2020年辽宁省沈阳市第四十七中学高三物理上学期期末试题带解析

2020年辽宁省沈阳市第四十七中学高三物理上学期期末试题
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. （单选）如图，一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧，其左端固定在小车上，右端与一小球相连，设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态，若忽略小球与小车间的摩擦力，则在此段时间内小车可能是( )
A.向右做加速运动
B.向右做减速运
动
C.向左做加速运动
D.向左做匀速运动
参考答案：
A
2. 2007年4月24日，欧洲科学家宣布在太阳之外发现了一颗可能适合人类居住的类地行星Gliese581c。

这颗围绕红矮星Gliese581运行的星球有类似地球的温度，表面可能有液态水存在，距离地球约为20光年，直径约为地球的1.5倍，质量约为地球的5倍，绕红矮星Gliese581运行的周期约为13天。

假设有一艘宇宙飞船飞临该星球表面附近轨道，下列说法正确是
A.飞船在Gliese581c表面附近运行的周期约为13天
B.飞船在Gliese581c表面附近运行时的速度大于7.9km/s
C.人在Gliese581c上所受重力比在地球上所受重力大
D.Gliese581c的平均密度比地球平均密度小
参考答案：
答案：BC
解析：
飞船绕行星运动时由万有引力提供向心力。

则有，
忽略地球自转，物体受到的万有引力等于重力。

所以有
整理得，所以在行星上的重力大于在地球上所受的重力。

，所以飞船在行星表面做圆周运动时的速度大于
绕红矮星运动的周期与行星的自转周期无关。

行星的密度，所以D错误。

3. 如图所示，光滑轨道ABCD是大型游乐设施过山车轨道的简化模型，最低点B处的入、出口靠近但相互错开，C是半径为R的圆形轨道的最高点，BD部分水平，末端D点与右端足够长的水平传送带无缝连接，传送带以恒定速度v逆时针转动，现将一质量为m的小滑块从轨道AB上某一固定位置A由静止释放，滑块能通过C点后再经D点滑上传送带，则（）
A．固定位置A到B点的竖直高度可能为2.4R
B．滑块不可能重新回到出发点A处
C．传送带速度v越大，滑块与传送带摩擦产生的热量越多
D．滑块在传送带上向右运动的最大距离与传送带速度v有关
参考答案：
C
试题分析：设滑块恰能通过C点，则mg=m，再由C到B，运用机械能守恒得，B点的速度最小为v B2=5g R，再由A到B，运用机械能守恒得，AB的竖直高度最小为h=2.5R，因为2.4R<2.5R，故选项A错误；当传送带把滑块再送回来，其速度与进入传送带的速度相等时，滑块就能够重新回到出发点，选项B错误；滑块在传送带上向右运动时，受到摩擦力，从而产生向左的加速度，使得滑块减速到速度等于0时，滑块再反向运动，减速的距离与传送带的速度是无关的，只与滑到传送带上的速度、加速度有关，因为末速度为0，所以选项D错误；传送带的速度越大，传送带与滑块相对运动的距离就会越大，故克服摩擦力做的功就越多，所以产生的热量越大，选项C正确。

考点：牛顿第二定律，机械能守恒，摩擦生热。

4. A、B两块正对的金属板竖直放置，在金属板A的内侧表面系一绝缘细线，细线下端系一带电小球（可视为点电荷）。

两块金属板接在如图所示的电路中，电路中的R1为光敏电阻
（其阻值随所受光照强度的增大而减小），R2为滑动变阻器，R3为定值电阻。

当R2的滑片P在中间时闭合电键S，此时电流表和电压表的示数分别为I和U，带电小球静止时绝缘细线与金属板A的夹角为θ。

电源电动势E和内阻r一定，下列说法中正确的是（）
A.若将R2的滑动触头P向a端移动，则θ变小
B.若将R2的滑动触头P向b端移动，则I减小，U减小
C.保持滑动触头P不动，用较强的光照射R1，则小球重新达到稳定后θ变小
D.保持滑动触头P不动，用较强的光照射R1，则U变化量的绝对值与I变化量的绝对值的比值不变
参考答案：
CD
5. 两辆游戏赛车、在两条平行的直车道上行驶。

时两车都在同一计时线处，此时比赛开始。

它们在四次比赛中的图如图所示。

哪些图对应的比赛中，有一辆赛车追上了另一辆？参考答案：
答案：AC
解析：在速度时间图像里，图像与横轴所围成的面积表示物体发生的位移。

从A图中可以看出，当t=20s时，两图像面积相等，此时一辆赛车追上另一辆；B图中a的面积始终小于b的面积，所以不可能追上；C图像也是在t=20s时，两图像面积相等，此时一辆赛车追上另一辆；D图像中a的面积始终小于b的面积，所以不可能追上；所以答案为AC。

二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. （1）如图所示，竖直墙上挂着一面时钟，地面上的静止的观察者A观测到钟的面积为S，另一观察者B以0.8倍光速平行y轴正方向运动，观察到钟的面积为S′则S和S′的大小关系是▲ .（填写选项前的字母）
A．S > S′B．S = S′
C．S < S′ D．无法判断
参考答案：
A
7. 一列简谐横波在t=0.8s时的图象如图甲所示，其x=0处质点的振动图象如图乙所示，由图象可知：简谐波沿x轴方向传播（填“正”或“负”），波速大小为 m/s，t=10.0s时刻，x=4m处质点的位移为 m。

参考答案：
负、 5 、－0.05
8. 某实验小组用如图甲所示的装置测量木块与木板间的动摩擦因数μ，提供的器材有：带定滑轮的长木板、打点计时器、交流电源、木块、纸带、米尺、8个质量均为20g的钩码以及细线等。

实验操作过程如下：
A．长木板置于水平桌面上，带定滑轮的一端伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上并与电源连接，纸带穿过打点计时器并与木块相连，细线一端与木块相连，另一端跨过定滑轮挂上钩码，其余钩码都叠放在木块上；
B．使木块靠近打点计时器，接通电源，释放木块，打点计时器在纸带上打下一系列点，记下悬挂钩码的个数n ；
C．将木块上的钩码逐个移到悬挂钩码端，更换纸带，重复实验操作B；
D．测出每条纸带对应木块运动的加速度a，实验数据如表所示。

(1)实验开始时，必须调节滑轮高度，保证________________________
(2)根据表乙数据，作出a-n图象如图丙；由图线得到μ=____________(g=9.8m/s2)，还可求出的物理量是________________(只需填写物理量名称)。

参考答案：
（1）细线与木板表面平行（2分）
（2）0.29～0.31 （4分）木块的质量
9. ．已知地球自转周期为T，地球半径为R，引力常量为G，地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍，则地球同步卫星的速度大小为____________；地球的质量为
___________。

参考答案：
，
10. 右图为一道路限速标志牌。

《道路交通安全法》明确规定，机动车上道路行驶，不得超过限速标志牌标明的最高时速。

质量为1200kg的某汽车在公路上行驶，轮胎与路面间的最大静摩擦力为16000N。

若该汽车经过半径为30m的水平弯路时，汽车行驶的速度不得高
于 m/s；若该汽车驶上圆弧半径为40m的拱形桥桥顶时，汽车行驶的速度不得高
于 m/s。

(取g =10 m/s2)
参考答案：
20，20
11. 为了探究加速度与力的关系，使用如图13所示的气垫导轨装置进行实验．其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间Δt1、Δt2都可以被测量并记录．滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，光电门间距离为s，牵引砝码的质量为m.回答下列问题：
(1)若取M＝0.4 kg，改变m的值进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是________．
A．m＝5 g B．m＝15 g
C．m＝40 g D．m＝400 g
(2)在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度的表达式为：
____________.(用Δt1、Δt2、D、s表示)
参考答案：
12. 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）
13. 如图所示，在电场强度E＝2000V/m的匀强电场中，有三点A、M和B，AM＝4cm，MB＝3cm，AB＝5cm，且AM边平行于电场线，A、B两点间的电势差为________V。

把一电荷量q＝2×10-9C的正电荷从B点经M点移到A点，电场力做功为________J
参考答案：三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. （实验）（2015?河西区二模）磁电式电压表是用电流表经过改装而成的．现有一满偏电流
I g=300μA、内阻未知的电流表，要将它改装成电压表时，需要测出电流表的内阻．在采用图（a）所示电路测定表头内阻时，部分实验步骤为：
①按电路图接好电路，将R1调至最大；
②断开S2，闭合S1，调节R1，使表头指针满偏；
③闭合S2，调节R2，使表头指针半偏，此时电阻箱R2的示数如图（b）所示，则电流表内阻r g= 180Ω．按图（a）所示的电路，将图（c）中的器材连成实验电路．
参考答案：
（1）满偏；半偏；（2）180；（3）如图所示；
用多用电表测电阻
解：（1）半偏法测量电流表内阻的步骤是先调节电路的电流，使电流表的指针达到满偏，再并联电阻箱，调节电阻箱，使电流表的指针半偏此时的电阻即电流表的内阻；
（2）电阻箱的读数是从最大的数开始读．该电阻的阻值：1000×0+100×1+10×8+1×0=180Ω
（3）连接实物图从电源的正极出发，逐步连接如图．
故答案为：（1）满偏；半偏；（2）180；（3）如图所示；
15. 为了测量某电池的电动势 E（约为3V）和内阻 r，可供选择的器材如下：
A．电流表G1（2mA 100Ω） B．电流表G2（1mA 内阻未知）
C．电阻箱R1（0~999.9Ω） D．电阻箱R2（0~9999Ω）
E．滑动变阻器R3（0~10Ω 1A） F．滑动变阻器R4（0~1000Ω 10mA）
G．定值电阻R0（800Ω 0.1A） H．待测电池
I．导线、电键若干
（1）采用如图甲所示的电路，测定电流表G2的内阻，得到电流表G1的示数I1、电流表G2的示数I2如下表所示：根据测量数据，请在图乙坐标中描点作出I1—I2图线．由图得到电流表G2的内阻等于Ω．
（2）在现有器材的条件下，测量该电池电动势和内阻，采用如图丙所示的电路，图中滑动变阻器①应该选用给定的器材中，电阻箱②选（均填写器材代号）．
（3）根据图丙所示电路，请在丁图中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接参考答案：
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图所示，长L=1.5m，高h=0.45m，质量M=10kg的长方体木箱，在水平面上向右做直线运动．当木箱的速度v0=3.6m/s时，对木箱施加一个方向水平向左的恒力F=50N，并同时将一个质量
m=1kg的小球轻放在距木箱右端的P点（小球可视为质点，放在P点时相对于地面的速度为零），经过一段时间，小球脱离木箱落到地面．木箱与地面的动摩擦因数为0.2，其他摩擦均不计．取，求：
（1）小球从离开木箱开始至落到地面所用的时间；
（2）小球放上P点后，木箱向右运动的最大位移；
（3）小球离开木箱时木箱的速度．
参考答案：
解答： 解：（1）木箱上表面的摩擦不计，因此小球在离开木箱前相对地面处于静止状态，离开木箱
后将作自由落体运动．
由，得
小球从离开木箱开始至落到地面所用的时间为0.3s ． （2）小球放到木箱后，木箱的加速度为：
木箱向右运动的最大位移为：
小球放上P 点后，木箱向右运动的最大位移为0.9m ． （3）x 1小于1m ，所以小球不会从木箱的左端掉下
木箱向左运动的加速度为
设木箱向左运动的距离为x 2时，小球脱离木箱，则：
设木箱向左运动的时间为t 2，则：
由
得：
所以，小球离开木箱的瞬间，木箱的速度方向向左，大小为：v 2=a 2t 2=2.8×1=2.8m/s ． 反、与平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小均为B 。

折线的顶角∠A= 90°，P 、Q 是折线上的两点，AP= AQ=L 。

现有一质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子从P 点沿PQ 方向射出，不计粒子的重力。

（l ）若在P 、Q 间加一与磁场方向垂直的匀强电场，能使粒子以速度v0从P 点沿直线运动到Q 点，求场强的大小和方向。

（2）撤去电场，为使粒子从P 点射出后，途经折线的顶点A 到达Q 点，则初速度v 应满足什么条件？并求出粒子从P 点经A 到达Q 点所用时间的最小值。

参考答案：
（1）粒子从P点沿PQ直线运动到Q点，所受电场力与洛伦兹力平衡，有：qE = qv0B （2分）
解得：E = v0B （1分）
方向竖直向下（1分）
（2）根据运动的对称性，粒子能从P点经A点到达Q点，运动轨迹如图所示。

满足：L = nx
其中x为每次偏转圆弧对应的弦长，偏转圆弧对应的圆心角为或（2分）
设圆弧的半径为R，则有：2R2 = x2
解得：（2分）
又（1分）
解得：（n =1、2、3……）（1分）
当n取奇数时，粒子从P经A到Q过程中圆心角的总和为：
θ1 = n?+ n?= 2nπ（2分）
从P经A到Q的总时间t1 = ?= （n=1、3、5……）（2分）
当n取偶数时，粒子从P经A到Q过程中圆心角的总和为：
θ2 = n?+ n?= nπ（2分）
从P经A到Q的总时间t2 = ?= （n=2、4、6……）（2分）
综合上述两种情况，可得微粒从P点经A到达Q点所用时间的最小值为：
tmin = （1分）18. 如图所示，M是水平放置的半径足够大的圆盘，绕过其圆心的竖直轴OO′匀速转动，规定经过圆心O水平向右为x轴的正方向．在圆心O正上方距盘面高为h处有一个正在间断滴水的容器，从t＝0时刻开始随传送带沿与x轴平行的方向做匀速直线运动，速度大小为v.已知容器在t＝0时刻滴下第一滴水，以后每当前一滴水刚好落到盘面上时再滴一滴水．求：
(1)每一滴水经多长时间滴落到盘面上？
(2)要使每一滴水在盘面上的落点都位于同一直线上，圆盘转动的角速度ω应为多大？
(3)第二滴水与第三滴水在盘面上落点间的最大距离x.
参考答案：。