青海省西宁市2021-2022学年高三上学期期末联考物理试题含答案

西宁市普高联考2021-2022学年第一学期期末试卷

高三年级 科目物理

考试时间：90分钟          满分：100分          命题学校：西宁市总寨中学

一、选择题（本题共12小题，共50分。1-10题单选，每小题4分；11-12题多选，每小题5分，全部选对的得5分，选不全的得3分，错选或不答的得0分）

1.一辆汽车沿平直道路行驶，其v－t图象如图（1）所示．在t=0到t=40s这段时间内，汽车的平均速度是   (     )                                                     图（1） 

A．0.75m/s B．18.75m/s C．20m/s D. 21.25m/s            

2.如图（2）所示，轻绳的一端系在质量为物体上，另一端系在一个轻质圆环上，圆环套子在粗糙水平杆MN上，现用水平力F拉绳上一点，使物体处于图中实线位置，然后改变F的大小使其缓慢下降到图中虚线位置，圆环仍在原来的位置不动，则在这一过程中，水平拉力F、环与杆的摩擦力Ff和环对杆的压力FN的变化情况是：（   ）

A．F逐渐增大，Ff保持不变, FN逐渐增大

B．F逐渐增大，Ff逐渐增大, FN保持不变                               图（2）

C．F逐渐减小，Ff逐渐增大, FN逐渐减小

D．F逐渐减小，Ff逐渐减小, FN保持不变       

3．如图（3-1）所示，质量为M的薄长木板静止在光滑的水平面上，t＝0时一质量为m的滑块以水平初速度v0从长木板的左端冲上木板并最终从右端滑下。已知滑块和长木板在运动过程中的v﹣t图象如图（3-2）所示，则木板与滑块的质量之比M：m为（　　）

图（3-1）              图（3-2)

A．1：2 B．2：1 C．1：3 D．3：1

4.如图（4）所示，在倾角θ=300为的光滑斜面上，物块A、B质量均为m。物块A静止在轻弹簧上端，物块B用细线与斜面顶端相连，A、B靠在一起，但A、B之间无弹力。已知重力加速度为g，某时刻将细线剪断，下列说法正确的是                                                   图（4）

  A. 细线剪断前，弹簧的弹力为mg
  B. 细线剪断前，细线的拉力为mg                             
  C. 细线剪断瞬间，弹簧的弹力发生变化                           
  D. 细线剪断瞬间，物块B的加速度大小为g/4

5.如图（5）所示，bc是固定在小车上的水平横杆，物块M中心穿过横杆，M通过细线悬吊着小物体m，当小车在水平地面上运动的过程中，M始终未相对杆bc移动，M、m与小车保持相对静止，悬线与竖直方向夹角为α，则M受到横杆的摩擦力为

A. 大小为，方向水平向右 

B. 大小为，方向水平向右
C. 大小为，方向水平向左                                 图（5）

D. 大小为，方向水平向左  

6．质量为m的物体，在距地面h高处以的加速度由静止竖直下落到地面。下列说法中正确的是（　　）

A．物体的动能增加                      B．重力做功 

C．物体的重力势能减少了                D．物体的机械能减少

7．如图（6）所示的情况中，a、b两点的电场强度和电势均相同的是（   ）

图（6）

A.甲图：离点电荷等距的a、b两点

B.乙图：两个等量异种点电荷连线的中垂线上，与连线中点等距的a、b两点

C.丙图：两个等量同种点电荷连线上，与连线中点等距的a、b两点

D.丁图：带电平行金属板两板间分别靠近两板的a、b两点

  8.如图（7）所示，两块正对平行金属板与一电压恒定的电源相连，下板接地，下板上叠放有玻璃板，一带电油滴恰好静止于两板间的P点，当把玻璃板从两板间快速抽出，下列说法错误的是

A. 带电油滴带负电 

B. P点的电势保持不变                                            
C. 带电油滴将加速向下运动                                       

D. 会有瞬间电流从a向b流经电阻R                                图（7）

9．如图（8）所示为一带电粒子在水平向右的匀强电场中运动的一段轨迹，A、B为轨迹上的两点。已知该粒子质量为m、电荷量为q，其在A点的速度大小为vo，方向竖直向上，到B点时速度方向与水平方向的夹角为30°，粒子重力不计。则A、B两点间的电势差为（　　）

图（8）

A． B． C． D．

10.如图（9）所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab=Ubc，实线为一带正电的质点仅在静电力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知下列说法中错误的是       （    ）

  A.三个等势面中，a的电势最高

  B.带电质点通过P点时的电势能较Q点大

  C.带电质点通过P点时的动能较Q点大

  D.带电质点通过P点时的加速度较Q点大

图（9）

11．如图（10）所示，有a、b、c、d四颗卫星，a还未发射，在赤道上随地球一起转动，b是近地卫星，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，卫星的运动均视为匀速圆周运动。下列关于卫星的说法中正确的是（　　）

图（10）

A．卫星a与b的向心加速度相等，都等于重力加速度g 

B．卫星d的线速度比卫星c的线速度大小

C．卫星a的角速度比卫星d的角速度大 

D．卫星b的周期比卫星c的周期大

12．如图（11）所示质量m＝200kg的小型电动汽车在平直的公路上由静止启动，图象甲表示汽车运动的速度与时间的关系，图象乙表示汽车牵引力的功率与时间的关系。设汽车在运动过程中阻力不变，在18s末汽车的速度恰好达到最大。则下列说法正确的是（　　）

图（11）

A．汽车受到的阻力700N 

B．汽车的最大牵引力为200N 

C．汽车在做变加速运动过程中的位移大小为90m 

D．8s﹣18s过程中汽车牵引力做的功为7×104 J

二、实验填空题（本题共3小题，每个空2分，共20分）

13．如图（13）所示，为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，A、B同学设计了如图甲所示的实验装置，其中小车的质量为M，砂和砂桶的质量为m，与小车相连的滑轮的质量为m0忽略不计，力传感器可测出轻绳中的拉力大小，重力加速度为g，实验时先平衡摩擦力．

图（12）

(1)A同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带(相邻两计数点间还有四个点没有画出)，已知打点计时器采用的是频率为50 Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度大小为________m/s2(结果保留三位有效数字)．

(2)A同学以力传感器的示数F为纵坐标，加速度a为横坐标，画出的F－a图像如图丙所示，求得图线的斜率为k，则小车的质量M＝________(用所给物理量的符号表示)．

(3)B同学也以力传感器的示数F为纵坐标，加速度a为横坐标，画出的F－a图像如图丁所示，图线不过原点的原因可能是_____________________________________________．(答一条即可)

 14.如图（13）所示，在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某实验小组利用如图甲所示的装置进行实验，平衡摩擦力后，在保持沙和桶总质量不变的情况下，增加小车质量M，放开砂桶，小车加速运动，处理纸带得到小车运动的加速度为a；重做实验多次，得到多组数据。

图（13）

(1)除了电火花计时器、小车、沙子和砂桶、细线、附有定滑轮的长木板、垫木、导线及开关外，在下列器材中必须使用的有            (选填选项前的字母)。

A.220V、50Hz的交流电源     B.刻度尺

C.电压可调的直流电源    D.天平(附砝码)    E.秒表

(2)以下实验操作正确的是            (选填选项前的字母)。

A.调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行

B.在调整长木板的倾斜度平衡摩擦力时，应当将穿过打点计时器的纸带连在小车上

C.在调整长木板的倾斜度平衡摩擦力时，应当将沙子和砂桶通过细线挂在小车上

D.若增大小车质量，需要重新平衡摩擦力

(3)在满足小车质量远大于沙子和砂桶质量后，某组同学实验得出数据，画出的a-的关系图线如图乙所示。从图像中可以推算出，作用在小车上的恒力F=        N。当小车的质量为4kg时，它的加速度为          m/s2。

15.如图（14）所示，是利用自由落体运动进行“验证机械能守恒定律”的实验。所用的打点计时器通以50Hz的交流电。

图（14）

(1)甲同学按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带如图2所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，用刻度尺测得OA=12.41cm，OB=18.60cm，OC=27.21cm，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点。已知重物的质量为1.00kg，取g=9.80m/s2。在OB段运动过程中，重物重力势能的减少量△Ep=          J；重物的动能增加量△Ek=           J(结果均保留三位有效数字)。

(2)实验中动能的增加量应略小于重力势能的减少量，主要原因是      （       ）             

A.重物下落的实际距离大于测量值      B.重物下落的实际距离小于测量值

C.重物下落受到阻力                  D.重物的实际末速度大于计算值

三、计算（本题共3小题，共30分）

 16．（12分）如图所示，竖直平面内由倾斜轨道AB、半径为R的圆周细圆管O1（在底部C处有交错，交错宽度不计）、半径为R的四分之一圆弧轨道DE构成一游戏装置固定于地面。B、D处均平滑连接，粗糙水平直轨道CD段长为1.5R，滑动摩擦因数μ=0.5，其它所有摩擦均不计，圆弧轨道DE的圆心O2与圆周细圆管圆心O1等高。现将质量为m的小滑块从斜面的某高度h处静止释放，不计滑块大小和经过连接处的机械能损失。求：

（1）若h=3.5R，小球第一次冲出E点后达到的最高点离E点的高度；

（2）若h=3R，小球第一次到达细圆管的最高点时对轨道的作用力；

17．如图所示，一个电子由静止开始经加速电场加速后，又沿中心轴线从O点垂直射入偏转电场，并从另一侧射出打到荧光屏上的P点，O′点为荧光屏的中心。已知电子质量m＝9.0×10﹣31kg，电荷量大小e＝1.6×10﹣19C，加速电场电压U0＝2500V，偏转电场电压U＝200V，极板的长度L1＝6.0cm，板间距离d＝2.0cm，极板的末端到荧光屏的距离L2＝3.0cm（忽略电子所受重力，结果保留两位有效数字）。求：

（1）电子射入偏转电场时的初速度v0；

（2）电子打在荧光屏上的P点到O′点的距离h；

（3）电子经过偏转电场过程中电势能的变化量。

18．如图所示，质量为M的木块静止在光滑的水平面上，一质量为m、速度为v0的子弹水平射入木块且未穿出。设木块对子弹的阻力恒为F，问：

（1）射入过程中产生的内能为多少？

（2）木块至少为多长时子弹才不会穿出？

（3）子弹在木块中运动了多长时间？

西宁市普高联考2021-2022学年第一学期期末试卷

高三年级 科目物理（参考答案）

一、选择题（本题共12小题，共50分。1-10题单选，每小题4分；11-12题多选，每小题5分，全部选对的得5分，选不全的得3分，错选或不答的得0分）

二、实验填空题（本题共3小题，每个空2分，共20分）

13. （1）    1.80                     

（2）     2K                   

（3）     平衡摩擦力过度                                                

14. (1)    ABD          (选填选项前的字母)。

(2)      AB    (选填选项前的字母)。

(3)    F= 2.0       N。加速度为     0.5     m/s2。

15.(1)重力势能的减少量△Ep=     1.82     J；动能增加量△Ek=   1.71          J(结果均保留三位有效数字)。

(2)       C        

三、计算（本题共3小题，共30分）

16.（8分）解：（1）由开始到小球第一次到达最高点采用动能定理：

  得h1=1.75R                  

 （2）从开始到达细圆管道的最高点过程采用动能定理：

 在最高点对小球受力分析

 得       

根据牛顿第三定律，小球对轨道的压力为mg，方向竖直向上 

17．（12分）解：（1）电场中加速由动能定理得：eU0＝mv02

代入数据解得v0＝3.0×107m/s。

（2）设电子在偏转电场中运动的时间为t，电子射出偏转电场时在竖直方向上的侧移量为y。

电子在水平方向做匀速直线运动，L1＝v0t

电子在竖直方向上做匀加速运动，y＝at2

根据牛顿第二定律有：＝ma

解得：y＝0.36cm

电子离开偏转电场时速度的反向延长线过偏转电场的中点，

由图知：＝

解得：h＝7.2×10﹣3m

（3）电子在偏转电场运动的过程中电场力对它做的功：W＝eEy＝ey＝5.8×10﹣18J

电势能的减小量：△E＝﹣W＝﹣5.8×10﹣18J。

18．（10分）解：（1）以子弹和木块组成的系统为研究对象，根据动量守恒定律可得：

mv0＝（m+M）v

根据能量守恒定律，产生的内能为：

，

解得：。

（2）设子弹相对于木块的位移为L，根据功能关系可得：Q＝FL，

解得：。

（3）以子弹为研究对象，由动量定理得：

﹣Ft＝mv﹣mv0，

解得：。