安徽省滁州市2020-2021学年高三上学期期末检测物理试卷(word版含答案)

2020-2021学年第一学期高三期末物理试卷
一、选择题（本大题共10小题，每小题4分，共40分，其中1-6小题为单选题，7-10小题为多选题。）
不同原子核的比结合能不同，如图是按照实际测量结果画出的比结合能图线。下列判断正确的是
A. 中等大小的核比结合能最大，核最稳定
B. 重核裂变生成产物比结合能增大，吸收能量
C. 轻核聚变产物平均核子质量比聚变前大
D. 比结合能大的原子核平均核子质量大
演示位移传感器的工作原理如图所示，物体在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小。假设电压表是理想的，则下列说法正确的是
A. 物体运动时，电源内的电流会发生变化
B. 物体运动时，电压表的示数会发生变化
C. 物体不动时，电路中没有电流
D. 物体不动时，间电压为
年月日，中国科学院李春来领导的“嫦娥四号”研究团队，精确定位了“嫦娥四号”的着陆位置，并对“嫦娥四号”的落月过程进行了重建。该着陆器质量为，在距离月球表面处悬停，自动判断合适着陆点后，先关闭推力发动机自由下落，再开动发动机匀减速竖直下降到距离月球表面时速度变为，再关闭推力发动机自由下落，直至平稳着陆．着陆器下降过程中的高度与时间关系图象如图所示，若月球表面重力加速度是地球表面重力加速度的倍，地球表面重力加速度，则下述判断正确的是
A. 着陆器在空中悬停时，发动机推力大小是
B. 着陆器从高下降至过程中的减速的加速度大小为月球表面重力加速度的
C. 着陆器从高下降至过程中的最大速度为
D. 着陆器着陆时的速度大约是
随着科技的发展，我国未来的航空母舰上将安装电磁弹射器以缩短飞机的起飞距离，如图所示，航空母舰的水平跑道总长，其中电磁弹射区的长度为，在该区域安装有直线电机，该电机可从头至尾提供一个恒定的牵引力。一架质量为的飞机，其喷气式发动机可以提供恒定的推力。假设飞机在航母上的阻力恒为飞机重力的倍。若飞机可看做质量恒定的质点，离舰起飞速度，航空母舰始终处于静止状态，取下列说法正确的是
A. 飞机在前一阶段的加速度大小
B. 飞机在电磁弹射区末的速度大小
C. 电磁弹射器的牵引力的大小为
D. 电磁弹射器在弹射过程中的功率是不变的
如图所示，一个质量为木箱原来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个质量为的小木块。木箱和小木块都具有一定的质量。现使木箱获得一个向左的初速度，则
A. 小木块和木箱最终都将静止
B. 木箱速度为零时，小木块速度为
C. 最终小木块速度为，方向向左
D. 木箱和小木块系统机械能最终损失
图甲为年中国排球联赛的某个场景，排球飞行过程可简化为乙图运动员某次将飞来的排球从点水平击出，球击中点；另一次将飞来的排球从点的正下方且与点等高的点斜向上击出，也击中点，排球运动的最高点，与点的高度相同不计空气阻力下列说法正确的是
A. 两个过程中，排球在空中飞行的时同相等
B. 两个过程中，排球击中点时的动能相等
C. 运动员两次击球对排球所做的功可能相等
D. 排球两次击中点前瞬间，重力的功率一定不相等
人造地球卫星绕地球旋转时，既具有动能又具有引力势能引力势能实际上是卫星与地球共有的，简略地说此势能是人造卫星所具有的。设地球的质量为，半径为，取离地无限远处为引力势能零点，则距离地心为，质量为的物体引力势能为为引力常量，假设质量为的飞船在距地心的近地点速度为，下列说法中正确的是
A. 飞船在椭圆轨道上正常运行时具有的机械能
B. 飞船在椭圆轨道距离地心时的速度大小
C. 地球的第一宇宙速度
D. 该飞船在近地点的加速度为
如图，是锐角三角形最大的内角，电荷量为的点电荷固定在点。下列说法正确的是
A. 沿边，从点到点，电场强度的大小逐渐减小
B. 沿边，从点到点，电势先增大后减小
C. 正电荷在点的电势能比其在点的电势能大
D. 将正电荷从点移动到点，电场力所做的总功为负
如图所示，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘内壁放另一个圆环形电极接电源的正极做“旋转液体实验”，其中蹄形磁铁两极间正对部分的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小，磁铁上方为极，玻璃皿的横截面的半径为，电源的电动势，内阻，限流电阻，玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为。闭合开关后，当导电液体旋转稳定时理想电压表的示数恒为。则
A. 从上往下看，液体顺时针旋转
B. 理想电流表的示数为
C. 闭合开关后，液体的热功率为
D. 闭合开关后，经过液体具有的动能为
如图所示，两根电阻不计、间距为的平行金属导轨固定放置，其所在平面与水平面夹角为，上端连接一定值电阻。图中有四条虚线、、、，相邻两虚线之间的距离均为，整个装置处在垂直导轨平面的磁感应强度大小为的匀强磁场中。一质量为、阻值可忽略的导体棒垂直导轨由虚线无初速释放。在、之间的导轨涂上绝缘涂层，使得导体棒仅与绝缘涂层导轨有摩擦力其他区域摩擦不计且与导轨绝缘，导体棒在整个运动过程中始终与导轨垂直，且导体棒到达虚线之前已经做匀速直线运动，并一直保持此速度到达虚线处，重力加速度用表示。则
A. 导体棒在到达之前先做加速度减小的变加速运动，再做匀速运动
B. 导体棒在、之间与导轨间的动摩擦因数小于
C. 导体棒在处的速度大小为
D. 导体棒由到的过程中电阻上产生的焦耳热为
二、实验题（本大题共2小题，共15分）
（6分）某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中，设计了如图所示的实验装置。所用的钩码每只的质量都是，他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将个钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度，将数据填在了下面的表中。弹力始终未超过弹性限度，取
砝码质量
弹簧弹力 ______
弹簧总长
弹簧伸长量 ______ ______
完成上述表格。
在坐标图图上，已描出砝码质量为、、时对应的点，请补充描出砝码质量为、、时对应的点，然后做出弹簧弹力与弹簧伸长量之间的函数图像要求有清晰的点迹。
由图可知该弹簧的劲度系数______。保留两位小数不完成第问，此题不可得分
（9分）东风中学课外兴趣小组测量手机电池的电动势和内阻的实验原理图如图甲所示，已知电池组的电动势约为、内阻小于，现提供的器材如下：
A.手机锂电池电动势的标称值为；
B.电压表量程为，内阻约为；
C.电压表量程为，内阻约为；
D.电阻箱；
E.定值电阻；
F.定值电阻；
H.开关和导线若干
如果要准确测量电源的电动势和内阻，电压表应选择______选填实验器材前的标号；定值电阻应选择______选填实验器材前的标号。
兴趣小组一致认为用线性图像处理数据便于分析，于是在实验中改变电阻箱的阻值，记录对应电压表的示数，获取了多组数据，画出的图像为一条直线，作出的图像如图乙所示。若把流过电阻箱的电流视为干路电流，则可得该电池组的电动势______，内阻______。结果均保留两位有效数字
若考虑电压表的分流作用，则该实验中电动势的测量值与真实值相比______选填“偏大”、“偏小”或“不变”。
三、计算题（本大题共4小题，共45分）
（10分）如图所示，平面直角坐标系，轴沿水平方向，轴沿竖直方向，为坐标原点，、、、分别为坐标平面内的四个点，其中，整个区域内存在平行于平面但方向未知的匀强电场未画出。点有一个发射装置能向竖直面内的任意方向分别发射质量为、电荷量为 C、速率为的带电小球可看作质点。小球甲从点射出后通过点时速率为；小球乙从点射出后通过点时的速率为；小球丙从点射出后恰好从固定圆轨道上的缺口处沿切线射入圆内，圆心与点连线与轴正方向的夹角为。不计小球间的相互作用，带电小球在运动过程中电量保持不变，，不计阻力。求：
若取点的电势为，则、两点的电势是多少；
匀强电场电场强度的大小和方向；
小球丙从点切线射入后，缺口自动闭合成一完整的光滑绝缘圆形轨道，要使小球不脱离轨道，则圆轨道的半径的范围是多少？
（11分）如图所示，在竖直面内有一固定的足够长光滑轨道，为水平轨道，与半圆形轨道相切于点。一质量的小球甲以大小的初速度水平向右运动，与静止在水平轨道上质量的小球乙发生弹性碰撞，碰后小球乙沿半圆形轨道上滑，恰好能通过半圆形轨道的最高点。两小球均视为质点，取重力加速度大小。
求碰撞后瞬间小球甲的速度；
求半圆形轨道的半径；
为使小球乙始终沿轨道运动而不脱离轨道，求小球甲的初速度大小应满足的条件。
（12分）如图所示，在地面附近，坐标系在竖直平面内，空间有沿水平方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为，在的区域内还有沿轴负向的匀强电场，场强大小为，一个带正电油滴经图中轴上的点，沿着与水平方向成角斜向下做直线运动，进入的区域．要使油滴进入的区域后能在竖直平面内做匀速圆周运动．需在的区域内加一个匀强电场，若带电油滴做圆周运动通过轴上的点，且求：
在的区域内所加的电场强度的大小和方向；
油滴从轴上的点到达轴上的点所用的时间．
（12分）如图所示，光滑水平面的左端处固定有一能量补充装置，使撞击它的物体弹回后动能在原来基础上有一些增加。右端处与水平传送带恰好平齐且靠近，传送带沿逆时针方向以恒定速率匀速转动，水平部分长度放在光滑水平面上的两相同小物块、均视为质点间有一被压缩的轻质弹簧，弹性势能，弹簧与、均不粘连，、与传送带间的动摩擦因数，物块质量现将、同时由静止释放，弹簧弹开物块和后，迅速移去轻弹簧，此时，还未撞击，还未滑上传送带。取。求：
、刚被弹开时的速度大小；
试通过计算判断第一次滑上传送带后，能否从传送带右端滑离传送带；
若从传送带上回到光滑水平面上与被弹回的发生碰撞后粘连，一起滑上传送带．则应给至少补充多少动能才能使二者一起滑离传送带。
答案和解析
1.
【解析】解：由图像可知，中等质量核比结合能大，比结合能越大，原子核越稳定，故A正确；
B.在重核裂变反应和轻核聚变反应中都会出现质量亏损的现象，因此重核裂变会释放能量，故B错误
C.轻核聚变释放能量，比结合能增大，有质量亏损，平均核子质量减小，故C错误；
D.比结合能大的平均核子质量小，故D错误。故选：。
2.
【解析】解：、物体运动时，电路中电阻没有变化，根据闭合电路欧姆定律可知，电源内的电流不会发生变化，故A错误；
B、电压表测量变阻器左侧的电压，物体运动时，左侧电压会变化，而理想电压表对电路没有影响，则电压表的示数会发生变化，故B正确；
C、物体不动时，电路中仍有电流，而且电流不变，故C错误；
D、物体不动时，间电压等于电源两端电压，不等于，故D错误。故选：。
3.
【解析】A. 着陆器在空中悬停时，受力平衡，根据得，故 A 错误；
着陆器从高下降至过程中，先自由落体，当速度为时，再匀减速，则有，，，解得：，则减速的加速度大小为月球表面重力加速度的倍，最大速度为，故B错误，C正确；
D. 着陆器着陆时的速度故 D错误；故选：．
4.
【解析】、设后一阶段的加速度大小为，阻力为，根据牛顿第二定律得：，
，
设在电磁弹射区末的速度为，
由运动学公式得
代入数据解得
设前一阶段的加速度大小为，
由运动学公式得：，
，故AB错误；
C、根据牛顿第二定律有，代入数据解得牵，故C正确；
D、电磁弹射器在弹射过程中的功率，牵引力恒定，随着速度增大，功率逐渐增大，故D错误。
5.
【解析】A.系统所受外力的合力为零，动量守恒，初状态木箱有向左的动量，小木块动量为零，故系统总动量向左，系统内部存在摩擦力，阻碍两物体间的相对滑动，最终相对静止，由于系统的总动量守恒，不管中间过程如何相互作用，根据动量守恒定律，最终两物体以相同的速度一起向左运动，故A错误；
B.规定向左为正方向，根据动量守恒：；，可得，故B错误；
C.最终两物体速度相同，由动量守恒得：，则得，方向向左，故C正确；
D.木箱和小木块系统机械能最终损失，故D错误。故选C。
6.
【解析】A、由于从、两点发出的球都能到达点，且点与点的高度相同，均设为，对点抛出的物体，有，对于从点抛出的物体，根据逆向思维法容易得知上抛的时间，下降的时间，所以两个过程中，排球在空中飞行的时间不相等，故A错误；
B、竖直方向分速度，由于水平方向的位移相同，根据可知，根据速度的合成可知，抛出时的速度，落到点时的速度
落到点时的速度，故从点飞出的排球击中点时速度较小，动能较小，故B错误；
C、从点飞出过程中对排球做功，从点飞出过程中对排球做功 ，因为，可知可能等于，故C正确；
D、由于竖直方向下落的高度相同，故落地时竖直方向的速度相同，，则排球两次击中点前瞬间重力的瞬时功率相同，故D错误。
故选C。

7.
【解析】解：、由于飞船在椭圆轨道上机械能守恒，所以飞船的机械能等于在近地点的机械能，机械能为：，故A错误；
B、飞船在运动过程中机械能守恒，由机械能守恒定律得：
解得飞船在椭圆轨道距地心时的速度大小为：故B正确；
C、卫星靠近地球做匀速圆周运动的速度即为地球的第一宇宙速度，设为，根据万有引力提供向心力，得：
地球的第一宇宙速度为：，故C正确；
D、在近地点，由牛顿第二定律得：
解得加速度为：，故D正确；
故选：。
8.
【解析】A、是最大内角，所以边最大，沿边由到，各点到点的距离先变小后变大，由点电荷场强决定式得，各点场强先变大后变小，故A错误；
B、由正点电荷电场线分布特点，且沿电场线方向电势逐渐降低，沿边由到，各点到点的距离先变小后变大，所以各点电势先增大后减小，故B正确；
C、由可知，由电势能定义：可得：，故C正确；
D、由可得：，所以从到移动正电荷，电场力做总功为正，故D错误；
故选：。
9.
【解析】解：、由于中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极，在电源外部电流由正极流向负极，因此电流由边缘流向中心；器皿所在处的磁场竖直向上，由左手定则可知，导电液体受到的磁场力沿逆时针方向，因此液体沿逆时针方向旋转，故A错误；
B、电压表的示数为，根据闭合电路欧姆定律得，所以电路中的电流值，故B错误；
C、玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为，则液体热功率为，故C正确；
D、末液体的动能等于安培力对液体做的功，通过玻璃皿的电流的功率，所以闭合开关，液体具有的动能是，故D正确。
故选：。
10.
【解析】解：、导体棒由无初速释放，速度增大，由、和得棒受的安培力，根据牛顿第二定律可得：可知加速度减小，当加速度减小到零时，合力为零，做匀速运动至处，所以导体棒在到达之前先做加速度减小的变加速运动，再做匀速运动，故A正确；
B、导体棒在、之间运动时，由于、之间的导轨涂上绝缘涂层，所以导体棒在此过程中不受安培力，匀速运动则受力平衡，根据平衡条件可得：，解得导体棒与导轨间的动摩擦因数，故B错误；
C、导体棒在光滑导轨上匀速运动时受力平衡，则加速度为零，根据平衡条件可得：，解得：，故C错误；
D、棒在、之间滑动时因摩擦生热为；整个过程中由能量守恒定律得：，
解得导体棒由到的过程中电阻上产生的焦耳热为，故D正确。
故选：。
11.
【解析】解：弹簧弹力为
弹簧伸长量为
使更多的点在图像上，不在图像的点分布在图像两侧，误差太大的点舍去，图像如图所示
弹簧的劲度系数为
故答案为：，，；图见解析；
12. 偏小
【解析】解：电压表的量程太大，使得电压表指针的偏角太小，测量误差较大，的定值电阻太大，使得电压表指针的偏角太小，且在改变电阻箱阻值时，电压表的示数变化不明显，故电压表选C，定值电阻选E；
由闭合电路欧姆定律可得：
化简得：，结合图乙可知，，则；
斜率，解得：；
考虑到电压表的分流作用，则，
变形得：，纵截距变大，为，
计算时依然用求解和，则求得的值会偏小。
故答案为：；；；；偏小
13.解：若取点的电势为，由动能定理得：
代入数据解得：
同理有：
解得：
由，
可得：，；
根据，，，可知为等势面，电场线与等势面垂直由高电势指向低电势，故电场强度方向沿轴负方向竖直向下，
电场强度大小为：；
小球的加速度：
假设小球丙从到做类平抛运动，则运动时间：
竖直位移：，假设成立。
小球丙从点射出后恰好从固定圆轨道上的缺口处沿切线射入圆内，
由速度的分解可得，小球从点进入轨道的速度：
要使小球不脱离轨道，此时轨道半径最大，
在轨道最高点有：
从到最高点过程，由动能定理得：
联立解得：
则圆轨道的半径的范围应是：。
14.解：设碰后乙球的速度为，碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，
由动量守恒定律得：
由机械能守恒定律得：，
两式联解得：，
乙球从到过程中，根据动能定理有：，
由题意知，在乙恰能通过轨道的最高点的情况下，由牛的第二定律得：
联立可得：
当乙球恰到点时有：，代入数据得到
由上问的结论知，当乙球恰到点时，
要使乙球不脱离，碰撞后乙球的速度应满足： 或
甲乙两球发生弹性碰撞时有：
联立以上几式可得： 或
15.解：带电油滴沿着直线做匀速运动，分析受力情况如图，可知油滴带正电．
油滴受三力作用见图沿直线匀速运动由平衡条件有：

解得：
在的区域，油滴要做匀速圆周运动，其所受的电场力必与重力平衡，
由于油滴带正电，所以场强方向竖直向上．
设该电场的场强为，则有
由、式联立解得，方向竖直向上；
见图，弧为油滴做圆周运动在、区域内形成的圆弧轨道所对应的弦，
是过点所作的垂直于的直线，由于，由几何关系容易知道点一定是圆心，
且
设油滴从点到点和从点到点经历的时间分别为和
做匀速圆周运动时有
由、、由式解得：
全过程经历的时间为；
16.解：弹簧弹开的过程中，系统机械能守恒
由动量守恒有
联立以上两式解得，
假设不能从传送带右端滑离传送带，则做匀减速运动直到速度减小到零，设位移为由动能定理得
解得
，不能从传送带右端滑离传送带。
设物块撞击后被反向弹回的速度为
由功能关系可知：
物块在传送带上先向右做匀减速运动，直到速度减小到零，然后反方向做匀加速运动由运动的对称性可知，物块回到皮带左端时速度大小应为
与发生碰撞后粘连共速为，
由动量守恒定律可得：
要使二者能一起滑离传送带，要求
由以上四式可得：
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