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2020-2021学年江苏省徐州市高三上学期期中考试物理试卷(解析版).doc

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2020-2021学年江苏省徐州市高三上学期期中考试物理试卷(解析版)

姓名:_____________ 年级:____________ 学号:______________

题型 得分 评卷人 得分 选择题 填空题 解答题 判断题 计算题 附加题 总分 1. (知识点:电势差、电势,电荷在电场中的偏转)

(15分)右下图为一示波管中的水平偏转极板,已知极板的长度为L,两板距离为d,所加偏转电压为U,且下板带正电;若一束电子以初速

沿极板的中线进入偏

转电场,最终电子从P点飞出。设电子的质量为m,电量为e,不计电子的重力。试求

(1)电子在极板间运动的加速度大小; (2)电子通过极板发生的偏转距离y

(3)若规定图中的上极板电势为零,试求P点的电势。 【答案】

(1) 【解析】

(2) (3)

试题分析:(1) 两板间的电场强度为

(1分)

电子在电场中受到的电场力为

(2分)

电子在电场中运动的加速度为

(2分)

试卷第 1 页共 14 页

(2) 电子在电场中运动的时间为

(2分)

由匀变速运动的规律得:

(1分)

电子通过极板发生的偏转距离:

(3) 由匀强电场中电势差和电场强度的关系可得:

(2分)

(1分)

P与上极板间的电势差为

(2分)

P点的电势为

(2分)

考点:本题考查了电势、电势差、带电粒子在电场中的运动.

(14分)《愤怒的小鸟》是一款时下非常流行的游戏,故事也相当有趣,如图甲,为了报复偷走鸟蛋的肥猪们,鸟儿以自己的身体为武器,如炮弹般弹射出去攻击肥猪们的堡垒。假设小鸟被弹弓沿水平方向弹出,如图乙所示。(取重力加速度g=10m/s2)

(1)若

(2)如果小鸟弹出后,先掉到平台上(此时小鸟距抛出点的水平距离为),接触平台瞬间竖直速度变为零,

,要使小鸟飞出去能直接打中肥猪的堡垒,小鸟的初速度应多大?

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水平速度不变,小鸟在平台上滑行一段距离后,若要打中肥猪的堡垒,小鸟和平台间的动摩擦因数鸟弹出时的初速度 【答案】

之间应满足什么关系(用题中所给的符号

、、

、、g表示)?

与小

(1)v0=4 m/s (2) 【解析】

试题分析:(1)设小鸟以v0水平弹出后能直接击中堡垒,由平抛运动规律得:

小鸟在竖直方向上的位移有

小鸟在水平方向上的位移

(3分)

(3分)

解得: v0=4 m/s (2分)

(2)小鸟在平台上滑行初速度仍为v0,若刚好击中堡垒,则有末速度为v=0,

由动能定理得:

(3分)

解得:

(2分)

可见,μ与v0应满足才能打中堡垒。(1分)

考点:本题考查了平抛运动、牛顿第二定律.

(15分)在半径R=4000km的某星球表面,宇航员做了如下实验,实验装置如图甲所示,竖直平面内的光滑轨道由轨道AB和圆弧轨道BC组成,将质量m=0.2kg的小球从轨道上高H处的某点由静止滑下,用力传感器测出小球经过C点时对轨道的压力F,改变H的大小,可测出相应的F大小,F随H的变化关系如图乙所示,忽略星球自转。求:

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(1)圆弧轨道BC的半径;(2)该星球的第一宇宙速度。

【答案】

(1)r = 0.16 m (2)

【解析】

试题分析:(1)小球由A到C的过程中,由动机械能守恒定律得:

小球在C点时,由牛顿第二定律和圆周运动的知识得 (2分)

联立以上两式可得:(2分)

由图像可得H = 0.4m , F = 0N ;H = 1.0m,F = 6 N (2分)

代入可得: r = 0.16 m (2分)

(2)由上面可解得= 4 m/s2 (1分)

卫星在绕星球表面做圆周运动时,重力提供向心力 (2分)

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2分) (

解得:

= 4×103 m/s (2分)

考点:本题考查了万有引力定律及其应用、第一宇宙速度、第二宇宙速度、机械能守恒定律.

(16分)一水平传送带以相对静止时产生的“滑痕”长

的速度匀速运动,将一质量为m=6kg工件无初速度放在传送带上,达到

。现在让传送带以a=1.5m/s2的加速度减速运动,同时将该工件无

初速度放在传送带上,取g=10m/s2,求:

(1)工件与传送带间的滑动摩擦系数;

(2)该工件在传送带上的滑痕长度

(3)工件与传送带之间由于摩擦产生的热量。 【答案】 (1) 【解析】

(2)

(3)Q=3.5J

试题分析:(1)根据牛顿第二定律, 工件在传送带上运动的加速度为:

设工件在传送带上打滑有时间为t1,则传送带运动的位移为

(1分)

(1分)

工件做匀加速运动的位移为

由题意得,滑痕长度

解以上几式得: (1分)

(1分)

(1分)

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(2)当传送带以的速度

传送带运动的速度

解得两者的相同速度为

(1分)

加速度减速运动的过程中,经时间t2时两者的速度相同,工件做匀减速运动

(1分)

m/s(1分)

此过程中传送带比工作多走的距离为

m (1分)

此后,工件在摩擦力的作用下做减速运动,减速运动的加速度

(1分)

由于工件的加速度比传送带的加速度小,工件相对传送带向前滑,工件比传送带多走的距离

m (2分)

因为

(3)由摩擦产生的热量Q=μmg(S1+S2) (2分)

所以Q=3.5J (1分)

考点:本题考查了牛顿第二定律、匀变速直线运动规律、能量守恒定律.

(10分)某实验小组利用如图甲所示的气垫导轨实验装置来探究合力一定时,物体的加速度与质量之间的关系。

(1)做实验时,将滑块从图甲所示位置由静止释放,由数字计时器(图中未画出)可读出遮光条通过光电门1、2的时间(遮光条的遮光时间)分别为

;用刻度尺测得两个光电门中心之间的距离x,用游标卡尺测

=___;经过光电门2时的速度表达式

=__

,帮传送带上的滑痕长度为

m (1分)

得遮光条宽度d。则滑块经过光电门1时的速度表达式

_,滑块加速度的表达式a=___。(以上表达式均用已知字母表示)。如图乙所示,若用20分度的游标卡

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尺测量遮光条的宽度,其读数为___。

(2)为了保持滑块所受的合力不变,可改变滑块质量M和气垫导轨右端高度h(见图甲)。关于“改变滑块质量M和气垫导轨右端高度h”的正确操作方法是___。

A.M增大时,h增大,以保持二者乘积增大

B.M增大时,h减小,以保持二者乘积不变.

C.M减小时,h增大,以保持二者乘积不变

D.M减小时,h减小,以保持二者乘积减小 【答案】

(1)(1分), (1分), (2分) ,8.15 (2分) ; (2)BC (4分)

【解析】

试题分析:(1)滑块经过光电门1时的速度表达式,经过光电门2时的速度表达式,可得:

;游标卡尺的读数由主尺和游标尺两部分组成.读数为8.15mm.

(2)滑块的合力,为了保持滑块所受的合力不变,所以M和h 不能同时增大或减小.故选BC.

考点:本题考查了探究加速度与物体质量、物体受力的关系.

(10分)某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律。频闪仪每隔0.05s闪光一次,图中所标数据为实际距离,该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表(当地重力加速度取9.8m/s2,小球质量m=0.2kg,结果保留三位有效数字):

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(1)由频闪照片上的数据计算时刻小球的速度(2)从

到时间内,重力势能增量

=___m/s;

___J:

=___J,动能减少量

(3)在误差允许的范围内,若与近似相等,从而验证了机械能守恒定律。由上述计算得___ (选填“>”、“<”或“=”),造成这种结果的主要原因是____________。 【答案】

(1)3.48(2分);(2)1.24(2分) 1.28(2分); (3)<(2分)存在空气阻力(2分) 【解析】

试题分析:(1)在匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度,所以有:

(2)根据重力做功和重力势能的关系有:,,

(3)由于纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在,导致动能减小量没有全部转化为重力势能,因此

考点:本题考查了验证机械能守恒定律.

有一辆质量为170kg、输出功率为1440W的太阳能试验汽车,安装有约该电池板在有效光照条件下单位面积输出的电功率为

的太阳能电池板和蓄能电池,

。若驾驶员的质量为70kg,汽车最大行驶速

度为90km/h。假设汽车行驶时受到的阻力与其速度成正比,则汽车 A.以最大速度行驶时牵引力大小为57.6N B.起动时的加速度大小为0.24

C.保持最大速度行驶1h至少需要有效光照8h;

D.直接用太阳能电池板提供的功率可获得3.13m/s的最大行驶速度

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【答案】 AC 【解析】

试题分析:A、根据,得:,故A正确;B、以额定功率启动时:

,而刚启动时v=0,则f=0,故刚启动时加速度无穷大,B错误;C、由公式W=Pt,由能量守恒

得:1440W×1h=30×6W×t,得:t=8h,即保持最大速度行驶1h至少需要有效光照8h,故C正确;D、由题意:汽车行驶时受到的空气阻力与其速度成正比,设f=kv,则结合前面分析:57.6=k×25,得:k=2.304,

当直接用太阳能电池板提供的功率行驶有最大速度时:牵引力=阻力,即:D错误;故选:AC.

,得:v≈8.83m/s,故

考点:本题考查了能量守恒定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系;牛顿第二定律.

如图所示,一飞行器围绕地球沿半径为r的圆轨道1运动。该飞行器经过P点时,启动推进器短时间向前喷气可使其变轨,2、3是与轨道1相切于P点的可能轨道,则飞行器

A.变轨后将沿轨道2运动 B.相对于变轨前运行周期变长

C.变轨前、后在两轨道上经P点的速度大小相等 D.变轨前、后在两轨道上经P点的加速度大小相等 【答案】 D 【解析】

试题分析:由于在P点推进器向前喷气,故飞行器将做减速运动,由公式可知,飞行器所需

向心力减小,而在P点万有引力保持不变,故飞行器将开始做近心运动,轨道半径减小.A、因为飞行器做近心运动,轨道半径减小,故将沿轨道3运动,故A错误; B、根据开普勒行星运动定律知,卫星轨道半径减小,则周期减小,故B错误;C、因为变轨过程是飞行器向前喷气过程,故是减速过程,所以变轨前后经过P点的速度大小不相等,故C错误;D、飞行器在轨道P点都是由万有引力产生加速度,因为在同一点P,万有引力产生的加速度大小相等,故D正确.故选:D. 考点:本题考查了人造卫星的加速度、周期和轨道的关系.

如图所示,小车上固定着一硬杆,杆的端点固定着一个质量为m的小球。当小车水平向右加速且加速度逐

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渐增大时,杆对小球的作用力的变化(用至表示变化)可能是下图中的(OO’沿杆方向)

【答案】 C 【解析】

试题分析:小球与小车的运动情况保持一致,故小球的加速度也水平向右且逐渐增大,对小球进行受力分析,竖直方向受平衡力,所以杆子对小球的力的竖直向上的分量等于重力且不发生变化,水平方向合力向右并逐渐增大,所以杆子对小球的作用力的水平分量逐渐增大,故C正确.故选C. 考点:本题考查了牛顿第二定律;力的合成与分解的运用.

民族运动会上有—个骑射项目,运动员骑在奔驶的马背上,弯弓放箭射击侧向的固定目标M。假设运动员由A点沿AB方向骑马奔驰的速度为

,运动员静止时射出的弓箭速度为

,直线跑道离固定目标M的最近距

离为d,要想在最短的时间内射中目标(不计空气阻力和弓箭重力的影响),则下列说法中正确的是

A.射中目标M的最短时间为B.箭的位移为d

C.在AB间某处射出,箭头指向M

D.在AB间某处射出,箭头指向垂直于AB方向 【答案】 D 【解析】

试题分析:如图,v为合速度应该指向目标靶的方向,v1为箭身指向,v2为马的奔跑方向:

根据速度合成的平行四边形定则,可知瞄准目标应该适当偏后。由于要想在最短的时间内射中目标,因此

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箭头指向垂直于AB方向,射中目标M的最短时间为故选:D.

考点:本题考查了运动的合成和分解.

,如图所示:箭的位移大于d,故D正确,ABC错误;

从水平地面上同时抛出小球A和小球B,A沿竖直向上的方向抛出,B沿斜向上抛出,它们恰好同时到达最高点,不计空气阻力。则 A.A、B均做匀变速运动 B.B的加速度比A的大 C.A上升的最大高度比B大 D.落地时B的速度比A大 【答案】 AD 【解析】

试题分析: A、A、B两小球运动过程只受重力作用,它们的加速度都是重力加速度,加速度相等且保持不变,它们都做匀变速运动,故A正确,B错误;C、A小球做竖直上抛运动,到达最高点时,速度为零;B小球竖直方向也是竖直上抛运动,它们同时到达最高点,所以在竖直方向上的位移是相等的,即上升的高度是相等的.故C错误;D、A小球做竖直上抛运动,B小球竖直方向也是竖直上抛运动,它们同时到达最高点,所以B的初速度沿竖直方向的分速度与A的初速度大小相等,所以B的总速度一定大于A的初速度.故D正确;故选:AD.

考点:本题考查了竖直上抛运动.

自动卸货车在卸货的过程时,司机可通过操作液压机的方法,改变车厢底面与水平面间的倾角θ.用以卸下车厢中的货物。假设自动卸货车在卸货的过程中始终静止在水平地面上,下列说法正确的是

A.在货物相对车厢静止的情况下,货物对货车车厢底部的压力会随倾角θ的增大而变小 B.在货物相对车厢静止的情况下,货物受到货车车厢底部的摩擦力会随倾角θ的增大而变小 C.在货物相对车厢滑动的情况下,货物受到货车车厢底部的摩擦力会随倾角θ的增大而变小 D.在货物相对车厢滑动的情况下,货物下滑的加速度会随倾角θ的增大而减小 【答案】 AC 【解析】

试题分析:A、货物相对车厢静止,处于平衡状态,则有:mgsinθ=f,N=mgcosθ,θ增大时,f增大,N减小,故A正确,B错误;C、当货物相对车厢滑动的情况下,加速下滑,货物受到货车车厢底部的摩擦力为动摩擦力,f=μmgcosθ,可见θ增大f变小,C正确;D、在货物相对车厢滑动的情况下,a=gsinθ-μgcosθ,θ增大a增大,故D错误;故选:AC.

考点:本题考查了共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用.

—个物体在多个力的作用下做匀速直线运动,其中某个力与速度在一条直线上,若其余力不变,使这个力的大小逐渐减小到零,然后又逐渐从零恢复到原来大小,力的方向始终保持不变,则下列

图中符合此

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物体运动情况的可能是

【答案】 BCD 【解析】

试题分析:依题,原来物体在多个力的作用下处于匀速直线运动状态,物体所受的合力为零,使其中的一个力保持方向不变、大小逐渐减小到零,然后又从零逐渐恢复到原来的大小的过程中,物体的合力从开始逐渐增大,又逐渐减小恢复到零,物体的加速度先增大后减小;图象上某个点的切线的斜率表示加速度;A、B、若合力与速度同向,物体加速;加速度先增加后减小,故切线的斜率先增加后减小,故A错误,B正确;C、D、若合力与速度反向,物体做减速运动;加速度先增加后减小,故切线的斜率先增加后减小,故C正确,D正确;故选:BCD. 考点:本题考查了牛顿第二定律.

如图所示,在倾角θ=30°的光滑固定斜面上,放有两个质量分别为1kg和2kg的可视为质点的小球A和B,两球之间用一根长L=0.2m的轻杆相连,小球B距水平面的高度h=0.1m。两球从静止开始下滑到光滑水平地面上,不计球与地面碰撞时的机械能损失,g取10m/s2。则下列说法中正确的是:

A.下滑的整个过程中A球机械能守恒

B.下滑的整个过程中两球组成的系统机械能守恒 C.两球在光滑水平面上运动时的速度大小为2m/s

D.系统下滑的整个过程中B球机械能的增加量为【答案】 BD 【解析】

试题分析:A、B,在下滑的整个过程中,只有重力对系统做功,系统的机械能守恒,但在B在水平面滑行,而A在斜面滑行时,杆的弹力对A做功,所以A球机械能不守恒.故A错误,B正确.C、根据系统机械能

守恒得:,代入解得:.故C错误.D、系统下

滑的整个过程中B球机械能的增加量为.故D正确.故选BD.

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考点:本题考查了机械能守恒定律.

如图所示,吊车用两根等长的绳子OA和OB将质量分布均匀的铁板匀速吊离地面,下列说法中正确的是

A.绳越长,每根绳对铁板拉力越小 B.绳越长,两根绳对铁板拉力的合力越小 C.绳越长,两根绳对铁板拉力的合力越大D.每根绳子上的力一定比重力小 【答案】 A 【解析】

试题分析:A、对绳OA和OB的拉力应用平行四边形定则求合力,如图:

根据平衡条件两绳子拉力的合力始终等于铁板的重力,即不变,当绳子变长后,两绳夹角变小,如图中红线所示,但其合力不变,由图可以看出绳子拉力变小,合力不变,夹角越小,绳子拉力越小,故A正确BC错误;D、根据力的合成分力不一定比合力小,若两根绳子夹角大于120°则每根绳上的力大于重力,D错误;故选:A.

考点:本题考查了共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用.

不带电导体P置于电场中,其周围电场线分布如图所示,导体P表面处的电场线与导体表面垂直,a、b为电场中的两点,则

A.a点电场强度小于b点电场强度 B.a点电势高于b点的电势

C.负检验电荷在a点的电势能比在b点的大

D.正检验电荷从a点移到b点的过程中,电场力做负功 【答案】 B 【解析】

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试题分析:A、由电场线越密的地方,电场强度越大,则知Ea>Eb,故A错误;B、沿着电场线,电势逐渐降低,a点处于电场线的靠前的位置,即a点的电势比P高,P的电势比b高,故a点电势高于b点的电势,故B正确;C、负电荷在电势高处电势能小,在电势低处电势能大,故负检验电荷在a点的电势能比在b点的小,故C错误;D、正电荷在电势高处电势能大,在电势低处电势能小,故正检验电荷从a点移到b点的过程中,电势能减小,则电场力做正功,故D错误.故选:B. 考点:本题考查了电场线、电场强度、电势能.

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