2021年山东省潍坊市高密开发区中学高三物理下学期期末试题含解析

2021年山东省潍坊市高密开发区中学高三物理下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. 一条足够长的浅色水平传送带自左向右匀速运行。现将一个木炭包无初速地放在传送带的最左端，木炭包在传送带上会留下一段黑色的径迹。下列说法中正确的是（   ） A．黑色的径迹将出现在木炭包的左侧 B．木炭包的质量越大，径迹的长度越短 C．传送带运动的速度越大，径迹的长度越短 D．木炭包与传送带间动摩擦因数越大，径迹的长度越短 参考答案： D 2. (单选)如图所示，物体A静止在光滑的水平面上，A的左边固定有轻质弹簧，物体B以速度v向A运动并与弹簧发生碰撞，A、B始终沿同一直线运动，mA=2 mB。当弹簧压缩到最短时，A物体的速度为 A．0 B．v C．v D．v 参考答案： B 3. 某同学设计了一种静电除尘装置，如图1所示，其中有一长为L、宽为b、高为d的矩形通道，其前、后面板为绝缘材料，上、下面板为金属材料。图2是装置的截面图，上、下两板与电压恒定为U的高压直流电源相连。带负电的尘埃被吸入矩形通道的水平速度为v0，当碰到下板后其所带电荷被中和，同时被收集。将被收集尘埃的数量与进入矩形通道尘埃的数量的比值，称为除尘率。不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用。要增大除尘率，则下列措施可行的是 A．只增大电压U                               B．只增大长度L             C．只增大高度d                                D．只增大尘埃被吸入水平速度v0      参考答案： AB 4. （单选）如图所示，两物块A、B通过一轻质弹簧相连，置于光滑的水平面上，开始时A和B均静止．现同时对A、B施加等大反向的水平恒力F1和F2，使两物体开始运动，运动过程中弹簧形变不超过其弹性限度．从两物体开始运动以后的整个过程中，对A、B和弹簧组成的系统，下列说法正确的是（　　） 　 A． 由于F1、F2等大反向，故系统机械能守恒 　 B． 当弹簧弹力大小与F1、F2大小相等时，A、B两物体的动能最大 　 C． 当弹簧伸长量达到最大后，A、B两物体将保持静止状态 　 D． 在整个过程中系统机械能不断增加 参考答案： 5. A、B两质点分别在各自的直线轨道上运动，图甲是质点A的位移一时间图象，图乙是质点B的速度一时间图象，下列说法中正确的是 A.质点A在0～2s内的平均速度为零 B.质点B在0～2s内的平均速度为零 C.质点A在0～1s内的运动方向与在1～2s内的运动方向相反 D.质点B在0～1s内的运动方向与在1～2s内的运动方向相反 参考答案： AC 二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. 如图，△ABC为一玻璃三棱镜的横截面，∠A=30°，一束红光垂直AB边射入，从AC边上的D点射出，其折射角为60°，则玻璃对红光的折射率为_____。若改用蓝光沿同一路径入射，则光线在D点射出时的折射射角______（“小于”“等于”或“大于”）60°。 参考答案：     (1).     (2). 大于 本题考查折射定律、光的色散及其相关的知识点。 根据题述和图示可知，i=60°，r=30°，由折射定律，玻璃对红光的折射率n==。若改用蓝光沿同一路径入射，由于玻璃对蓝光的折射率大于玻璃对红光的折射率，则光线在D点射出时的折射角大于60°。 7. 如图所示，AB为匀质杆，其重为G，它与竖直墙面成角；BC为支撑AB的水平轻杆， A、B、C三处均用铰链连接且位于同一竖直平面内。则BC杆对B端铰链的作用力大小为_______, AB杆对A端铰链的作用力与竖直方向夹角_______角( 选填“大于”、“等于”或“小于”)。 参考答案： 、小于 8. 如图所示，带电量分别为4q和-q的小球A、B固定在水平放置的光滑绝缘细杆上，相距为d。若杆上套一带电小环C（图上未画），带电体A、B和C均可视为点电荷。则小环C的平衡位置为     ；将小环拉离平衡位置一小位移x(x小于d)后静止释放，则小环C       回到平衡位置。(选填“能” “不能” 或“不一定”) 参考答案： 在AB连线的延长线上距离B为d处，不一定 9. (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； 10. 一列向右传播的简谐波在t＝1s时刻的波形如图所示，再经过0.7s，x=7m处的质点P第一次从平衡位置向上振动，此时O处质点处于         (选填“波峰”、“波谷”、“平衡位置”)，这列波的周期T=      s。 参考答案： 平衡位置（2分） 0.2s（2分） 机械波考查题。G2 由波形图和传播方向可知：波长为2m，从A点到P点相距3个波长，要使它第一次从平衡位置向上振动，经历了3.5个周期，即有：，由此可知O处质点正在平衡位置。 求解本题的关键是识波形，读出波长，根据不同时刻的波形图求出波的振动周期，也就是要会画出不同时刻的波形图，这样根据波的传播就可求出相关答案了。 11. 如图所示为氢原子的能级图，n为量子数。在氢原子核外电子由量子数为2的轨道跃迁到量子数为3的轨道的过程中，将        （填“吸收”或“放出”）光子。若该光子恰能使某金属产生光电效应，则一群处于量子数为4的激发态的氢原子在向基态跃迁过程中，有      种频率的光子能使该金属产生光电效应。 参考答案： 吸收    （填“吸收”或“放出”）；   5 12. 如图所示，A、B两点间电压为U，所有电阻阻值均为R，当K闭合时，UCD=______ ，当K断开时，UCD=__________。 参考答案： 0   U/3　 13. 如图，两个用轻线相连的位于光滑水平面上的物块m1-和m2，质量都为1kg，拉力F1=10N，F2=6N与轻线沿同一水平直线。则在两个物块运动过程中，m1-的加速度_______，轻线的拉力_______． 参考答案： a= 2m/s2      F=8N 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. 某同学要测量一节干电池的电动势和内阻．他根据老师提供的以下器材画出了如图所示的原理图。 ①电压表V(15V,I0k) ②电流表G（量程3.0 mA，内阻Rg=10） ③电流表A（量程0.6 A，内阻约为0.5 ） ④滑动变阻器(0～20，l0A) ⑤滑动变阻器 (0～100，1A) ⑥定值电阻=990  ⑦开关S和导线若干 (1)为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中 应选用的滑动变阻器是______（填写器材编号） (2)在方框中画出实验电路图 (3)该同学利用上述实验原理图测得以下数据，并根据这些数据绘出了如图所示的图线，根据图线可求出电源的电动势E=________ V（保留三位有效数字），电源的内阻r=______（保留两位有效数字） 参考答案： 15. 一课外实验小组用如图所示的电路测量某待测电阻Rx的阻值，图中R0为标准定值电阻（R0=20.0 Ω）；可视为理想电压表。S1为单刀开关，S2位单刀双掷开关，E为电源，R为滑动变阻器。采用如下步骤完成实验： （1）按照实验原理线路图（a），将图（b）中实物连线_____________； （2）将滑动变阻器滑动端置于适当位置，闭合S1； （3）将开关S2掷于1端，改变滑动变阻器动端的位置，记下此时电压表的示数U1；然后将S2掷于2端，记下此时电压表的示数U2； （4）待测电阻阻值的表达式Rx=_____________（用R0、U1、U2表示）； （5）重复步骤（3），得到如下数据：   1 2 3 4 5 U1/V 0.25 0.30 0.36 0.40 0.44 U2/V 0.86 1.03 1.22 1.36 1.49 3.44 3.43 3.39 3.40 3.39   （6）利用上述5次测量所得的平均值，求得Rx=__________Ω。（保留1位小数） 参考答案：     (1). 如图所示：     (2).     (3). 48.2 【命题意图】  本题主要考查电阻测量、欧姆定律、电路连接研及其相关的知识点。 【解题思路】开关S2掷于1端，由欧姆定律可得通过Rx的电流I=U1/R0，将开关S2掷于2端，R0和Rx串联电路电压为U2，Rx两端电压为U=U2-U1，由欧姆定律可得待测电阻阻值Rx=U/I=R0=（-1）R0。 5次测量所得的平均值,（3.44+3.43+3.39+3.40+3.39）=3.41，代入Rx=（-1）R0=（3.41-1）×20.0Ω=48.2Ω。 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. 图为仓库中常用的皮带传输装置示意图，它由两台皮带传送机组成，一台水平传送，A、B两端相距3m，另一台倾斜，传送带与地面的倾角θ=37°，C、D两端相距4.45m，B、C相距很近。水平部分AB以5m/s的速率顺时针转动。将质量为10kg的一袋大米放在A端，到达B端后，速度大小不变地传到倾斜的CD部分，米袋与传送带间的动摩擦因数均为0.5。试求： （1）若CD部分传送带不运转，求米袋沿传送带所能上升的最大距离； （2）若要米袋能被送到D端，求CD部分顺时针运转的速度应满足的条件及米袋从C 端到D 端所用时间的取值范围。 参考答案： （1）米袋在AB上加速时的加速度（1分） 米袋的速度达到v0=5m/s时，滑行的距离， 因此米袋在到达B点之前就有了与传送带相同的速度（1分） 设米袋在CD上运动的加速度大小为a，由牛顿第二定律得：（1分） 代入数据得a=10m/s2（1分） 所以能滑上的最大距离（1分）。 设CD部分运转速度为v1时米袋恰能到达D点（即米袋到达D点时速度恰好为零），则米袋速度减为v1之前的加速度为a1=-g(sinθ+μcosθ)=-10m/s2（1分） 米袋速度小于v1至减为零前的加速度为a2=-g(sinθ-μcosθ)=-2m/s（1分） 由（1分） 解得v1=4m/s，即要把米袋送到D点，CD部分的速度vCD≥v1=4m/s（1分） 米袋恰能运到D点所用时间最长为：（1分） 若CD部分传送带的速度较大，使米袋沿CD上滑时所受摩擦力一直沿皮带向上，则所用时间最短，此种情况米袋加速度一直为a2。由得，tmax=1.16s（1分） 所以，所求的时间t的范围为（ 17. 如图所示，竖直固定的光滑绝缘的直圆筒底部放置一场源A，其电荷量Q = ＋4×10－3 C，场源电荷A形成的电场中各点的电势表达式为，其中k为静电力恒量，r为空间某点到A的距离．有一个质量为m = 0.1 kg的带正电小球B，B球与A球间的距离为a = 0.4 m，此时小球B处于平衡状态，且小球B在场源A形成的电场中具有的电势能表达式为，其中r为q与Q之间的距离．有一质量也为m的不带电绝缘小球C从距离B的上方H = 0.8 m处自由下落，落在小球B上立刻与小球B粘在一起向下运动，它们到达最低点后又向上运动，它们向上运动到达的最高点P．（取g = 10 m/s2，k = 9×109 N·m2/C2），求：          （1）小球C与小球B碰撞后的速度为多少？          （2）小球B的带电量q为多少？          （3）P点与小球A之间的距离为多大？          （4