四川省南充市白塔中学2021届上学期高三年级期中考试物理试卷

四川省南充市白塔中学2021届上学期高三年级期中考试物理试卷
一、选择题
1. 鱼雷是最好的水下打击武器，现代鱼雷所使用的超空泡技术是利用空腔气泡隔绝水和鱼雷，从而大大降低阻力，获得高速航行的技术。

下图是某次军事演习中红方超空泡鱼雷打击蓝方潜艇的位移时间图象，关于该图象，下列说法正确的是（）
A.t1时刻到t2时刻，鱼雷的位移大于潜艇的位移
B.潜艇做匀变速直线运动
C.t2时刻鱼雷与潜艇间相距的距离达到最大值
D.0—t2时刻鱼雷与潜艇的平均速度相等
2. 升降机的地面固定一个压力传感器，物体置于传感器上的水平接触面上，如图（a)所示，压力传感器通过处理电路和计算机相连，当升降机在竖直方向运动时，计算机描绘出一段时间内物体对压力传感器的压力随时间变化的图像如图(b)所示，关于升降机的运动，下列说法正确的是（）
A．0～t1一定向上做匀加速运动
B．t1～t2一定向上做匀加速运动
C．t1～t2的加速度可能逐渐增大
D．t2～t3的加速度可能逐渐增大
3. 如图所示，倾角为θ的斜面体c置于水平地面上，小物块b置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏a连接，连接b的一段细绳与斜面平行，在a中的沙子缓慢流出的过程中，a、b、c都处于静止状态，则下列说法不正确的是( )
A．b对c的摩擦力可能始终增加
B．c对地面的摩擦力方向始终向左
C．地面对c的支持力始终变大
D．滑轮对绳的作用力方向始终不变
4. 正方形的四个顶点处分别固定了电荷量均为q、电性如图所示的点电荷，A、B、C、D分别是正方形四边的中点，下列说法中正确的是（）
A．A点和C点的电场强度相同
B．B点和D点的电场强度相同
C．一电子沿图中虚线BD从B点运动到D点的过程中，受到的电场力先减小后增大
D．一电子沿图中虚线BD从B点运动到D点的过程中，其电势能先减小后增大
5.在一个粗糙水平面上，彼此靠近地放置两个带同种电荷的小物块．由静止释放后，两个物块向相反方向运动，并最终停止．在物块的运动过程中，下列表述正确的是（）
A．两个物块的动能守恒
B．两个物块组成的系统机械能守恒
C．两个物块的电势能逐渐减少
D．全过程物块受到的摩擦力小于或等于其受到的库仑力
6. 如图所示，半径为R的半球形容器固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过容器球心O的竖直线重合，转台以一定角速度ω匀速旋转。

有两个质量均为m的小物块落入容器内，经过一段时间后，两小物块都随容器一起转动且相对容器内壁静止，两物块和球心O点的连线相互垂直，且A物块和球心O点的连线与竖直方向的夹角θ=60°，已知重力加速度大小为g，则下列说法正确的是（）
A.若A 物块受到的摩擦力恰好为零，B 物块受到的摩擦力的大小为
()413mg
- B.若A 物块受到的摩擦力恰好为零，B 物块受到的摩擦力的大小为
()213mg
- C.若B 物块受到的摩擦力恰好为零，A 物块受到的摩擦力的大小为
(
)
2
13mg
- D.若B 物块受到的摩擦力恰好为零，A 物块受到的摩擦力的大小为
(
)
4
13mg
- 7.如图甲所示,轻质弹簧竖直放置,下端固定在水平地面上.一质量为m 的小球,从离弹簧上端高h 处由静止释放.某同学在研究小球落到弹簧上后继续向下运动到最低点的过程,他以小球开始下落的位置为原点O,沿竖直向下的方向建立坐标轴Ox,做出小球所受弹力F 的大小随小球下落的位置坐标x 的变化关系如图乙所示,不计空气阻力,重力加速度为g 。

以下判断中正确的是（ ）
A.当x=h+x 0时,重力势能与弹性势能之和最小
B.小球最低点的坐标为x=h+2x 0
C.小球受到的弹力最大值大于2mg
D.小球动能的最大值为⎪⎭
⎫ ⎝⎛+
O x h 21mg 8. 如图所示，NPQ 是由光滑细杆弯成的半圆弧，其半径为R ，半圆弧的一端固定在天花板上的N 点，NQ 是半圆弧的直径，处于竖直方向，P 点是半圆弧上与圆心等高的点。

质量为m 的小球A (可视为质点)穿在细杆上，通过轻绳与质量也为m 的小球B 相连，轻绳绕过固定在
C 处的轻小定滑轮。

将小球A 移到P 点，此时CP 段轻绳处于水平伸直状态，CP ＝2R ，然后
将小球A 由静止释放。

不计一切摩擦，已知重力加速度为g ，在小球A 由P 点运动到圆弧最低点Q 的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球A的动能可能先增大后减小
B．小球A始终比小球B运动得慢(释放点P除外)
C．当小球A绕滑轮转过30°时，小球A
D．小球A刚释放时，小球A、B的加速度大小分别为a A＝0、a B＝g
二、非选择题
9.（6分）某实验小组利用如图甲所示的实验装置测量小物块与水平面之间的动摩擦因数μ.粗糙曲面AB固定在水平面上，其与水平面相切于B点，P为光电计时器的光电门，实验时将带有遮光条的小物块m从曲面AB上的某点自由释放，小物块通过光电门P后停在水平面上某点C.已知当地重力加速度为g.
(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度d如图乙所示，其读数d＝________cm；
(2)为了测量动摩擦因数，除遮光条宽度d及数字计时器显示的时间t，还需要测量的物理量是________(要写出该物理量的名称和符号)，动摩擦因数μ＝ ______(用上面的量表示)．10.（9分）为了测量电池的电动势和内阻，实验室中准备了下列器材：
A．待测干电池(电动势约为1.5 V，内阻约为1.0 Ω)
B．电流表A1(满偏电流1.5 mA，内阻为10 Ω)
C．电流表A2(量程0～0.60 A，内阻约为0.10 Ω)
D．电压表V(量程0～15 V，内阻约为10 kΩ)
E．滑动变阻器R1(0～20 Ω，2 A)
F．滑动变阻器R2(0～100 Ω，1 A)
G．电阻箱R3：最大阻值为999.9 Ω，允许通过的最大电流是0.6 A
H．开关一个，导线若干
(1)（4分）小明按图(a)设计好了测量的电路图，在图(a)中，甲是________，乙是________．(填器材前面的序号)
(2)（1分）为了能较为准确地进行测量和操作方便，图(a)所示的测量电路中，滑动变阻
器应选________(填器材前面的序号)．
(3)（4分）图(b)为小明根据图(a)的测量电路测得的实验数据作出的I1­I2图线(I1为电表乙的示数，I2为电表甲的示数)，由该图线可得：被测干电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(均保留两位小数)
11.（12分）如图所示，四分之一光滑绝缘圆弧轨道AB与水平绝缘地面BC平滑连接，且O、A两点高度相同，圆弧的半径R＝0.5 m，水平地面上存在匀强电场，场强方向斜向上与地面成θ＝37°角，场强大小E＝1×104 V/m，从A点由静止释放一带负电的小金属块(可视为质点)，质量m＝0.2 kg，电荷量大小为q＝5×10－4 C，小金属块与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：
(1)金属块第一次到达B点(未进入电场)时对轨道的压力；
(2)金属块在水平面上滑行的总路程．
12.（20分）如图所示，质量m1=2 kg小物块放在足够长的质量m2=1 kg的木板的左端，板和物块间的动摩擦因数μ1=0.2，板和水平面间的动摩擦因数μ2=0.1，两者均静止。

现突然给木板向左的初速度v0=3.5m/s，同时对小物块施加一水平向右的恒定拉力F=10 N，当木板向左运动最远时撤去F，取g=10 m/s2。

求：
（1）木板开始运动时，小物块和木板的加速度大小；
（2）整个过程中，木板在水平面上滑行的位移大小；
（3）整个过程中，小物块、木板和水平面组成的系统摩擦产生的热量。

13．［物理—选修3-3］（15分）
(1)（5分）下列说法中正确的是________．(填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分0分)
A．布朗运动反映的是液体分子的无规则运动
B ．根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体
C ．物体放出热量，温度一定降低
D ．气体对容器壁的压强是由于大量气体分子对器壁的碰撞作用产生的
E ．热量是热传递过程中，物体间内能的转移量；温度是物体分子平均动能大小的量度 (2)（10分）如图所示，“13”形状的各处连通且粗细相同的细玻璃管竖直放置在水平地面上，只有竖直玻璃管FG 中的顶端G 开口，并与大气相通，水银面刚好与顶端G 平齐．AB ＝
CD ＝L ，BD ＝DE ＝L 4
，FG ＝L
2
.管内用水银封闭有两部分理想气体，气体1长度为L ，气体2长
度为L
2，L ＝76 cm.已知大气压强p 0＝76 cmHg ，环境温度始终为t 0＝27 ℃，现在仅对气体1
缓慢加热，直到使BD 管中的水银恰好降到D 点，求此时(计算结果保留三位有效数字) (ⅰ)气体2的压强p 2为多少厘米汞柱？ (ⅱ)气体1的温度需加热到多少摄氏度？
14．［物理—选修3-4］（15分）
（1）（5分）如图甲为一列简谐横波在t =0.20 s 时刻的波形图，图乙为该列波中质点P 的振动图像，Q 是该列波中另一质点。

下列说法正确的是__________（填正确答案标号，选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分）。

A ．这列波的波速为1 m / s
B ．这列波沿x 轴正方向传播
C ．t =0.30 s 时刻，质点P 速度沿y 轴负方向
D ．t =0.30 s 时刻，质点Q 速度沿y 轴负方向
E ．t =0.20 s 到t =0.40s 时间内，质点Q 通过的距离是2 cm
（2）（10分）如图所示，ABCD 是一块玻璃的截面，其中ABC 是半径为R 的圆弧面，圆心是
O ，ADC 是平面，轴O 1O 2垂直于ADC 且过AC 的中点D 。

从P 点射向圆心O 的一条单色光线射
到圆弧面经玻璃折射后射到O 1O 2轴上Q 点，已知PO 与O 1O 2轴夹角为30°，从玻璃射出的光线与O 1O 2轴夹角为45°，Q 、O 间的距离为d 。

4
2
615sin -=
，光在真空中传播速度为
c。

求：
①玻璃的折射率；
②这种单色光通过玻璃的时间。

参考答案
一.选择题（8×6=48）
9.（6分）（1）0.375（2分）, 光电门与C 点之间的距离s （2分），d 2
2gst
2（2分）
解析 (1)由题图乙所示游标卡尺可知，主尺示数为0.3 cm ，游标尺示数为15×0.05 mm ＝0.75 mm ＝0.075 cm ，游标卡尺读数d ＝0.3 cm ＋0.075 cm ＝0.375 cm ；
(2)物块通过光电门时的速度v ＝d
t
，然后物块在水平面上做匀减速直线运动，由动能定理得：－μmgs ＝0－12mv 2，解得：μ＝d 2
2gst 2，由此可知，要测动摩擦因数，除d 与t 外，还需要测
量光电门与C 点间的距离s . 10.（9分）
解析： (1)根据题意可知，乙为电流表B 与电阻箱结合作为电压表使用，甲为电流表C ，作为电流表使用．(2)因内阻较小，故滑动变阻器略大于内阻即可，故滑动变阻器选择 E.(3)由闭合电路欧姆定律可得I 1(R 3＋R A )＝E －(I 1＋I 2)·r ，变形得I 1＝E R 3＋R A ＋r －r
R 3＋R A ＋r
I 2；
由数学知识可得：题图(b)中的k ＝
r R 3＋R A ＋r ；b ＝E
R 3＋R A ＋r
；由题图(b)可知b ＝1.46；k ＝
1.1－1.40.5－0.1×10－3＝0.76×10－3
；故解得E ＝1.47 V ，r ＝0.76 Ω.
答案：
(1)C B （4分） (2)E （1分）
(3)1.47(1.46～1.48均正确)， 0.76(0.74～0.78均正确)（4分） 11.（12分）
解析：(1)对金属块，从A 点到B 点，由动能定理有mgR ＝12
mv 2
，
在B 点由向心力公式有F N －mg ＝m v 2
R
，
由牛顿第三定律：金属块对轨道的压力与轨道对金属块的支持力大小相等，方向相反，即
F N ′＝F N ， 得F N ′＝6 N ，方向竖直向下．
(2)由于qE cos θ＝4 N 大于滑动摩擦力f ＝μ(mg ＋qE sin θ)＝1 N. 故金属块往返多次，最终停止于B 点．全过程应用动能定理有
mgR －μ(mg ＋qE sin θ)s ＝0，
解得s ＝1 m.
答案：(1)6 N ，方向竖直向下 (2)1 m 12.（20分）
解：（1）木板开始运动时，设小物块和木板的加速度分别为a 1和a 2，则
1111a m g m F =-μ （1分）
2221211)(a m g m m g m =++μμ （1分）
解得 a 1=3 m/s 2
，a 2=7 m/ s 2
（2分） （2）设经过时间t 1木板向左运动最远，小物块和木板的位移分别为x 1和x 2，小物块的速度为v 1，则
120t a =υ （1分） 111t a =υ （1分）
2
1112
1t a x =
（1分） 2
2202x a =υ
（1分）
解得 t 1=0.5 s ，v 1=1.5m/s ，x 1=0.375m ，x 2=0.875 m
然后撤去F ，因为μ1m 1g >μ2(m 1+m 2)g ，所以木板向右做初速度为零的匀加速直线运动，小物块向右做初速度为v 1的匀减速直线运动。

设小物块和木板的加速度大小分别为a 3和a 4，经过时间t 2木板与小物块速度相同为v 2，位移分别为x 3和x 4，则
3111a m g m =μ，4221211)(a m g m m g m =+-μμ （1分）
2312t a -=υυ，242t a =υ （1分）
2
2
321321t a t x -=υ
（1分）
2
2
4421t a x =
（1分） 解得 a 3=2 m/s 2
，a 4=1 m/ s 2
，t 2=0.5 s ，v 2=0.5m/s ，x 3=0.5m ，x 4=0.125m
木板与小物块速度相同后，两者一起做减速运动直至速度为零，设加速度为a 5，位移为x 5，则
521212)()(a m m g m m +=+μ （1分）
552
22x a =υ （1分）
解得 x 5=0.125m
设木板在水平面上总共滑行的位移大小为x ，则
)(542x x x x +-= （1分）
解得 x =0.625m （1分）
（3）整个过程中，设小物块与木板间因摩擦生的热为Q 1，木板与水平面间因摩擦生的热为
Q 2，则
Q 1=μ1m 1g [(x 1+x 2)+(x 3-x 4 )] （1分） Q 2=μ2(m 1+m 2)g (x 2+x 4 +x 5) （1分）
Q 总=Q 1+Q 2 （1分）
解得 Q 总= 9.875 J （1分） 选考题
13.［物理—选修3-3］（15分） （1）ADE
解析 (1)A.布朗运动是固体小颗粒的运动，是液体分子无规则运动的反映；故A 正确； B ．热量可以从低温物体传到高温物体，但要引起其他方面的变化，故B 错误； C ．物体放出热量时，若同时外界对物体做功，则温度可以升高，故C 错误； D ．大量气体分子对器壁的持续撞击引起了气体对容器壁的压强，故D 正确；
E ．热传递过程中，物体间内能的转移量叫做热量；温度是分子热运动平均动能的标志，故E 正确；
(2)(ⅰ)加热气体1时，气体2的温度、压强、体积均不改变，
气体2的压强：p 2＝p 0＋L 4＝(76＋76
4
) cmHg ＝95.0 cmHg ；
(ⅱ)对于气体1，设玻璃管横截面积为S ， 由理想气体状态方程得：
p 0V 1T 0＝p 2V 2
T 2
， 其中：V 1＝LS ，V 2＝5
4LS ，p 0＝76 cmHg ，p 2＝(76＋19) cmHg ＝95 cmHg ，T 0＝t 0＋273＝300 K ，
解得：T 2＝468.75K ，t 2＝T 2－273＝(468.75－273) ℃≈196 ℃ 答案 (1)ADE
(2)(ⅰ)气体2的压强为95.0 cmHg. (ⅱ)气体1的温度需加热到196摄氏度． 14．【物理选修3—4】（15分） （1）ADE
（2）解：① 由于光线沿圆弧面的半径方向，所以在圆弧面没有偏折，射到直线面的M 点射出玻璃，如图所示，MQ 是从玻璃射出的光线，作光线在直线面的M 点的法线O 3O 4，可得
∠MOD =∠OMO 4 =∠PMO 3 =30° （1分）
∠MQD =∠QMO 4=45° （1分）
设玻璃的折射率为n ，则
34sin sin PMO MQ O n ∠∠=
（1分）
解得 2=n （1分）
②在ΔMOQ 中，∠QMO =15°，∠MQO =135°，QO =d ，则
QMO
QO MQO OM ∠=∠sin sin （1分） 解得 d OM )13(+= （1分）
设光在玻璃中传播速度为v ，在玻璃中经过的路程为x ，通过玻璃时间为t ，则 OM R x -= （1分） n c
=υ （1分） υx
t = （1分） 解得 c d R t ]
)13([2+-=
（1分）。