2021年江蘇省泰州市興化魯迅高級中學(xué)高三物理期末試題含解析

2021年江蘇省泰州市興化魯迅高級中學(xué)高三物理期末試題含解析一、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.（單選）如圖所示，離地面高h處有甲、乙兩個小球，甲以初速度水平射出，同時乙以大小相同的初速度沿傾角為的光滑斜面滑下，若甲、乙同時到達地面，則的大小是A．

B．

C．

D．參考答案：【知識點】

牛頓第二定律；勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系；平拋運動．A2C2D2【答案解析】A

解析：甲做平拋運動，水平方向做勻速運動，豎直方向做自由落體運動，根據(jù)

h=gt2得：t=

①

根據(jù)幾何關(guān)系可知：x乙=h

②

乙做勻加速直線運動，根據(jù)牛頓第二定律可知：a=③

根據(jù)位移時間公式可知：x乙＝v0t+at2

④由①②③④式得：v0=所以A正確．故選A．【思路點撥】根據(jù)題意可知：甲做平拋運動，水平方向做勻速運動，豎直方向做自由落體運動，運動的時間可以通過豎直方向上自由落體運動的公式求解，乙做勻加速直線運動，運動的時間與甲相等，由幾何關(guān)系及位移時間公式即可求解．該題考查了平拋運動及勻變速直線運動的基本公式的直接應(yīng)用，抓住時間相等去求解，難度不大，屬于中檔題．2.（單選）地球赤道上有一物體隨地球的自轉(zhuǎn)而做圓周運動，所受的向心力為F1，向心加速度為a1，線速度為v1，角速度為ω1；繞地球表面附近做圓周運動的人造衛(wèi)星（高度忽略）所受的向心力為F2，向心加速度為a2，線速度為v2，角速度為ω2；地球同步衛(wèi)星所受的向心力為F3，向心加速度為a3，線速度為v3，角速度為ω3；地球表面重力加速度為g，第一宇宙速度為v．若三者質(zhì)量相等，則（） A．F1=F2＞F3 B． a1=a2=g＞a3 C． v1=v2=v＞v3 D． ω1=ω3＜ω2參考答案：考點： 人造衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的關(guān)系；萬有引力定律及其應(yīng)用．分析： 題中涉及三個物體：地球赤道上有一隨地球的自轉(zhuǎn)而做圓周運動物體1、繞地球表面附近做圓周運動的人造衛(wèi)星2、地球同步衛(wèi)星3；物體1與人造衛(wèi)星2轉(zhuǎn)動半徑相同，物體1與同步衛(wèi)星3轉(zhuǎn)動周期相同，人造衛(wèi)星2與同步衛(wèi)星3同是衛(wèi)星，都是萬有引力提供向心力；分三種類型進行比較分析即可．解答： 解：A、根據(jù)題意三者質(zhì)量相等，軌道半徑r1=r2＜r3物體1與人造衛(wèi)星2比較，由于赤道上物體受引力和支持力的合力提供向心力，而近地衛(wèi)星只受萬有引力，故F1＜F2，故A錯誤；B、由選項A的分析知道向心力F1＜F2，故由牛頓第二定律，可知a1＜a2，故B錯誤；C、由A選項的分析知道向心力F1＜F2，根據(jù)向心力公式F=m，由于m、R一定，故v1＜v2，故C錯誤；D、同步衛(wèi)星與地球自轉(zhuǎn)同步，故T1=T3，根據(jù)周期公式T=2π可知，衛(wèi)星軌道半徑越大，周期越大，故T3＞T2，再根據(jù)ω=，有ω1=ω3＜ω2，故D正確；故選D．點評： 本題關(guān)鍵要將物體1、人造衛(wèi)星2、同步衛(wèi)星3分為三組進行分析比較，最后再綜合；一定不能將三個物體當同一種模型分析，否則會使問題復(fù)雜化．3.（單選）孔明燈又叫天燈，俗稱許愿燈，中國很多地方有放孔明燈的習(xí)俗，如題l圖所示某質(zhì)量為m的孔明燈升空后與豎直方向夾角為θ斜向上勻速運動，則此孔明燈所受空氣的作用力大小是 A．mg B．mgtanθ C． D．參考答案：A4.如圖所示，質(zhì)量為m的木塊A放在質(zhì)量為M的三角形斜劈上，現(xiàn)用大小均為F、方向相反的水平力分別推A和B，它們均靜止不動，則（

）A．A與B之間一定存在摩擦力

B．B與地之間一定存在摩擦力

C．B對A的支持力一定小于mg

D．地面對B的支持力的大小一定等于（M+m）g參考答案：D5.（單選）如圖所示，光滑水平面上，在拉力F作用下，AB共同以加速度a做勻加速直線運動，某時刻突然撤去拉力F，此瞬時A和B的加速度為a1和a2，A、B質(zhì)量分別為m1、m2則（

）A.a1=0，a2=0

B.a1＝a，a2=0

C.a1=a，a D.a1=a

a2=－a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.如圖所示是小英“探究影響滑動摩擦力大小的因素”的實驗，銅塊和木塊的大小、形狀完全相同，實驗時彈簧測力計拉著物體沿水平方向做勻速直線運動。

（1）比較甲、乙兩圖，可得到的結(jié)論是

；（2）若物體不是做勻速運動，而是做加速直線運動，彈簧測力計讀數(shù)

摩擦力（填“等于”或“不等于”）；（3）實際操作時，手拉著彈簧測力計做勻速直線運動是比較困難的，因而測力計的讀數(shù)不一定等于摩擦力的大小。請你提出一個改進的方法，確保測力計的讀數(shù)等于摩擦力的大小。你的做法（畫圖或文字說明）

。參考答案：7.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；0.68.如圖所示是測磁感應(yīng)強度的一種裝置。把一個很小的測量線圈放在待測處，測量線圈平面與該處磁場方向垂直，將線圈跟沖擊電流計G串聯(lián)（沖擊電流計是一種測量電量的儀器）。當用反向開關(guān)K使螺線管里的電流反向時，測量線圈中就產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，從而有電流流過G。該測量線圈的匝數(shù)為N，線圈面積為S，測量線圈電阻為R，其余電阻不計。（1）若已知開關(guān)K反向后，沖擊電流計G測得的電量大小為q，則此時穿過每匝測量線圈的磁通量的變化量為△φ＝__________（用已知量的符號表示）。（2）待測處的磁感應(yīng)強度的大小為B＝__________。參考答案：9.如圖所示為氫原子的能級圖，n為量子數(shù)。在氫原子核外電子由量子數(shù)為2的軌道躍遷到量子數(shù)為3的軌道的過程中，將

（填“吸收”或“放出”）光子。若該光子恰能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，則一群處于量子數(shù)為4的激發(fā)態(tài)的氫原子在向基態(tài)躍遷過程中，有

種頻率的光子能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)。參考答案：吸收

（填“吸收”或“放出”）；

510.如圖，在勻強磁場中，單位長度質(zhì)量為m0的“U型”金屬導(dǎo)線可繞水平軸OO′轉(zhuǎn)動，ab邊長為L1，bc邊長為L2．若導(dǎo)線中通以沿abcd方向的電流I，導(dǎo)線保持靜止并與豎直方向夾角為θ，則磁場的磁感應(yīng)強度至少為，此時方向為沿ba方向．參考答案：考點：安培力；力的合成與分解的運用；共點力平衡的條件及其應(yīng)用．分析：先對導(dǎo)體棒受力分析，根據(jù)平衡條件并結(jié)合合成法得到安培力的最小值；然后結(jié)合安培力公式FA=BIL和左手定則分析．解答：解：對導(dǎo)體棒受力分析，受重力、安培力和拉力，如圖所示：根據(jù)平衡條件，當安培力與ab邊垂直向上時，安培力最小，為：FA=mgsinθ故磁感應(yīng)強度為：B=sinθ根據(jù)左手定則，磁感線方向沿懸線向上故答案為：，沿ba方向點評：本題關(guān)鍵是先根據(jù)平衡條件確定安培力的最小值，然后結(jié)合左手定則分析磁感線的方向，基礎(chǔ)題．11.在兩端封閉、粗細均勻的U形細玻璃管內(nèi)有一股水銀柱，水銀柱的兩端各封閉有一段空氣。當U形管兩端豎直朝上時，左、右兩邊空氣柱的長度分別為l1=18.0cm和l2=12.0cm，左邊氣體的壓強為12.0cmHg?，F(xiàn)將U形管緩慢平放在水平桌面上，沒有氣體從管的一邊通過水銀逸入另一邊。求U形管平放時兩邊空氣柱的長度。在整個過程中，氣體溫度不變。參考答案：7.5cm試題分析

本題考查玻意耳定律、液柱模型、關(guān)聯(lián)氣體及其相關(guān)的知識點。解析設(shè)U形管兩端豎直朝上時，左、右兩邊氣體的壓強分別為p1和p2。U形管水平放置時，兩邊氣體壓強相等，設(shè)為p，此時原左、右兩邊氣體長度分別變?yōu)閘1′和l2′。由力的平衡條件有①式中為水銀密度，g為重力加速度大小。由玻意耳定律有p1l1=pl1′②p2l2=pl2′③l1′–l1=l2–l2′④由①②③④式和題給條件得l1′=22.5cm⑤l2′=7.5cm⑥12.為了驗證“當質(zhì)量一定時，物體的加速度與它所受的合外力成正比”，一組同學(xué)用圖甲所示的裝置進行實驗，并將得到的實驗數(shù)據(jù)描在圖乙所示的坐標圖中．(1)在圖乙中作出a－F圖線．(2)由a－F圖線可以發(fā)現(xiàn)，該組同學(xué)在實驗操作中遺漏了____________這個步驟．(3)根據(jù)a－F圖線可以求出系統(tǒng)的質(zhì)量是________(保留兩位有效數(shù)字)．參考答案：13.（4分）研究物理問題時，常常需要忽略某些次要因素，建立理想化的物理模型。例如“質(zhì)點”模型忽略了物體的體積、形狀，只計其質(zhì)量。請再寫出兩個你所學(xué)過的物理模型的名稱：

和

模型。參考答案：答案：點電荷、理想氣體等三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖所示，質(zhì)量為m帶電量為+q的小球靜止于光滑絕緣水平面上，在恒力F作用下，由靜止開始從A點出發(fā)到B點，然后撤去F，小球沖上放置在豎直平面內(nèi)半徑為R的光滑絕緣圓形軌道，圓形軌道的最低點B與水平面相切，小球恰能沿圓形軌道運動到軌道末端D，并從D點拋出落回到原出發(fā)點A處．整個裝置處于電場強度為E=的水平向左的勻強電場中，小球落地后不反彈，運動過程中沒有空氣阻力．求：AB之間的距離和力F的大小．參考答案：AB之間的距離為R，力F的大小為mg．考點： 帶電粒子在勻強電場中的運動；牛頓第二定律；平拋運動；動能定理的應(yīng)用．專題： 帶電粒子在電場中的運動專題．分析： 小球在D點，重力與電場力的合力提供向心力，由牛頓第二定律即可求出D點的速度，小球離開D時，速度的方向與重力、電場力的合力的方向垂直，小球做類平拋運動，將運動分解即可；對小球從A運動到等效最高點D過程，由動能定理可求得小球受到的拉力．解答： 解：電場力F電=Eq=mg

電場力與重力的合力F合=mg，方向與水平方向成45°向左下方，小球恰能到D點，有：F合=解得：VD=從D點拋出后，只受重力與電場力，所以合為恒力，小球初速度與合力垂直，小球做類平拋運動，以D為原點沿DO方向和與DO垂直的方向建立坐標系（如圖所示）．小球沿X軸方向做勻速運動，x=VDt

沿Y軸方向做勻加速運動，y=at2a==所形成的軌跡方程為y=直線BA的方程為：y=﹣x+（+1）R解得軌跡與BA交點坐標為（R，R）AB之間的距離LAB=R從A點D點電場力做功：W1=（1﹣）R?Eq

重力做功W2=﹣（1+）R?mg；F所做的功W3=F?R有W1+W2+W3=mVD2，有F=mg答：AB之間的距離為R，力F的大小為mg．點評： 本題是動能定理和向心力知識的綜合應(yīng)用，分析向心力的來源是解題的關(guān)鍵．15.（11分）簡述光的全反射現(xiàn)象及臨界角的定義，并導(dǎo)出折射率為的玻璃對真空的臨界角公式。參考答案：解析：光線從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時，折射角大于入射角，若入射角增大到某一角度C，使折射角達到，折射光就消失。入射角大于C時只有反射光，這種現(xiàn)象稱為全反射，相應(yīng)的入射角C叫做臨界角。

光線由折射率為的玻璃到真空，折射定律為：

①

其中分別為入射角和折射角。當入射角等于臨界角C時，折射角等于，代入①式得

②四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，一個半徑為R=2.0m的水平圓盤繞過圓心的豎直軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動角速度為ω=5.0rad/s。在圓盤邊緣處有一個小滑塊隨圓盤一起轉(zhuǎn)動，某一時刻，滑塊從圓盤邊緣A滑落，經(jīng)光滑的過渡圓管進入光滑斜面軌道AB。已知AB段斜面傾角為?；瑝K在運動過程中始終未脫離軌道，不計在過渡圓管處的機械能損失。（g=10m/s2，sin=0.6，cos=0.8，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（1）若A、B間距離為3.0m，求滑塊從A滑至B點的時間；（2）滑塊從開始上滑到再下滑回A處的過程中，圓盤轉(zhuǎn)動的圈數(shù)。參考答案：（1）滑塊做圓周運動，有

（2分）滑塊向上運動時加速度a，由牛頓第二定律得―

（2分）運動至B點時，由運動規(guī)律得

（2分）解上各式、代入數(shù)據(jù)得，

（2分）（2）滑塊返回A點的時間為t'，由運動規(guī)律得―

（2分）由運動規(guī)律知圓盤轉(zhuǎn)動周期為

（1分）t/時間圓盤轉(zhuǎn)動的圈數(shù)為

（2分）解上各式且代入數(shù)據(jù)得

n=2.7

（2分）17.(14分)如圖所示，光滑水平面上放置質(zhì)量均為M=2kg的甲、乙兩輛小車，兩車之間通過一感應(yīng)開關(guān)相連（當滑塊滑過感應(yīng)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)μ=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m=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E0=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：⑴滑塊P滑上乙車前的瞬時速度的大?。虎苹瑝KP滑上乙車后最終未滑離乙車，滑塊P在乙車上滑行的距離．（取g=10m/s2）

參考答案：

解析：⑴設(shè)滑塊P滑上乙車前的速度為v，對整體應(yīng)用動量守恒和能量關(guān)系有：

mv－2MV=0

（3分）

E0=mv2/2+2MV2/2