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1、2020-2021学年河南省商丘市应天高级中学高三物理期末试题含解析一、 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. 在物理学发展史上,许多科学家通过恰当的运用科学研究方法,超越了当时研究条件的局限性,取得了辉煌的研究成果,下列表述符合物理学史实的是 A库仑在发现电荷间相互作用力规律之前,首先找到了定量测定电荷量的方法B库仑利用库仑扭秤巧妙地实现了他对电荷间相互作用力规律的研究C法拉第发现电流的磁效应,这和他坚信电和磁之间一定存在着联系的哲学思想是分不开的D安培首先引入电场线和磁感线,极大地促进了他对电磁现象的研究参考答案:B2. (多选)如图所示,物块A放在直
2、角三角形斜面体B上面,B放在弹簧上面并紧挨着竖直墙壁,初始时A、B静止,弹簧处于竖直。现用力F沿斜面向上推A,但AB并未运动。下列说法正确的是( )A施加F前,竖直墙壁对B的摩擦力可能向下B施加F前,弹簧弹力大小一定等于A、B两物体重力大小之和C施加F后,A、B之间的摩擦力大小可能为零C施加F后,B与竖直墙壁之间可能没有摩擦力参考答案:BC 解析: A、施加F前,对整体受力分析,一定受重力、弹簧弹力,若竖直方向受静摩擦力,则也一定受墙向右的弹力,但若受向右的弹力,则没有向左的力与之平衡,合力不可能为零,故整体不受墙的弹力,也不受静摩擦力;故A错误;B、施加F前,对整体受力分析,受重力、弹簧弹力
3、,根据平衡条件弹簧弹力大小一定等于A、B两物体重力大小之和,B正确;C、当施加F后,仍然处于静止,开始A所受的静摩擦力大小为mAgsin,若F=mAgsin,则A、B之间的摩擦力为零,故C正确D、对整体分析,由于AB不动,弹簧的形变量不变,则弹簧的弹力不变,开始弹簧的弹力等于A、B的总重力,施加F后,弹簧的弹力不变,总重力不变,根据平衡知,则B与墙之间一定有摩擦力故D错误故选:BC3. 下列说法正确的是:A温度是分子平均动能的宏观标志,所以两个物体只要温度相等,那么他们分子的平均速率就相等B在自然界能的总量是守恒的,所以不存在能源危机C热力学第一定律也可表述为第一类永动机不可能制成D热力学第二
4、定律可描述为“不可能使热量由低温物体传递到高温物体”E质量相同且温度也相同的两种不同理想气体,其内能一定相同F1kg的0的冰比1kg的0的水的内能小些参考答案:4. 以下说法符合物理史实的是( )A法拉第发现了电流周围存在磁场B牛顿的经典时空观认为,时间是绝对的C亚里士多德发现了力是改变物体运动状态的原因D开普勒发现了万有引力定律参考答案:B5. 质量为1kg的物体在水平面直角坐标系内运动,已知两互相垂直方向上的的速度-时间图象如图所示下列说法正确的是A质点的初速度为5m/s B质点所受的合外力为3NC2s末质点速度大小为7m/sD质点初速度的方向与合外力方向垂直参考答案:D二、 填空题:本题
5、共8小题,每小题2分,共计16分6. 如图所示,水平设置的三条光滑平行金属导轨a、b、c位于同一水平面上,a与b、b与c相距均为d=1m,导轨ac间横跨一质量为m=1kg的金属棒MN,棒与三条导轨垂直,且始终接触良好。棒的电阻r=2,导轨的电阻忽略不计。在导轨bc间接一电阻为R=2的灯泡,导轨ac间接一理想电压表。整个装置放在磁感应强度B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向下。现对棒MN施加一水平向右的拉力F,使棒从静止开始运动。若施加的水平外力功率恒定,且棒达到稳定时的速度为1.5m/s,则水平外力的功率为 W,此时电压表读数为 V。参考答案:3 5解析:棒达到稳定速度1.5m/s时,
6、金属棒MN下半段产生的感应电动势Bdv=3V,灯泡中电流I=1A,金属棒MN下半段所受安培力BId=2N,水平外力的功率为P=Fv=21.5W=3W。金属棒MN下半段两端点电压为2V,电压表读数为3V+2V=5V。7. 用不同频率的光照射某金属产生光电效应,测量金属的遏止电压Uc与入射光频率,得到Uc图象如图所示,根据图象求出该金属的截止频率c=5.01014Hz,普朗克常量h=6.41034J?s(已知电子电荷量e=1.61019C)参考答案: 解:根据Ekm=hvW0得,横轴截距的绝对值等于金属的截止频率,为v0=5.01014通过图线的斜率求出k=h=J?s故答案为:5.01014,6.
7、410348. 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01.5s内通过的路程为 cm参考答案:9. 如图所示,实线是一列简谐横波在t1时刻的波形图,虚线是在t2=(t10.2)s时刻的波形图若波速为35m/s,则质点M在t1时刻的振动方向为 ;若在t1到t2的时间内,M通过的路程为1m,则波速为 m/s 参考答案:向下2510. 一物体从某一行星表面竖直向上抛出(不计空气阻力)。t=0时抛出,得到如图所示的s-t图象,则该行
8、星表面重力加速度大小为 m/s2,物体被抛出时的初速度大小为 m/s。参考答案:8;2011. 如图所示,左侧是倾角为60的斜面、右侧是1/4圆弧面的物体固定在水平地面上,圆弧面底端切线水平。一根轻绳两端分别系有质量为m1、m2的小球跨过其顶点上的小滑轮。当它们处于平衡状态时,连结m2 小球的轻绳与水平线的夹角为600,不计一切摩擦,两小球视为质点。则两小球的质量之比ml : m2等于 ;m2小球对圆弧面的压力大小为 m2g .参考答案:12. 如图3310所示为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系”的实验装置图3310(1)在该实验中必须采用控制变量法,应保持_不
9、变,用钩码所受的重力作为_,用DIS测小车的加速度(2)改变所挂钩码的数量,多次重复测量在某次实验中根据测得的多组数据可画出aF关系图线(如图3311所示)分析此图线的OA段可得出的实验结论是_.(单选题)此图线的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是 ()A小车与轨道之间存在摩擦B导轨保持了水平状态C所挂钩码的总质量太大D所用小车的质量太大参考答案:(1)小车的总质量(或:小车的质量)小车所受外力(或:外力、合外力)(2)在质量不变的条件下,加速度与合外力成正比C13. 如图所示,三段不可伸长的细绳OA、OB、OC,能承受的最大拉力相同,它们共同悬挂一重物,其中OB是水平的,A端、B端固
10、定.若逐渐增加C端所挂物体的质量,则最先断的绳_.参考答案:OA三、 简答题:本题共2小题,每小题11分,共计22分14. 如图甲所示,斜面倾角为=37,一宽为d=0.65m的有界匀强磁场垂直于斜面向上,磁场边界与斜面底边平行。在斜面上由静止释放一矩形金属线框,线框沿斜面下滑,下边与磁场边界保持平行。取斜面底部为重力势能零势能面,从线框开始运动到恰好完全进入磁场的过程中,线框的机械能E和位移x之间的关系如图乙所示,图中、均为直线段。已知线框的质量为M=0.1 kg,电阻为R=0.06 (取g=l0ms-2, sin 37=0.6, cos 37=0.8)求:(1)线框与斜面间的动摩擦因数;(2
11、)线框刚进入磁场到恰好完全进入磁场所用的时间t:(3)线框穿越磁场的过程中,线框中的最大电功率Pm。参考答案:0.5;1/6s;0.54W【详解】(1)由能量守恒定律,线框减小的机械能等于克服摩擦力做功,则 其中x1=0.36m; 解得=0.5(2)金属线框进入磁场的过程中,减小的机械能等于克服摩擦力和安培力做的功,机械能均匀减小,因此安培力也是恒力,线框做匀速运动,速度为v1v12=2ax1 解得a=2m/s2 v1=1.2m/s 其中 x2为线框的侧边长,即线框进入磁场过程中运动的距离,可求出x2=0.2m,则 (3)线框刚出磁场时速度最大,线框内电功率最大 由 可求得v2=1.8m/s根
12、据线框匀速进入磁场时:可得FA=0.2N又因为可得 将v2、B2L2带入可得:15. 如图所示,质量m = 1 kg的小物块静止放置在固定水平台的最左端,质量2 kg的小车左端紧靠平台静置在光滑水平地面上,平台、小车的长度均为0.6 m。现对小物块施加一水平向右的恒力F,使小物块开始运动,当小物块到达平台最右端时撤去恒力F,小物块刚好能够到达小车的右端。小物块大小不计,与平台间、小车间的动摩擦因数均为0.5,重力加速度g取10 m/s2,水平面足够长,求:(1)小物块离开平台时速度的大小;(2)水平恒力F对小物块冲量的大小。参考答案:(1)v0=3 m/s;(2)【详解】(1)设撤去水平外力时
13、小车的速度大小为v0,小物块和小车的共同速度大小为v1。从撤去恒力到小物块到达小车右端过程,对小物块和小车系统:动量守恒:能量守恒:联立以上两式并代入数据得:v0=3 m/s(2)设水平外力对小物块的冲量大小为I,小物块在平台上运动的时间为t。小物块在平台上运动过程,对小物块:动量定理:运动学规律: 联立以上两式并代入数据得:四、计算题:本题共3小题,共计47分16. 如图甲所示,MN和PQ是两块光滑挡板,两板平行放置,板间距为d=0.15m,A、C是MN板上相距l=0.2m的两个小孔。质量为m=210-12kg,带电量为q=+510-8C的粒子(可以看成点电荷)从A点以速度v=3103m/s
14、的速度垂直于MN板射入,粒子与两板的碰撞为弹性碰撞(粒子碰撞前后沿板方向的速度不变,垂直于板的速度大小不变,方向变为反向),带电粒子的重力不计。则(1)若两板间有与板面平行的匀强电场,如图甲,且粒子只与PQ板碰撞一次就从C点飞出,求匀强电场的电场强度的大小;(2)若两板间有如图乙所示的匀强磁场,要使粒子能从C点飞出,求磁感应强度的可能取值。参考答案:17. 如下图所示,质量kg的木块A套在水平杆上,并用轻绳将木块与质量kg的小球B相连。今用跟水平方向成=30角的力N,拉着球带动木块一起向右匀速运动,运动中M、m相对位置保持不变,取g=10m/s2。求:(1)运动过程中轻绳与水平方向夹角;(2)木块与水平杆间的动摩擦因数。(3)当为多大时,使球和木块一起向右匀速运动的拉力最小?参考答案:(1)(2)(3)时F的值最小(1)对B进行受力分析,设细绳对B的拉力为T,由平衡条件可得(1分)(1分)解得:(1分),即(1分