2021-2022学年北京门头沟区永定中学 高三物理下学期期末试题含解析

2021-2022学年北京门头沟区永定中学高三物理下学期期末试题含解析
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. （多选）2013年12月2日凌晨，中国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭，将总质量为
的载着“着陆器”的嫦娥三号飞船成功送入太空。

为了探测月球，飞船在以月球中心为圆心，半径为的圆轨道上运动，周期为。

12月6日飞船紧急制动，质量为的“着陆器”脱离飞船，变轨到离月球更近的半径为的圆轨道上运动。

下列判断正确的是
A.月球的质量为
B.月球表面的重力加速度为
C.“着陆器”在半径为轨道上做圆周运动的周期为
D“着陆器”在与轨道上运动时的速度大小之比为
参考答案：
AC
2. （多选）如图A所示，在光滑水平面上叠放着甲、乙两物体．现对甲施加水平向右的拉力F，通过传感器可测得甲的加速度a随拉力F变化的关系如图B所示．已知重力加速度g=10m/s2，由图线可知（）
解：由图象可以看出当力F＜48N时加速度较小，所以甲乙相对静止，
采用整体法，由牛顿第二定律：F=（M+m）a①
图中直线的较小斜率的倒数等于M与m质量之和：8kg
当F＞48N时，甲的加速度较大，采用隔离法，
由牛顿第二定律：F﹣μmg=ma′②
图中较大斜率倒数等于甲的质量：6kg，较大斜率直线的延长线与a的截距等于μg
得μ=0.2
所以BC正确，AD错误．
故选：BC．
3. 如图所示，重80N的物体A放在倾角为30°的粗糙斜面上，有一根原长为10cm，劲度系数为1000N/m的弹簧，其一端固定在斜面底端，另一端放置物体A后，弹簧长度缩短为8cm。

现用一测力计沿斜面向上拉物体。

若物体与斜面间的最大静摩擦力为25N，当弹簧的长度仍为8cm时，测力计的示数可能为
A．10N B．20N C ．40N D ．60N
参考答案：
ABC
4. （单选）对于场强中E=和E=
两个公式，下列认识正确的是
( ) A；式中q和Q都表示场源电荷
B；E随q的增大而减小，随Q的增大而增大
C；第一个公式适用于包括点电荷在内的所有场源的电场求场强，且E的方向和F一致
从第二个公式看，拿走Q后，E就不存在了
参考答案：
D
A、场强的两个公式和中，表示场中的试探电荷、Q表示场源电荷；故A错误；
B、公式中E与q无关，中，E与Q成正比，随Q的增大而增大；故B错误；
C 、公式
是电场强度是定义式，适用于包括点电荷在内的所有场源的电场场强的计算，但场强E
的方向只与正试探电荷所受电场力F 方向相同；故C 错误；
D 、公式中，Q 是场源电荷，电场是由Q 产生的，拿走Q 后，
E 就不存在了；故D 正确
故选D 。

5. 已知地球同步卫星的轨道半径是地球半径的k 倍，则：（ ）
A ．第一宇宙速度是同步卫星运行线速度的k 倍
B ．第一宇宙速度是同步卫星运行线速度的 倍
C ．地球表面附近的重力加速度是同步卫星向心加速度的k 倍
D ．地球表面附近的重力加速度是同步卫星向心加速度的 倍 参考答案： B
二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. 如右图所示，在高处以初速度
水平抛出一个带刺飞镖，在离开抛出点水平距离
l 、2l 处有A 、B 两个小气球以速度匀速上升，先后被飞标刺破（认为飞标质量很大，刺破气球不会改变其平抛运动的轨迹），已知。

则飞标刺破A 气球时，飞标的速度大小为 ；A 、B 两个小气球未被刺破前的匀速上升过程中，高度差。

参考答案： ．5；4
7. 在“研究匀变速直线运动”的实验中，电磁打点计时器使用 （选填“直流”或“交流”）电源，若电源频率为50Hz ，则它每隔 秒打一次点．如果每隔5个点取一个计数点，那么相邻计数点间的时间间隔是 ．
参考答案：
交流，0.02，0.12s
【考点】探究小车速度随时间变化的规律．
【分析】解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项．
【解答】解：电磁打点计时器是使用交流电源的计时仪器，当电源的频率为50Hz 时，它每隔0.02s 打一次点．如果每隔5个点取一个计数点，相邻两个计数点时间间隔为6×0.02s=0.12s 故答案为：交流，0.02，0.12s
8. 模拟兴趣小组为测一遥控电动小车的额定功率，进行了如下实验： ①用天平测出电动小车的质量为0.4 kg ；
②将电动小车、纸带和打点计时器按如图K26－9所示安装；
图K26－9
③接通打点计时器(其打点周期为0.02 s)；
④使电动小车以额定功率加速运动，达到最大速度一段时间后关闭小车电源，待小车静止时再关闭打点计时器(设小车在整个过程中所受的阻力恒定)．
在上述过程中，打点计时器在纸带上所打的部分点迹如图K26－10所示．
图K26－10
请你分析纸带数据，回答下列问题(计算结果取三位有效数字)： (1)该电动小车运动的最大速度为__________m/s ；
(2)该电动小车被关闭电源后加速度大小为__________m/s2； (3)该电动小车的额定功率为__________W. 参考答案：
(1)1.880(1.881给分) (2分)； 1.044 (2分)
(2 )①1.00m/s ，2.50m/s ；②5.25J ，5.29J (每空2分)
9. 作匀加速直线运动的物体，先后经过A、B两点时，其速度分别为υ和7υ，经历时间为t，则经A、B中点时速度为_______,在后一半时间所通过的距离比前一半时间通过的距离多
_______。

参考答案：
10. 有两火箭A、B沿同一直线相向运动，测得二者相对于地球的速度大小分别为0.9c和
0.8c，则在A上测B相对于A的运动速度为。

参考答案：
0.998c
11. 一行星绕某恒星做圆周运动。

由天文观测可得其运行的周期为T、线速度的大小为v，已知引力常量为G，则行星运动的轨道半径为__________，恒星的质量为__________。

参考答案：
，
12. 某同学利用数码相机研究竖直上抛小球的运动情况．数码相机每隔0.05s拍照一次，如图是小球上升过程的照片，图中所标数据为实际距离，则：（所有计算结果保留两位小数）
①图中t5时刻小球的速度v5= 4.08m/s．
②小球上升过程中的加速度a=10.04m/s2．
③t6时刻后小球还能上升的高度h=0.64m．参考答案：
解答：
解：
①
t5时刻小球的速度．
②根据△x=aT2，运用逐差法得，
=10. 04m/s2．
③t5时刻小球与最高点的距离：，
则t6时刻后小球还能上升的高度：h=0.83﹣0.19=0.64m．
故答案为：①4.08②10.04③0.64．
（1）打出的纸带如图乙所示，实验时纸带的端通过夹子和重物相连接。

（填“a”或“b”）
（2）纸带上1至9各点为计数点，由纸带所示数据可算出实验时的重力加速度为 m/s2
（3）当地的重力加速度数值为9.8m/s2，请列出测量值与当地重力加速度的值有差异的一个原因。

参考答案：
三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. （简答）质量,M=3kg的长木板放在光滑的水平面t..在水平悄力F=11N作用下由静止开始向右运动.如图11所示,当速度达到1m/s2将质量m=4kg的物块轻轻放到本板的右端.
已知物块与木板间摩擦因数μ=0.2,物块可视为质点.(g=10m/s2,).求：
(1)物块刚放置木板上时,物块和木板加速度分别为多大？
(2)木板至少多长物块才能与木板最终保持相对静止？
(3)物块与木板相对静止后物块受到摩擦力大小？
参考答案：
(1)1 (2) 0.5m（3）6.29N
牛顿运动定律的综合应用；匀变速直线运动的位移与时间的关系．
解析：(1)放上物块后，物体加速度板的加速
度
(2)当两物体达速度相等后保持相对静止，故∴t=1秒
1秒内木板位移物块位移，所以板长L=x1-x2=0.5m
（3）相对静止后，对整体，对物块f=ma∴f=44/7=6.29N
（1）由牛顿第二定律可以求出加速度．
（2）由匀变速直线运动的速度公式与位移公式可以求出位移．
（3）由牛顿第二定律可以求出摩擦力．
15. （4分）一束单色光由左侧时的清水的薄壁圆柱比，图为过轴线的截面图，调整入射角α，光线拾好在不和空气的界面上发生全反射，已知水的折射角为，α的值。

参考答案：
解析：当光线在水面发生全放射时有
，当光线从左侧射入时，由折射
定律有，联立这两式代入数
据可得。

四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. (15分)相隔一定距离的A、B两球，质量相等，假定它们之间存在恒定的斥力作用。

原来两球被按住，处在静止状态，现突然松开两球，同时给A球以速度v0，使之沿两球连线射向B球，B球初速为零。

若两球间的距离从最小值(两球未接触)到刚恢复到原始值所经历的时间为t0。

求B球在斥力作用下的加速度。

参考答案：
解析：
以m表示每个球的质量，F表示恒定的斥力，l表示两球间的原始距离，松手后，A球作初速为v0的匀减速运动，B球作初速为零的匀加速运动。

设在两球间的距离在由l变小到恢复到l的过程中，A球的路程为l1，B球的路程为l2；刚恢复到原始长度时，A球的速度为v1，B 球的速度为v2。

由动量守恒定律有mv0 = mv1 + mv2
由功能关系，得
由于初态和末态两球之间的距离相等，故有l1 = l2
由以上解得v2 = v0
当两球速度相等时，距离最小，设此时球的速度为u，则由动量守恒定律得
mv0 = (m + m)u
设a为B球的加速度，则有v2 = u + at0
得
17. 如图所示装置中，区域Ⅰ和Ⅲ中分别有竖直向上和水平向右的匀强电场，电场强度分别为E和；Ⅱ区域内有垂直向外的水平匀强磁场，磁感应强度为B．一质量为m、带电量为q的带负电粒子（不计重力）从左边界O点正上方的M点以速度v0水平射入电场，经水平分界线OP上的A点与OP成60°角射入Ⅱ区域的磁场，并垂直竖直边界CD进入Ⅲ区域的匀强电场中．求：
（1）粒子在Ⅱ区域匀强磁场中运动的轨道半径
（2）O、M间的距离
（3）粒子从M点出发到第二次通过CD边界所经历的时间．参考答案：
解：（1）粒子在匀强电场中做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，设粒子过A点时速度为v，
由类平抛运动的规律知
粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得
所以
（2）设粒子在电场中运动时间为t1，加速度为a．
则有qE=ma
v0tan60°=at1
即
O、M两点间的距离为
（3）设粒子在Ⅱ区域磁场中运动时间为t2．
则由几何关系知轨道的圆心角∠AO1D=60°，则
设粒子在Ⅲ区域电场中运行时间为t3，则牛顿第二定律得
则
故粒子从M点出发到第二次通过CD边界所用时间为
答：
（1）粒子在Ⅱ区域匀强磁场中运动的轨道半径是．
（2）O、M间的距离是．
（3）粒子从M点出发到第二次通过CD边界所经历的时间是+．
18. 如图所示，光滑斜面倾角θ=30°，另一边与地面垂直，斜面顶点有一光滑定滑轮，物块A和B通过不可伸长的轻绳连接并跨过定滑轮，轻绳与斜面平行，A的质量为m，开始时两物块均静止于距地面高度为H处，B与定滑轮之间的距离足够大，现将A、B位置互换并静止释放，重力加速度为g,求：
（1）B物块的质量；
（2）交换位置释放后，B着地的速度大小。

参考答案：
(1)m B=2m；(2)
【分析】
以AB组成的整体为研究对象，根据动能定理求出绳断瞬间两物块的速率；绳断瞬间物块B与物块A 的速度相同，此后B做竖直上抛运动，根据机械能求出B上升的最大高度。

【详解】(1)初始时，A、B平衡，对系统有：解得：；
(2)交换后，对系统由动能定理：
解得：。

【点睛】本题是连接体问题，运用动能定理和机械能守恒定律结合处理，也可以根据牛顿定律和运动学公式结合研究．。