枣庄市届高三上学期期末考试 物理试题含答案.docx
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枣庄市届高三上学期期末考试物理试题含答案
枣庄市2021届高三上学期期末考试
物理试题
一、单项选择题：
本题共8小题，每小题3分，共24分。
1．如图所示，物块以初速度v0沿水平面运动，然后冲上固定的粗糙斜面，到达最高点后返回。
物块与所有接触面的动摩擦因数均相同，而且物块经过水平面和斜面连接处时速率不变，下列关于物块速率v和时间t的v-t图像正确的是
2．如图甲所示，理想变压器原线圈连接交流电源，该电源输出电压u随时间t的变化关系图像为正弦曲线，如图乙所示。
理想变压器副线圈上连接交流电压表
、标有“36V40W”的灯泡和标有“20μF45V”的电容器（其中45V为电容器的击穿电压）。
变压器的原、副线圈匝数比为55:
9，闭合开关S，下列判断正确的是
A．t=0.01s时刻，电压表
的示数为零B．电容器不可能被击穿
C．小灯泡实际功率为40WD．电压表
的指针做周期性摆动
3．如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，振幅为A，P为介质中质量为m的一个质点，质点P该时刻的速度沿y轴的正方向，以下判断正确的是
A．波沿x轴负方向传播
B．经过
周期，质点P通过的路程等于A
C．质点P每次通过同一位置时的加速度一定相同
D．质点P从波峰到平衡位置和从平衡位置到波谷两个过程相比较，回复力的冲量相同
4．如图所示，质量mA＝8.0kg的足够长的木板A放在光滑水平面上，在其右端放一个质量为mB＝2.0kg的小木块B。
给B以大小为4.0m/s、方向向左的初速度，同时给A以大小为6.0m/s、方向向右的初速度，两物体同时开始运动，直至A、B运动状态稳定，下列说法正确的是
A．木块B的最终速度大小为5.6m/s
B．在整个过程中，木块B的动能变化量为0
C．在整个过程中，木块B的动量变化量为0
D．在整个过程中系统的机械能守恒
5．2020年12月17日凌晨1时59分，嫦娥五号顺利回家。
下图是嫦娥五号进入月球轨道的示意图。
嫦娥五号飞临月球时速度约为v1=3km/s，大于月球的逃逸速度v2=2.4km/s，需要减速才能被月球捕获；当速度小于2.4km/s、大于1.7km/s时，嫦娥五号能沿椭圆轨道绕月球进行。
在椭圆轨道上既不利于着陆器的分离、也不利于将来跟上升器的对接，因此需要把椭圆轨道调整为正圆轨道。
嫦娥五号沿椭圆轨道运行到近心点，运行速度约为v3=2km/s；在此位置保持切向将运行速度瞬间降低到v4=1.7km/s，嫦娥五号的运行轨道就调整为在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的正圆轨道（轨道半径可视为月球半径r）。
已知引力常量为G，请根据以上信息，判断下列说法不正确的是
A．嫦娥五号分别沿椭圆轨道和正圆轨道运行时，半长轴的三次方与周期的平方的比值不相等
B．在近心点由椭圆轨道进入正圆轨道时，嫦娥五号的机械能减小
C．月球的质量可表示为M=
D．月球表面附近的重力加速度为g月=
6．如图所示，边长为10cm的正立方体ABCD-A'B'C'D'处在匀强电场中。
已知A、C、B'、B点的电势分别为φA=φC=φB'=4V、φB=10V，则匀强电场的电场强度大小为
A．120V/m
B．V/m
C．V/m
D．V/m
7．如图甲所示，螺线管竖直置于靠近水平桌面的上方，质量为m的闭合金属圆环平放在桌面上，螺线管的中轴线与圆环相交。
现在螺线管中通入如图乙所示的正弦交变电流，规定图甲中标出的电流方向为正方向。
圆环始终静止，下列说法正确的是
A．内，从上向下看圆环中感应电流方向为顺时针
B．内，圆环中的感应电动势逐渐减小
C．内，圆环对桌面的压力大于mg
D．内，圆环对桌面的摩擦力方向向左
8．一个硬质轻圆环平放在水平桌面上，环中有一个竖直固定柱。
圆环被甲、乙、丙三人用力拉住，紧压着固定柱而静止，受三人拉力的俯视图如图所示，ɑ＜β。
不计一切摩擦。
若仅调整其中两人拉力的大小，使圆环与固定柱之间的弹力恰好为零，则下列描述正确的是
A．仅增加甲、乙两个力的大小，且甲力的大小增加较多
B．仅增加甲、丙两个力的大小，且甲力的大小增加较多
C．仅增加乙、丙两个力的大小，且乙力的大小增加较多
D．仅增加乙、丙两个力的大小，且丙力的大小增加较多
二、多项选择题：
本题共4小题，每小题4分，共16分。
每小题有多个选项符合题目要求。
全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．如图所示，两个光滑
圆弧轨道平滑对接于O点，圆弧半径分别为、R2=R。
C点为上面圆弧轨道中的某点（C点未画出），∠CO1O＝37o。
已知sin37o=0.6，cos37o=0.8，重力加速度为g。
现将质量为m可视为质点的物体从上面圆弧轨道的某点由静止释放，下列说法正确的是
A．当物体从C点以上的位置释放时，离开O点都可以做平抛运动
B．当物体从C点释放时，物体经过O点前后，所受的支持力大小变化量了2mg
C．当物体从C点释放时，物体经过O点前后，角速度大小由变化到
D．当物体从C点释放时，物体经过O点前后，向心加速度大小由变化到
10．如图所示，R1=R2=R3=20Ω，电容器的电容C=5μF，电源电动势E=7V，电源内阻r=10Ω。
起初，开关S是断开的，电容器C所带的电荷量为Q1；然后，闭合开关S，待电路稳定后，电容器C所带的电荷量为Q2。
下列说法正确的是
A．开关S断开时，上极板所带的电荷为正电荷
B．开关S闭合后，上极板所带的电荷为正电荷
C．Q1:
Q2=7:
5
D．闭合开关S电路稳定后，通过灵敏电流计的电荷量为2.4×10-5C
11．用无人机携带红外线测温装置可以实现无接触测温，这是防疫测温方式的一种创新。
有一款携带测温装置的无人机总质量2kg、机载锂电池电动势为20V。
某次对高楼中窗内人测温时，无人机从地面竖直向上升起，先匀加速、再匀减速、至与人的头部等高处速度恰好减小到零并悬停，然后水平缓慢移向头部，进行测温。
无人机上升过程的v-t图像如图所示。
设无人机运动过程中所受阻力大小恒为无人机总重力的0.2倍，重力加速度g取10m/s2，以下判断正确的是
A．人的头部距地面的高度为15m
B．在这次飞行中无人机的最大举升力为25.6N
C．在这次飞行中无人机举升力的最大做功功率为102.4W
D．在这次飞行中，若无人机举升力的最大做功功率占电源总功率的80%，则此时的工作电流为6.4A
12．长为a、宽为b、电阻为R的单匝矩形闭合导体框，在外力F拉动下，以速度v垂直于磁场匀速通过宽度为d（d>a）的匀强磁场。
磁场的磁感应强度大小为B、方向如图所示。
导体框的右边恰好接触到磁场边缘时记作t=0。
则下列说法正确的是
A．若
，则导体框中磁通量为d2B
B．若
，则导体框中磁通量为Bbvt
C．在导体框完全通过磁场的过程中，外力F对导体框的冲量为
D．在导体框完全通过磁场的过程中，外力F对导体框的冲量为
三、非选择题：
本题共6小题，共60分。
13．（5分）某同学用光电门及数字计时器来测量当地的重力加速度，实验装置如图甲所示，实验步骤如下：
（1）将两个光电门沿同一竖直线固定在铁架台上
（2）遮光条的宽度用螺旋测微器测得，读数如图乙所示
（3）把遮光条夹在钢笔上
（4）连接光电门与数字计时器
（5）接通计时器电源使之工作，选功能“3”测加速度，竖直释放钢笔
（6）将计时器记录的数据填入下表：
项目
时间
0-1
123s
1
5ms
1-2
168.1ms
2
1.9ms
注：
表中“项目0-1”是指从计时器通电至遮光条下落到光电门1的过程，“项目1”是指遮光条通过光电门1的过程。
其余类推。
请回答下列问题：
（1）遮光条的宽度为＿＿＿＿＿mm。
（2）当地的重力加速度为＿＿＿＿m/s2（保留三位有效数字）。
14．（9分）为精确测量电池的电动势和内阻，某同学设计的电路如图所示，其中R0为阻值已知的小阻值定值电阻，R为（0~999.9）Ω的电阻箱，S2为单刀双掷开关。
将电阻箱R的阻值调节到最大，把开关S2接2，接通S1，调节电阻箱R的阻值为R1时，电压表和电流表有合适的读数，记下其读数U0、I0，断开S1。
调节电阻箱R的阻值为最大，把开关S2接1，再接通S1，调节电阻箱R的阻值，测出几组电压值U和电流值I，根据测出的数据作出U-I图像如图所示。
图像的截距分别为U1、I1。
（1）请用笔画线代替导线，在答题卡上按照电路图将实物图连接成完整电路。
（2）电流表的内阻RA=__________，电源电动势E=_________，电源内阻r=_________。
（用R0、U0、I0、R1、U1、I1表示）
15．（8分）如图所示，用长为L=2m的细线拴住质量m=400g的小球悬挂在天花板上，悬点正下方有质量为M=600g的木块静止放在水平面上。
将小球向左拉离平衡位置，使细线与竖直方向的夹角θ=53°，自由释放，小球运动到悬点的正下方，与木块发生弹性正碰。
小球和木块均看成质点，已知木块与水平面之间的动摩擦因数μ=0.32，取重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6。
求：
（1）小球运动到最低点与木块碰撞前的速度。
（2）木块被碰撞后，在水平面上运动的距离。
16．（9分）宽度L=1m、形状如图所示的平行金属导轨，由三部分构成，左侧与水平地面成θ=37°角，光滑且足够长，处于垂直于轨道平面向上的磁感应强度为B1=0.5T的匀强磁场中。
中间部分水平。
右侧竖直段足够长，处于竖直向上的磁感应强度为B2=1T匀强磁场中。
将ab杆放在倾斜轨道上，将cd杆紧靠在竖直段的右侧，cd杆与轨道间的动摩擦因数μ=0.5。
杆ab、cd长度都等于导轨的宽度，质量都为m=0.5kg，电阻都为R=0.2Ω，其余电阻不计。
现把ab、cd杆同时由静止释放，两杆下滑过程中始终与导轨接触良好，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。
在杆下滑过程中
（1）判断cd杆中电流方向。
（2）求cd杆加速度的最小值。
17．（13分）如图所示，倾角为θ=37°的斜面固定在地面上，斜面光滑且足够长。
其上有一质量为M=1kg、长L=6m的木板，木板厚度不计。
在木板的左端有一个可以看作质点的质量为m=2kg的木块，木块与木板之间动摩擦因数μ=0.5。
开始时二者都静止，现用平行于斜面向上的恒力F=30N拉木块，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。
求：
（1）经过多长时间木块从木板右端滑落？
（2）当木板相对斜面速度为零时，木板右端与木块之间距离。
18．（16分）如图所示，平面直角坐标系的第一象限有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场左边界到y轴的距离为s（s未知），磁感应强度为B2（B2未知）；第二象限有沿y轴负方向的匀强电场，电场强度为E（E未知）；第四象限有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场上边界到x轴距离为d，磁感应强度为。
有一个带正电的粒子（质量为m、电荷量为q、不计重力）从电场中的A（-2L，L）点以水平向右的速度v0射出，恰好经过坐标原点O进入第四象限，经过磁场后，从x轴上某点进入第一象限的磁场中，经过磁场偏转后水平射出，恰好经过y轴上的P（0，2d）点。
求：
（1）电场强度E。
（2）磁感应强度B2。
（3）第一象限磁场左边界到y轴的距离s。
参考答案
一、单项选择题：
本题共8小题，每题3分，共24分。
1．D2．C3．C4．B5．A6．B7．C8．B
二、多项选择题：
本题共4小题，每题4分，共16分。
在每小题给出的四个选项中，
有多项符合题目要求。
全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．CD10．ACD11．BCD12．BC
三、非选择题：
本题共6小题，共60分。
13．（共5分）
（1）5.029 （5.027~5.030）（2分）
（2）9.76（3分）
14．（共9分）
（1）连线如图所示（2分）
（2）（2分）
（2分）
（3分）
15．（8分）解：
（1）小球从释放至运动到最低点，由机械能守恒定律得：
①
解得：
②
（2）碰撞后，设小球速度为，木块速度为,由动量守恒定律得：
③
由机械能守恒定律得：
④
对木块在水平面上的运动过程，由动能定理得：
⑤
解得：
s=1.6m⑥
评分标准：
①③式2分，②④⑤⑥式各1分。
16．（9分）解：
（1）根据右手定则可判断ab中感应电流方向为从a至b，所以cd杆中电流方向为从d至c①
（2）分析可知，当ab杆的运动速度达到最大v时，电路中的电流为最大I，cd杆受摩擦力为最大f，其加速度为最小。
对ab杆，从此时开始，沿斜面向下做匀速直线运动。
由法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律、安培力公式和平衡条件得：
②
③
④
mgsinθ=F安⑤
对cd杆，受力如图所示
Fꞌ安=B2IL⑥
FN=Fꞌ安⑦
f=μFN⑧
mg-f=ma⑨
联立解得：
amin=4m/s2⑩
评分标准：
①②③④⑤⑨⑩式各1分，⑥⑦⑧三式共2分。
17．（13分）解：
木块在木板上滑动的过程中，设木块的加速度为a1，木板的加速度为a2，经过时间t1木块从木板上滑落。
对木块，根据牛顿第二定律得：
①
对木板，根据牛顿第二定律得：
②
由几何关系得：
L=
a1t12-
a2t12③
联立①②③代入数据解得：
t1=2s④
（2）木块从木板上滑落时，设木块的速度为v1，木板的速度为v2。
木块从木板上滑落后，木块的加速度为a3，木板的加速度为a4，经过时间t2木板的速度减小到零，木块的位移为s1，木板的位移为s2。
结合
（1），由运动学公式得：
⑤
⑥
对木块，根据牛顿第二定律得：
⑦
对木板，根据牛顿第二定律得
-⑧
根据运动学公式
对木板：
0=v2+a4t2⑨
木块的位移：
s1=v1t2+
a3t22⑩
木板的位移：
s2=v2t2+
a4t22⑪
由几何关系得：
s=s1-s2⑫
联立④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫解得：
⑬
评分标准：
每式各1分。
18．（16分）解：
（1）在匀强电场中，设粒子运动时间为t，加速度为a，到达原点O时竖直分速度为vy，合速度为v；由牛顿第二定律和运动学公式得：
①
②
③
联立①②③解得：
④
（2）由
（1）中可得：
⑤
联立①③④⑤解得：
⑥
v=
=
v0⑦
设合速度v与x轴正方向夹角为θ，由平行四边形定则得：
vy=v·sinθ⑧
解得：
θ=45°
设粒子在第一象限的磁场中做圆周运动的半径为r2，由几何关系、牛顿第二定律和洛伦兹力公式得：
⑨
⑩
由⑦⑨⑩可得
⑪
（3）设粒子在第四象限的磁场中做圆周运动的半径为r1，由几何关系、牛顿第二定律和洛伦兹力公式得：
ON=d+2r1·sin45°+d⑫
⑬
MN=r2sin45°⑭
s=ON-MN⑮
联立⑨⑫⑬⑭⑮解得：
s=4d⑯
评分标准：
每式各1分
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