山西省運(yùn)城市風(fēng)陵渡開發(fā)區(qū)高級(jí)中學(xué)2021年高三物理上學(xué)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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.嫦娥系列衛(wèi)星靠近月球時(shí)被月球引力捕獲，經(jīng)過橢圓軌道Ⅰ和Ⅱ的調(diào)整，最終進(jìn)入近月圓軌道Ⅲ，并開展對(duì)月球的探測(cè)，P為三個(gè)軌道的相交點(diǎn)，下列說法正確的是（

）A.嫦娥系列衛(wèi)星的發(fā)射速度必須大于第二宇宙速度B.衛(wèi)星在軌道Ⅱ的遠(yuǎn)月點(diǎn)Q的速度可能大于圓軌道Ⅲ的線速度C.衛(wèi)星在三個(gè)軌道經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)加速度都相同D.衛(wèi)星在軌道Ⅰ上機(jī)械能最大參考答案：CD試題分析：根據(jù)線速度與軌道半徑的關(guān)系，比較衛(wèi)星在Q做圓周運(yùn)動(dòng)的速度與圓軌道Ⅲ的線速度大小關(guān)系，結(jié)合變軌的原理比較衛(wèi)星在軌道Ⅱ的遠(yuǎn)月點(diǎn)Q的速度與圓軌道Ⅲ的線速度．根據(jù)萬有引力大小關(guān)系，結(jié)合牛頓第二定律比較加速度．根據(jù)線速度的大小關(guān)系，抓住勢(shì)能相等，比較在不同軌道P點(diǎn)的機(jī)械能，從而確定哪個(gè)軌道機(jī)械能最大。解：A項(xiàng)：衛(wèi)星的發(fā)射速度大于第二宇宙速度，將脫離地球的束縛，繞太陽運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)：根據(jù)知，若Q點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度小于圓軌道Ⅲ的線速度，從Q點(diǎn)進(jìn)入圓軌道需加速，可知Q點(diǎn)的速度一定小于圓軌道Ⅲ的線速度，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)：衛(wèi)星在三個(gè)軌道上的P點(diǎn)所受的萬有引力相等，根據(jù)牛頓第二定律知，加速度相同，故C正確；D項(xiàng)：根據(jù)橢圓軌道半長(zhǎng)軸的大小知，衛(wèi)星在軌道I上P點(diǎn)的速度最大，軌道Ⅲ上P點(diǎn)的速度最小，由于勢(shì)能相等，則衛(wèi)星在軌道I上的機(jī)械能最大，故D正確。故應(yīng)選CD。2.（多選題）如圖所示，半圓槽光滑、絕緣、固定，圓心是O，最低點(diǎn)是P，直徑MN水平，a、b是兩個(gè)完全相同的帶正電小球（視為點(diǎn)電荷），b固定在M點(diǎn)，a從N點(diǎn)靜止釋放，沿半圓槽運(yùn)動(dòng)經(jīng)過P點(diǎn)到達(dá)某點(diǎn)Q（圖中未畫出）時(shí)速度為零．則小球a（）A．從N到Q的過程中，重力與庫侖力的合力先增大后減小B．從N到P的過程中，速率先增大后減小C．從P到Q的過程中，動(dòng)能減少量小于電勢(shì)能增加量D．從N到Q的過程中，電勢(shì)能一直增加參考答案：BD【考點(diǎn)】勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系；電勢(shì)能．【分析】對(duì)a受力分析，明確庫侖力及重力的合力，根據(jù)功的公式明確合力做功情況；再根據(jù)重力做功和電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)與勢(shì)能的關(guān)系分析電勢(shì)能的變化．【解答】解：A、a由N到Q的過程中，重力豎直向下，而庫侖力一直沿二者的連線方向，則可知，重力與庫侖力的夾角一直減小，同時(shí)庫侖力在增大；故合力一直在增大；故A錯(cuò)誤；B、在整個(gè)過程中合力先與運(yùn)動(dòng)方向的夾角均為銳角，合力做正功；而后一過程中合力與運(yùn)動(dòng)方向夾角為鈍角，合力做負(fù)功；故從N到P的過程中，速率先增大后減??；故B正確；C、從P到Q的過程中，由動(dòng)能定理可知，﹣mgh﹣WE=0﹣mv2；故動(dòng)能的減小量等于重力勢(shì)能增加量和電勢(shì)能的增加量，故動(dòng)能減少量大于電勢(shì)能增加量，故C錯(cuò)誤；D、由于在下降過程中，速度沿切線方向，庫侖力沿兩電荷的連線，則可知庫侖力一直與運(yùn)動(dòng)方向夾角大于90°，故庫侖力一直做負(fù)功；電勢(shì)能一直增加；故D正確；故選：BD3.（單選）在電梯中，把一重物置于水平放置的壓力傳感器上，電梯從靜止加速上升，然后又勻速運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間，最后減速直至停止運(yùn)動(dòng)。

在此過程中傳感器的屏幕上顯示出其所受壓力與時(shí)間關(guān)系的圖象如圖所示，則A．在0―4s內(nèi)電梯先超重后失重B．在18s―22s內(nèi)電梯加速下降C．在4s―18s內(nèi)電梯的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變D．電梯加速和減速時(shí)加速度的最大值相等參考答案：D4.a、b、c、d分別是一個(gè)菱形的四個(gè)頂點(diǎn)，abc=120o?，F(xiàn)將三個(gè)等量的正點(diǎn)電荷+Q分別固定在a、b、c三個(gè)頂點(diǎn)上，將一個(gè)電量為+q的點(diǎn)電荷依次放在菱形中心點(diǎn)O點(diǎn)和另一個(gè)頂點(diǎn)d點(diǎn)處，兩點(diǎn)相比

A．d點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向由O指向d

B．+q在d點(diǎn)所具有的電勢(shì)能較大

C．d點(diǎn)的電勢(shì)小于O點(diǎn)的電勢(shì)

D．d點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度參考答案：ACD5.如圖，在光滑的水平面上，疊放著兩個(gè)質(zhì)量分別為m、M的物體（m＜M），用一水平恒力作用在m物體上，兩物體相對(duì)靜止地向右運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)把此水平力作用在M物體上，則以下說法正確的是A．兩物體間的摩擦力大小不變B．m受到的合外力與第一次相同C．M受到的摩擦力增大D．兩物體間可能有相對(duì)運(yùn)動(dòng)參考答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.如圖，半徑為和的圓柱體靠摩擦傳動(dòng)，已知，分別在小圓柱與大圓柱的邊緣上，是圓柱體上的一點(diǎn)，，如圖所示，若兩圓柱之間沒有打滑現(xiàn)象，則∶∶=

；ωA∶ωB∶ωc=

。參考答案：7.如圖12所示，質(zhì)量為ｍ的物體放在傾角為θ的斜面上，在水平恒定的推力F的作用下，物體沿斜面勻速向上運(yùn)動(dòng)，則物體與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。參考答案：8.由某門電路構(gòu)成的一簡(jiǎn)單控制電路如圖，其中為光敏電阻，光照時(shí)電阻很小，R為變阻器，L為小燈泡。其工作情況是：當(dāng)光敏電阻受到光照時(shí)，小燈L不亮，不受光照時(shí)，小燈L亮。該門電路是________；符號(hào)是________。參考答案：

答案：非門；

9.某興趣小組想通過物塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)探究“合外力做功和物體速度變化的關(guān)系”。實(shí)驗(yàn)開始前，他們提出了以下幾種猜想：①W∝，②W∝v，③W∝v2。他們的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，PQ為一塊傾斜放置的木板，在Q處固定一個(gè)速度傳感器（用來測(cè)量物體每次通過Q點(diǎn)時(shí)的速度），每次實(shí)驗(yàn)，物體從不同初始位置處由靜止釋放。同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了以下表格來記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。其中L1、L2、L3、L4……，代表物體分別從不同初始位置處無初速釋放時(shí)初始位置到速度傳感器的距離，v1、v2、v3、v4……，表示物體每次通過Q點(diǎn)的速度。實(shí)驗(yàn)次數(shù)1234…….LL1L2L3L4…….vv1v2v3v4……他們根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了如圖乙所示的L－v圖象，并得出結(jié)論W∝v2。他們的做法是否合適，你有什么好的建議？___________________________________________________________________。在此實(shí)驗(yàn)中，木板與物體間摩擦力的大小_______（填“會(huì)”或“不會(huì)”）影響探究出的結(jié)果參考答案：10.如圖(a)所示為一實(shí)驗(yàn)小車自動(dòng)測(cè)速示意圖。A為繞在條形磁鐵上的線圈，經(jīng)過放大器與顯示器連接，圖中虛線部分均固定在車身上。C為小車的車輪，B為與C同軸相連的齒輪，其中心部分使用鋁質(zhì)材料制成，邊緣的齒子用磁化性能很好的軟鐵制成，鐵齒經(jīng)過條形磁鐵時(shí)即有信號(hào)被記錄在顯示器上。已知齒輪B上共安裝30個(gè)鐵質(zhì)齒子，齒輪直徑為30cm，車輪直徑為60cm。改變小車速度，顯示器上分別呈現(xiàn)了如圖（b）和（c）的兩幅圖像。設(shè)（b）圖對(duì)應(yīng)的車速為vb，（c）圖對(duì)應(yīng)的車速為vc。（1）分析兩幅圖像，可以推知：vb_________vc（選填“>”、“<”、“=”）。（2）根據(jù)圖(c)標(biāo)出的數(shù)據(jù)，求得車速vc=__________________km/h。參考答案：⑴<；

⑵18π或56.5。11.B．若兩顆人造地球衛(wèi)星的周期之比為T1∶T2＝2∶1，則它們的軌道半徑之比R1∶R2＝＿＿＿＿，向心加速度之比a1∶a2＝＿＿＿＿。參考答案：∶1

1∶2由開普勒定律，R1∶R2＝∶＝∶1.由牛頓第二定律，G=ma，向心加速度之比a1∶a2＝R22∶R12＝1∶2。12.氫原子的能級(jí)圖如圖所示，一群處于n=4能級(jí)的氫原子向較低能級(jí)躍遷,能產(chǎn)生

▲

種不同頻率的光子，其中頻率最大的光子是從n=4的能級(jí)向n=

▲

的能級(jí)躍遷所產(chǎn)生的。參考答案：6113.如圖所示是半徑為5cm的玻璃球，某單色細(xì)光束AB通過此玻璃球時(shí)的折射率為，光束AB平行于過球心的直線MN，且兩線相距2.5cm，CD為出射光線。則此單色光線AB進(jìn)入玻璃球時(shí)的折射角為

，出射光線CD與MN所成的角為

。參考答案：300，300。三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（10分）一物體在A、B兩點(diǎn)的正中間由靜止開始運(yùn)動(dòng)（設(shè)不會(huì)超越A、B），其加速度隨時(shí)間變化如圖所示，設(shè)向A的加速度方向?yàn)檎较?，若從出發(fā)開始計(jì)時(shí)，則：

（1）物體的運(yùn)動(dòng)情況是___________________。（2）4S末物體的速度是______，0-4S內(nèi)物體的平均速度是________。（3）請(qǐng)根據(jù)圖畫出該物體運(yùn)動(dòng)的速度-時(shí)間圖像。參考答案：（1）一直向A運(yùn)動(dòng)（2分）；（2）0；2m（4分）；（3）如圖（4分）

15.（2013?黃岡模擬）某種材料的三棱鏡截面ABC如圖所示，底邊BC水平且鍍銀，其中∠A=90°，∠B=60°，一束豎直向下的光束從AB邊上的M點(diǎn)入射，經(jīng)過BC面反射后，從AC邊上的N點(diǎn)平行于BC邊射出，且MN連線平行于BC．求：（Ⅰ）光線在M點(diǎn)的折射角；（Ⅱ）三棱鏡的折射率．（可用根式表示）參考答案：（Ⅰ）光線在M點(diǎn)的折射角是15°；（Ⅱ）三棱鏡的折射率是．考點(diǎn)： 光的折射定律．專題： 光的折射專題．分析： （Ⅰ）由幾何知識(shí)求出光線在M點(diǎn)的入射角和折射角．（Ⅱ）運(yùn)用折射定律求解三棱鏡的折射率．解答： 解：（Ⅰ）如圖，∠A=90°，∠B=60°，∠C=30°．由題意可得∠1=∠2=60°，∠NMQ=30°，∠MNQ=60°．根據(jù)折射定律，可得：∠PMQ=∠PNQ．根據(jù)反射定律，可得：∠PMN=∠PNM．即為：∠NMQ+∠PMQ=∠MNQ﹣∠PNQ．故折射角∠PMQ=15°（Ⅱ）折射率n==答：（Ⅰ）光線在M點(diǎn)的折射角是15°；（Ⅱ）三棱鏡的折射率是．點(diǎn)評(píng)： 本題是幾何光學(xué)問題，作出光路圖，運(yùn)用幾何知識(shí)求出入射角和折射角是解題的關(guān)鍵之處，即能很容易解決此類問題．四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.在傾角為37°的斜面上，從A點(diǎn)以6m/s的速度水平拋出一小球，小球落在B點(diǎn)，如圖所示，求小球剛落到斜面時(shí)的速度方向，AB兩點(diǎn)間距離和小球在空中飛行時(shí)間。（g=10m/s）

參考答案：小球落到B點(diǎn)時(shí)速度偏角為α，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，則：

tan37°=

又因?yàn)閠an37°=

解得t=0.9s

B兩點(diǎn)間水平距離S=v0t=6×0.9m=5.4mA．B兩點(diǎn)間距離在B點(diǎn)時(shí)，所以，小球捧到斜面時(shí)速度方向與水平方向間的夾角為arctan

17.如圖所示，通過水平絕緣傳送帶輸送完全相同的正方形單匝銅線框，為了檢測(cè)出個(gè)別未閉合的不合格線框，讓線框隨傳送帶通過一固定勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域（磁場(chǎng)方向垂直于傳送帶平面向下），觀察線框進(jìn)入磁場(chǎng)后是否相對(duì)傳送帶滑動(dòng)就能夠檢測(cè)出未閉合的不合格線框。已知磁場(chǎng)邊界MN、PQ與傳送帶運(yùn)動(dòng)方向垂直，MN與PQ間的距離為d，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。各線框質(zhì)量均為m，電阻均為R，邊長(zhǎng)均為L(zhǎng)（L＜d)；傳送帶以恒定速度v0向右運(yùn)動(dòng)，線框與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g。線框在進(jìn)入磁場(chǎng)前與傳送帶的速度相同，且右側(cè)邊平行于MN進(jìn)入磁場(chǎng)，當(dāng)閉合線框的右側(cè)邊經(jīng)過邊界PQ時(shí)又恰好與傳送帶的速度相同。設(shè)傳送帶足夠長(zhǎng)，且在傳送帶上始終保持右側(cè)邊平行于磁場(chǎng)邊界。對(duì)于閉合線框，求：（1）線框的右側(cè)邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受安培力的大小；（2）線框在進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中運(yùn)動(dòng)加速度的最大值以及速度的最小值；（3）從線框右側(cè)邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)到穿出磁場(chǎng)后又相對(duì)傳送帶靜止的過程中，傳送帶對(duì)該閉合銅線框做的功。參考答案：（1）閉合銅線框右側(cè)邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E=BLv0

（1分）

產(chǎn)生的電流I=

（1分）

右側(cè)邊所受安培力F=BIL=

（1分）（2）線框以速度v0進(jìn)入磁場(chǎng)，在進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中，受安培力而減速運(yùn)動(dòng)；進(jìn)入磁場(chǎng)后，在摩擦力作用下加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)其右側(cè)邊到達(dá)PQ時(shí)速度又恰好等于v0。因此，線框在剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，所受安培力最大，加速度最大，設(shè)為am；線框全部進(jìn)入磁場(chǎng)的瞬間速度最小，設(shè)此時(shí)線框的速度為v。線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有

（1分）解得am=

（1分）在線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)又加速運(yùn)動(dòng)到達(dá)邊界PQ的過程中，根據(jù)動(dòng)能定理有

（2分）解得v=

（1分）（3）線框從右側(cè)邊進(jìn)入磁場(chǎng)到運(yùn)動(dòng)至磁場(chǎng)邊界PQ的過程中線框受摩擦力f=μmg由功的公式Wf1=fd

（1分）解得Wf1=μmgd

（1分）閉合線框出磁場(chǎng)與進(jìn)入磁場(chǎng)的受力情況相同，則完全出磁場(chǎng)的瞬間速度為v；在線框完全出磁場(chǎng)后到加速至與傳送帶速度相同的過程中，設(shè)其位移x由動(dòng)能定理有

（2分）解得x=d-L

閉合線框在右側(cè)邊出磁場(chǎng)到