河南省信阳市灵宝第五高级中学2020-2021学年高三物理上学期期末试卷含解析

河南省信阳市灵宝第五高级中学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. （多选）用同种材料制成倾角为30°的斜面和长水平面，斜面长
2.4 m 且固定，一小物块从斜面顶端以沿斜面向下的初速度v0开始自由下滑，当v0＝2 m/s 时，经过0.8 s 后小物块停在斜面上．多次改变v0的大小，记录下小物块从开始运动到最终停下的时间t ，作出t －v0图象，如图所示，则下列说法中正确的是(g ＝10 m/s2) ( )
A ．小物块在斜面上运动时加速度大小为2.5 m/s2
B ．小物块在斜面上运动时加速度大小为0.4 m/s2
C ．小物块与该种材料间的动摩擦因数为
D ．由图可推断若小物块初速度继续增大，小物块的运动时间也随速度均匀增大
参考答案：
AC
2. （单选）“儿童蹦极”中，拴在腰间左右两侧的是弹性极好的橡皮绳．质量为m 的小明如图所示静止悬挂时，两橡皮绳的拉力大小均恰为mg ，若此时小明左侧橡皮绳在腰间断裂，则小明此时（ ）
解答：
解：小明静止时受到重力和两根橡皮条的拉力，处于平衡状态，如图
由于T1=T2=mg ，故两个拉力的合力一定在角平分线上，且在竖直线上，故两个拉力的夹角为120°，当右侧橡皮条拉力变为零时，左侧橡皮条拉力不变，重力也不变；由于三力平衡时，三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线，故左侧橡皮条拉力与重力的合力与右侧橡皮条断开前的弹力反方向，大小等于mg ，故加速度为g ，沿原断裂绳的方向斜向下； 故选：B ．
点评： 本题关键是对小明受力分析后，根据三力平衡时，三个力中任意两个力的合力与第三个力等
在滑动变阻器的滑片P 由最左端向右滑动的过程中，下列说法中正确的是 ( )
（A ）电压表V1的示数先变大后变小，电流表A1的示数不变。

（B ）电压表V1的示数先变小后变大，电流表A1的示数变小。

（C ）电压表V2的示数先变大后变小，电流表A2的示数先变大后变小。

（D ）电压表V2的示数先变小后变大，电流表A2的示数先变小后变大。

参考答案： D
4. 如图为两个物体A和B在同一直线上沿同一方向同时作匀加速运动的v – t图线。

已知在3s末两个物体在途中相遇，则物体的出发点的关系是
A、从同一地点出发
B、A在B前3m处
C、B在A前3m处
D、B在A前5m处
参考答案：
D
5. （单选）物理课上，教师做了一个奇妙的“电磁阻尼”实验。

如图3所示，A是由铜片和绝缘细杆组成的摆，其摆动平面通过电磁铁的两极之间，当绕在电磁铁上的励磁线圈未通电时，铜片可自由摆动，要经过较长时间才会停下来。

当线圈通电时，铜片摆动迅速停止。

某同学另找来器材再探究此实验。

他连接好电路，经重复试验，均没出现摆动迅速停止的现象。

对比老师的演示实验，下列四个选项中，导致实验失败的原因可能是（D）
A．线圈接在了交流电源上
B．电源的电压过高
C．所选线圈的匝数过多
D．构成摆的材料与老师的不同
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，匀强磁场竖直向上穿过水平放置的金属框架，框架宽L，足够长且电阻不计，右端接有电阻R。

磁场的磁感强度为B。

一根质量为m，电阻不计的金属棒以v0的初速沿框架向左运动。

棒与框架间的动摩擦因数为μ。

测得棒在整个运动过程中，通过电阻的电量为q，则棒能运动的距离为______________，电阻R上消耗的电能为______________。

参考答案：
，
7. 在测定通电螺线管内部磁感应强度的实验中，将磁传感器探头从通电螺线管轴线上某位置开始逐渐放入内部，记下移动距离和对应的磁感应强度。

（1）磁感应强度随移动距离变化最快的位置应在螺线管的（选填“中点”或“两端”）。

（2）本实验中使用的磁传感器测量值受磁场与传感器探头夹角的影响，对比测定螺线管内部磁场，已知通电螺线管外磁感线分布如粗实线所示，测量外部某位置A的磁感应强度大小，操作正确的是图。

参考答案：
（1）两端 (2) 甲
8. 质量为0.4kg的小球甲以速度3m/s沿光滑水平面向右运动，质量为4kg的小球乙以速度
5m/s沿光滑水平面与甲在同一直线上向左运动，它们相碰后，甲球以速度8m/s被弹回，则此时乙球的速度大小为 m/s，方向。

参考答案：
3.9 水平向左
9. 如图所示，一定质量的理想气体开始处于状态A，然后经状态B到状态C，A、C状态的温度相同。

设气体在状态A和状态C的体积分别为VA和VC，在AB和BC过程中吸收或放出热量的大小分别为QAB和QBC，则VA VC，QAB QBC（选填“>”、“＝”或“<”）。

参考答案： >（2分）；<
10. 1999年11月20日，我国发射了“神舟号”载人飞船，次日载人舱着陆，实验获得成功。

载人舱在将要着陆之前，由于空气阻力作用有一段匀速下落过程。

若空气阻力与速度的平方成正比，比例系数为k ，载人舱的质量为m ，则此过程中载人舱的速度应为__________________。

参考答案：。

解:由于空气阻力作用载人舱匀速下落,则
又空气阻力为:
联立两式解得:
答:
11. (4分)如图所示，在倾角为30°的斜面上，一辆动力小车沿斜面下滑，在小车下滑的过程中，小车支架上连接着小球的轻绳恰好水平。

已知小球的质量为
，则小车运动的加速度大
小为 ，绳对小球的拉力大小为 。

参考答案：
答案：2 g ；
12. 如图所示，利用动滑轮来吊起质量为20kg 的物体，已知拉力F ＝140Ｎ，滑轮与绳的质量
以及摩擦均不计，则当物体由静止开始升高1ｍ时， 物体的动能为 Ｊ
参考答案：
80
13. （4分）如图是一个单摆的共振曲线．此单摆的固有周期T 是 S ，若将此
单摆的摆长增大，共振曲线的最大值将 （填“向左”或“向右”）移动．
参考答案：
2.5（2分）；左（2分）
三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 在《测定金属丝电阻率》的实验中：
①已知金属丝的电阻约为10Ω，用伏安法测量其电阻，提供的器材有：
A．量程为300mA，内阻约为0.5Ω的电流表
B．量程为3A，内阻约为0.1Ω的电流表
C．量程为3V，内阻约为3kΩ的电压表
D．量程为15V，内阻约为30kΩ的电压表
E．阻值是0—5Ω，额定电流是2A的滑动变阻器
F．电动势为6V，电阻约为0.1Ω的电池
G．开关一个，导线若干
要求测量时，两电表指针的偏转均超出其量程的一半，电流表应选用，电压表应选用。

（用序号表示）
②在上图所示的虚线框内画出测电阻丝电阻的电路图。

③实验中已测得金属丝直径d=0.300mm，长度l=25.0cm，如图所示，选择正确的量程后，根据图中两电表示数可以求出该金属丝的电阻率ρ=
参考答案：
①A、C；②电路图如图所示；③3.08×10-6Ω?m，
解：①据题电源的电动势为6V，则电压表应选择C：量程为3V，内阻约为3kΩ的电压表；
通过金属丝的最大电流约为，根据实验要求电流表应选择A：量程为
300mA，内阻约为0.5Ω的电流表．
②由于滑动变阻器总电阻小于金属丝的电阻，所以变阻器应采用分压式接法．因为
，则得：，所以为减小测量误差，电流表应采用外接法，测电阻丝电阻的电路图如图所示．
③电压表的示数为U=2.40V，电流表的示数为I=0.220A，则金属丝的电阻为
根据电阻定律得：，得：
可见该金属丝较小，导电性能一般．
故答案为：①A、C；②电路图如图所示；③3.08×10-6Ω?m.
12.某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。

弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M。

弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置。

分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白记录O 点的位置和拉线的方向。

(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为_______N。

(2)下列不必要的实验要求是_________。

(请填写选项前对应的字母)
(A)应测量重物M所受的重力
(B)弹簧测力计应在使用前校零
(C)拉线方向应与木板平面平行
(D)改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置
（3）该同学的实验结果如右图，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳结点的位
置。

图中是力F1与F2的合力的理论值；是力F1和F2的合力的实测值。

参考答案：
3.6N ， D ，， F
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图(a)所示，在水平光滑轨道上停着甲、乙两辆实验小车，甲车系一穿过打点计时器的纸带，当甲车受到水平向右的瞬时冲量时，随即启动打点计时器，甲车运动一
段距离后，与静止的乙车发生正碰并粘在一起运动，纸带记录下碰撞前甲车和碰撞后两
车运动情况如图（b）所示，电源频率为50Hz，求：甲、乙两车的质量比m甲：m乙
参考答案：
由图知：碰前甲车运动的速度大小为v甲=0.6m/s ，(2分)
碰后甲乙两车一起运动的速度大小为v共=0.4m/s ， (2分)
由动量守恒定律可得：m甲v甲=（m甲+ m乙）v共 (3分)
解得：m甲：m乙=2：1 (2分)
17. 如图，质量m=2kg的物体静止于水平地面的A处，A、B间距L=20m．用大小为30N，方向水平向右的外力F0拉此物体，经t0=2s，拉至B处．
（1）求物块运动的加速度a0大小；
（2）求物体与地面间的动摩擦因数μ；
（3）若用大小为20N的力F沿水平方向拉此物体，使物体从A处由静止开始运动并能到达B处，求该力作用的最短时间t．（取g=10m/s2）
参考答案：
解：（1）物体在水平地面上从A点由静止开始向B点做匀加速直线运动，根据L=a0t02
解得：a0=
（2）对物体进行受力分析得：
F0﹣μmg=ma
解得：μ==0.5
（3）物体在水平地面上从A点由静止开始向B点经历了在F和f共同作用下的匀加速运动和只在f 作用下的匀减速运动．
匀加速运动加速度的大小：F﹣f=ma1
匀减速运动加速度的大小：f=ma2
v=at1
x1=a1t2
0﹣v2=﹣2a2x2
L=x1+x2
解得：t=s=1.15s
答：（1）物块运动的加速度a0大小为10m/s2；
（2）物体与地面间的动摩擦因数为0.5；
（3）力F作用的最短时间为1.15s．
【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．
【分析】（1、2）物体在水平地面上从A向B点做匀加速运动，根据位移时间公式求得加速度，根据牛顿第二定律求解动摩擦因数；
（3）当力作用时间最短时，物体先加速后减速到零，根据牛顿第二定律求出匀加速阶段和匀减速阶段的加速度大小，抓住匀加速阶段的末速度即为匀减速阶段的初速度，初末速度为零，运用运动学公式求出时间．
18. 如图10所示，在xOy平面内，有场强E=12N/C，方向沿x轴正方向的匀强电场和磁感应强度大小为B=2T、方向垂直xOy平面指向纸里的匀强磁场．一个质量m=4×10-5kg，电量q=2.5×10-5C带正电的微粒，在xOy平面内做匀速直线运动，运动到原点O时，撤去磁场，经一段时间后，带电微粒运动到了x轴上的P点．求：
（1）P点到原点O的距离；
（2）带电微粒由原点O运动到P点的时间．
参考答案：
（1）微粒运动到O点之前要受到重力、电场力和洛仑兹力作用，如图所示．在这段时间内微粒做匀速直线运动，说明三力合力为零．由此可得出微粒运动到O点时速度的大小和方向．（2）微粒运动到O点之后，撤去磁场，微粒只受到重力、电场力作用，其合力为一恒力，与初速度有一夹角，因此微粒将做匀变速曲线运动，如图所示．可利用运动合成和分解的方法去求解．
解析：因为
电场力为：
则有：
所以得到：v=10m/s
所以θ=37°
因为重力和电场力的合力是恒力，且方向与微粒在O点的速度方向垂直，所以微粒在后一段时间内的运动为类平抛运动．可沿初速度方向和合力方向进行分解。

设沿初速度方向的位移为，沿合力方向的位移为，则
因为
所以P点到原点O的距离为15m；O点到P点运动时间为1. 2s．。