广东省揭阳市普宁英才华侨中学2020-2021学年高三物理上学期期末试卷含解析

广东省揭阳市普宁英才华侨中学2020-2021学年高三物理上学期期末试卷含解析
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. 有两个光滑固定斜面AB和BC，A、C两点在同一水平面上，斜面BC比AB长（如图甲所示），下面四个图中（如图乙）正确表示滑块速率随时间t变化规律的是：（）
参考答案：
C
2. （单选题）轴核裂变是核能的重要来源，其中一种裂变反应是。

下列说法不正确的有（）
A.上述裂变反应中伴随着中子放出 B .若铀块体积太小，链式反应不会发生。

C.铀核的链式反应可人工控制
D.铀核的半衰期会受到环境温度的影响
参考答案：
D
3. （单选）如图所示，在粗糙的水平面上，质量分别为m和M(m：M=1：2)的物块A、B用轻弹簧相连，两物块与水平面间的动摩擦因数相同，当用水平力F作用于B上且两物块共同向右加速运动时，弹簧的伸长量为x1；当用同样的大小的力F竖直加速提升两物块时，弹簧的伸长量为x2，则x1：x2等于（）
A．1：1 B．1：2 C．2：1 D．2：3
参考答案：
A 4. （单选）关于摩擦力，下列说法中正确的是（）
改装好的电表，M、N为新电表的接线柱，图中电阻箱读数为5.0Ω．现将MN接入某电路，发现灵敏电流计G刚好满偏，则根据以上数据计算可知（）
A．M、N两端的电压为0.1mV B．M、N两端的电压为10mV
C．流过M、N的电流为2μA D．流过M、N的电流为20mA
参考答案：
D
【考点】闭合电路的欧姆定律．
【分析】由图示电路图可知：电流计与电阻箱并联，应用并联电路特点与欧姆定律分析答题．
【解答】解：AB、M、N两端电压为：U=I g R g=200×10﹣6×495.0V=0.099V=99mV，故AB错误；
CD、流过M、N的电流为：I=I g+=200×10﹣6+=0.02A=20mA，故C错误，D正确；
故选：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，放置在竖直平面内的圆轨道AB，O点为圆心，OA水平，OB竖直，半径为
m。

在O点沿OA抛出一小球，小球击中圆弧AB上的中点C，vt的反向延长线与OB的延长线相交于D点。

已知重力加速度g=10m/s2。

小球运动时间为_________，OD长度h为_________。

参考答案：
s，2m
7. 实际电流表有内阻，可等效为理想电流表与电阻的串联．测量实际电流表G1内阻r1的电路如图9所示．供选择的仪器如下：①待测电流表G1(0～5 mA，内阻约300 Ω)，②电流表G2(0～10 mA，内阻约100 Ω)，③定值电阻R1(300 Ω)，④定值电阻R2(10 Ω)，⑤滑动变阻器R3(0～1 000 Ω)，⑥滑动变阻器R4(0～20 Ω)，⑦干电池(1.5 V)，⑧开关S及导线若干．
图9
(1)定值电阻应选________，滑动变阻器应选________．(在空格内填写序号)
(2)用连线连接实物图．
(3)补全实验步骤：
①按电路图连接电路，________；
②闭合开关S，移动滑动触头至某一位置，记录G1、G2的读数I1、I2；
③________________________________________________________________________；
图10
④以I2为纵坐标，I1为横坐标，作出相应图线，如图10所示．
(4)根据I2I1图线的斜率k及定值电阻，写出待测电流表内阻的表达式________．
参考答案：
(1)根据电路的原理图，定值电阻应适当大一些，滑动变阻器采用分压接法时，应选用阻值适当小一些的变阻器
(2)连线时要注意电表的正负接线柱不能接反
(3)略
(4)根据串、并联电路规律可知：I2＝I1＋＝I1，所以k＝，所以r1＝(k－1)R1
.
答案(1)③⑥
(2)如图
(3)①将滑动触头移至最左端③多次移动滑动触头，记录相应的G1、G2读数I1、I2
(4)r1＝(k－1)R1
8. 某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0.4kg；
②将电动小车、纸带和打点计时器按如图甲所示安装；
③接通打点计时器（其打点时间间隔为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)。

乙
在上述过程中，打点计时器在纸带上所打的部分点迹如图乙所示。

(长度单位：cm)
请你分析纸带数据，回答下列问题：（结果保留两位有效数字）
①该电动小车运动的最大速度为_______m/s；
②该电动小车的额定功率为________W。

参考答案：
①1.5 （3分）②1.2（9. 如图所示，用弹簧竖直悬挂一气缸，使气缸悬空静止．已知活塞与气缸间无摩擦，缸壁导热性能良好．环境温度为T，活塞与筒底间的距离为h，当温度升高△T时，活塞尚未到达气缸顶部，求：
①活塞与筒底间的距离的变化量；
②此过程中气体对外界（填“做正功”、“做负功卵或“不做功”），
气体的内能____（填“增大”、“减小”或“不变”）．
参考答案：
10. 在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，交流电频率为50Hz．如图是某次实验得到的一条纸带，舍去前面比较密集的点，从O点开始计数，O、A、B、C是四个连续的计数点，每两个相邻的计数点之间有9个实际点（未画出），A、B、C三点到O点的距离分别为x A=3.0cm，x B=7.6cm，
x C=13.8cm，则打计数点B时小车的速度为m/s，小车运动的加速度为m/s2．
参考答案：
0.27，0.4；
解：由于每相邻两个计数点间还有9个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.2s，
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小．
v B==0.27 m/s
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，
得：a==0.4m/s2．
故答案为：0.27，0.4；
11. 如图所示为甲、乙、丙三个物体在同一直线上运动的 s-t 图象，比较前5 s 内三个物体的平均速度大小为______
______
；比较前 10 s 内三个物体的平均速度大小有
′____
′____
′（填“>”“=’“<”）
参考答案： > > = =
12. （5分）如图所示，质量为m 的物体置于光滑水平面上，一根绳子跨过定滑轮一端固定在物体上，另一端在力F 作用下，以恒定速率v 0竖直向下运动，物体由静止开始运动到绳与水平方向夹角
=45o
过程中，绳中拉力对物体做的功为。

参考答案：
答案：mv 02
13. (选修模块3—3)空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对气缸中的气体做功为2.0×105
J ，同时气体的内能增加了1.5×l05
J 。

试问：此压缩过程中，气体 (填“吸收”或“放出”)的热量等于 J 。

参考答案：
答案：放出；5×104 解析：
由热力学第一定律△U = W ＋Q ，代入数据得：1.5×105
= 2.0×105
＋Q ，解得Q =－5×104。

三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. （选修3-3（含2-2）模块）(6分)理想气体状态方程如下：。

从理论的角度，设定一定的条件，我们便能得到气体三大定律：玻意尔定律、查理定律和盖·吕萨克定律。

下面请你通过设定条件，列举其中两条定律的内容。

（要求条件、内容要与定律名称相对应，不必写数学表达式）
参考答案：
答案：玻意尔定律：一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压强跟体积成反
比。

查理定律：一定质量的气体，在体积不变的情况下，它的压强跟热力学温度成正比。

盖·吕萨克定律：一定质量的气体，在压强不变的情况下，它的体积跟热力学温度成
正比。

15. 图所示摩托车做腾跃特技表演，沿曲面冲上高0.8m 顶部水平高台，接着以4m/s 水平速度离开平台，落至地面时，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A 点切入光滑竖直圆弧轨道,并沿轨道下滑.A 、B 为圆弧两端点,其连线水平.已知圆弧半径为2m ，人和车的总质量为200kg ，特技表演的全过程中，空气阻力不计.(计算中取g =10m/s 2.求:
(1)从平台飞出到A 点，人和车运动的水平距离s . (2)从平台飞出到达A 点时速度大小及圆弧对应圆心角θ.
(3)若已知人和车运动到圆弧轨道最低点O 速度为6m/s,求此时人和车对轨道的压力.
参考答案：
(1)1.6m (2)
m/s ，90° (3)5600N
【详解】(1)车做的是平抛运动，很据平抛运动的规律可得： 竖直方向上：
水平方向上：
可得：
.
(2)摩托车落至A点时其竖直方向的分速度：
到达A点时速度：
设摩托车落地时速度方向与水平方向的夹角为，则：
即，所以：
(3)对摩托车受力分析可以知道，摩托车受到的指向圆心方向的合力作为圆周运动的向心力，所以有：
当时，计算得出.
由牛顿第三定律可以知道人和车在最低点O时对轨道的压力为5600 N.
答：(1)从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离.
(2)从平台飞出到达A点时速度，圆弧对应圆心角.
(3)当最低点O速度为6m/s，人和车对轨道的压力5600 N.
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. （16分）如图所示，质量m1=0.3 kg 的小车静止在光滑的
水平面上，车长L=15 m，现有质量m2=0.2 kg可视为质点的
物块，以水平向右的速度v0=2 m/s从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止。

物块与车面间的动摩擦因数=0.5,取g=10 m/s2，求
（1）物块在车面上滑行的时间t；
（2）要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v′0不超过多少。

参考答案：
解析：本题考查摩擦拖动类的动量和能量问题。

涉及动量守恒定律、动量定理和功能关系这些物理规律的运用。

（1）设物块与小车的共同速度为v，以水平向右为正方向，根据动量守恒定律有
①
设物块与车面间的滑动摩擦力为F，对物块应用动量定理有
②
其
中
③
解得
代入数据
得
④
（2）要使物块恰好不从车厢滑出，须物块到车面右端时与小车有共同的速度v′，则
⑤
由功能关系有
⑥
代入数据解得=5m/s
故要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车的速度v0′不能超过5m/s。

17. 如图所示，在水平轨道右侧安放半径为R的竖直圆槽形光滑轨道，水平轨道的PQ段铺设特殊材料，调节其初始长度为l；水平轨道左侧有一轻质弹簧左端固定，弹簧处于自然伸长状态。

小物块A静止放置在弹簧右端，A与弹簧接触但不拴接；小物块B从轨道右侧以初速度v0冲上轨道，通过圆形轨道、水平轨道后与物块A发生对心碰撞且瞬间粘连，之后A、B一起压缩弹簧并被弹簧以原速率弹回，经水平轨道返回圆形轨道。

物块A、B均可视为质点。

已知R=0.2m，l=1.0m，v0=6m/s，物块A、B质量均为m=1kg，与PQ段间的动摩擦因数均为μ=0.2，轨道其他部分摩擦不计。

取g=10m/s2。

求：
（1）物块B与物块A碰撞前速度大小；
（2）物块B与物块A碰后返回到圆形轨道的高度；
（3）调节PQ段的长度l，B仍以v0从轨道右侧冲上轨道，当l满足什么条件时，A、B物块能返回圆形轨道且能沿轨道运动而不会脱离轨道？
参考答案：
解：（1）物块B冲上圆形轨道后回到最低点速度为v0=6m/s
与A碰撞前，有（2分）
可得，物块B与A碰撞前速度大小（2分）
（2）A、B碰撞粘连，有（1分）
得A、B碰后速度（1分）
A、B整体向右经过PQ段，有（1分）得A、B速度 ks5u
A、B整体滑上圆形轨道，有（1分）
（也可以应用）
可得，返回到右边轨道的高度为，符合实际。

（1分）
（3）物块B以v0冲上轨道直到回到PQ段右侧，有
联立可得，B回到右侧速度（2分）
要使A、B整体能返回右侧轨道且能沿轨道运动而不脱离轨道，则有：
①若A、B整体沿轨道上滑至最大高度h时，速度减为0，则h满足：（1分）
又（1分）
联立可得，（1分）
②若A、B整体能沿轨道上滑至最高点，则满足
（1分）
且（1分）
联立得，不符合实际，即不可能沿轨道上滑至最高点。

（1分）
综上所述，要使A、B物块能返回圆形轨道并沿轨道运动而不脱离轨道，l满足的条件是（1分）
18. 如图所示，一对杂技演员（都视为质点）乘秋千（秋千绳处于水平位置）从A点由静止出发绕O 点下摆，当摆到最低点B时，女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出，然后自已刚好能回到A 处．
求男演员落地点C 与O 点的水平距离s．
（已知男演员质量m1，和女演员质量m2之比=2，秋千的质量不计，秋千的摆长为R，C 点比O 点低5R）
参考答案：
解：设分离前男女演员在秋千最低点B 的速度为v0，由机械能守恒定律
（m1+m2）gR=（m1+m2）v02
设刚分离时男演员速度的大小为v1，方向与v0相同；女演员速度的大小为v2，方向与v0相反，由动量守恒，
（m1+m2）v0=m1v1﹣m2v2
分离后，男演员做平抛运动，设男演员从被推出到落在C点所需的时间为t，
根据题给条件，由运动学规律，
4R=gt2
s=v1t
根据题给条件，女演员刚好回到A点，
由机械能守恒定律，m2gR=m2v22
由以上各式可得s=8R
答：男演员落地点C与O点的水平距离为8R．
【考点】机械能守恒定律；平抛运动．
【分析】两演员一起从从A点摆到B点，只有重力做功，根据机械能守恒定律求出最低点速度；女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出，两演员系统动量守恒，由于女演员刚好能回到高处，可先根据机械能守恒定律求出女演员的返回速度，再根据动量守恒定律求出男演员平抛的初速度，然后根据平抛运动的知识求解男演员的水平分位移．。