2020年山东省德州市奎台中学高三物理期末试卷含解析

2020年山东省德州市奎台中学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. 图甲是回旋加速器的示意图，其核心部分是两个“D”形金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连.带电粒子在磁场中运动的动能E k随时间t的变化规律如图乙所示，若忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列说法中正确的是
A. 在图中应有
B. 高频电源的变化周期应该等于
C. 要使粒子获得的最大动能增大，可以增大“D”形盒的半径
D. 在磁感应强度B、“D”形盒半径尺、粒子的质量m及其电荷量q不变的情况下，粒子的加速次数越多，粒子的最大动能一定越大
参考答案：
AC
2. 如图所示，两个倾角相同的滑杆上分别套有A、B两个圆环，两个圆环上分别用细线悬吊着两个物体C、D，
当它们都沿滑杆向下滑动时，A的悬线与杆垂直，
B的悬线竖直向下。

则下列说法中正确的是
A．A环与滑杆间没有摩擦力 B．B环与滑杆间没有摩擦力
C．A环做的是匀速运动 D．B环做的是匀加速运动参考答案：
A
3. （多选）做初速不为零的匀加速直线运动的物体在时间T 内通过位移s1到达A 点，接着在时间T 内又通过位移s2到达 B 点，则以下判断正确的是
A．物体在A点的速度大小为B．物体运动的加速度为
C．物体运动的加速度为D．物体在B点的速度大小为
参考答案：
ACD
4. 如图5 所示，在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A，A 的左端紧靠竖直墙，A 与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于静止状态，若把A 向右移动少许后，它们仍处于静止状态，则
A．球B 对墙的压力增大
B．物体A 与球B 之间的作用力增大
C．地面对物体A 的摩擦力减小
D．物体A 对地面的压力减小
参考答案：
C
对小球B受力分析，作出平行四边形如图所示：
A滑动前，B球受墙壁及A的弹力的合力与重力大小相等，方向相反；如图中实线所示；而将A向外平移后，B受弹力的方向将上移，如虚线所示，但B仍受力平衡，由图可知A对球B的弹力及墙壁对球的弹力均减小，故A、B错误；以AB为整体分析，水平方向上受墙壁的弹力和地面的摩擦力而处于平衡状态，弹力减小，故摩擦力减小，C正确；竖直方向上受重力及地面的支持力，两物体的重力不变，故A对地面的压力不变，故D错误；故选C．
5. 在同一水平直线上的两位置沿同方向分别抛出两小球A和B，其运动轨迹如图所示，不计空气阻力．要两球在空中相碰，则（）
A．A球先抛出B．B球先抛出C．两球同时抛出D．两球质量相等
参考答案：
考点：平抛运动．
专题：平抛运动专题．
分析：研究平抛运动的方法是把平抛运动分解到水平方向和竖直方向去研究，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，两个方向上运动的时间相同．
解答：解：由于相遇时A、B做平抛运动的竖直位移h相同，由h=可以判断两球下落时间相同，即应同时抛出两球，选项C正确，A、B、D错误．
物体做平抛运动的规律水平方向上是匀速直线运动，由于A的水平位移比B的水平位移大，所以A 的初速度要大．
故选：C．
点评：本题就是对平抛运动规律的直接考查，掌握住平抛运动的规律就能轻松解决．
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 如图所示，是一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，已知波的传播速度v=2m/s，则振动的周期为s，x=1.0m处质点的振动方向沿(填“y 轴正方向”或“y轴负方向”)，x=2.0m处的质点在0—1.5s内通过的路程为cm．
参考答案：
7. 将两个相同的灵敏电流计改装成量程较大的电流表A1和A2，A1的量程是0．6 A，A2的量程是3 A．测得灵敏电流计的内阻为Rg=200Ω，表头显示其满偏电流为Ig=1 mA．
(1)要完成电流表A1的改装，需要给灵敏电流计______联一个阻值为________Ω的电阻．(2)将电流表A1、A2改装成功后，一位同学欲进行以下操作，则将会看到的实验现象是：若将两表串联起来接入电路，A1指针偏角_______A2指针偏角（填大于、小于、等于）
若将两表并联起来接入电路，A1指针偏角_______A2指针偏角（填大于、小于、等于）
参考答案：
（1）并联；0.33 每空2分(2)大于等于每空1分
8. （4分）如图所示，木块在与水平方向成角的拉力F作用下，沿水平方向做匀速直线运动，则拉力F与木块所受滑动摩擦力的合力一定是沿_____________的方向；若某时刻撤去拉力F，瞬间即发生变化的物理量为___________、___________（写出二个物理量的名称）。

参考答案：
竖直向上；弹力、摩擦力、加速度等
9. 有一直角架AOB，AO水平放置，表面粗糙。

OB竖直向下，表面光滑。

AO上套有一个小环P，OB上套有一个小环Q，两环质量均为m，两环间由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡（如图13）。

现将P环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，移动后和移动前比较，AO杆对P环的支持力N；细绳的拉力T 。

参考答案：
不变，变大
10. （1）甲乙两个同学共同做“验证牛顿第二定律”的实验，装置如图所示。

①两位同学用砝码盘（连同砝码）的重力作为小车受到的合力，需要平衡桌面的摩擦力对小车运动的影响，将长木板的一端适当垫高，在不挂砝码盘的情况下，轻推小车，能使小车做_______________运动。

另外，还应满足砝码盘（连同砝码）的质量
m小车的质量M。

（填“远小于”、“远大于”或“近似等于”）
接下来，甲同学在保持小车质量不变的条件下，研究加速度与合力的关系；乙同学在保持合力不变的条件下，研究小车的加速度与质量的关系。

②甲同学通过对小车所牵引纸带的测量，就能得出小车的加速度a。

图2是某次实验所打出的一条纸带，在纸带上标出了5个计数点，在相邻的两个计数点之间还有4个点未标出，图中数据的单位是cm。

实验中使用的电源是频率f=50Hz的交变电流。

根据以上数据，
可以算出小车的加速度a= m/s2。

（结果保留三位有效数字）
（2）（12分）小明利用实验室提供的器材测量某种电阻丝材料的电阻率，所用电阻丝的电阻约为20Ω。

他首先把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上，在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹，沿电阻丝移动金属夹，可改变其与电阻丝接触点P的位置，从而改变接入电路中电阻丝的长度。

可供选择的器材还有：
电池组E（电动势为3.0V，内阻约1Ω）；
电流表A1（量程0～100mA，内阻约5Ω）；
电流表A2（量程0～0.6A，内阻约0.2Ω）；
电阻箱R（0～999.9Ω）；开关、导线若干。

小明的实验操作步骤如下：
A．用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径d；
B．根据所提供的实验器材，设计并连接好如图甲所示的实验电路；
C．调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大，闭合开关；
D．将金属夹夹在电阻丝上某位置，调整电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表满偏，记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L；
E．改变金属夹与电阻丝接触点的位置，调整电阻箱接入电路中的阻值，使电流表再次满偏。

重复多次，记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L。

F．断开开关。

①小明某次用螺旋测微器测量电阻丝直径时其示数如图乙所示，则这次测量中该电阻丝直径的测量值d=____________ mm；
②实验中电流表应选择_____________（选填“A1”或“A2”）；
③小明用记录的多组电阻箱的电阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据，绘出了如图丙所示的R-L关系图线，图线在R轴的截距为R0，在L轴的截距为L0，再结合测出的电阻丝直径d，可求出这种电阻丝材料的电阻率ρ=____________（用给定的物理量符号和已知常数表示）。

④若在本实验中的操作、读数及计算均正确无误，那么由于电流表内阻的存在，对电阻率的测量结果是否会产生影响？若有影响，请说明测量结果将偏大还是偏小。

（不要求分析的过程，只回答出分析结果即可）
答：。

参考答案：
1）（6分）①匀速直线（2分）远小于（2分）②0.343 （2分）
（2）（12分）①0.728～0.732……（3分）②A1……（3分）
③……（3分）④不产生影响……（3分）
11. （4分）随着能量消耗的迅速增加，如何有效的提高能量利用率是人类所面临的一项重要任务。

如图是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案，与站台连接的轨道有一个小的坡
度，从提高能量利用的角度来看，这种设计的优点是。

参考答案：
上坡时，部分动能转化为重力势能；下坡时部分重力势能转化为动能。

12. 首先发现电流周围存在磁场的是丹麦物理学家________，他把一根水平放置的导线沿南北方向放在小磁针的上方，当给导线通以由南向北的电流时，发现小磁针的N极将向______方向偏转。

发现电磁感应现象的科学家是。

参考答案：
奥斯特，西，法拉第
13. （6分）如图所示，电源电动势为E=10V，内阻r=1Ω，R1=3Ω，R2=6Ω，C=30μF。

开关S断开时，电容器的电荷量为 C。

闭合开关S，稳定后通过R1的电流
为 A。

参考答案：
答案：3×10—4； 1
三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. （6分）小明在有关媒体上看到了由于出气孔堵塞，致使高压锅爆炸的报道后，给厂家提出了一个增加易熔片（熔点较低的合金材料）的改进建议。

现在生产的高压锅已普遍增加了含有易熔片的出气孔（如图所示），试说明小明建议的物理道理。

参考答案：
高压锅一旦安全阀失效，锅内气压过大，锅内温度也随之升高，当温度达到易熔片的熔点时，再继续加热易熔片就会熔化，锅内气体便从放气孔喷出，使锅内气压减小，从而防止爆炸事故发生。

15. （7分）如图所示，一束光从空气射入玻璃中，MN为空气与玻璃的分界面．试判断玻璃在图中哪个区域内（Ⅰ或Ⅱ）？简要说明理由．并在入射光线和反射光线上标出箭头。

参考答案：
当光由空气射入玻璃中时，根据折射定律=n，因n>1，所以i>γ，即当光由空气射入玻璃中时，入射角应该大于折射角．如图，在图中作出法线，比较角度i和γ的大小，即可得出玻璃介质应在区域?内．箭头如图所示．（7分）
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. （19分）在光滑地面上，有一辆装有平射炮的炮车，平射炮固定在炮车上，已知炮车及炮身的质量为M，炮弹的质量为m；发射炮弹时，炸药提供给炮身和炮弹的总机械能
是不
变的. 若要使刚发射后炮弹的动能等于，即炸药提供的能量全都变为炮弹的动能，则在发射前炮车应怎样运动？
参考答案：
解析：
若在发射前给炮车一适当的初速度，就可实现题述的要求。

在这种情况下，用v表示发射后炮弹的速度，V表示发射后炮车的速度，由动量守恒可知
①
由能量关系可知
②
按题述的要求应有
③
由以上各式得
④
17. 如图所示，一质量为8m的长木板静止在光滑水平面上，某时刻一质量为m的小铁块以速度υ从木板的右端滑上木板．已知铁块与木板间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g，木板足够长，求：
（1）铁块与木板的加速度大小；
（2）当木板在水平面上加速滑行的距离为x时，铁块在木板上滑行的长度为多少？
参考答案：：解：（1）对于铁块：μmg=ma1，解得：a1=μg
对于木板：μmg=Ma2，解得：
（2）木板的位移：，解得：
铁块的位移：
铁块在木板上滑行的距离：
答：（1）铁块与木板的加速度大小分别为：μg，；
（2）当木板在水平面上加速滑行的距离为x时，铁块在木板上滑行的长度为．
18. 在抗震救灾中，一名质量为60 kg、训练有素的武警战士从直升机上通过一根竖直的质量为20 kg的长绳由静止开始缓慢滑下(此时速度很小可认为等于零)．在离地面18 m高处，武警战士感到时间紧迫，想以最短的时间滑到地面，开始加速．已知该武警战士落地的速度不能大于6 m/s，以最大压力作用于长绳可产生的最大加速度为5 m/s2；长绳的下端恰好着地，当地的重力加速度g＝10 m/s2.求武警战士下滑的最短时间和加速下滑的距离．
参考答案：
设武警战士加速下滑的距离为h1，减速下滑的距离为(H－h1)，加速阶段的末速度等于减速阶段的初速度为vmax，由题意和匀变速运动的规律有：
v＝2gh1，v＝2a(H－h1)＋v2
又v≤6 m/s
由上式解得：h1＝＝ m＝7.2 m
武警战士的最大速度vmax＝＝12 m/s
加速时间：t1＝＝ s＝1.2 s
减速时间：t2＝＝ s＝1.2 s
下滑的最短时间t＝t1＋t2＝1.2 s＋1.2 s＝2.4 s.。