江苏省盐城市如皋中学2021年高三物理期末试卷含解析

江苏省盐城市如皋中学2021年高三物理期末试卷含解析
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. （单选）如图示，质量为m 的质点在水平面上受到同一水平面上的三个恒力F1、F2、F3的作用而做匀速直线运动，速度v 的方向与恒力F1的方向相同，只把恒力F1在水平面内沿顺时针方向瞬时转过90°后，下列判断正确的是（ ）
．
质点将以加速度a=做匀变速曲线运动
．
质点将以加速度a=
做匀变速曲线运动 参考答案：
解：物体在F1、F2、F3三个共点力作用下做匀速直线运动，三力平衡，必有F1与F3、F2的合力等大反向，
当F1大小不变，方向改变90°时，F3、F2的合力大小仍为F1，方向与改变方向后的F1夹角为90°， 故F 合=
F1，物体做匀变速运动，
由于速度v 的方向与恒力F1改变前的方向相同，故此时F 合方向与速度方向夹角为45度，物体做匀变速曲线运动．
根据牛顿第二定律得：a==
，故ABC 错误，D 正确；
故选：D ．
2. （多选）假设地球同步卫星的轨道半径是地球半径的n 倍，则
A ．同步卫星运行速度是第一宇宙速度的
倍
B ．同步卫星的运行速度是第一宇宙速的
倍
C ．同步卫星的运行速度是地球赤道上物体随地球自转速度的n 倍
D ．同步卫星的向心加速度是地球表面重力加速度的
倍
参考答案：
BC
解：A 、研究同步卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式：
，其中r 为同步卫星的轨道半径．
地球同步卫星的轨道半径是地球半径的n 倍，即r=nR ，所以
而第一宇宙速度为：
所以同步卫星的运行速度是第一宇宙速的 倍．故A 错误，B 正确．
C 、同步卫星的周期与地球自转周期相同，即同步卫星和地球赤道上物体随地球自转具有相等的角速度．
根据圆周运动公式得：v=ωr ， 因为r=nR
所以同步卫星的运行速度是地球赤道上物体随地球自转速度的n 倍，故C 正确． D 、研究同步卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式：
根据地球表面万有引力等于重力得：
，
所以同步卫星的向心加速度是地球表面重力加速度的 倍．故D 错误．
故选BC ．
3. （双项选择题）如图所示，如图所示，轻弹簧下端固定在水平面上．一个小球从弹簧正上方某一高
度处由静止开始自由下落，则小球从接触弹簧到下降到最低点的过程中
A．小球刚接触弹簧瞬间速度最大
B．小球的加速度方向都是竖直向上
C．小球的速度先增大后减小
D．小球的加速度先减小后增大
参考答案：
CD
4. （单选）如图所示，某物体自空间O点以水平初速度v0抛出，落在地面上的A点，其轨迹为一抛物线。

现仿此抛物线制作一个光滑滑道并固定在与OA完全重合的位置上，然后将此物体从O点由静止释放，受微小扰动而沿此滑道滑下，在下滑过程中物体未脱离滑道。

P为滑道上一点，OP连线与竖直成45o角，则此物体（）
A．由O运动到P点的时间为
B．物体经过P点时，速度的水平分量为
C．物体经过P点时，速度的竖直分量为D．物体经过P点时的速度大小为v0
参考答案：
B 解析：A、物体若做平抛运动，有：v0t=gt2，则t=，现在物体做的运动不是平抛运动，运动时间不等于．故A错误．B、物体若做平抛运动，运动到P点时竖直方向上的分速度vy=gt=2v0，此时速度与水平方向的夹角为α，则sinα=，物块沿该轨道滑动，只有重力做功，根据动能定理得，mgh=mv2，解得v2=2gh=vy2，所以v=2v0．则物体经过P点时，速度的竖直分量
vy′=2v0sinα=v0，速度的水平分量vx′=2v0cosα=v0，故B正确，C、D错误．故选：B．5. （单选）质量为1kg的小球从空中自由下落，与水平地面相碰后弹到某一高度，其速度时间关系如图所示，取g=10 m/s2 ，则下列说法不正确的是( )
A．小球下落过程中的最大势能为12.5 J
B．小球下落过程中的最大速度为5 m/s
C．第一次反弹的最大动能为4.5 J
D．小球能弹起的最大高度为1.25 m
参考答案：
D
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 如图所示，一半径为R的绝缘圆形轨道竖直放置，圆轨道最低点与一条水平轨道相连，轨道均光滑；轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，场强为E．从水平轨道上A点由静止释放一质量为m的带正电小球，已知小球受电场力的大小等于小球重力大小的3/4倍．为使小球刚好在圆轨道内做圆周
运动，小球在轨道内的最小速率是；释放点距圆轨道最低点B
的距离是．
参考答案：
分析： 1、带电小球受到重力和电场力作用，重力和电场力都是恒力，故重力和电场力的合力也是恒
力，所以在轨道上上升的运动过程中，动能减小，因为小球刚好在圆轨道内做圆周运动，故合力恰好提供向心力时是小球做圆周运动的临界状态，此时小球的速度最小，此时的“最高点”是等效最高点，不是相对于AB 轨道的最高点．
2、A 到
B 的过程运用动能定理，此过程只有电场力作用Eqs=m ，化简可得A 到B 的距离
s ．
解答： 解：带电小球运动到图中最高点时，重力、电场力的合力提供向心力时，速度最小，因为
Eq=
根据勾股定理合力为：=
因为小球刚好在圆轨道内做圆周运动，故最高点合力提供向心力，即
解得：
（3）从B 点到最高点，由动能定理得：﹣mgR （1+cos θ）﹣EqRsin θ=
从A 到B ，由动能定理得：Eqs=
代入数据解得：s=R
故答案为：
，
时输入电压不会有大的波动。

输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用表示，变
阻器R 代表用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于R 的值减小。

如果变压器上的能量损失可以忽略，那么当用户的用电器增加时，图中的电压表读数__________（选填“增大”、“减小”或“不变”），电流表读数__________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

参考答案：
不变 增大
试题分析：因为变压器的输入电压不变，根据可知次级电压不变，即电压表读数不变；当
用户的用电器增加时，R 的值减小，次级电阻减小，所以次级电流增大，根据
则初级电流增
大，即电流表读数增大。

考点：变压器的初次级电压电流与初次级匝数的关系 ；电路的综合分析。

8. 在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中
（1）为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响，采取的做法是将带滑轮的长木板一端适当垫高，使小车在 （填“挂”或“不挂”）钩码的情况下做 运动；
（2）某次实验中所用交流电的频率为50Hz.得到的一条纸带如图所示，从比较清晰的点起，每五个点取一个点作为计数点，分别标明0、1、2、3、4.量得
x1=30.0mm,x2=36.0mm,x3=42.0mm,x4=48.0mm,则小车的加速度为 m/s2.
参考答案：
（1）不挂（2分）；匀速（2分） （2）0.6（4分）
9. 如图所示，将两条完全相同的磁铁（磁性极强）分别固定在质量相等的小车上，水平面光滑，开始时甲车速度大小为3m/s ，方向水平向右，乙车速度大小为2m/s ，方向水平向左，两车在同一直线
上，当乙车的速度为零时，甲车速度为________m/s，方向________。

参考答案：
1 水平向右
10. 在白炽灯照射下，从用手指捏紧的两块玻璃板的表面能看到彩色条纹，这是光的______现象；通过两根并在一起的铅笔狭缝去观察发光的白炽灯，也会看到彩色条纹，这是光的
______现象。

参考答案：
干涉，衍射
11. 做匀变速直线运动的小车带动纸带通过打点计时器,打出的部分计数点如图所示.每相邻两计数点间还有四个点未画出来,打点计时器使用的是50 Hz的低压交流电. （结果均保留两位小数）
①相邻两计数点间的时间间隔是ｓ，打点计时器打“2”时,小车的速度v2 = m/s.
②小车的加速度大小为________m/s2（要求用逐差法求加速度）
③请你依据本实验原理推断第7计数点和第8计数点之间的距离大约是cm
参考答案：
① 01 、0.49 ；② 0.88 ；③ 9.74
12. 在“验证牛顿运动定律”实验中，所用的实验装置如图所示。

在调整带滑轮木板的倾斜程度时，应使小车在不受牵引力时能拖动纸带沿木板匀速运动。

小车的质量为M，盘和盘中重物的总质量为m，保持M不变，研究小车的加速度与力的关系时，在
条件下，mg近似等于小车运动时所受的拉力。

实验中打出的一条纸带如下图所示，纸带上相邻两个计数点之间有四个实际点未画出，已知交流电频率为50HZ，AB=19.9mm，
AC=49.9mm，AD=89.9mm，AE=139.8mm，则打该纸带时小车的加速度大小为 m/s2
(保留两位有效数字) 参考答案：
m<< M，1.0
13. 小明在“探究凸透镜成像规律”实验中，用装有6个发光二极管的有方格的白纸板做发光物体，如图9甲所示.又用这种有同样大小方格的白纸板做光屏.将发光物体、凸透镜和光屏组装到光具座上并调整好。

(1)当发光物体在点时，如图9乙所示，在光屏上成的像如图9丙所示.则光屏上的像是倒立、________的实像。

将发光物体由点移动到点，要想找到像的位置，应移动光屏，直到____________为止。

图9
(2)用这种发光物体和光屏做实验，最主要的一条优点是：---
(3)如图乙所示，当发光物体在点时，物与像之间的距离为，当发光物体在点时，物与像之间的距离为，则______(选填“>”、“=”或“<”) 。

(4)小明探究完凸透镜成像规律后，接着又做了一个观察实验.发
光体位置不变，取下光屏，当眼睛在原光屏处会看到发光体的像吗？，眼睛靠近凸透镜，是否能看到像？_________.眼睛从原光屏位置远离凸透镜，是否能看到像？___________。

（填“能看到”或是“不能看到”）
参考答案：
(1) 缩小，清晰的实像 __；
(2) 便于比较像与物的大小；
(3) < ；
(4) _不能看到__，_不能看到_，能看到__。

三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 如图为一块直角三棱镜，顶角A为30°．一束激光沿平行于BC边的方向射向直角边AB，并从AC 边射出，出射光线与AC边夹角也为30°．则该激光在棱镜中的传播速度为多少？(结果保留两位有效数字)
参考答案：
1.7×108m/s
解：光路图如图：
由几何关系得：α=∠A=30°，β=90°-30°=60°
折射率
激光在棱镜中传播速
【点睛】几何光学要正确作出光路图，由几何知识找出入射角和折射角是关键．知道光速和折射率的关系.15. 质量为m=4kg的小物块静止于水平地面上的A点，现用F=10N的水平恒力拉动物块一段时间后撤去，物块继续滑动一段位移停在B点，A、B两点相距x=45m，物块与地面间的动摩擦因数μ=0.2．g 取10m/s2．求：
（1）撤去力F后物块继续滑动的时间t；
（2）物块在力F作用过程发生的位移x1的大小．
参考答案：
（1）撤去力F后物块继续滑动的时间为3s；
（2）物块在力F作用过程发生的位移x1的大小36m
解：设F作用时间为t1，之后滑动时间为t，前段加速度大小为a1，后段加速度大小为a2
（1）由牛顿第二定律可得：F﹣μmg=ma1
μmg=ma2
且：a1t1=a2t
可得：a1=0.5m/s2，a2=2m/s2，t1=4t
（a1t12+a2t2）=x
解得：t=3s
（2）由（1）可知，力F作用时间t1=4t=12
x1=a1t12= =36 m
答：（1）撤去力F后物块继续滑动的时间为3s；
（2）物块在力F作用过程发生的位移x1的大小36m
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图所示，一束平行光在垂直于玻璃圆柱体轴线的平面内，以θ=45°角射到半圆柱体的
平面上，已知玻璃折射率n=，半圆柱体的半径为R，求半圆柱体弧面上有光线射出部分的弧长l．
参考答案：
17. 跳台滑雪是勇敢者的运动，它是利用依山势特别建造的跳台进行的。

运动员穿着专用滑雪板，不带雪杖在助滑路上获得高速后水平飞出，在空中飞行一段距离后着陆。

这项运动极为壮观。

设一位运动员由山坡顶的A点沿水平方向飞出，到山坡上的B点着陆。

如图所示，已知运动员水平飞出的速度为v0= 20m/s，山坡倾角为θ= 37°，山坡可以看成一个斜面。

（g = 10m/s2，sin37o= 0.6，cos37o= 0.8）求（1）运动员在空中飞行的时间t（2）AB 间的距离s
参考答案：
(1)设A到B的竖直高度为，有，……1分
A到B的水平距离为，有，……1分
几何关系，，……1分得。

……1分
（2）有……1分
所以，……1分
18. 如图，光滑水平面上存在水平向右、场强为E的匀强电场，电场区域宽度为L。

质量为m、带电量为+q的物体A从电场左边界由静止开始运动，离开电场后与质量为2m的物体B碰撞并粘在一起，碰撞时间极短。

B的右侧拴接一处于原长的轻弹簧，弹簧右端固定在竖直墙壁上（A、B均可视为质点）。

求
物体A在电场中运动时的加速度大小；
物体A与B碰撞过程中损失的机械能；
弹簧的最大弹性势能。

参考答案：
解：（1）小球受到合外力为F=qE (2分)
(2分)
（2）小球离开电场时的速度为v
(2分)
B碰撞过程中，系统机械能守恒
(2分)
碰撞过程中损失的机械能为
则：
(2分)
解得：(2分)（3）由能量守恒得：
(4分)。