江西省2021-2022学年度高三上学期物理期末强化训练卷 (Word版含答案)

高三上学期物理期末强化训练卷
一、单选题（每题4分）
1．如图所示，斜劈劈尖顶着竖直墙壁静止在水平面上。现将一小球从图示位置静止释放，不计一切摩擦，则在小球从释放到落至地面的过程中，下列说法中正确的是（　　）
A．斜劈对小球的弹力不做功
B．斜劈与小球组成的系统机械能守恒
C．斜劈的机械能守恒
D．小球重力势能的减少量等于斜劈动能的增加量
2．2020年7月23日12时41分，长征五号遥四运载火箭托举着中国首次火星探测任务“天问一号”探测器，在中国文昌航天发射场点火升空。靠近火星时需要通过变轨过程逐渐靠近火星。已知引力常量为G，则下列说法正确的是（　　）
A．“天问一号”的发射速度必须大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度
B．“天问一号”在轨道Ⅰ上的机械能大于在轨道Ⅱ上的机械能
C．“天问一号”在P点从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅰ，需要在P点朝速度反方向喷气
D．若轨道Ⅰ贴近火星表面，已知“天问一号”在轨道Ⅰ上运动的角速度，可以推知火星的密度
3．如图所示，固定在水平面上的半径为r=0.1m的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B=4T的匀强磁场。长为l=0.2m、单位长度电阻为R0=10Ω的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴OO′上，随轴以角速度ω=100rad/s匀速转动。在圆环的A点和电刷间接有如图所示的电路，电阻R1和R2阻值均为1Ω，不计其他电阻和摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．棒产生的电动势为8V
B．通过电流表的电流方向自右向左，示数为1A
C．导体棒消耗的电功率为1W
D．电阻R2消耗的电功率为W
二、多选题（每题4分）
4．如图所示，在国庆60周年阅兵盛典上，我国预警机“空警-2000”在天安门上空时机翼保持水平，以4.5×102km/h的速度自东向西飞行．该机的翼展（两翼尖之间的距离）为50m，北京地区地磁场的竖直分量向下，大小为4.7×10-5T，则（　　）
A．两翼尖之间的电势差为0.29V
B．两翼尖之间的电势差为2.9V
C．飞行员左方翼尖的电势比右方翼尖的电势高
D．飞行员左方翼尖的电势比右方翼尖的电势低
5．水平推力F1和F2分别作用于水平面上原来静止的、等质量的a、b两物体上，作用一段时间后撤去推力，物体将继续运动一段时间停下，两物体的v-t图象如图所示，已知图中线段AB∥CD，下列关于两物体在整个运动过程中的说法，正确的是
A．F1的冲量小于F2的冲量
B．F1的做的功大于F2做的功
C．两物体受到的摩擦力大小相等
D．两物体受到的摩擦力做的功相等
6．如图所示，圆心角为90°的扇形区域MON内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，P点为半径OM的中点。现有比荷大小相等的三个带电粒子a、b、c以某速度先后从P点沿平行于ON方向射入磁场，并分别从O、M、N三点射出磁场。不计粒子所受重力及粒子间相互作用，粒子a、b、c在磁场中运动过程，下列说法正确的是（　　）
A．粒子a、c带正电，粒子b带负电 B．粒子c在磁场中的运动时间最长
C．粒子a、b、c的加速度大小之比为5：1：1 D．粒子a、b、c的速度大小之比为1：1：5
7．如图，滑块a、b的质量均为m，a套在固定竖直杆上，与光滑水平地面相距h，b放在地面上。a、b通过铰链用刚性轻杆连接，由静止开始运动。不计摩擦，a、b可视为质点，重力加速度大小为g。则（　　）
A．a落地前，轻杆对b先做正功再做负功
B．a落地时速度小于
C．a下落过程中，其加速度大小始终不大于g
D．a落地前，当a的机械能最小时，b对地面的压力大小等于mg
8．如图所示是一种可测定竖直加速度方向的装置，电源有内阻，R0为定值电阻，各表为理想电表，拴在竖直弹簧上的重物与滑动变阻器R的滑动头连接，该装置在地面上静止时滑动头在变阻器的中间位置，现把它置于竖直电梯内。下列说法中正确的是（　　）
A．电梯向上加速时，两电压表示数都增大
B．电梯向上减速时，电流表示数增大
C．电梯向下加速时，电压表V2示数与电流表示数的比值不变
D．电梯向下减速时，电压表V1示数的变化量与电流表示数的变化量的比值的绝对值减小
9．由螺线管、定值电阻和水平放置的平行板电容器组成的电路如图（a）所示。螺线管处于方向竖直向上、磁感应强度大小为的磁场中，随时间变化的图像如图（b）所示。一电荷量为的颗粒在时间内悬停在电容器中，已知螺线管匝数为，线圈面积为S，电容器两极板间距为，则（　　）
A．颗粒带负电
B．时间内，电路中没有感应电流
C．时间内，点电势高于点电势
D．颗粒的质量为
10．甲、乙两个可以看作质点的物体沿x轴正方向运动，其中甲物体从坐标原点由静止开始运动，它的位置坐标随时间的变化关系如图1所示（曲线为抛物线，O为抛物线的顶点），乙物体在甲物体前12m处开始运动，速度-时间图像如图2所示。下列说法中正确是（ ）
A．乙的加速度大于甲的加速度 B．相遇前甲、乙距离最大为16m
C．在甲乙相遇时乙的速度大小为18m/s D．甲、乙只能相遇一次
三、实验题（每空2分）
11．如图所示，某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验。所用器材有：铁架台、长木板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频率50Hz的交流电源、纸带等，忽略空气阻力及纸带与打点计时器间摩擦。回答下列问题：
（1）某次实验时，调整木板与水平面的夹角θ=37°，接通电源，开启打点计时器，释放铁块，铁块从静止开始沿木板滑下。多次重复后选择点迹清晰的一条纸带，如图。图中的点为计数点（每两个相邻的计数点间还有4个点未画出）。可以计算出铁块下滑至C点时速度大小为________m/s，铁块下滑的加速度大小为________m/s2，铁块与木板间的动摩擦因数μ=________。（重力加速度为10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）（结果均保留2位小数）
（2）如果当时电网中交变电流的频率是f=51Hz，而做实验的同学并不知道，由此引起的系统误差将使动摩擦因数测量值比实际值偏________（填“大”或“小”或“不变”）。
12．做“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验时，已知所用小电珠的额定电压和额定功率分别为2.5V、1.2W，，实验可供选择的器材如下:
a.电流表A1（量程0～0.6A，内阻约5Ω） b.电流表A2（量程0～3A，内阻约0.1Ω）
c.电压表V1（量程0～3V，内阻约3kΩ） d.电压表V2（量程0～15V，内阻约2000Ω）
e.滑动变阻器R1（阻值0～10Ω，额定电流1A） f.滑动变阻器R2（阻值0～5000Ω，额定电流500mA）
g.直流电源的电动势为3.0V，内阻忽略不计 h.开关k,导线若干
(1)为了完成实验且尽可能减小实验误差，电流表应选择_________，电压表应选择_________，滑动变阻器应选择_________（填写实验器材前的序号）
(2)请设计合理的电路来完成该实验，把电路图画在方框里_______．
(3)实验中，当电压表的示数为U时，电流表的示数为I，则小电珠电阻的真实值_______（填“大于”“等于＂或“小于＂）．
(4)通过实验得到多组数据，做出小电珠的伏安特性曲线，如图所示．如果取两个这样的小电珠并联以后再与一阻值为2.0Ω的定值电阻串联，接在电动势为3.0V、内阻忽略不计的直流电源两端，则每个小电珠消耗的实际功率为______________W ．（结果保留两位小数）
四、解答题
13．（9分）随着“嫦娥”系列成功奔月和回收，我国宇航员登月步伐将进一步加快。假设宇航员驾驶宇宙飞船到达月球，他在月球表面做了一个实验：在离月球表面高度为处，将一小球以初速度水平抛出，测得水平射程为。已知月球的半径为，万有引力常量为。不考虑月球自转的影响。求：
（1）月球表面的重力加速度大小；（2）月球的质量；（3）月球的第一宇宙速度。
14．（10分）如图为某种传输装置示意图，它由水平传送带AB和倾斜传送带CD两部分组成，B、C两点由一段光滑小圆弧连接，物体能够以不变的速率从B运动到C．A、B两端相距3m，C、D两端相距4.45m，且与水平地面的夹角θ=37°．水平部分AB以5m/s的速率顺时针转动，将质量为10kg的物块无初速地放在A端，物块与传送带间的动摩擦因数均为0.5．（sin37°=0.6，cos37°=0.8）
（1）若CD部分传送带不运转，求物块沿传送带所能上升的最大距离；
（2）若要物块能被送到D端，求CD部分顺时针运转的速度应满足的条件．
15．（10分）如图所示，粗糙水平绝缘轨道的端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形光滑绝缘轨道平滑连接，带电体与水平轨道间的动摩擦因数，圆弧的半径，在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度。现有一质量的带电体（可视为质点）在水平轨道上点由静止释放，由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动，当运动到圆弧形轨道的端时，速度恰好为0，已知带电体所带电荷量，取，求：
（1）带电体运动到圆弧形轨道的端时对圆弧形轨道的压力大小；
（2）带电体在水平轨道上的释放点到点的距离；
（3）带电体在从开始运动到点的过程中的最大动能。
16．（9分）如图所示，在xOy平面内，在y=a下方的空间内存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场。质量为m、电量为q的带电粒子，以某一速度从坐标原点沿x轴正方向恰好做直线运动。不计重力和空气阻力。
（1）求带电粒子从坐标原点出发的初速度v0；
（2）若在带电粒子开始运动时撤去磁场，粒子将从y=a的直线上某处离开场区，求粒子离开场区的坐标；
（3）若在带电粒子运动开始时撤去电场，粒子将通过y轴上某点，求该点的坐标及粒子运动到该位置的时间（不包括坐标原点）。
参考答案
1．B 【详解】A．斜劈对小球的弹力与小球位移的夹角大于90°，故弹力做负功，A错误；
BD．不计一切摩擦，小球下滑时，小球和斜劈组成的系统只有小球的重力做功，系统机械能守恒，小球重力势能的减少量等于斜劈和小球动能的增加量，B正确，D错误；
C．小球对斜劈的弹力做正功，斜劈的机械能增加。C错误。故选B。
2．D 【详解】A．“天问一号”脱离地球引力的束缚，绕火星飞行，则发射速度必须大于第二宇宙速度，故A错误；
B．“天问一号”由轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅰ，在P点需要减速运动，除万有引力以外的其他力做负功，机械能减小，故“天问一号”在轨道Ⅰ上的机械能小于在轨道Ⅱ上的机械能，故B错误；
C．“天问一号”在P点从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅰ，轨道半径减小，需要在P点减速运动，即朝速度方向喷气，故C错误；
D．“天问一号”绕火星表面飞行，根据万有引力提供向心力，有解得火星质量
火星密度 故D正确。
3．D 【详解】
A．由于在圆环内存在磁感应强度为B的匀强磁场，所以金属棒有效切割长度为r，金属棒切割磁感线产生的感应电动势
故A错误；
B．以金属棒有效切割长度为r，单位长度电阻为R0=10Ω则金属棒电阻为Rr=1Ω
电路中的总电阻为电路中电流为故B错误；
C．导体棒消耗的电功率为故C错误；
D．电阻R2中电流为干路电流一半，则消耗的电功率为故D正确。
4．AC 【详解】
试题分析：飞机在飞行时切割磁感线，则由可求得两翼间的电势差，由右手定则可判断两翼电势的高低．由可得，两翼间的电势差，故A正确B错误；由右手定则可知，若有闭合回路，则电路中电流应由右方流向左方，因飞机此时作为电源处理，故电势应为左方向高，故C正确D错误；
5．AC 【详解】
由题意可知，AB与CD平行，说明推力撤去后两物体的加速度相同，而撤去推力后物体的合力等于摩擦力，根据牛顿第二定律可知，两物体受到的摩擦力大小相等，选项C正确；对整个过程，由动量定理得：F1t1-ftOB=0，F2t2-ftOD=0，由图看出，tOB＜tOD，则有 F1t1＜F2t2，即F1的冲量小于F2的冲量，故A正确；摩擦力的功Wf=fx，因v-t图像的面积等于位移，可知无法比较x1和x2的大小，则两物体受到的摩擦力做的功不能比较，选项D错误；根据动能定理：，，可知F1的做的功与F2做的功不能比较，选项B错误；故选AC.
6．AD 【详解】
A．由左手定则可知粒子a、c带正电，粒子b带负电，A正确；
B．根据由于c粒子轨迹对应的圆心角最小，所以时间最短，B错误；
D．设磁场半径为R，由几何关系可得
，又由则有D正确；
C．根据可得 C错误。 故选AD。
7．AD 【详解】
A．当a到达底端时，b的速度为零，b的速度在整个过程中，先增大后减小，则动能先增大后减小，所以轻杆对b先做正功，后做负功，故A正确；
B．a运动到最低点时，b的速度为零，根据系统机械能守恒定律得解得
故B错误；
C．b的速度在整个过程中，先增大后减小，所以a对b的作用力先是动力后是阻力，所以b对a的作用力就先是阻力后是动力，所以在b减速的过程中，b对a是向下的拉力，此时a的加速度大于重力加速度，故C错误；
D．ab整体的机械能守恒，当a的机械能最小时，b的速度最大，此时b受到a的推力为零，b只受到重力的作用，所以b对地面的压力大小为，故D正确。
故选AD。
8．BC 【详解】A．电梯具有向上的加速度时，合力向上，则弹力增加，滑动头向下运动，R接入电路的电阻值增大，干路电流减小，则电流表示数减小，内压与R0的分压变小，则R的分压变大，则电压表V1示数增大，电压表V2示数减小，故A错误；
B．电梯向上减速时，滑动头向上运动，R接入电路的电阻值减小，干路电流增大，则电流表示数增大，故B正确；
C．电梯具有向下的加速度时，合力向下，弹力减小，故滑动头向上运动，R接入电路中的电阻值减小，干路电流减小，R0的分压变小，但有电压表V2的示数与电流表示数的比值不变，故C正确；D．电压表V1的示数为可知
即电压表V1示数的变化量与电流表示数的变化量的比值的绝对值不变，故D错误；故选BC。
9．AB 【详解】A．根据楞次定律可知，电容器在充电过程中，回路中的电流方向为a→b，所以电容器上极板带正电，下极板带负电，颗粒所受电场力竖直向上，所以颗粒带负电，故A正确；
BC．时间内，颗粒悬停在电容器中，此时电容器两极板间电压恒定，电容器已经充电完毕，电路中没有感应电流，所以a点电势等于b点电势，故B正确，C错误；
D．螺线管产生的感应电动势为
电容器两端电压等于E，根据平衡条件有解得颗粒的质量为故D错误。
故选AB。
10．BD 【详解】A．设甲的加速度为，结合图1可知，甲做初速度为零的匀加速直线运动，满足
解得设乙的加速度为，结合图2可知解得，
所以 A错误； B．当甲、乙速度相等时，甲、乙距离最大，即满足
解得甲的位移为乙的位移为则最大距离为
B正确； C．设经过ts甲、乙相遇，则甲的位移为乙的位移为
当甲、乙相遇时有解得则乙的速度为 C错误；
D．共速时甲还没有追上乙，共速后甲追上乙，此时甲的速度大于乙的速度，且甲的加速度大于乙的加速度，所以甲、乙只能相遇一次，D正确。
故选BD。
11．0.80 1.97 0.50 大
【详解】（1）[1] 铁块下滑至C点时速度大小为
[2] 铁块下滑的加速度大小为
[3] 对物块分析，由牛顿第二定律可得
解得代入数据得
（2）[4] 实际频率变大，则打点时间间隔变短，而做实验的同学仍用原来的时间，即用较大的时间来计算，根据加速度计算公式，计算得到的加速度a的值比实际值偏小，再带入动摩擦因数计算公式，则计算得到的μ值比实际值偏大。
12．a c e 电路图见解析 大于 0.55（0.53—0.55）
【详解】(1)[1][2][3]灯泡额定电压是2.5V，电压表应选c；由表中实验数据可知，最大电流为0.49A，电流表选a；伏安特性曲线要描绘完整，电压从零开始变化，应采用分压式接法，为方便实验操作减小误差，滑动变阻器应选e；
(2)[4]由表中实验数据可知，灯泡最大电阻约为3.7Ω，电压表内阻约为2kΩ，灯泡电阻阻值远小于电压表内阻，电流表应采用外接法，电路图如图所示
(3)[5]由于电压表的分流作用，所以电流表的示数比流经灯泡的电流偏大，故根据欧姆定律可知测量值偏小，则小电珠电阻的真实值大于。
(4)[6]将定值电阻与电源等效为内阻为2.0Ω，电动势为3.0V的电源，设流过每个灯泡的电流为I，则干路电流为2I，由闭合电路欧姆定律
可得U＝3﹣4I
将路端电压与电流的关系与小灯泡的伏安特性曲线画在同一坐标中，如图所示
由图可知，交点左边即灯泡的实际电压和实际电流，U＝1.28V，I＝0.43A，所以灯泡的实际功率为
13．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）在月球上水平抛出小球，在竖直方向有
水平方向有联立解得
（2）在月球表面忽略月球自转，万有引力等于重力，即
解得
（3）对贴近月球表面附近的卫星，万有引力提供向心力，则有
解得月球的第一宇宙速度
14．（1）1.25m （2）4m/s
（1）由牛顿第二定律可得，米袋在AB上加速运动的加速度为：；
米袋速度达到v0=5m/s时滑过的距离：，
故米袋先加速一段时间后再与传送带一起匀速运动，到达BC端速度为：；
设米袋在CD上传送的加速度大小为a，由顿第二定律得
解得，能沿CD上滑的最大距离；
（2）设CD部分运转速度为时米袋恰能到达D点（即米袋到达D点时速度恰好为零），则米袋速度减为传送带的速度之前的加速度为：，
此时上滑的距离为：，
米袋速度达到传送带的速度后，由于，米袋继续减速上滑，速度为零时刚好到D端，其加速度为：，
减速到零时上滑的距离为；两段位移的和，联立可得；
可知要物块能被送到D端，CD部分顺时针运转的速度应大于等于4m/s．
15．（1）6N；（2）1m；（3）4.4J
【详解】（1）带电体由点运动到点过程圆弧轨道点
根据牛顿第三定律可知，带电体对圆弧形轨道端的压力大小
（2）带电体由点运动到点解得
（3）设重力与电场力的合力与重力方向的夹角为得
故最大速度出现在间的点，，带电体由点运动到点过程，解得
16．（1）；（2）（）；（3）（0，），（n取0，1，2…）
【详解】（1）带电粒子恰好做直线运动，所以解得
（2）撤去磁场，粒子在电场中做类平抛运动，竖直方向解得水平方向
解得所以坐标为（）
（2）撤去电场，粒子在磁场中做匀速圆周运动解得
所以y轴上的坐标为所以坐标为（）
粒子运动到该位置的时间为（n取0，1，2…）