山西省晋中市兴才中学2020-2021学年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. 平抛运动可以分解为水平和竖直方向的两个直线运动,在同一坐标系中作出这两个分运动的v-t图线,如图所示,若平抛运动的时间大于2t1,下列说法中正确的是 A.图线2表示水平分运动的v-t图线 B.t1时刻的速度方向与初速度方向夹角为30C.t1时间内的竖直位移与水平位移之比为 D.2t1时刻的速度方向与初速度方向夹角为60参考答案：C2. 已知有共点力F1=5N，F2=11N，F3=15N，则这三个合力的最大值与最小值分别是A15N、5N B31N、5N C31N、0N D31N、1N 参考答案：C3. 火星的半径约为地球半径的一半，质量约为地球质量的1/9，那么（ ）A火星的密度约为地球密度的9/8B火星表面的重力加速度约为地球表面的重力加速度的9/4C火星表面的重力加速度约为地球表面的重力加速度的4/9D火星上的第一宇宙速度约为地球上第一宇宙速度的参考答案：CD4. L型木板P（上表面光滑）放在固定斜面上，轻质弹簧一端固定在木板上，另一端与置于木板上表面的滑块Q相连，右图所示。若P、Q一起沿斜面匀速下滑，不计空气阻力。则木板P的受力个数为A6 B5 C4 D3参考答案：（ B ）5. 滑雪运动员由斜坡高速向下滑行时其速度时间图象如图乙所示，则由图象中AB段曲线可知，运动员在此过程中：A机械能守恒B做匀加速运动C做曲线运动D所受力的合力不断减小参考答案：D二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6. 三个用电器均为“110V，20W”，将两个并联后与第三个串联，然后接于电源上，当每个用电器均不超过额定功率时，这个电路最多消耗电功率为 W，此时电源输出电压为 V 参考答案：答案：30，1657. 计算地球周围物体的重力势能更一般的方法是这样定义的：跟地球中心的距离为r时，物体具有的万有引力势能为EP= ，M为地球的质量，m为物体的质量，以离地球无穷远为引力势能零地位置。若物体发射速度达到一定的程度就能逃脱地球的引力作用范围，这个速度叫地球的逃逸速度。已知地球的半径为R.则物体从地面移到无限远的过程中，引力做功_。参考答案：8. 图为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分.图中背景方格的边长均为2.5厘米，如果取重力加速度g=10米/秒2，那么： (1)照片的闪光频率为_Hz. .(2)小球做平抛运动的初速度的大小为_m/s参考答案：(1)10 (2)0.759. （3分）一个质量为m的皮球，从距地面高为h处自由落下，反弹回去的高度为原来的3/4，若此时立即用力向下拍球，使球再次反弹回到h高度。设空气阻力大小不变，且不计皮球与地面碰撞时的机械能损失，则拍球时需对球做的功为 。参考答案：mgH/210. 一列简谐横波沿x轴正向传播，p点震动周期为0.4s，在某一时刻波形如图所示，此刻p点的振动方向沿 ，该波的波速为 ，在离波源为11m的Q点经 s到达波谷参考答案：沿y轴正方向；10m/s，0.9【考点】横波的图象；波长、频率和波速的关系【专题】振动图像与波动图像专题【分析】简谐横波沿x轴正向传播，P点此时刻振动方向沿y轴正方向由图读出波长，求出波速利用波形的平移法求出图示x=2m质点的振动传到Q点的时间，就是Q点到达波谷的时间【解答】解：简谐横波沿x轴正向传播，P点的振动比原点处质点振动迟，此时刻原点处质点处于波峰，则P点此时刻振动方向沿y轴正方向， 由图读出，波长=4m，波速为v=m/s=10m/s， 在离波源为11m的Q点与图示时刻x=2m处波谷相距x=9m，根据波形的平移法得到，Q点到达波谷的时间为t=s故答案为：沿y轴正方向；10m/s，0.911. 参考答案：kQ/r2 - 1分 负 - 1分 9Q 12. （6分）一列简谐波某时刻的波形如图所示，此波以0.5 m/s的速度向右传播。这列波的周期为T_s，图中A质点第一次回到平衡位置所需要的时间为t_ s。参考答案： 0.08，0.0113. 一个质量为m、直径为d、电阻为R的金属圆环，在范围很大的磁场中沿竖直方向下落，磁场的分布情况如图所示，已知磁感应强度竖直方向的分量By的大小只随高度变化，其随高度y变化关系为（此处k为比例常数，且），其中沿圆环轴线的磁场方向始终竖直向上，在下落过程中金属圆环所在的平面始终保持水平，速度越来越大，最终稳定为某一数值，称为收尾速度俯视观察，圆环中的感应电流方向为（顺时针，逆时针）；圆环收尾速度的大小为参考答案：顺时针 ; 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14. (实验)如图所示，在一端带有滑轮的长木板上固定两个光电门1、2，两光电门中心间的距离为L。质量为M的滑块A上固定一宽度为d的遮光条，在质量为m的重物B牵引下从木板的上端加速滑下，遮光条通过光电门时，光电门1、2记录的遮光时间分别为。(1)用此装置验证牛顿第二定律，且认为滑块A受到合外力的大小等于重物B所受的重力，实验中除了调整长木板倾斜角刚好平衡滑动摩擦力外，M、m还必须满足_；(2)滑块经过光电门1的速度为_，实验测得的加速度为_(均用题中物理量的符号表示)：(3)若考虑到d不是远小于L，则加速度测量值比真实值_(填“偏大”或“偏小”)。参考答案：（1）；（2）、；（3）偏大本题旨在考查验证牛顿第二运动定律。：（1）根据牛顿第二定律，对整体有：，则绳子的拉力，当，重物的总重力等于绳子的拉力，等于滑块的合力；（2）滑块通过光电门1的瞬时速度：，通过光电门2的瞬时速度为：，根据，解得：；（3）若考虑到d不是远小于，两个中间时刻的实际距离大于，而测量值为，所以加速度的测量值比真实值大偏大。故答案为：（1）；（2）、；（3）偏大。15. 某同学采用如图的实验装置来验证动量守恒定律（图中小球A和B半径相同、质量分别为mA和mB），先调节轨道末端水平，木板竖直固定（B球和O点在同一水平线上）。当不放置B球时，让A球从挡板处由静止开始运动，它能打到木板上的P点，将B球置于轨道末端，同样让A球从挡板处由静止开始运动，得到木板上两球的落点N和M，分别测量O点到N、P和M点的距离为H1、H2和H3。（1）该实验要求两球的质量关系为mA_（填“大于”“小于”或“等于”）mB（2）若A球与B球碰撞动量守恒，则应有mA、mB、H1、H2和H3之间关系式为_。（3）若A球与B球碰撞为弹性碰撞，则H1、H2和H3之间关系式为_。参考答案： (1). （1）大于 (2). （2） (3). （3）【详解】（1）实验中为了防止入射球反弹，则要求入射球的质量大于被碰球的质量，即mA大于mB；（2）小球离开斜槽后做平抛运动，设其水平位移为L，则小球做平抛运动的时间：，小球的竖直位移：y=gt2，解得：，碰撞前入射球A的水平速度：，碰撞后入射球A的水平速度：，碰撞后被碰球B的水平速度：，如果碰撞过程系统动量守恒，则：mAv1=mAv2+mBv3，即：，整理得：；（3）若A球与B球碰撞为弹性碰撞，则 ，即，联立解得：.四、计算题：本题共3小题，共计47分16. 如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点。水平桌面右侧有一竖直放置的轨道MNP，其形状为半径R=1.0m的圆环剪去了左上角120的圆弧，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离是h=2.4m。用质量m1=0.4kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点，释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点。用同种材料、质量为m2=0.2kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点释放，物块过B点后做匀变速运动其位移与时间的关系为，物块飞离桌面后恰好由P点沿切线落入圆轨道。(不计空气阻力，g取10m/s2)：(1)物块m2过B点时的瞬时速度vB及与桌面间的滑动摩擦因数；(2)若轨道MNP光滑，小球经过轨道最低点N时对轨道的压力FN；(3)若小球刚好能到达轨道最高点M，则释放后m2运动过程中克服摩擦力做的功W。参考答案：解析：(1)m2过B点后遵从所以知：v=6m/s，a=-4m/s2。由牛顿第二定律：。（2）竖直方向的分运动为自由落体运动，有P点速度在竖直方向的分量P点速度在水平方向的分量解得离开D点的速度为vD=4m/s由机械能守恒定律，有得=74m2/s2 （2分）根据牛顿第二定律，有（1分），解得FN=42N （1分）根据牛顿第三定律，F=F= 42N ，方向竖直向下 （1分）（3）小球刚好能到达M点，有， （2分）小球到达P点的速度 （1分）从P到M点应用动能定理，有 得=2.4J从B到D点应用动能定理，有，得=2J从C到B点应用动能定理，有；可得，J则释放后m2运动过程中克服摩擦力做的功为:1.2J2.4J2J=5.6J17. 如图所示，各面均光滑的斜面体静止在水平面上，斜面体倾角，求某时刻质量m=1kg的小滑块无初速放到斜面上，同时斜面体受到水平向右的推力F作用，滑块恰好相对斜面静止，一起运动2.4m后斜面体下端A碰到障碍物，斜面体速度立即变为零，已知滑块刚放上斜面体时距地高度h=1.8m，斜面体质量M=3kg。（、g取10 ）求：（1）推力F的大小（2）滑块落点到斜面底端A的距离参考答案：【知识点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系A2 C2【答案解析】（1）30N；（2）1.2m 解析：取滑块为研究对象，加速度为a，则有：Nsin37=mg对整体由牛顿第二定律：F=（M+m）a代入数据解得：F=30N（2）斜面体停止运动时滑块速度大小为v，根据匀变速运动公式：v2=2ax1假设滑块落到水平面上，则h=gt2水平位移为：x2=vt2代入数据解得：x2=3.6m释放点到斜面底端的水平长度为：L=hcot37=1.8=2.4m因x2=3.6mL，故落点在水平地面上，落点到底端A的距离为：x=x2-L=3.6-2.4=1.2m【思路点拨】从整体与隔离两角度对研究对象进行受力分析，结合牛顿第二定律可求推力F；根据匀变速运动公式判断滑块落点在水平面上，从而求出落点的距离从整体与隔离两角度对研究对象进行受力分析，同时掌握运用牛顿第二定律解题方法，利用匀变速运动公式联立方程18. 如图所示，水平面上放置一个倾角=37的斜面体，现把一个质量m=10kg的物体放在该斜面体上，当用沿斜面向上大小为40N的拉力F作用于物体上时，物体刚好沿斜面匀速下滑而斜面体保持静止。求：出物体与斜