山东省滨州市2021届高三上学期物理期末考试试卷

山东省滨州市2021届高三上学期物理期末考试试卷
一、单选题
1．（2020高三上·滨州期末）关于近代物理知识，下列说法正确的是（　　）
A．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短
B． 衰变现象说明电子是原子核的组成部分
C．由核反应方程 ，可知X是中子
D．比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时要放出核能
2．（2020高三上·滨州期末）如图所示，为某元件的伏安特性曲线。下列四个元件中具有这种特性的是（　　）
A． B．
C． D．
3．（2020高三上·滨州期末）某静电场中电场线分布如图所示，N、P、Q为电场中三点，其中P、Q两点关于点电荷 左右对称，下列说法正确的是（　　）
A．P、Q两点电场强度的大小
B．P点的电势 一定高于Q点电势
C．负电荷从N点移到Q点电场力做正功
D．负电荷从P点移到N点电势能一定变小
4．（2020高三上·滨州期末）某跳伞运动员从悬停在高空的直升机上跳下，在空中沿竖直方向运动的 图像如图所示。下列关于运动员的运动情况分析正确的是（　　）
A． 内加速度向上， 加速度向下
B． 内做加速度逐渐增大的减速运动
C． 内下落的距离大于
D． 内下落的距离大于
5．（2020高三上·滨州期末）如图甲所示为一简谐波在 时刻的图象，图乙所示为 处质点P的振动图像。下列说法正确的是（　　）
A．P点的振动方程为
B．这列波的传播方向沿x正方向
C．这列波的波速是
D． 时P点的位移为
6．（2020高三上·滨州期末）2020年12月27号凌晨1点，嫦娥五号顺利完成月球采样与封装、月面起飞、月球轨道交会对接和样品转移、返回地球等11个阶段的使命任务。我国航天技术发展起点低，进步却飞速，向世界展示了我国航天技术的雄厚实力与航天员吃苦耐劳的精神，已知月球半径为R，引力常量为G，月球表面重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）
A．返回器在绕着月球做匀速圆周运动时，速度大于
B．返回器由绕月椭圆轨道减速才能进入月地转移轨道
C．月球的平均密度为
D．返回器在返回地面的过程中机械能守恒
7．（2020高三上·滨州期末）如图甲所示，是一种振动发电装置，它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为 、匝数为20的线圈，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙所示）。线圈所在位置磁感应强度的大小均为 ，线圈的电阻为 ，它的引出线接有 的小电珠L，其它电阻均不计。外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过电珠。当线圈速度随时间变化的规律如图丙、丁所示（v取向右为正），其中图丙所示速度按正弦规律变化，下列说法正确的是（　　）
A．线圈两种运动的小灯泡亮度相同
B．线圈按丁图情况运动产生的电动势是恒定不变的
C．线圈按丙图情况运动产生的电动势的瞬时值表达式为
D．线圈按丙图情况运动，灯泡两端的电压为
8．（2020高三上·滨州期末）如图所示，竖直杆固定在木块C上，两者总重为 ，放在水平地面上，轻细绳a连接小球A和竖直杆顶端，轻细绳b连接小球A和B，小球A、B重均为 。当用最小的恒力F作用在小球B上时，A、B、C均保持静止，绳a与竖直方向的夹角为30°。下列说法正确的是（　　）
A．力F的大小为 B．绳a的拉力大小为
C．地面对C的摩擦力大小为 D．地面对C的支持力大小为
二、多选题
9．（2020高三上·滨州期末）如图所示，大量处于激发态（ ）的氢原子，向较低能级跃迁时，下列说法正确的是（　　）
A．最多只能放出6种不同频率的光子
B．从 能级跃迁到 能级氢原子的能量变大
C．从 能级跃迁到 能级放出的光子波长最长
D．从 能级跃迁到 能级放出的光子能使某种金属发生光电效应，则从 能级跃迁到 能级放出的光子，也一定能使该种金属发生光电效应
10．（2020高三上·滨州期末）冬季来临滑雪运动深受人民群众喜爱。一滑雪爱好者由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道 ，从滑道的A点滑行到最低点B再到C的过程中，A到B速率不变，B到C速率减小，则滑雪爱好者沿滑道运动过程中（　　）
A．A到B过程中所受摩擦力大小不变
B．A到B过程中重力的功率一直变小
C．ABC运动过程中合外力先做正功后做负功
D．ABC运动过程中机械能始终减少
11．（2020高三上·滨州期末）质量为 小物块静止在粗糙水平面上，用水平拉力F作用在物块上，力F随时间t的变化图像如图甲所示，物块的加速度a随时间变化的图像如图乙所示，重力加速度大小为 ，最大静摩擦力大于滑动摩擦力，由图像可知（　　）
A．物块与水平面间的最大静摩擦力为
B．物块与水平面间的动摩擦因数为0.2
C．在 时间内，拉力F的冲量为
D．在 时间内，合外力做的功为
12．（2020高三上·滨州期末）如图甲所示，一个圆形线圈用绝缘杆固定在天花板上，线圈的匝数为n，半径为r，总电阻为R，线圈平面与匀强磁场垂直，且下面一半处在磁场中， 时磁感应强度的方向如图甲所示，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．在 的时间间隔内线圈内感应电流先顺时针后沿逆时针方向
B．在 的时间间隔内线圈受的安培力先向下后向上
C．在 的时间间隔内线圈中感应电流的大小为
D．在 时线圈受安培力的大小为
三、实验题
13．（2020高三上·滨州期末）某学校物理兴趣小组想进一步验证力的合成规律，准备好木板、白纸、图钉、刻度尺、三条完全相同的橡皮筋 、 和 （橡皮筋中弹力与伸长量的关系满足胡克定律）。
操作步骤如下：
a.把三条橡皮筋的一端系在一起形成结点， 、 和 另一端分别系上细绳套，使得结点与绳套间的橡皮筋长度相同；
b.将 另一端的绳套用图钉固定在木板上；
c.用手分别沿两个方向拉着 和 的另外一端的绳套到不同位置；
d.记录三条橡皮筋结点位置及所在的方向，并用刻度尺测量它们现在的长度。
（1）以上实验缺少的步骤是　 　；
（2）选择相同的单位标度后，分别沿三条橡皮筋的方向，画出三条橡皮筋伸长量 、 、 ，并以 、 为邻边做平行四边形，画出其对角线 ，在误差允许的范围内，若 与 满足　 　关系，即可验证力的平等四边形定则。
（3）以下说法正确的是_______。
A．拉伸橡皮筋时，三条橡皮筋的拉伸方向均应与木板平行
B．橡皮筋 的反向延长线一定是以 和 的伸长量为邻边做的平行四边形的角平分线
C．若保持 和 的长度不变，减小二者之间夹角，则 的长度增加
D．为再次验证实验结论是否正确，重复实验时必须把结点拉到同一位置
14．（2020高三上·滨州期末）
（1）某实验小组为了测量某一电阻 的阻值，他们先用多用电表进行粗测，用多用电表“ ”欧姆挡估测其电阻，示数如图，则阻值为　 　 。
（2）为了进一步精确测量该电阻，实验用以下器材：
电流表A1（量程 ，内阻 ）
电流表A2（量程 ，内阻 约为 ）
电阻箱 （最大阻值为 ），符号
滑动变阻器R（ ，额定电流 ）
电源E（电动势为 ，内阻不计）
开关S及导线若干
①实验时需要把电流表A1改装成 的电压表，需串联的电阻箱的阻值为　 　 。
②请在虚线框内画出合适的电路图，并标明电流表的符号　 　。
③电压表改装后并没有更换电流表A1的表盘，闭合电键，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏，记录此过程中两个电流表的示数，利用实验数据在坐标纸上描点画线，如图所示。利用图线得到待测电阻阻值 　 　 （结果保留两位有效数字）。
四、解答题
15．（2020高三上·滨州期末）如图所示，质量相等的物块A和B叠放在水平地面上，A的左端距B的左端为L，某时刻A静止，B有水平向右的初速度，当A、B左端对齐时恰好相对静止。A与B之间、B与地面之间的动摩擦因数都是 ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。求：
（1）物块左端对齐前物块B的加速度大小；
（2）物块B的初速度大小。
16．（2020高三上·滨州期末）阳光作为万物生长之源，是必不可少的资源，如图甲是一个神奇的采光系统（Solatube），可以将阳光送到室内每一个角落，它由半球形玻璃透光罩、导光管道和灯片组成，透光罩上的半球形凸透镜可投射任何角度的太阳光，然后通过管道将光线反射到灯片，让室内充满阳光。某种颜色的光通过导光系统进入室内，原理图如图乙所示，已知半球形透光罩半径为 ，导光管道长为 ，该色光在玻璃内芯与包层界面发生全反射的临界角 ，透光罩与内芯为同种玻璃制成，对该光的折射率 ，光在真空中的速度 ，该光按乙图所示竖直向下的方向由B点射入透光罩时，求该光到达灯片的时间。（结果保留两位有效数字）
17．（2020高三上·滨州期末）某电视台一档闯关节目中，沙袋通过轻质细绳悬挂于A点正上方的O点，闯关者水平向左速度为 ，在A点抱住沙袋一起向左摆动，细绳摆到与竖直方向成角度 时松手，闯关者恰好落到另一侧平台的B点，A、B在同一水平面上，如图所示，沙袋到悬点O的距离为 ，闯关者的质量为 ，沙袋质量为 ，当地重力加速度 ，沙袋和闯关者视为质点。求：
（1）闯关者刚抱住沙袋时的共同速度大小；
（2）闯关者抱住沙袋向左摆动过程中，细绳的最大拉力大小；
（3） 两点间的距离。
18．（2020高三上·滨州期末）如图所示，直角坐标系位于竖直平面内，在 的区域内有磁感应强度大小 ，方向垂直于纸面向外的匀强磁场，其上边界与y轴交于P点；在x轴下方某区域内的有界匀强电场，电场强度大小 ，方向沿x轴负方向，边界与x轴平行，宽度 。一质量 ，电荷量 的带电粒子从P点以某速度沿与y轴负方向成 角射入磁场，在磁场中运动 后，经电场偏转最终通过y轴上的Q点（Q点未画出），不计粒子重力。求：
（1）带电粒子进入磁场时的速度 ；
（2）当电场上边界恰好与x轴重合时Q点的纵坐标；
（3）若只改变上述电场强度的大小，要求带电粒子仍能通过Q，当电场上边界的纵坐标满足 时，推导出电场强度的大小 与 的函数关系。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】原子核的衰变、半衰期；放射性同位素及其应用；原子核的人工转变
【解析】【解答】A．放射性元素的半衰期与外部条件无关，A不符合题意；
B． 衰变中的电子是原子核内的中子转化为质子时放出的电子，不能说明电子是原子核的组成部分，B不符合题意；
C．由核反应方程 ，根据质量数和电荷数守恒可知X质量数为4，电荷数为2，是α粒子，C不符合题意；
D．比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时要放出核能，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】（1）放射性元素的半衰期只与元素本身有关。（2） 衰变中的电子来自中子，不能说明电子是原子核的组成部分。（3） ，根据质量数和电荷数守恒，解方程即可。（4）比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时要放出核能。
2．【答案】B
【知识点】线性元件和非线性元件的伏安特性曲线
【解析】【解答】由I-U图可知，加正向电压时电流较大；而加反向电压时电流很小，故说明该元件具有单向导电性；故该元件应为二极管，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】由I-U图可知，加反向电压时电流很小，该元件具有单向导电性；故该元件应为二极管。
3．【答案】B
【知识点】电场强度和电场线；电势差、电势、电势能；电场力做功
【解析】【解答】A．根据电场线的疏密反映电场强度的大小，P点的电场线密，所以P、Q两点电场强度的大小 ，A不符合题意；
B．沿电场线方向电势降低，电场线越密的电势降落的越快，反之逆着电场线的方向电势升高，电场线越密的电势升高的越快，所以P点的电势 一定高于Q点电势 ，B符合题意；
C．负电荷从N点移到Q点，电场力方向与运动方向相反，电场力做负功，C不符合题意；
D．无法比较P点的电势与N点电势的高低，所以无法比较负电荷从P点移到N点电势能的变化情况，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】（1）疏密反映电场强度的大小，。（2）沿电场线方向电势降低， 一定高于Q点电势 。（3）负电荷从N点移到Q点，电场力方向与运动方向相反，电场力做负功。（4）无法比较P点的电势与N点电势的高低，所以无法比较负电荷从P点移到N点电势能的变化情况。
4．【答案】C
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】由图象和题意可知，规定竖直向下方向为正方向。
A．根据速度-时间图象的斜率表示加速度，由图象可知，0～5s内图象的斜率为正，加速度为正，则加速度向下，10～15s斜率为负，加速度向上，A不符合题意；
B．由图象可知，10～15s内图象的切线斜率逐渐减小，所以加速度逐渐减小，做加速度逐渐减小的减速运动，B不符合题意；
C．根据图象与时间轴所围的面积表示位移，可知，若0～5s内运动员做匀加速直线运动，则下落的距离为
而该图象与时间轴围成的面积比匀加速直线运动的大，所以0～5s内运动员下落的距离大于匀加速直线运动的位移37.5m，C符合题意；
D．同理可知，10s～15s内下落的距离小于匀减速直线运动的位移
D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】（1）v-t图象的斜率表示a加速度，0～5s内图象的斜率为正，加速度为正，则加速度向下，10～15s斜率为负，加速度向上。（2）10～15s内图象的切线斜率逐渐减小，所以加速度逐渐减小，做加速度逐渐减小的减速。（3）v-t图象的面积表示位移，计算即可。
5．【答案】A
【知识点】简谐运动的表达式与图象
【解析】【解答】A．由于
振幅
在t=0时刻，P点恰好位于平衡位置，且沿着y轴负方向运动，因此P点的振动方程为
A符合题意；
B．由图乙可知，P点在0.2s时沿y轴正方向运动，因此波沿x轴负方向传播，B不符合题意；
C．由甲图可知，波长
由乙图可知，振动周期
因此波速
C不符合题意；
D．将 代入P点的振动方程可得
D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】（1），，因此P点的振动方程：（2）P点在0.2s时沿y轴正方向运动，波沿x轴负方向传播。（3）波长 、振动周期 ，求波速。（4）P点的振动方程，.
6．【答案】C
【知识点】万有引力定律的应用；卫星问题
【解析】【解答】A．设月球的质量为M，返回器绕月球做圆周运动时的轨道半径为r，线速度为v，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得
月球表面的物体受到的重力等于万有引力，即
解得
A不符合题意；
B．返回器由绕月椭圆轨道进入月地转移轨道时轨道半径变大，返回器做离心运动，需要加速，B不符合题意；
C．月球表面的物体受到的重力等于万有引力，即
月球的平均速度
解得
C符合题意；
D．返回器在返回地面的过程除万有引力做功外，空气阻力做功，返回器的机械能不守恒，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】（1）万有引力提供向心力，月球表面的物体受到的重力=万有引力，列式解速度即可。（2）轨道半径变大，需要加速。（3）根据月球表面的物体受到的重力=万有引力列式解密度。（4）返回器在返回地面的过程，空气阻力做功，返回器的机械能不守恒。
7．【答案】C
【知识点】交变电流的图像与函数表达式
【解析】【解答】A．线圈两种运动过程中速度变化情况不同，根据法拉第电磁感应定律可得
产生的感应电动势随时间的变化不同，则感应电动势的有效值不同，则小灯泡亮度不相同，A不符合题意；
B．根据法拉第电磁感应定律可得感应电动势为
由于图丁中线圈v随时间变化，则感应电动势会发生变化，B不符合题意；
C．线圈按丙图情况运动时，速度随时间变化情况为
产生的电动势的瞬时值表达式为
C符合题意；
D．线圈按丙图情况运动时，电动势有效值
感应电流有效值为
则灯泡两端的电压为
D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】（1）根据法拉第电磁感应定律，比较感应电动势，比较亮度。（2）根据法拉第电磁感应定律，由于图丁中线圈v随时间变化，则感应电动势会发生变化。（3）电动势的瞬时值表达式且代入即可。（4）电动势有效值 ，电流有效值为 且解方程即可。
8．【答案】B
【知识点】共点力平衡条件的应用；受力分析的应用
【解析】【解答】以AB为研究对象，整体受到重力，绳a的拉力和恒力F，当恒力F的方向与绳a拉力的方向垂直向上时，F最小，如图所示。
A．以B为研究对象进行受力分析，由水平方向受力平衡可知Fcos30°=Tbcos30°
竖直方向受力平衡可知Fsin30°+Tbsin30°=GB
联立解得Tb=10N
F=10N
A不符合题意；
B．以A为研究对象，根据水平方向受力平衡可得Tasin30°=Tbcos30°
联立解得
B符合题意。
CD．以ABC整体为研究对象，根据水平方向受力平衡可得
根据竖直方向受力平衡可得N+Fsin30°=GA+GB+GC
解得N=GA+GB+GC-Fsin30°=10N+10N+20N-10× N=35N
CD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】（1）画受力图，以AB整体为研究对象，根据平衡，恒力F的方向与绳a拉力的方向垂直向上时，F最小，分析此时的B，根据平衡，Fcos30°=Tbcos30°、Fsin30°+Tbsin30°=GB解方程即可。（2）分析A,根据平衡，Tasin30°=Tbcos30°解方程即可。（3）以ABC整体为研究对象，根据平衡，、N+Fsin30°=GA+GB+GC解方程即可。
9．【答案】A,D
【知识点】氢原子光谱
【解析】【解答】A．最多只能放出 种不同频率的光子，A符合题意；
B．从 能级跃迁到 能级氢原子的能级变低，能量变小，B不符合题意；
C．从 能级跃迁到 能级，能级差最大，放出的光子频率最大，波长最短，C不符合题意；
D．从4→2的能级差小于从2→1的能级差，则从4→2辐射出的光子能量小于从2→1跃迁辐射管子的能量，则从 能级跃迁到 能级放出的光子能使某种金属发生光电效应，则从 能级跃迁到 能级放出的光子，也一定能使该种金属发生光电效应，D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】（1）最多种类为 （2） 能级跃迁到 能级氢原子的能级变低，能量变小。（3） 能级跃迁到 能级，能级差最大，放出的光子频率最大，波长最短。（4）比较4→2和2→1的能级差，2→1能量大，一定能使该种金属发生光电效应。
10．【答案】B,D
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数；功率及其计算；动能定理的综合应用
【解析】【解答】A．滑雪爱好者从A到B过程速率不变，沿轨道切线方向所受合力为零，则滑动摩擦力与重力沿滑道切线方向的分力大小相等，由图可知，从A到B的过程中，滑道切线方向与水平方向间的夹角θ逐渐减小，设滑雪爱好者的质量为m，则重力沿滑道切线方向的分力大小mgsinθ减小，滑雪爱好者所受滑动摩擦力大小f=mgsinθ
逐渐减小，A不符合题意；
B．从A到B过程滑道切线方向与重力方向（竖直方向）间夹角α不断增大，滑雪爱好者的速率v不变，重力的功率P=mgvcosα
一直减小，B符合题意；
C．从A到B过程速率不变，动能不变，由动能定理可知，合外力做功为零，B到C过程速率减小，动能减小，由动能定理可知，合外力做负功，因此ABC运动过程中合外力先不做功后做负功，C不符合题意；
D．ABC运动过程中滑动摩擦力始终对滑雪爱好者做负功，机械能始终减少，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】（1）受力分析，根据平衡列式f=mgsinθ，θ逐渐减小，逐渐减小。（2）根据功率计算式：P=mgvcosα，α不断增大，一直减小。（3）从A到B过程速率不变，动能不变，合外力做功为零，B到C，动能减小，合外力做负功。（4）ABC运动过程中滑动摩擦力始终对滑雪爱好者做负功，机械能始终减少。
11．【答案】A,C
【知识点】牛顿第二定律；滑动摩擦力与动摩擦因数；静摩擦力；冲量
【解析】【解答】A．由图乙所示图像可知，t=1s时物块将开始运动，此时物块受到的静摩擦力为最大静摩擦力，由图甲所示图像可知，t=1s时拉力F=4N，由平衡条件可知，物块与水平面间的最大静摩擦力
A符合题意；
B．由甲、乙所示图像可知，当F=12N时物块的加速度a=5m/s2，设物块与水平面间的动摩擦因数为μ，对物块，由牛顿第二定律得
解得
B不符合题意；
C．F-t图像与坐标轴围成图形的面积等于力的冲量，由图甲所示图像可知，在0～5s时间内，拉力F的冲量
C符合题意；
D．a-t图像的面积等于物块的速度，由图乙所示图像可知，5s末物块的速度
在0～5s时间内，设合外力的功为W，由动能定理得
D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】（1）t=1s时拉力F=4N，由平衡条件，此时最大静摩擦力 。（2）由牛顿第二定律得 ，当F=12N时物块的加速度a=5m/s2，解方程即可。（3）F-t图像与坐标轴围成图形的面积等于冲量I，计算即可。（4）a-t图像的面积等于物块的速度，计算即可。
12．【答案】B,C,D
【知识点】安培力；楞次定律；法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】A．由楞次定律可知，在0～2t0的时间间隔内线圈内感应电流始终沿顺时针方向，A不符合题意；
B．感应电流始终沿顺时针方向，由左手定则可知，在0～2t0的时间间隔内线圈受的安培力先向下后向上，B符合题意；
C．由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势
由欧姆定律可知，在0～t0的时间间隔内线圈中感应电流的大小
C符合题意；
D．由图乙所示图象可知，在 时磁感应强度大小
线圈所受安培力大小
D符合题意。
故答案为：BCD。
【分析】（1）由楞次定律，0～2t0，感应电流始终沿顺时针方向。（2）0～2t0，由左手定则，安培力先向下后向上。（3）由法拉第电磁感应定律，由欧姆定律，解方程即可。（4）在 时磁感应强度大小 ，根据安培力公式计算即可。
13．【答案】（1）用毫米刻度尺测量结点与绳套间的橡皮筋原始长度
（2）等大共线（或等大反向）
（3）A；C
【知识点】验证力的平行四边形定则
【解析】【解答】(1)为了表示三个力的大小，用毫米刻度尺测量结点与绳套间的橡皮筋原始长度及后来长度，从而找出三条橡皮筋伸长量 、 、 ，再去寻找力的关系。(2)因三条橡皮筋结点合力为零，若 与 满足等大反向关系， 和 两个弹力的合力与 弹力等大反向，说明在误差允许的范围内即可验证力的平等四边形定则。(3)A．因三个力在同一平面内才满足力的平行四边形关系，所以拉伸橡皮筋时，三条橡皮筋的拉伸方向均应与木板平行，A符合题意；
B．橡皮筋 的弹力方向不一定在 和 两个弹力的角平分线上，说明橡皮筋 的反向延长线不一定是以 和 的伸长量为邻边做的平行四边形的角平分线，B不符合题意；
C．两个分力大小不变，夹角减小时，合力增大，说明若保持 和 的长度不变，减小二者之间夹角，则 的长度增加，C符合题意；
D．在每次实验中， 和 两个弹力的合力总与 弹力等大反向，因此再次验证实验结论是否正确，重复实验时没有必要把结点拉到同一位置，D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】（1）用毫米刻度尺测量结点与绳套间的橡皮筋原始长度及后来长度，根据胡克定律求力的大小。（2）三条橡皮筋结点合力为零， 和 两个弹力的合力与 弹力等大反向，验证力的平等四边形定则。（3）平形四边形定则是平面法则，三条橡皮筋的拉伸方向均应与木板平行。橡皮筋 的反向延长线不一定是以 和 的伸长量为邻边做的平行四边形的角平分线，是沿对角线。根据平行四边形法则，保持 和 的长度不变，减小二者之间夹角，则 的长度增加。重复实验时没有必要把结点拉到同一位置。
14．【答案】（1）18.0
（2）990；；20
【知识点】练习使用多用电表
【解析】【解答】(1)1格表示 ，需估读到下一位，所以读数为 。 (2)设需串联的电阻箱的阻值为 ，则有
即
解得 。因待测电阻较小，说明电流表采用外接法，滑动变阻器的阻值小于待测阻值，滑动变阻器采用分压式接法，因此画得电路图如下所示
由串、并联电路关系可得
变形可得
分析图像可知
解得
【分析】（1）读表盘，电阻值为。（2）根据欧姆定律，，代入解电阻。待测电阻较小，说明电流表采用外接法。串、并联电路关系 变形几何图象分析求RX即可。
15．【答案】（1）解：对B受力分析，由牛顿第二运动定律可知
解得
（2）解：对齐前，对A受力分析，由牛顿第二运动定律可知
设经过时间t达到共同速度，则：
联立可得
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与时间的关系；牛顿运动定律的应用—板块模型
【解析】【分析】（1）对B，根据牛顿第二定律， 解加速度即可。（2） 对齐前 ，对A，根据牛顿第二定律， ，设共速时间为t， ，再根据位移公式 、 、和位移关系 解方程即可。
16．【答案】解：光线射入透光罩由几何关系及折射定律 ，则由几何关系得光线在内芯处入射角
则得恰好在内芯处发生全反射，光线在传导过程中的光程为
光在透光罩和内芯内传播速度为 ，光线传播时间为
联立得光到达灯片的时间
【知识点】光的直线传播；光的折射及折射定律
【解析】【分析】 由几何关系及折射定律 ， 光程为 ，又 且 解方程即可。
17．【答案】（1）解：设闯关者刚抱住沙袋的共同速度为 ，由动量守恒定律可得
代入数据可得
（2）解：在A点刚抱住沙袋时，绳子拉力最大，设最大拉力为
代入数据可得
（3）解：细绳与竖直方向偏角为 时，人与沙袋的速度大小为 ，由机械能守恒定律可知
闯关者松手后做斜抛运动，设经过时间t落到另一侧平台的B点， 间距离为s，由运动学公式可得
之间距离为
代入数据为
【知识点】机械能守恒及其条件；动量守恒定律；竖直平面的圆周运动
【解析】【分析】（1）设 共同速度为 ， 由动量守恒定律 列式解速度。（2）根据圆周条件， 解绳子的力。（3）设 细绳与竖直方向偏角为 时，人与沙袋的速度大小为 ， 由机械能守恒定律 、运动学公式、几何关系 列式解方程即可。
18．【答案】（1）解：带电粒子在磁场中，由牛顿第二定律得
粒子在磁场中运动时间
所以粒子运动轨迹对应的圆心角
即粒子垂直于x轴穿出磁场，由几何关系可知
解得
（2）解：粒子离开磁场时，在x轴上坐标
假设粒子穿出电场后再打在y轴
在电场中
运动时间
可得
离开电场时的偏转角为 ，则
联立得 解得
（3）解：若电场上边界的纵坐标在 内，因为
由几何关系得
则
【知识点】带电粒子在电场中的加速；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】（1）根据洛伦兹力提供向心力列式化简，结合几何关系求出速度v0。（2）几何关系结合电场规律求粒子离开磁场时，在x轴上坐标 ，设 离开电场时的偏转角为 ，根据 求得电场上边界恰好与x轴重合时Q点的纵坐标 。（3） ，根据几何关系 解方程即可。
1 / 1山东省滨州市2021届高三上学期物理期末考试试卷
一、单选题
1．（2020高三上·滨州期末）关于近代物理知识，下列说法正确的是（　　）
A．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短
B． 衰变现象说明电子是原子核的组成部分
C．由核反应方程 ，可知X是中子
D．比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时要放出核能
【答案】D
【知识点】原子核的衰变、半衰期；放射性同位素及其应用；原子核的人工转变
【解析】【解答】A．放射性元素的半衰期与外部条件无关，A不符合题意；
B． 衰变中的电子是原子核内的中子转化为质子时放出的电子，不能说明电子是原子核的组成部分，B不符合题意；
C．由核反应方程 ，根据质量数和电荷数守恒可知X质量数为4，电荷数为2，是α粒子，C不符合题意；
D．比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时要放出核能，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】（1）放射性元素的半衰期只与元素本身有关。（2） 衰变中的电子来自中子，不能说明电子是原子核的组成部分。（3） ，根据质量数和电荷数守恒，解方程即可。（4）比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时要放出核能。
2．（2020高三上·滨州期末）如图所示，为某元件的伏安特性曲线。下列四个元件中具有这种特性的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】B
【知识点】线性元件和非线性元件的伏安特性曲线
【解析】【解答】由I-U图可知，加正向电压时电流较大；而加反向电压时电流很小，故说明该元件具有单向导电性；故该元件应为二极管，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】由I-U图可知，加反向电压时电流很小，该元件具有单向导电性；故该元件应为二极管。
3．（2020高三上·滨州期末）某静电场中电场线分布如图所示，N、P、Q为电场中三点，其中P、Q两点关于点电荷 左右对称，下列说法正确的是（　　）
A．P、Q两点电场强度的大小
B．P点的电势 一定高于Q点电势
C．负电荷从N点移到Q点电场力做正功
D．负电荷从P点移到N点电势能一定变小
【答案】B
【知识点】电场强度和电场线；电势差、电势、电势能；电场力做功
【解析】【解答】A．根据电场线的疏密反映电场强度的大小，P点的电场线密，所以P、Q两点电场强度的大小 ，A不符合题意；
B．沿电场线方向电势降低，电场线越密的电势降落的越快，反之逆着电场线的方向电势升高，电场线越密的电势升高的越快，所以P点的电势 一定高于Q点电势 ，B符合题意；
C．负电荷从N点移到Q点，电场力方向与运动方向相反，电场力做负功，C不符合题意；
D．无法比较P点的电势与N点电势的高低，所以无法比较负电荷从P点移到N点电势能的变化情况，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】（1）疏密反映电场强度的大小，。（2）沿电场线方向电势降低， 一定高于Q点电势 。（3）负电荷从N点移到Q点，电场力方向与运动方向相反，电场力做负功。（4）无法比较P点的电势与N点电势的高低，所以无法比较负电荷从P点移到N点电势能的变化情况。
4．（2020高三上·滨州期末）某跳伞运动员从悬停在高空的直升机上跳下，在空中沿竖直方向运动的 图像如图所示。下列关于运动员的运动情况分析正确的是（　　）
A． 内加速度向上， 加速度向下
B． 内做加速度逐渐增大的减速运动
C． 内下落的距离大于
D． 内下落的距离大于
【答案】C
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】由图象和题意可知，规定竖直向下方向为正方向。
A．根据速度-时间图象的斜率表示加速度，由图象可知，0～5s内图象的斜率为正，加速度为正，则加速度向下，10～15s斜率为负，加速度向上，A不符合题意；
B．由图象可知，10～15s内图象的切线斜率逐渐减小，所以加速度逐渐减小，做加速度逐渐减小的减速运动，B不符合题意；
C．根据图象与时间轴所围的面积表示位移，可知，若0～5s内运动员做匀加速直线运动，则下落的距离为
而该图象与时间轴围成的面积比匀加速直线运动的大，所以0～5s内运动员下落的距离大于匀加速直线运动的位移37.5m，C符合题意；
D．同理可知，10s～15s内下落的距离小于匀减速直线运动的位移
D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】（1）v-t图象的斜率表示a加速度，0～5s内图象的斜率为正，加速度为正，则加速度向下，10～15s斜率为负，加速度向上。（2）10～15s内图象的切线斜率逐渐减小，所以加速度逐渐减小，做加速度逐渐减小的减速。（3）v-t图象的面积表示位移，计算即可。
5．（2020高三上·滨州期末）如图甲所示为一简谐波在 时刻的图象，图乙所示为 处质点P的振动图像。下列说法正确的是（　　）
A．P点的振动方程为
B．这列波的传播方向沿x正方向
C．这列波的波速是
D． 时P点的位移为
【答案】A
【知识点】简谐运动的表达式与图象
【解析】【解答】A．由于
振幅
在t=0时刻，P点恰好位于平衡位置，且沿着y轴负方向运动，因此P点的振动方程为
A符合题意；
B．由图乙可知，P点在0.2s时沿y轴正方向运动，因此波沿x轴负方向传播，B不符合题意；
C．由甲图可知，波长
由乙图可知，振动周期
因此波速
C不符合题意；
D．将 代入P点的振动方程可得
D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】（1），，因此P点的振动方程：（2）P点在0.2s时沿y轴正方向运动，波沿x轴负方向传播。（3）波长 、振动周期 ，求波速。（4）P点的振动方程，.
6．（2020高三上·滨州期末）2020年12月27号凌晨1点，嫦娥五号顺利完成月球采样与封装、月面起飞、月球轨道交会对接和样品转移、返回地球等11个阶段的使命任务。我国航天技术发展起点低，进步却飞速，向世界展示了我国航天技术的雄厚实力与航天员吃苦耐劳的精神，已知月球半径为R，引力常量为G，月球表面重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）
A．返回器在绕着月球做匀速圆周运动时，速度大于
B．返回器由绕月椭圆轨道减速才能进入月地转移轨道
C．月球的平均密度为
D．返回器在返回地面的过程中机械能守恒
【答案】C
【知识点】万有引力定律的应用；卫星问题
【解析】【解答】A．设月球的质量为M，返回器绕月球做圆周运动时的轨道半径为r，线速度为v，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得
月球表面的物体受到的重力等于万有引力，即
解得
A不符合题意；
B．返回器由绕月椭圆轨道进入月地转移轨道时轨道半径变大，返回器做离心运动，需要加速，B不符合题意；
C．月球表面的物体受到的重力等于万有引力，即
月球的平均速度
解得
C符合题意；
D．返回器在返回地面的过程除万有引力做功外，空气阻力做功，返回器的机械能不守恒，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】（1）万有引力提供向心力，月球表面的物体受到的重力=万有引力，列式解速度即可。（2）轨道半径变大，需要加速。（3）根据月球表面的物体受到的重力=万有引力列式解密度。（4）返回器在返回地面的过程，空气阻力做功，返回器的机械能不守恒。
7．（2020高三上·滨州期末）如图甲所示，是一种振动发电装置，它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为 、匝数为20的线圈，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙所示）。线圈所在位置磁感应强度的大小均为 ，线圈的电阻为 ，它的引出线接有 的小电珠L，其它电阻均不计。外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过电珠。当线圈速度随时间变化的规律如图丙、丁所示（v取向右为正），其中图丙所示速度按正弦规律变化，下列说法正确的是（　　）
A．线圈两种运动的小灯泡亮度相同
B．线圈按丁图情况运动产生的电动势是恒定不变的
C．线圈按丙图情况运动产生的电动势的瞬时值表达式为
D．线圈按丙图情况运动，灯泡两端的电压为
【答案】C
【知识点】交变电流的图像与函数表达式
【解析】【解答】A．线圈两种运动过程中速度变化情况不同，根据法拉第电磁感应定律可得
产生的感应电动势随时间的变化不同，则感应电动势的有效值不同，则小灯泡亮度不相同，A不符合题意；
B．根据法拉第电磁感应定律可得感应电动势为
由于图丁中线圈v随时间变化，则感应电动势会发生变化，B不符合题意；
C．线圈按丙图情况运动时，速度随时间变化情况为
产生的电动势的瞬时值表达式为
C符合题意；
D．线圈按丙图情况运动时，电动势有效值
感应电流有效值为
则灯泡两端的电压为
D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】（1）根据法拉第电磁感应定律，比较感应电动势，比较亮度。（2）根据法拉第电磁感应定律，由于图丁中线圈v随时间变化，则感应电动势会发生变化。（3）电动势的瞬时值表达式且代入即可。（4）电动势有效值 ，电流有效值为 且解方程即可。
8．（2020高三上·滨州期末）如图所示，竖直杆固定在木块C上，两者总重为 ，放在水平地面上，轻细绳a连接小球A和竖直杆顶端，轻细绳b连接小球A和B，小球A、B重均为 。当用最小的恒力F作用在小球B上时，A、B、C均保持静止，绳a与竖直方向的夹角为30°。下列说法正确的是（　　）
A．力F的大小为 B．绳a的拉力大小为
C．地面对C的摩擦力大小为 D．地面对C的支持力大小为
【答案】B
【知识点】共点力平衡条件的应用；受力分析的应用
【解析】【解答】以AB为研究对象，整体受到重力，绳a的拉力和恒力F，当恒力F的方向与绳a拉力的方向垂直向上时，F最小，如图所示。
A．以B为研究对象进行受力分析，由水平方向受力平衡可知Fcos30°=Tbcos30°
竖直方向受力平衡可知Fsin30°+Tbsin30°=GB
联立解得Tb=10N
F=10N
A不符合题意；
B．以A为研究对象，根据水平方向受力平衡可得Tasin30°=Tbcos30°
联立解得
B符合题意。
CD．以ABC整体为研究对象，根据水平方向受力平衡可得
根据竖直方向受力平衡可得N+Fsin30°=GA+GB+GC
解得N=GA+GB+GC-Fsin30°=10N+10N+20N-10× N=35N
CD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】（1）画受力图，以AB整体为研究对象，根据平衡，恒力F的方向与绳a拉力的方向垂直向上时，F最小，分析此时的B，根据平衡，Fcos30°=Tbcos30°、Fsin30°+Tbsin30°=GB解方程即可。（2）分析A,根据平衡，Tasin30°=Tbcos30°解方程即可。（3）以ABC整体为研究对象，根据平衡，、N+Fsin30°=GA+GB+GC解方程即可。
二、多选题
9．（2020高三上·滨州期末）如图所示，大量处于激发态（ ）的氢原子，向较低能级跃迁时，下列说法正确的是（　　）
A．最多只能放出6种不同频率的光子
B．从 能级跃迁到 能级氢原子的能量变大
C．从 能级跃迁到 能级放出的光子波长最长
D．从 能级跃迁到 能级放出的光子能使某种金属发生光电效应，则从 能级跃迁到 能级放出的光子，也一定能使该种金属发生光电效应
【答案】A,D
【知识点】氢原子光谱
【解析】【解答】A．最多只能放出 种不同频率的光子，A符合题意；
B．从 能级跃迁到 能级氢原子的能级变低，能量变小，B不符合题意；
C．从 能级跃迁到 能级，能级差最大，放出的光子频率最大，波长最短，C不符合题意；
D．从4→2的能级差小于从2→1的能级差，则从4→2辐射出的光子能量小于从2→1跃迁辐射管子的能量，则从 能级跃迁到 能级放出的光子能使某种金属发生光电效应，则从 能级跃迁到 能级放出的光子，也一定能使该种金属发生光电效应，D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】（1）最多种类为 （2） 能级跃迁到 能级氢原子的能级变低，能量变小。（3） 能级跃迁到 能级，能级差最大，放出的光子频率最大，波长最短。（4）比较4→2和2→1的能级差，2→1能量大，一定能使该种金属发生光电效应。
10．（2020高三上·滨州期末）冬季来临滑雪运动深受人民群众喜爱。一滑雪爱好者由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道 ，从滑道的A点滑行到最低点B再到C的过程中，A到B速率不变，B到C速率减小，则滑雪爱好者沿滑道运动过程中（　　）
A．A到B过程中所受摩擦力大小不变
B．A到B过程中重力的功率一直变小
C．ABC运动过程中合外力先做正功后做负功
D．ABC运动过程中机械能始终减少
【答案】B,D
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数；功率及其计算；动能定理的综合应用
【解析】【解答】A．滑雪爱好者从A到B过程速率不变，沿轨道切线方向所受合力为零，则滑动摩擦力与重力沿滑道切线方向的分力大小相等，由图可知，从A到B的过程中，滑道切线方向与水平方向间的夹角θ逐渐减小，设滑雪爱好者的质量为m，则重力沿滑道切线方向的分力大小mgsinθ减小，滑雪爱好者所受滑动摩擦力大小f=mgsinθ
逐渐减小，A不符合题意；
B．从A到B过程滑道切线方向与重力方向（竖直方向）间夹角α不断增大，滑雪爱好者的速率v不变，重力的功率P=mgvcosα
一直减小，B符合题意；
C．从A到B过程速率不变，动能不变，由动能定理可知，合外力做功为零，B到C过程速率减小，动能减小，由动能定理可知，合外力做负功，因此ABC运动过程中合外力先不做功后做负功，C不符合题意；
D．ABC运动过程中滑动摩擦力始终对滑雪爱好者做负功，机械能始终减少，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】（1）受力分析，根据平衡列式f=mgsinθ，θ逐渐减小，逐渐减小。（2）根据功率计算式：P=mgvcosα，α不断增大，一直减小。（3）从A到B过程速率不变，动能不变，合外力做功为零，B到C，动能减小，合外力做负功。（4）ABC运动过程中滑动摩擦力始终对滑雪爱好者做负功，机械能始终减少。
11．（2020高三上·滨州期末）质量为 小物块静止在粗糙水平面上，用水平拉力F作用在物块上，力F随时间t的变化图像如图甲所示，物块的加速度a随时间变化的图像如图乙所示，重力加速度大小为 ，最大静摩擦力大于滑动摩擦力，由图像可知（　　）
A．物块与水平面间的最大静摩擦力为
B．物块与水平面间的动摩擦因数为0.2
C．在 时间内，拉力F的冲量为
D．在 时间内，合外力做的功为
【答案】A,C
【知识点】牛顿第二定律；滑动摩擦力与动摩擦因数；静摩擦力；冲量
【解析】【解答】A．由图乙所示图像可知，t=1s时物块将开始运动，此时物块受到的静摩擦力为最大静摩擦力，由图甲所示图像可知，t=1s时拉力F=4N，由平衡条件可知，物块与水平面间的最大静摩擦力
A符合题意；
B．由甲、乙所示图像可知，当F=12N时物块的加速度a=5m/s2，设物块与水平面间的动摩擦因数为μ，对物块，由牛顿第二定律得
解得
B不符合题意；
C．F-t图像与坐标轴围成图形的面积等于力的冲量，由图甲所示图像可知，在0～5s时间内，拉力F的冲量
C符合题意；
D．a-t图像的面积等于物块的速度，由图乙所示图像可知，5s末物块的速度
在0～5s时间内，设合外力的功为W，由动能定理得
D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】（1）t=1s时拉力F=4N，由平衡条件，此时最大静摩擦力 。（2）由牛顿第二定律得 ，当F=12N时物块的加速度a=5m/s2，解方程即可。（3）F-t图像与坐标轴围成图形的面积等于冲量I，计算即可。（4）a-t图像的面积等于物块的速度，计算即可。
12．（2020高三上·滨州期末）如图甲所示，一个圆形线圈用绝缘杆固定在天花板上，线圈的匝数为n，半径为r，总电阻为R，线圈平面与匀强磁场垂直，且下面一半处在磁场中， 时磁感应强度的方向如图甲所示，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．在 的时间间隔内线圈内感应电流先顺时针后沿逆时针方向
B．在 的时间间隔内线圈受的安培力先向下后向上
C．在 的时间间隔内线圈中感应电流的大小为
D．在 时线圈受安培力的大小为
【答案】B,C,D
【知识点】安培力；楞次定律；法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】A．由楞次定律可知，在0～2t0的时间间隔内线圈内感应电流始终沿顺时针方向，A不符合题意；
B．感应电流始终沿顺时针方向，由左手定则可知，在0～2t0的时间间隔内线圈受的安培力先向下后向上，B符合题意；
C．由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势
由欧姆定律可知，在0～t0的时间间隔内线圈中感应电流的大小
C符合题意；
D．由图乙所示图象可知，在 时磁感应强度大小
线圈所受安培力大小
D符合题意。
故答案为：BCD。
【分析】（1）由楞次定律，0～2t0，感应电流始终沿顺时针方向。（2）0～2t0，由左手定则，安培力先向下后向上。（3）由法拉第电磁感应定律，由欧姆定律，解方程即可。（4）在 时磁感应强度大小 ，根据安培力公式计算即可。
三、实验题
13．（2020高三上·滨州期末）某学校物理兴趣小组想进一步验证力的合成规律，准备好木板、白纸、图钉、刻度尺、三条完全相同的橡皮筋 、 和 （橡皮筋中弹力与伸长量的关系满足胡克定律）。
操作步骤如下：
a.把三条橡皮筋的一端系在一起形成结点， 、 和 另一端分别系上细绳套，使得结点与绳套间的橡皮筋长度相同；
b.将 另一端的绳套用图钉固定在木板上；
c.用手分别沿两个方向拉着 和 的另外一端的绳套到不同位置；
d.记录三条橡皮筋结点位置及所在的方向，并用刻度尺测量它们现在的长度。
（1）以上实验缺少的步骤是　 　；
（2）选择相同的单位标度后，分别沿三条橡皮筋的方向，画出三条橡皮筋伸长量 、 、 ，并以 、 为邻边做平行四边形，画出其对角线 ，在误差允许的范围内，若 与 满足　 　关系，即可验证力的平等四边形定则。
（3）以下说法正确的是_______。
A．拉伸橡皮筋时，三条橡皮筋的拉伸方向均应与木板平行
B．橡皮筋 的反向延长线一定是以 和 的伸长量为邻边做的平行四边形的角平分线
C．若保持 和 的长度不变，减小二者之间夹角，则 的长度增加
D．为再次验证实验结论是否正确，重复实验时必须把结点拉到同一位置
【答案】（1）用毫米刻度尺测量结点与绳套间的橡皮筋原始长度
（2）等大共线（或等大反向）
（3）A；C
【知识点】验证力的平行四边形定则
【解析】【解答】(1)为了表示三个力的大小，用毫米刻度尺测量结点与绳套间的橡皮筋原始长度及后来长度，从而找出三条橡皮筋伸长量 、 、 ，再去寻找力的关系。(2)因三条橡皮筋结点合力为零，若 与 满足等大反向关系， 和 两个弹力的合力与 弹力等大反向，说明在误差允许的范围内即可验证力的平等四边形定则。(3)A．因三个力在同一平面内才满足力的平行四边形关系，所以拉伸橡皮筋时，三条橡皮筋的拉伸方向均应与木板平行，A符合题意；
B．橡皮筋 的弹力方向不一定在 和 两个弹力的角平分线上，说明橡皮筋 的反向延长线不一定是以 和 的伸长量为邻边做的平行四边形的角平分线，B不符合题意；
C．两个分力大小不变，夹角减小时，合力增大，说明若保持 和 的长度不变，减小二者之间夹角，则 的长度增加，C符合题意；
D．在每次实验中， 和 两个弹力的合力总与 弹力等大反向，因此再次验证实验结论是否正确，重复实验时没有必要把结点拉到同一位置，D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】（1）用毫米刻度尺测量结点与绳套间的橡皮筋原始长度及后来长度，根据胡克定律求力的大小。（2）三条橡皮筋结点合力为零， 和 两个弹力的合力与 弹力等大反向，验证力的平等四边形定则。（3）平形四边形定则是平面法则，三条橡皮筋的拉伸方向均应与木板平行。橡皮筋 的反向延长线不一定是以 和 的伸长量为邻边做的平行四边形的角平分线，是沿对角线。根据平行四边形法则，保持 和 的长度不变，减小二者之间夹角，则 的长度增加。重复实验时没有必要把结点拉到同一位置。
14．（2020高三上·滨州期末）
（1）某实验小组为了测量某一电阻 的阻值，他们先用多用电表进行粗测，用多用电表“ ”欧姆挡估测其电阻，示数如图，则阻值为　 　 。
（2）为了进一步精确测量该电阻，实验用以下器材：
电流表A1（量程 ，内阻 ）
电流表A2（量程 ，内阻 约为 ）
电阻箱 （最大阻值为 ），符号
滑动变阻器R（ ，额定电流 ）
电源E（电动势为 ，内阻不计）
开关S及导线若干
①实验时需要把电流表A1改装成 的电压表，需串联的电阻箱的阻值为　 　 。
②请在虚线框内画出合适的电路图，并标明电流表的符号　 　。
③电压表改装后并没有更换电流表A1的表盘，闭合电键，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏，记录此过程中两个电流表的示数，利用实验数据在坐标纸上描点画线，如图所示。利用图线得到待测电阻阻值 　 　 （结果保留两位有效数字）。
【答案】（1）18.0
（2）990；；20
【知识点】练习使用多用电表
【解析】【解答】(1)1格表示 ，需估读到下一位，所以读数为 。 (2)设需串联的电阻箱的阻值为 ，则有
即
解得 。因待测电阻较小，说明电流表采用外接法，滑动变阻器的阻值小于待测阻值，滑动变阻器采用分压式接法，因此画得电路图如下所示
由串、并联电路关系可得
变形可得
分析图像可知
解得
【分析】（1）读表盘，电阻值为。（2）根据欧姆定律，，代入解电阻。待测电阻较小，说明电流表采用外接法。串、并联电路关系 变形几何图象分析求RX即可。
四、解答题
15．（2020高三上·滨州期末）如图所示，质量相等的物块A和B叠放在水平地面上，A的左端距B的左端为L，某时刻A静止，B有水平向右的初速度，当A、B左端对齐时恰好相对静止。A与B之间、B与地面之间的动摩擦因数都是 ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。求：
（1）物块左端对齐前物块B的加速度大小；
（2）物块B的初速度大小。
【答案】（1）解：对B受力分析，由牛顿第二运动定律可知
解得
（2）解：对齐前，对A受力分析，由牛顿第二运动定律可知
设经过时间t达到共同速度，则：
联立可得
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与时间的关系；牛顿运动定律的应用—板块模型
【解析】【分析】（1）对B，根据牛顿第二定律， 解加速度即可。（2） 对齐前 ，对A，根据牛顿第二定律， ，设共速时间为t， ，再根据位移公式 、 、和位移关系 解方程即可。
16．（2020高三上·滨州期末）阳光作为万物生长之源，是必不可少的资源，如图甲是一个神奇的采光系统（Solatube），可以将阳光送到室内每一个角落，它由半球形玻璃透光罩、导光管道和灯片组成，透光罩上的半球形凸透镜可投射任何角度的太阳光，然后通过管道将光线反射到灯片，让室内充满阳光。某种颜色的光通过导光系统进入室内，原理图如图乙所示，已知半球形透光罩半径为 ，导光管道长为 ，该色光在玻璃内芯与包层界面发生全反射的临界角 ，透光罩与内芯为同种玻璃制成，对该光的折射率 ，光在真空中的速度 ，该光按乙图所示竖直向下的方向由B点射入透光罩时，求该光到达灯片的时间。（结果保留两位有效数字）
【答案】解：光线射入透光罩由几何关系及折射定律 ，则由几何关系得光线在内芯处入射角
则得恰好在内芯处发生全反射，光线在传导过程中的光程为
光在透光罩和内芯内传播速度为 ，光线传播时间为
联立得光到达灯片的时间
【知识点】光的直线传播；光的折射及折射定律
【解析】【分析】 由几何关系及折射定律 ， 光程为 ，又 且 解方程即可。
17．（2020高三上·滨州期末）某电视台一档闯关节目中，沙袋通过轻质细绳悬挂于A点正上方的O点，闯关者水平向左速度为 ，在A点抱住沙袋一起向左摆动，细绳摆到与竖直方向成角度 时松手，闯关者恰好落到另一侧平台的B点，A、B在同一水平面上，如图所示，沙袋到悬点O的距离为 ，闯关者的质量为 ，沙袋质量为 ，当地重力加速度 ，沙袋和闯关者视为质点。求：
（1）闯关者刚抱住沙袋时的共同速度大小；
（2）闯关者抱住沙袋向左摆动过程中，细绳的最大拉力大小；
（3） 两点间的距离。
【答案】（1）解：设闯关者刚抱住沙袋的共同速度为 ，由动量守恒定律可得
代入数据可得
（2）解：在A点刚抱住沙袋时，绳子拉力最大，设最大拉力为
代入数据可得
（3）解：细绳与竖直方向偏角为 时，人与沙袋的速度大小为 ，由机械能守恒定律可知
闯关者松手后做斜抛运动，设经过时间t落到另一侧平台的B点， 间距离为s，由运动学公式可得
之间距离为
代入数据为
【知识点】机械能守恒及其条件；动量守恒定律；竖直平面的圆周运动
【解析】【分析】（1）设 共同速度为 ， 由动量守恒定律 列式解速度。（2）根据圆周条件， 解绳子的力。（3）设 细绳与竖直方向偏角为 时，人与沙袋的速度大小为 ， 由机械能守恒定律 、运动学公式、几何关系 列式解方程即可。
18．（2020高三上·滨州期末）如图所示，直角坐标系位于竖直平面内，在 的区域内有磁感应强度大小 ，方向垂直于纸面向外的匀强磁场，其上边界与y轴交于P点；在x轴下方某区域内的有界匀强电场，电场强度大小 ，方向沿x轴负方向，边界与x轴平行，宽度 。一质量 ，电荷量 的带电粒子从P点以某速度沿与y轴负方向成 角射入磁场，在磁场中运动 后，经电场偏转最终通过y轴上的Q点（Q点未画出），不计粒子重力。求：
（1）带电粒子进入磁场时的速度 ；
（2）当电场上边界恰好与x轴重合时Q点的纵坐标；
（3）若只改变上述电场强度的大小，要求带电粒子仍能通过Q，当电场上边界的纵坐标满足 时，推导出电场强度的大小 与 的函数关系。
【答案】（1）解：带电粒子在磁场中，由牛顿第二定律得
粒子在磁场中运动时间
所以粒子运动轨迹对应的圆心角
即粒子垂直于x轴穿出磁场，由几何关系可知
解得
（2）解：粒子离开磁场时，在x轴上坐标
假设粒子穿出电场后再打在y轴
在电场中
运动时间
可得
离开电场时的偏转角为 ，则
联立得 解得
（3）解：若电场上边界的纵坐标在 内，因为
由几何关系得
则
【知识点】带电粒子在电场中的加速；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】（1）根据洛伦兹力提供向心力列式化简，结合几何关系求出速度v0。（2）几何关系结合电场规律求粒子离开磁场时，在x轴上坐标 ，设 离开电场时的偏转角为 ，根据 求得电场上边界恰好与x轴重合时Q点的纵坐标 。（3） ，根据几何关系 解方程即可。
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