山東省泰安市寧陽第六中學2021年高三物理下學期期末試卷含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.（單選）如圖所示，一個質(zhì)量為m的滑塊靜止置于傾角為30°的粗糙斜面上，一根輕彈簧一端固定在豎直墻上的P點，另一端系在滑塊上，彈簧與豎直方向的夾角為30°．則（）A．滑塊可能受到三個力作用B．彈簧一定處于壓縮狀態(tài)C．斜面對滑塊的支持力大小可能為零D．斜面對滑塊的摩擦力大小一定等于0.5mg參考答案：D解析：A、彈簧與豎直方向的夾角為30°，所以彈簧的方向垂直于斜面，因為彈簧的形變情況未知，所以斜面與滑塊之間的彈力大小不確定，所以滑塊可能只受重力、斜面支持力和靜摩擦力三個力的作用而平衡，也可能有彈簧的彈力，故A正確；B、彈簧對滑塊可以是拉力，故彈簧可能處于伸長狀態(tài)，故B錯誤；C、由于滑塊此時受到的摩擦力大小等于重力沿斜面向下的分力（等于mg），不可能為零，所以斜面對滑塊的支持力不可能為零，故C錯誤；D、靜摩擦力一定等于重力的下滑分力，故為mg，故D正確．故選：AD．2.在光電效應實驗中，某同學用同一實驗裝置在甲、乙、丙三種光的照射下得到了三條電流表與電壓表讀數(shù)之間的關系曲線，則A．乙光的的頻率大于甲光的頻率B．甲光的的波長大于丙光的波長C．丙光的光子能量大于甲光的光子能量D．乙光對應的光子最大初動能小于丙光的光子最大初動能參考答案：ABC3.（單選）如圖所示，質(zhì)量為M的足夠長金屬導軌abcd放在光滑的絕緣水平面上。一電阻為r，質(zhì)量為m的導體棒PQ放置在導軌上，始終與導軌接觸良好，PQbc構(gòu)成矩形。PQ與導軌間無摩擦、PQ左側(cè)有兩個固定于水平面的光滑立柱。導軌bc段電阻為R，長為L，其他部分電阻不計?？臻g存在豎直方向的勻強磁場，磁感應強度大小為B．在t=0時，一水平向左的拉力F垂直作用在導軌的bc邊上，使導軌由靜止開始做勻加速直線運動，運動中PQ對兩個光滑立柱的總壓力大小為，則下列選項正確的是A．與成正比B．與成正比C．F與成正比D．F與t成正比參考答案：B4.2012年4月30日，我國用一枚“長征3號乙”火箭成功發(fā)射兩顆北斗導航衛(wèi)星。若該衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的半徑為r，地球質(zhì)量為M，半徑為R，萬有引力常量為G，下列表述正確的是A．衛(wèi)星的向心加速度大小為B．衛(wèi)星的線速度大小為C．若某一衛(wèi)星加速，則其做圓周運動的半徑將會變大D．衛(wèi)星上的物體處于完全失重的狀態(tài)，不受地球的引力作用參考答案：C5.如圖甲所示，一輕桿一端固定在O點，另一端固定一小球，在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運動．小球運動到最高點時，桿與小球間彈力大小為FN，小球在最高點的速度大小為v，F(xiàn)N﹣v2圖象如圖乙所示．下列說法正確的是（）A．當?shù)氐闹亓铀俣却笮锽．小球的質(zhì)量為C．當v2=c時，桿對小球彈力方向向上D．若v2=2b，則桿對小球彈力大小為2a參考答案：B【考點】向心力；物體的彈性和彈力．【分析】小球在豎直面內(nèi)做圓周運動，小球的重力與桿的彈力的合力提供向心力，根據(jù)圖象、應用向心力公式、牛頓第二定律分析答題．【解答】解：A、由圖象知，當v2=0時，F(xiàn)=a，故有：F=mg=a，由圖象知，當v2=b時，F(xiàn)=0，桿對小球無彈力，此時重力提供小球做圓周運動的向心力，有：mg=m，得：g=，故A錯誤；B、由A分析知，當有a=時，得：m=，故B正確C、由圖象可知，當v2=c時，有：0＜F＜a=mg，小球?qū)U的彈力方向向上，則桿對小球彈力方向向下，故C錯誤．D、由圖象可知，當v2=2b時，由F合=m，故有：F+mg===2a，得：F=mg，故D錯誤故選：B．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.

（4分）某脈沖激光器的耗電功率為2×103瓦，每秒鐘輸出10個光脈沖，每個脈沖持續(xù)的時間為10－8秒，攜帶的能量為0.2焦耳，則每個脈沖的功率為 瓦，該激光器將電能轉(zhuǎn)化為激光能量的效率為

。參考答案：答案：2×103，0.0017.如圖所示，質(zhì)量為50g的小球以12m/s的水平速度拋出，恰好與傾角為37o的斜面垂直碰撞，則此過程中重力的功為

J，重力的沖量為

N·s。參考答案：

6.4

0.8小球做平拋運動，只有重力做功，與斜面碰撞時的速度，故；與斜面碰撞時的豎直分速度，代入題給數(shù)據(jù)即可解答。8.如圖是等離子體發(fā)電機示意圖，平行金屬板間的勻強磁場的磁感應強度B=0.5T，兩板間距離為20cm，要使輸出電壓為220V，則等離子體垂直射入磁場的速度v=

m/s。a是電源的

極。參考答案：2200

正9.（2分）如圖所示，勁度系數(shù)為k1的輕彈簧兩端分別與質(zhì)量為m1、m2的物塊1、2拴接，勁度系數(shù)為k2的輕質(zhì)彈簧上端與物體2拴接，下端壓在桌面上(不拴接)，整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，現(xiàn)用力將物體1緩慢豎直上提，直到下面那個彈簧的下端剛脫離桌面，在此過程中，物塊2的重力勢能增加了

，物塊1的重力勢能增加了

。

參考答案：

答案：

10.一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，波速大小為0.6m/s，t=0時刻波形如圖所示。質(zhì)點P的橫坐標為x=0.96m，則質(zhì)點P起動時向_______方向運動（選填“上”或“下”），t=______s時質(zhì)點P第二次到達波谷。參考答案：下，1.7s11.牛頓在發(fā)現(xiàn)萬有引力定律時曾用月球的運動來檢驗，物理學史上稱為著名的“月地檢驗”．已知地球半徑，表面附近重力加速度為，月球中心到地球中心的距離是地球半徑的倍，根據(jù)萬有引力定律可求得月球的引力加速度為

．又根據(jù)月球繞地球運動周期，可求得其相向心加速度為

，如果兩者結(jié)果相等，定律得到了檢驗。參考答案：B

，12.如圖，質(zhì)量為M=3kg的木板放在光滑水平面上，質(zhì)量為m=1kg的物塊在木板上，它們之間有摩擦，木板足夠長，兩者都以v=4m/s的初速度向相反方向運動，當木板的速度為v1=2.4m/s時，物塊的速度是

m/s，木板和物塊最終的共同速度為

m/s．參考答案：0.8，2解析：由動量守恒定律，Mv-mv=Mv1-mv2，解得v2=0.8m/s；由動量守恒定律，Mv-mv=(M+m)V，解得木板和物塊最終的共同速度為V=2m/s。13.某學習小組設計了一種粗測小物體質(zhì)量的方法．使用的器材有細繩、硬紙板、支架、刻度尺、鉛筆、白紙、自制小滑輪、已知質(zhì)量的小物塊和若干待測小物體等．簡化的實驗裝置如圖所示，在A點固定一根細繩AP，以A為圓心、AP為半徑描出圓弧CD，直線AC水平，AD豎直．在B點固定小滑輪，一根細繩繞過小滑輪，一端懸掛小物塊（質(zhì)量m0已知），另一端連接繩端P點．在結(jié)點P懸掛不同質(zhì)量的待測小物體m，平衡時結(jié)點P處在圓弧CD上不同的位置．利用學過的物理知識，可求出結(jié)點P在圓弧CD上不同的位置時對應的待測物體的質(zhì)量值m，并標在CD弧上．（1）在圓弧CD上從C點至D點標出的質(zhì)量值應逐漸

（填寫“增大”或“減小”）；（2）如圖所示，BP延長線交豎直線AD于P′點，用刻度尺量出AP′長為l1，PP′長為l2，則在結(jié)點P處標出的質(zhì)量值應為

．參考答案：解：（1）對物體m0分析，受重力和拉力，根據(jù)平衡條件，有：T=m0g…①再對結(jié)點P受力分析，如圖所示：圖中的力三角形與幾何三角形APP′相似，故：…②解得：聯(lián)立①②解得：m==越靠近D點，m增大；故答案為：（1）增大；（2）．三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（7分）一定質(zhì)量的理想氣體，在保持溫度不變的的情況下，如果增大氣體體積，氣體壓強將如何變化？請你從分子動理論的觀點加以解釋．如果在此過程中氣體對外界做了900J的功，則此過程中氣體是放出熱量還是吸收熱量？放出或吸收多少熱量？（簡要說明理由）參考答案：氣體壓強減?。?分）一定質(zhì)量的氣體，溫度不變時，分子的平均動能一定，氣體體積增大，分子的密集程度減小，所以氣體壓強減?。?分）一定質(zhì)量的理想氣體，溫度不變時，內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學第一定律可知，當氣體對外做功時，氣體一定吸收熱量，吸收的熱量等于氣體對外做的功量即900J．（3分）15.如圖所示，水平傳送帶兩輪心O1O2相距L1=6.25m，以大小為v0=6m/s不變的速率順時針運動，傳送帶上表面與地面相距h=1.25m．現(xiàn)將一質(zhì)量為m=2kg的小鐵塊輕輕放在O1的正上方，已知小鐵塊與傳送帶間動摩擦因數(shù)μ=0.2，重力加速度g取10m/s2，求：（1）小鐵塊離開傳送帶后落地點P距離O2的水平距離L2；（2）只增加L1、m、v0中的哪一個物理量的數(shù)值可以使L2變大．參考答案：（1）小鐵塊離開傳送帶后落地點P距離O2的水平距離為2.5m；（2）只增加L1數(shù)值可以使L2變大．解：（1）小鐵塊輕放在傳送帶上后受到摩擦力的作用，由μmg=ma得a=μg=2m/s2，當小鐵塊的速度達到6m/s時，由vt2=2ax得：x=9m由于9m＞L1=6.25m，說明小鐵塊一直做加速運動設達到O2上方的速度為v，則v==5m/s小鐵塊離開傳送帶后做平拋運動根據(jù)h=gt2得下落時間：t==0.5s由L2=vt=5×0.5=2.5m（2）欲使L2變大，應使v變大由v=可知，L1增大符合要求m、v0增大對a沒有影響，也就對v和L2沒有影響因此，只增加L1、m、v0中的L1的數(shù)值可以使L2變大．答：（1）小鐵塊離開傳送帶后落地點P距離O2的水平距離為2.5m；（2）只增加L1數(shù)值可以使L2變大．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，一平直的淺色傳送帶以速度v＝2m/s勻速運行，傳送帶把A點處的煤塊（可視為質(zhì)點）運送到B點處，A、B兩點之間相距L＝10m，從A點把煤塊輕輕地放到傳送帶上，經(jīng)過時間t＝6s送到B點，g取10m/s2，求：⑴煤塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)；⑵如果提高傳送帶的運動速率，煤塊能較快地傳送到B點，說明并計算煤塊從A到B有最短時間傳送帶的運動速率至少應多大？如果把求得的速率再提高一倍，則煤塊傳送時間為多少？參考答案：17.如圖所示，磁感應強度大小B=0.15T、方向垂直紙面向里的勻強磁場分布在半徑R=0.10m的圓形區(qū)域內(nèi)，圓的左端跟y軸相切于直角坐標系原點O，右端跟很大的熒光屏MN相切于x軸上的A點。置于原點的粒子源可沿x軸正方向以一定的速度v0射出帶正電的粒子流，粒子的重力不計，比荷q/m=1.0×108C/kg。

（1）要使粒子能打在熒光屏上，粒子流的速度v0應為多少？（2）若粒子流的速度v0=3.0×106m/s，且以過O點并垂直于紙面的直線為軸，將圓形磁場逆時針緩慢旋轉(zhuǎn)90°，求此過程中粒子打在熒光屏上離A的最遠距離。參考答案：（1）設當v0=v1時粒子恰好打不到熒光屏上，則這時粒子從磁場的最高點a豎直向上射出磁場，如圖所示。由圖可知，粒子在磁場中的軌道半徑為

r1=R

①又由洛倫茲力充當向心力得

②由①②式解得

③由題意分析可知，當時，即時粒子能打在熒光屏上。

④（2）設速度v0=3.0×106m/s時粒子在磁場中做勻速圓周運動的軌跡半徑為r2，由洛倫茲力充當向心力得

⑤假設磁場無限大，粒子在磁場中運動的軌跡就是以O＇點為圓心、以r2為半徑的一段圓弧OE，如圖所示。若圓形磁場以O為軸旋轉(zhuǎn)時，由題意分析可知，當磁場的直徑OA旋轉(zhuǎn)至OD位置時，粒子從圓形磁場中離開并射到熒光屏上時離A距離最遠，設落點為圖中F。則由圖可得

⑥

⑦

⑧由⑤~⑨式解得

⑨18.（15分）神奇的黑洞是近代引力理論所預言的一種特殊天體，探尋黑洞的方案之一是觀測雙星系統(tǒng)的運動規(guī)律。天文學家觀測河外星系麥哲倫云時，發(fā)現(xiàn)了LMCX-3雙星系統(tǒng)，它由可見星A和不可見的暗星B構(gòu)成，兩星視為質(zhì)點，不考慮其它天體的影響，A、B圍繞兩者連線上的O點做勻速圓周運動，它們之間的距離保持不變，如圖所示。引力常量為G，由觀測能夠得到可見星A的速率v和運行周期。（1）可見得A所受暗星B的引力FA可等效為位于O點處質(zhì)量為m/的星體（視為質(zhì)點）對它的引力，設A和B的質(zhì)量分別為m1、m2。試求m/的（用m1、m2表示）；（2）求暗星B的質(zhì)量m2與可見星A的速率v、運行周期T和質(zhì)量m1之間的關系式；（3）恒星演化到末期，如果其質(zhì)量大于太陽質(zhì)量ms的兩倍，它將有可能成為黑洞。若可見星A的速率v＝2.7m/s，運行周期T＝4.7π×104s，質(zhì)量m1＝6ms，試通過估算來判斷暗星B有可能是黑洞嗎？（G＝6.67×10N·m/kg2，ms＝2.0×1030kg）參考答案：解析：（1）設A、B的圓軌道半徑分別為r1、r2，由題意知，A、B做勻速圓周運動的角速相同，其為ω。由牛頓運動定律，有FA＝m1ω2r1FB＝m2ω2r2FA＝FB設A、B之間的距離為r，又r＝r1＋r2，由