山西省陽泉市第十七中學2021年高三物理上學期期末試題含解析一、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.（多選題）如圖所示，半圓槽M置于光滑的水平面上．現(xiàn)從半圓槽右端入口處靜止釋放一質(zhì)量為m的小球，則小球釋放后，以下說法中正確的是（）

A．若圓弧面光滑，則系統(tǒng)動量守恒B．若圓弧面光滑，則小球能滑至半圓槽左端入口處C．若圓弧面不光滑，則小球不能滑至半圓槽左端入口處，且小球到達最左端時，系統(tǒng)有向右的速度D．若圓弧面不光滑，則小球不能滑至半圓槽左端入口處，但小球到達最左端時，系統(tǒng)速度為零參考答案：BD【考點】動量守恒定律．【分析】系統(tǒng)所受到的合外力為零時，系統(tǒng)動量守恒，只有重力或只有彈力做功，系統(tǒng)機械能守恒；分物體的受力情況，然后應(yīng)用動量守恒定律與機械能守恒定律分析答題．【解答】解：A、以半圓槽與小球組成的系統(tǒng)為研究對象，不論圓弧面是否光滑，在整個過程中，系統(tǒng)在水平方向受到的合力為零，在水平方向動量守恒，在豎直方向所受合外力不為零，在豎直方向動量不守恒，即對系統(tǒng)來說，系統(tǒng)受到的合外力不為零，系統(tǒng)動量不守恒，故A錯誤；B、如果圓弧面光滑，在整個過程中，半圓槽與小球組成的系統(tǒng)只有重力做功，系統(tǒng)機械能守恒，小球能滑到半圓槽左端入口處，故B正確；C、如果圓弧面不光滑，以半圓槽與小球組成的系統(tǒng)為研究對象，在整個過程中，系統(tǒng)在水平方向受到的合力為零，在水平方向動量守恒，由于系統(tǒng)初狀態(tài)動量為零，小球到達最左端時，系統(tǒng)動量也為零，系統(tǒng)速度為零；由于圓弧面不光滑，小球在運動過程中受到摩擦力作用，要克服摩擦力做功，使系統(tǒng)機械能減少，小球不能滑至半圓槽左端入口處，故C錯誤，D正確；故選：BD．2.如圖所示，輕桿BO一端裝在鉸鏈上，鉸鏈固定在豎直墻上，另一端裝一輕滑輪，重為G的物體用細繩經(jīng)滑輪系于墻上A點，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，若將A點沿豎直墻向上緩慢移動少許，且系統(tǒng)仍處于平衡狀態(tài)，則輕桿所受壓力大小的變化情況是A．先變小后變大

B．先變大后變小

C．一直變小

D．保持不變參考答案：CG受力平衡，故向上的拉力等于重物的重力，故重物對O點的拉力為G；對O受力分析，如圖所示，O點受向下的拉力，AO方向的拉力及BO的支持力；三力的合力為零，則作出AO與DO的拉力的合力，應(yīng)與BO對結(jié)點O的支持力大小相等方向相反；因物體的重力不變，故細繩的拉力不變，故兩繩對O點的作用力大小都不變，而A上移，使AO、OD的夾角增大，從而可知兩力的合力減小，而BO的支持力一定與AO、OD的合力大小相等、方向相反，故BO的支持力一定變小。（本題需要注意的問題有：B點為鉸鏈，故OB的力只能沿OB方向；AD為同一根繩，故AO與OD兩段上的拉力相等，等于物體的重力．）3.（多選）如圖所示，以直角三角形AOC為邊界的有界勻強磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強度為B，∠A＝60°，AO＝a.在O點放置一個粒子源，可以向各個方向發(fā)射某種帶負電粒子，粒子的比荷為q/m，發(fā)射速度大小都為v0，且滿足v0＝，發(fā)射方向由圖中的角度θ表示．對于粒子進入磁場后的運動(不計重力作用)，下列說法正確的是()A．粒子有可能打到A點B．以θ＝60°飛入的粒子在磁場中運動時間最短C．以θ<30°飛入的粒子在磁場中運動的時間都相等D．在AC邊界上只有一半?yún)^(qū)域有粒子射出參考答案：AD4.（單選）如圖是某跳水運動員最后踏板的過程：設(shè)運動員從高處落到處于自然狀態(tài)的跳板(A位置)上，隨跳板一同向下運動到最低點(B位置)．對于運動員從A位置運動到B位置的過程中，下列說法正確的是A．運動員到達最低點時處于失重狀態(tài)B．運動員到達最低點時處于超重狀態(tài)C．在這個過程中，運動員的速度一直在增大D．在這個過程中，運動員的加速度一直在增大參考答案：B5.如圖所示，在光滑水平面上有一質(zhì)量為M的木塊，木塊與輕彈簧水平相連，彈簧的另一端連在豎直墻上，木塊處于靜止狀態(tài)，一質(zhì)量為m的子彈以水平速度v0擊中木塊，并嵌在其中，木塊壓縮彈簧后在水平面做往復運動．木塊自被子彈擊中前到第一次回到原來位置的過程中，木塊受到的合外力的沖量大小為（）A． B．2Mv0 C． D．2mv0參考答案：A【考點】動量定理．【分析】木塊自被子彈擊中前速度為零，第一次回到原來的位置的速度等于子彈擊中木塊后瞬間的速度，根據(jù)動量守恒定律求出子彈擊中后的速度，通過動量定理求出合外力的沖量．【解答】解：由于子彈射入木塊的時間極短，在瞬間動量守恒，根據(jù)動量守恒定律得，mv0=（M+m）v，解得v=．根據(jù)動量定理，合外力的沖量I=．故A正確，B、C、D錯誤．故選A．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖為聲波干涉演示儀的原理圖，O形玻璃管粗細均勻，分為A和B兩部分，兩側(cè)各有一小孔，聲波從左側(cè)小孔傳入管內(nèi)，被分成兩列頻率_____________的波。當聲波分別通過A、B傳播到右側(cè)小孔時，若兩列波傳播的路程相差半個波長，則此處聲波的振幅_____

_____；若傳播的路程相差一個波長，則此處聲波的振幅________________。[參考答案：7.（2）一束細光束由真空沿著徑向射入一塊半圓柱形透明體，如圖（a）所示，對其射出后的折射光線的強度進行記錄，發(fā)現(xiàn)折射O

光線的強度隨著θ的變化而變化，如圖（b）的圖線所示.此透明體的臨界角為

▲，折射率為

▲

.參考答案：60°（2分），8.（4分）生活中常見的固體物質(zhì)分為晶體和非晶體，常見的晶體有：__________________。非晶體有：____________。（每空至少寫出三種物質(zhì)，不足三種的扣１分）參考答案：金屬、食鹽、明礬；瀝青、玻璃、石蠟（每空至少寫三種物質(zhì)，不足三種的扣１分）9.某同學研究小車在斜面上的運動，用打點計時器記錄了小車做勻變速直線運動的位移，得到一段紙帶如圖所示。在紙帶上選取幾個相鄰計數(shù)點A、B、C、D，相鄰計數(shù)點間的時間間隔均為T，B、C和D各點到A的距離為s1、s2和s3。由此可算出小車運動的加速度大小

，打點計時器在打C點時，小車的速度大小vc＝

。（用已知的物理量符號表示）參考答案：a=(s2-2s1)/T2或a=(s3-2s2+s1)/T2或a=(s3-s2-s1)/2T2

vc=(s3-s1)/2T10.B.動能相等的兩人造地球衛(wèi)星A、B的軌道半徑之比RA:RB=1:2，它們的角速度之比=

，質(zhì)量之比mA:mB=

.參考答案：；1：2兩衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，其萬有引力充當向心力，，所以兩者角速度之比為；線速度之比為，根據(jù)題意知兩者動能相等，所以質(zhì)量之比為：1:2?！究键c】勻速圓周運動的描述、萬有引力定律的應(yīng)用

11.（2）如圖所示，在平靜的水面上有A、B兩艘小船，A船的左側(cè)是岸，在B船上站著一個人，人與B船的總質(zhì)量是A船的10倍。兩船開始時都處于靜止狀態(tài)，當人把A船以相對于地面的速度v向左推出，A船到達岸邊時岸上的人馬上以原速率將A船推回，B船上的人接到A船后，再次把它以原速率反向推出……，直到B船上的人不能再接到A船，試求B船上的人推船的次數(shù)。參考答案：（1）AC（全部答對得4分，選不全但沒有錯誤得2分），

1．8eV（2分）

（2）取向右為正，B船上的人第一次推出A船時，由動量守恒定律得mBv1－mAv=0

（2分）即：v1=

（1分）當A船向右返回后，B船上的人第二次將A推出，有mAv＋mBv1=－mAv＋mBv2

（1分）即：v2=

（1分）12.作勻加速直線運動的物體，先后經(jīng)過A、B兩點時，其速度分別為υ和7υ，經(jīng)歷時間為t，則經(jīng)A、B中點時速度為_______,在后一半時間所通過的距離比前一半時間通過的距離多_______。參考答案：13.由于水的表面張力，荷葉上的小水滴總是球形的．在小水滴表面層中，水分子之間的相互作用總體上表現(xiàn)為_____（選填“引力”或“斥力”）．分子勢能Ep和分子間距離r的關(guān)系圖象如圖所示，能總體上反映小水滴表面層中水分子Ep的是圖中______（選填“A”“B”或“C”）的位置．參考答案：

(1).引力

(2).C【詳解】由于在小水滴表面層中，水分子間的距離大于，所以水分子之間的相互作用總體上表現(xiàn)為引力，由于當分子間距離為時，分子間作用力為0，分子勢能最小即圖中的B點，由于表面層中分子間距大于，所以能總體反映小水滴表面層中水分子勢能的是C位置。三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（6分）某同學在一次“測定金屬的電阻率”的實驗中，用米尺測量金屬絲的接入長度為l=0.720m，用螺旋測微器測量金屬絲直徑（刻度位置如圖所示），用伏安法測出金屬絲的電阻（阻值大約為5Ω），然后根據(jù)電阻定律計算出該金屬材料的電阻率。在用伏安法測定金屬絲的電阻時，除被測電阻絲外，還有如下實驗器材：A．直流電源：電動勢約3V，內(nèi)阻很小；B．電流表A：量程0～0.6A，內(nèi)阻約為0.125Ω；C．電壓表V：量程0～3V，內(nèi)阻3kΩ；D．滑動變阻器：最大阻值20Ω；E．開關(guān)、導線等。（1）從圖中讀出金屬絲的直徑為

mm；（2）根據(jù)所提供的器材，在如圖所示的方框中畫出測定金屬絲電阻率的實驗電路圖；（3）若根據(jù)伏安法測出電阻絲的阻值為Rx=4.0Ω，則這種金屬材料的電阻率為

Ω·m.（保留二位有效數(shù)字）。參考答案：答案：（1）0.600（2分）；（2）實驗電路圖如圖；（3）（2分）

15.（填空）用如圖甲所示的電路做“測定電池的電動勢和內(nèi)電阻”的實驗，根據(jù)測得的數(shù)據(jù)做出了如圖乙所示的U﹣I圖象，由圖可知測得的電池的電動勢為1.40V，內(nèi)電阻為1.0Ω．參考答案：1.40，1.0．考點：測定電源的電動勢和內(nèi)阻解：在U﹣I圖象中圖象與縱坐標的交點等于電源的電動勢，所以由圖可以讀出電源的電動勢為1.40V，圖象中的斜率表示電源的內(nèi)阻，所以電源的內(nèi)阻為r=Ω=1.0Ω．故答案為：1.40，1.0．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.某校興趣小組制作了一個游戲裝置，其簡化模型如圖所示，在A點用一彈射裝置將小滑塊以某一水平速度彈射出去，沿水平直線軌道運動到B點后，進入半徑R=0.1m的光滑豎直圓形軌道，運行一周后自B點向C點運動，C點右側(cè)有一陷阱，C、D兩點的豎直高度差h=0.2m，水平距離s=0.6m，水平軌道AB長為L1=0.5m，BC長為L2=1.5m，小滑塊與水平軌道間的動摩擦因數(shù)μ=0.4，重力加速度g=10m/s2。（1）若小滑塊恰能通過圓形軌道的最高點，求小滑塊在A點彈射出的速度大??；（2）若游戲規(guī)則為小滑塊沿著圓形軌道運行一周離開圓形軌道后只要不掉進陷阱即為勝出。求小滑塊在A點彈射出的速度大小范圍。參考答案：（1）小滑塊恰能通過圓軌道最高點的速度為v，由牛頓第二定律及機械能守恒定律

（1分）由B到最高點

（2分）由A到B：

（2分）解得A點的速度為

（1分）（2）若小滑塊剛好停在C處，則：（2分）解得A點的速度為

（1分）若小滑塊停在BC段，應(yīng)滿足

（1分）若小滑塊能通過C點并恰好越過壕溝，則有

（1分）

（1分）

（2分）解得

所以初速度的范圍為

和

（1分）17.如圖所示，在無限長的豎直邊界AC和DE間，上、下部分分別充滿方向垂直于ADEC平面向外的勻強磁場，上部分區(qū)域的磁感應(yīng)強度大小為B0，OF為上、下磁場的水平分界線。質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子從AC邊界上與O點相距為a的P點垂直于AC邊界射入上方區(qū)域，經(jīng)OF上的Q點第一次進入下方區(qū)域，Q與O點的距離為3a。不考慮粒子重力(1)求粒子射入時的速度大??；(2)要使粒子不從AC邊界飛出，求下方區(qū)域的磁感應(yīng)強度應(yīng)滿足的條件；(3)若下方區(qū)域的磁感應(yīng)強度B=3B0，粒子最終垂直DE邊界飛出，求邊界DE與AC間距離的可能值。參考答案：【知識點】帶電粒子在勻強磁場中的運動；牛頓第二定律；向心力．I3C2D4【答案解析】（1）粒子射入時的速度大小為；（2）B1＞時，粒子不會從AC邊界飛出；（3）若下方區(qū)域的磁感應(yīng)強度B=3B0，粒子最終垂直DE邊界飛出，邊界DE與AC間的距離為4na（n=1，2，3…）；解析：（1）設(shè)粒子在OF上方做圓周運動半徑為R，由幾何關(guān)系可知；R=5a

,由牛頓第二定律可知：qvB0=m

,解得：v=；（2）當粒子恰好不從AC邊界飛出時，設(shè)粒子在OF下方做圓周運動的半徑為r1，由幾何關(guān)系得：r1+r1cosθ=3a

,cosθ=

,所以r1=

,根據(jù)qvB1=解得：B1=

,當B1＞時，粒子不會從AC邊界飛出．（3）當B=3B0時，粒子在OF下方的運動半徑為：r=a設(shè)粒子的速度方向再次與射入磁場時的速度方向一致時的位置為P1，則P與P1的連線一定與OF平行，根據(jù)幾何關(guān)系知：=4a；所以若粒子最終垂直DE邊界飛出，邊界DE與AC間的距離為：L=n=4na（n=1，2，3…）；【思路點撥】1）由幾何關(guān)系確定粒子半徑，再由洛侖茲力充當向心力可求得速度；（2）根據(jù)臨界條件可求出粒子的半徑，再由洛侖茲力充當向心力可求得磁感應(yīng)強的范圍；（3）根據(jù)幾何關(guān)系確定粒子可能的軌跡，再由幾何關(guān)系