jù)動能定理可知引力與空氣阻力對衛(wèi)星做的總功應(yīng)為正值，而引力做的功等于引力勢能的減少，即衛(wèi)星克服氣體阻力做的功小于引力勢能的變化，所以D正確．故選BD．點評：若衛(wèi)星做圓周運動，則應(yīng)滿足=，可得軌道半徑越小v越大，應(yīng)熟記．2.如圖甲如示，在粗糙的水平面上，物塊A在水平向右的拉力F的作用下做直線運動，其速度―時間圖像如圖乙所示。下列判斷正確的是（

）A．在0~1ｓ內(nèi)，拉力F不斷增大B．在1~3ｓ內(nèi)，拉力F的大小恒定C．在3~4ｓ內(nèi)，拉力F不斷減小D．在3~4ｓ內(nèi)，拉力F不斷增大參考答案：

BC3.（05年全國卷Ⅰ）把火星和地球繞太陽運行的軌道視為圓周。由火星和地球繞太陽運動的周期之比可求得A．火星和地球的質(zhì)量之比

B．火星和太陽的質(zhì)量之比C．火星和地球到太陽的距離之比

D．火星和地球繞太陽運動速度之比參考答案：答案：CD解析：開普勒行星運動三定律和萬有引力定律是天體運動的基本規(guī)律，分別解決了行星怎樣運動和為什么這樣運動。行星繞太陽做圓周運動，太陽對行星的萬有引力提供了向心力。圓周運動線速度、角速度和周期之間的關(guān)系也是本題考查的重點。由動力學知識列方程，行星的質(zhì)量會約去，無法求出行星質(zhì)量，也無法求出太陽的質(zhì)量。但可以求出行星離太陽的距離之比，進而還可求出動行速度之比。4.利用速度傳感器與計算機結(jié)合，可以自動作出物體運動的圖象．某同學在一次實驗中得到的運動小車的速度－時間圖象如圖4所示，以下說法錯誤的是

(

)

A．小車先做加速運動，后做減速運動B．小車運動的最大速度約為0.8m/sC．小車的位移一定大于8mD．小車做曲線運動參考答案：D5.（單選）如圖所示，一個質(zhì)量為ｍ的物體（可視為質(zhì)點）以某一速度從Ａ點沖上傾角為30°的固定斜面，其運動的加速度為3g/4，這物體在斜面上上升的最大高度為ｈ，則在這個過程中物體的A.整個過程中物體機械能守恒 B.重力勢能增加了3mgh/4

C.動能損失了3mgh/2

D.機械能損失了mgh/4參考答案：【知識點】動能定理的應(yīng)用；功能關(guān)系；機械能守恒定律．E2E3E6【答案解析】C解析：A、對物體受力分析，受重力、支持力、摩擦力（假設(shè)存在），根據(jù)牛頓第二定律，有：f+mgsin30°=ma；解得：f=m（-gsin30°）mg≠0；

機械能守恒的條件是只有重力做功，物體受到滑動摩擦力，故機械能不守恒，故A錯誤；B、重力勢能增加等于克服重力做的功，故重力勢能增加mgh，故B錯誤；C、由動能定理可知，動能損失量等于克服合外力做的功的大小，故△Ek=F合?s=ma?2h=m?2h=mgh，故C正確；D、機械能的損失量為fs=mg?2h=mgh，故D錯誤；故選C．【思路點撥】重力勢能的增加量等于克服重力做的功；動能變化等于力的總功；機械能變化量等于除重力外其余力做的功．本題關(guān)鍵根據(jù)功能關(guān)系的各種具體形式得到重力勢能變化、動能變化和機械能變化．重力勢能變化與重力做功有關(guān)；動能的變化與合力做功有關(guān)；機械能的變化與除重力以外的力做功有關(guān)．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.(8分）（1）如圖在傾角為θ的斜面頂端A處以速度V0水平拋出一小球，落在斜面上的某一點B處，設(shè)空氣阻力不計，求（1）小球從A運動到B處所需的時間_________；（2）從拋出開始計時到小球離斜面的距離最大經(jīng)過的時間是_________？參考答案：7.如圖所示。一根長L的細繩，固定在O點，繩另一端系一質(zhì)量為m的小球。起初將小球拉至水平于A點。小球從A點由靜止釋放后到達最低點C時拉力為

；此過程中小球重力的瞬時功率的變化情況是

（空氣阻力不計）。參考答案：T=3mg（2分），先增大后減小8.（4分）一個單擺做簡諧運動，其振動圖象如圖所示，該單擺的周期T＝__________s；在2.0s末，擺球?qū)τ谄胶馕恢玫奈灰苮＝__________cm。

參考答案：答案：2.0（或2）109.利用如圖所示的裝置可以測量滑塊與固定在地面上的斜面間的動摩擦因數(shù)。在傾角為的斜面上安裝有兩個光電門，其中光電門甲固定在斜面上，光電門乙的位置可以變化。當一個帶有遮光片的滑塊自斜面上勻加速滑下時，與兩個光電門都相連的計時器可以顯示出遮光片從光電門甲至乙所用的時間t，改變光電門乙的位置進行多次測量，每次都使滑塊從同一點由靜止開始滑下，并用米尺測量甲、乙光電門之間的距離x，記下相應(yīng)的x和t值，所得數(shù)據(jù)見下表。(l)滑塊每次都從同一點由靜止開始下滑，設(shè)經(jīng)過光電門甲處的速度為，下滑的加速度為a。則、a、x、t四個物理量之間滿足的關(guān)系式是________________________。(2)根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù)，在下面給出的坐標紙上畫出圖線。

(3)由(2)中所畫出的圖線，得出滑塊加速度大小為a=_________，滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)__________。(g取l0，兩空結(jié)果保留3位有效數(shù)字)參考答案：10.用如圖所示的裝置，探究功與物體速度變化的關(guān)系．實驗時，先適當墊高木板，然后由靜止釋放小車，小車在橡皮條彈力的作用下被彈出，沿木板滑行。小車滑行過程中帶動通過打點計器的紙帶，記錄運動情況．觀察發(fā)現(xiàn)紙帶前面部分點跡疏密不勻，后面部分點跡比較均勻，回答下列問題：（1）適當墊高木板是為了

；（2）通過紙帶求小車速度時，應(yīng)使用紙帶的

（填“全部”、“前面部分”或“后面部分”）；（3）若實驗作了n次，所用橡皮條分別為1根、2根……n根，通過紙帶求出小車的速度分別為v1、v2……vn，用W表示橡皮條對小車所做的功，作出的W—v2圖線是一條過坐標原點的直線，這說明W與v2的關(guān)系是

。參考答案：(1)平衡摩擦力(2)后面部分

(3)W與v2成正比（1）用1條、2條、3條…同樣的橡皮筋將小車拉到同一位置釋放，橡皮筋拉力對小車所做的功依次為w、2w、3w…探究橡皮筋拉力對小車所做的功W與小車速度v的定量關(guān)系．將木板放有打點計時器的一端墊高，小車不連橡皮筋，尾部固定一紙帶，輕推小車使小車沿木板向下運動，如果紙帶上打出的點間距是均勻的，說明紙帶的運動是勻速直線運動，小車重力沿斜面方向的分力剛好平衡了小車所受的摩擦力．

（2）橡皮筋拉力對小車所做的功全部完成后，打出來的點才能反映物體的速度．所以應(yīng)使用紙帶的后面部分．

（3）W-v2圖線是一條過坐標原點的直線，根據(jù)數(shù)學知識可確定W與速度v的平方成正比．11.如圖所示（a）所示，在x軸上有一個點電荷Q（圖中未畫出）．A，B兩點的坐標分別為0.2m和0.5m．放在A，B兩點的檢驗電荷q1，q2受到的電場力的大小和方向跟檢驗電荷所帶電量的關(guān)系如圖（b）所示．則A點的電場強度大小為2000N/C，點電荷Q的位置坐標為x=0.3m．參考答案：：解：（1）由圖可知，A點的電場強度的大小為N/C．（2）同理B點的電場強度N/C，設(shè)點電荷Q的坐標為x，由點電荷的電場得：，聯(lián)立以上公式解得：x=0.3m．故答案為：2000，0.312.如圖a所示是打樁機的簡易模型．質(zhì)量m=1kg的物體在拉力F作用下從與釘子接觸處由靜止開始運動，上升一段高度后撤去F，到最高點后自由下落，撞擊釘子后物體不再彈起，將釘子打入一定深度．若以初始狀態(tài)物體與釘子接觸處為零勢能點，物體上升過程中，機械能E與上升高度h的關(guān)系圖象如圖b所示．不計所有摩擦，g=10m/s2．物體上升過程所受拉力F=

N；在整個過程中距初始位置

m處物體的重力勢能與動能相等．參考答案：12；0.6【考點】功能關(guān)系；動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化．【分析】根據(jù)功能原理列式可知E﹣h圖象的斜率等于拉力，根據(jù)機械能守恒計算重力勢能與動能相等時問題的高度．【解答】解：根據(jù)功能原理得：△E=F△h，得F=，可知E﹣h圖象的斜率等于拉力，為：F==N=12N；由圖可知，物體的機械能最大為12J，下落的過程中機械能守恒，物體的重力勢能與動能相等時，均為6J，即：mgh=6J，解得：h=0.6m．故答案為：12；0.613.（4分）某物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為M，摩爾體積為V，密度為，每個分子的質(zhì)量和體積分別為m和Vo，則阿伏加德羅常數(shù)NA可以用兩種式子來表達：NA=_______________和NA=______________。參考答案：；三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.(1)在2014年的澳大利亞網(wǎng)球公開塞上，中國選手李娜奪得冠軍。比賽中，李娜揮拍將質(zhì)最為m的網(wǎng)球擊出，如果網(wǎng)球被拍子擊打前、后瞬間速度的大小分別為v1、v2,v2與v1方向相反，且v2>v1。重力影響可忽略，則此過程中拍子對網(wǎng)球作用力的沖量大小為____方向與____（填“v1”，”或“v2”）力向相同

(2)①用游標卡尺測量某物體的長度讀數(shù)如圖所示，該物體的長度為____cm

②有關(guān)力學實驗，下列說法正確的是____

A在“驗征力的平行四邊形定則”實驗中，兩條橡皮筋的伸長量必須相同

B在“探究加速度與質(zhì)量、外力之間的關(guān)系”實驗中，只需一次平衡摩擦力

c.在“功與速度變化的關(guān)系”的實驗中，放小車的長木板應(yīng)該盡量使其水平

D在“驗證機械守恒定律”的實驗中，必須由v=gt求出打某點時紙帶的速度

E在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，不用測出重錘的質(zhì)量

F．在“利用單擺測重力加速度”的實驗中，測量周期應(yīng)從擺球經(jīng)過最高點開始計時

(3)某些固體材料受到外力后除了產(chǎn)生形變，其電阻率也要發(fā)生變化，這種由于外力的作用面使材料電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為“壓阻效應(yīng)”?，F(xiàn)用如圖1所示的電路研究某長薄板電阻Rx的壓阻效應(yīng)，已知Rx的阻值變化范剛為幾歐到十幾歐，所用電源的電動勢為3V，除圈1中所示器材外，實驗室中還提供了下列器材

電壓表(0-15V，內(nèi)阻約為20k，其讀數(shù)用U表示)

電流表A1（0-0.6A，內(nèi)阻=5，其讀數(shù)用表示）

電流表A2（0-06A，內(nèi)阻約為6，其讀數(shù)用I2表示）①為了比較準確測量電阻Rx，完成虛線框內(nèi)電路圖的設(shè)計，并用相應(yīng)的符號標注元件②在電阻Rx上加一個豎直向下的力F(設(shè)豎直向下為正方向)，閉合開關(guān)S，記下電表讀數(shù)，可以計算出Rx=____

（用題中所給字母表示）．③改變力的大小，得到不同的Rx值，最后繪成圖象如圖2所示，除觀察到電阻Rx的阻值隨壓力F增大而均勻減小外，還可得到當F豎直向下時，Rx與所受壓力F的函數(shù)關(guān)系是R=__________參考答案：（1）m(v1+2)

v2(2)①10.240 ②BE（3）①略 ② ③16-2F15.（4分）利用如圖所示的方法測定細線的抗拉強度，在長為L的細線下端掛已知質(zhì)量不計的小盒，小盒的左側(cè)開一孔，一個金屬小球從斜軌道上釋放后，水平進入小盒內(nèi)，與小盒一起向右擺動，現(xiàn)逐漸提高金屬小球在軌道上釋放的高度，直至擺動時細線恰好被拉斷，并測得此時金屬小球平拋運動的豎直位移h和水平位移s，若小球質(zhì)量為m，該細線的抗拉張力為

。參考答案：四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，真空中有以下表面鍍反射膜的平行玻璃磚，其折射率n=，一束單色光與界面成θ=45°角斜射到玻璃磚表面上，最后在玻璃磚的右側(cè)面豎直光屏上出現(xiàn)兩個光點A和B，A和B相距h=4.0cm．已知光在真空中的傳播速度c=3.0×108m/s．i．畫出光路圖；ii．求玻璃磚的厚度．參考答案：解：?。鶕?jù)折射率公式n=，得sinθ2=，θ2=30°

作出光路圖如右圖所示ⅱ．如圖所示的光路，△CDE為等邊三角形，四邊形ABEC為梯形，CE=AB=h．玻璃的厚度d就是邊長h的等邊三角形的高．△CDE為等邊三角形，四邊形ABEC為梯形，CE=AB=h．玻璃的厚度d就是底邊長為h的等邊三角形的高，故：d=hcos30°===3.46cm答：i．畫出光路圖如圖；ii．玻璃磚的厚度是3.46cm．【考點】光的折射定律．【分析】光斜射在表面鍍反射膜的平行玻璃磚，則反射光線在豎直光屏上出現(xiàn)光點A，而折射光線經(jīng)反射后再折射在豎直光屏上出現(xiàn)光點B，根據(jù)光學的幾何關(guān)系可由AB兩點間距確定CE間距，再由折射定律，得出折射角，再根據(jù)折射角的大小畫出光路圖，最后算出玻璃磚的厚度．17.2010年1月17日凌晨，北斗二號衛(wèi)星導航系統(tǒng)的第三顆衛(wèi)星成功發(fā)射。此前，第一、二顆北斗二號衛(wèi)星分別于2007年4月和2009年4月發(fā)射。衛(wèi)星發(fā)射間隔越來越短，預示著北斗二號進入了加速組網(wǎng)階段。北斗二號衛(wèi)星是地球同步衛(wèi)星。衛(wèi)星發(fā)射升空后，進入近地點距地心為r1，遠地點距地心為r2的橢圓軌道正常運行后，衛(wèi)星動力發(fā)動機點火，衛(wèi)星開始變軌，衛(wèi)星在遠地點時，將質(zhì)量為Δm的燃氣以一定的速度向后方噴出后，衛(wèi)星改做半徑為r2的圓周運動.已知地球表面處重力加速度為g，衛(wèi)星在近地點速度為v1，飛船總質(zhì)量為m.設(shè)距地球無窮遠處為引力勢能零點，則距地心為r、質(zhì)量為m的物體的引力勢能表達式為.已知地球質(zhì)量M，萬有引力常量G。求：(1)地球半徑及衛(wèi)星在橢圓軌道上運動時具有的機械能；(2)衛(wèi)星在遠地點的速度v2；(3)衛(wèi)星在遠地點時，應(yīng)將Δm的氣體相對于地球多大的速度(大小)向后方噴出才能進入半徑為r2的圓軌道