资源简介

2020-2021学年上学期高三物理期末寒假作业1
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．下列说法中正确的是(　　)
A．库仑最早建立电场概念并用电场线描述电场
B．贝克勒尔发现了天然放射现像并认识到原子具有复杂结构
C．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子
D．爱因斯坦发现并解释了光电效应
2．2020年新型冠状病毒主要传播方式为飞沫传播，打喷嚏可以将飞沫喷到十米之外，为了防止病毒传播，打喷嚏时捂住口鼻很重要。有关专家研究得出打喷嚏时气流喷出的速度可达40 m/s，假设打一次喷嚏大约喷出50 mL的空气，用时约0.02 s。已知空气的密度为1.3 kg/m3，估算打一次喷嚏人受到的平均反冲力为(　　)
A．0.13 N B．13 N C．0.68 N D．2.6 N
3．如图所示，弹簧的一端固定，另一端与质量为m2的物体B相连，质量为m1的物体A放在B上，m2＝2m1。A、B两物体一起在光滑水平面上的N、N'之间做简谐运动，运动过程中A、B之间无相对运动，O是平衡位置。已知当两物体运动到N'时，弹簧的弹性势能为Ep，则它们由N'运动到O的过程中，摩擦力对A所做的功等于(　　)
A．Ep B．Ep C．Ep D．Ep
4．从在高空水平匀速飞行的飞机上每隔1 s释放1个小球，先后共释放5个，不计空气阻力，则(　　)
A．这5个小球在空中处在同一条抛物线上
B．在空中，相邻的两小球间的距离保持不变
C．相邻的两小球的落地点的间距相等
D．最先释放的两小球的落地点的间距最大
5．如图所示，在第Ⅰ像限内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子分别以相同速率沿与x轴正方向成30°角的方向从原点射入磁场，则正、负电子在磁场中运动的时间之比为(　　)
A．1∶ B．1∶1 C．1∶2 D．2∶1
6．设想人类开发月球，不断把月球上的矿藏搬运到地球上，假定经过长时间开采后，地球仍可看作是均匀的球体，月球仍沿开采前的圆周轨道运动，则与开采前相比(　　)
A．地球与月球间的万有引力变大
B．地球与月球间的万有引力变小
C．地球与月球间的引力不变
D．地球与月球间引力无法确定怎么变化
7．如图所示，一个小球用不可伸长的轻绳悬挂在小车上，随小车沿着倾角为θ的斜面一起下滑，图中的虚线①与斜面垂直，②沿水平方向，③沿竖直方向，则可判断出(　　)
A．如果斜面光滑，则摆线与②重合
B．如果斜面光滑，则摆线与③重合
C．如果斜面光滑，则摆线与①重合
D．如果斜面不光滑，则摆线与②重合
8．某横波在介质中沿x轴传播，图甲为t＝0.75 s时的波形图，图乙为P点的振动图像，那么下列说法正确的是(　　)
A．质点L与质点N的运动方向总相同
B．该波沿x轴正方向传播
C．在0.5 s时间内，质点P向右运动了1 m
D．t＝1.0 s时，质点P处于平衡位置，并正在往y轴负方向运动
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．两个带等量正电的点电荷，固定在图中P、Q两点，MN为PQ连线的中垂线，交PQ于O点，A为MN上的一点。一带负电的试探电荷q从A由静止释放只在电场力作用下运动，取无限远处电势为零，则(　　)
A．若q从A点由静止释放，在由A点向O点运动的过程中，加速度一定先增大后减小
B．q由A向O运动的过程电势能逐渐增大
C．q运动到O点时的动能最大
D．给q一初速度它可能做匀速圆周运动
10．如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，其电动势为u＝220sin 100πt(V)，交流电源电阻为r＝10 Ω，定值电阻R0＝100 Ω与原线圈并联，滑动变阻器R与副线圈串联，滑动变阻器的最大值为Rm＝30 Ω，已知变压器的原副线圈的匝数之比为2∶1，电流表和电压表均为理想交流电流表。滑动变阻器的滑动触头由最上端下向下缓慢移动到某位置时，开关S分别接a、b，电源输出功率相等，下列说法正确的是(　　)
A．开关接a时，电流表的示数为2 A
B．开关接b时，电压表的示数为110 V
C．电源的输出功率相等时，滑动变阻器的阻值可能为R＝25 Ω
D．副线圈消耗的功率最大时，滑动变阻器的阻值为R＝10 Ω
11．如图所示，物体A、B的质量均为m，二者用细绳连接后跨过定滑轮，A静止在倾角θ＝30°的斜面上，B悬挂着，且斜面上方的细绳与斜面平行。若将斜面倾角θ缓慢增大到45°，物体A仍保持静止，不计滑轮摩擦。则下列判断正确的是(　　)
A．物体A对斜面的压力可能增大
B．物体A受的静摩擦力一定减小
C．物体A受的静摩擦力可能增大
D．物体A受斜面的作用力一定减小
12．如图所示，质量为m的物体在地面上沿斜向上方向以初速度v0抛出后，能达到的最大高度为H，当它将要落到离地面高度为h的平台上时，下列判断正确的是(不计空气阻力，取地面为参考平面)(　　)
A．它的总机械能为mv02
B．它的总机械能为mgh
C．它的动能为mg(H－h)
D．它的动能为mv02－mgh
三、非选择题：本题共6小题，共60分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
13．(6分)某同学在做“验证力的平行四边形定则”实验时，将橡皮筋改为劲度系数为400 N/m的轻质弹簧AA'，将弹簧的一端A'固定在竖直墙面上。不可伸长的细线OA、OB、OC，分别固定在弹簧的A端和弹簧秤甲、乙的挂钩上，其中O为OA、OB、OC三段细线的结点，如图1所示。在实验过程中，保持弹簧AA'伸长1.00 m不变。
(1)若OA、OC间夹角为90°，弹簧乙的读数如图2所示，则弹簧秤甲的读数是______N。（如图2所示）
(2)在(1)问中若保持OA与OB的夹角不变：逐渐增大OA与OC的夹角，则弹簧秤甲的读数大小将 ，弹簧秤乙的读数大小将 。
14．(10分)某同学利用电压表和电阻箱测定特殊电池的电动势（E约为9 V，r约为50 Ω）。已知该电池最大允许电流为150 mA，该同学利用图示电路实验，电压表内阻约为2 kΩ，R为电阻箱，阻值范围0～9999 Ω，R0是定值电阻，起保护电路的作用。
(1)定值电阻R0有以下几种规格，保护电阻应选_______。（填入相应的字母）
A．2 Ω B．20 Ω C．200 Ω D．2000 Ω
(2)在实物图中，已正确地连接了部分电路，请完成余下电路的连接。
(3)该同学完成电路的连接后，闭合开关S，调节电阻箱的阻值，读取电压表的示数，其中电压表的某一次偏转如图所示，其读数为________V。
(4)改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出图示图线，则电动势E为________V，内阻r为________Ω。（保留两位有效数字）
15．(8分)一辆值勤的警车停在路边，当警员发现从他旁边以v＝8 m/s的速度匀速行驶的货车有违章行为时，决定前去追赶。经2.5 s警车发动起来，以a＝2 m/s2做匀加速运动。
(1)警车发动后要多长时间才能追上违章的货车？
(2)在警车追上货车之前，两车间的最大距离是多少？
16．(10分)如图，竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切，小滑块A和B分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点。现将A无初速度释放，A与B碰撞后结合为一个整体，并沿桌面滑动。已知A的质量mA＝1 kg，B的质量mB＝2 kg，圆弧轨道的半径R＝0.45 m，圆弧轨道光滑，A和B整体与桌面之间的动摩擦因数μ＝0.2，取重力加速度g＝10 m/s2。
(1)求碰撞前瞬间A的速率v；
(2)求碰撞后瞬间A和B整体的速率v′和碰撞过程中A、B系统损失的机械能E损；
(3)A和B整体在桌面上滑动的距离L。
17．(13分)如图甲所示，两条足够长的光滑平行金属导轨竖直放置，导轨间距L＝1 m，两导轨的上端接有电阻，阻值R＝2 Ω。虚线OO′下方是垂直于导轨平面向里的匀强磁场，磁场磁感应强度为2 T。现将质量为m＝0.1 kg、电阻不计的金属杆ab，从OO′上方某处由静止释放，金属杆在下落的过程中与导轨保持良好接触，且始终保持水平，不计导轨的电阻。已知金属杆下落0.3 m的过程中加速度a与下落距离h的关系图像如图乙所示，取g＝10 m/s2。求：
(1)金属杆刚进入磁场时速度为多大？下落了0.3 m时速度为多大？
(2)金属杆下落0.3 m的过程中，在电阻R上产生多少热量？
18．(13分)在平面坐标系第Ⅰ像限内有沿x轴负方向的匀强电场，虚线PQ为在同一平面内的竖直直线边界，在第Ⅱ、Ⅲ像限内虚线PQ与y轴之间有垂直坐标平面向里的大小为B的匀强磁场。C、D两个水平平行金属板之间的电压为U。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子（不计粒子重力）从靠近D板的S点由静止开始做加速运动，从x轴上x＝L处的A点垂直于x轴射入电场，粒子进入磁场时速度方向与y轴正方向θ＝60°，不计粒子的重力。要使粒子不从PQ边界射出，求：
(1)粒子运动到A点的速度大小v0；
(2)匀强电场的场强大小E；
(3)虚线PQ与y轴之间磁场的最小宽度d。

物 理 答 案
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．【答案】C
【解析】法拉第最早建立电场概念并用电场线描述电场，故A错误；贝克勒尔发现了天然放射现像并认识到原子核具有复杂结构，故B错误；汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，故C正确；光电现像由德国物理学家赫兹于1887年发现，爱因斯坦解释了光电效应，故D错误。
2．【答案】A
【解析】打一次喷嚏喷出的空气质量m＝ρV＝1.3×5×10－5 kg＝6.5×10－5 kg，设打一次喷嚏喷出的空气受到的作用力为F，根据动量定理得FΔt＝mv，解得F＝0.13 N，根据牛顿第三定律可得人受到的平均反冲力F′＝F＝0.13 N，故A正确。
3．【答案】C
【解析】整体做简谐运动，则对整体有：弹簧在N点的弹性势能等于整体运动到O点的动能，即Ep＝(m1＋m2)v2，而此摩擦力对A所做的功等于m1v2，因m2＝2m1，所以摩擦力对A所做的功为Ep。故选C。
4．【答案】C
【解析】由于惯性，小球和飞机水平方向具有相同速度，因此都在飞机的正下方，故小球落地前排列在同一条竖直线上，故A 错误；在空中，相邻的两个小球水平分速度相等，在竖直方向，小球做自由落体运动，由于先释放的一个小球比后一个小球多运动1 s，故竖直分速度大10 m/s，故每秒中两个小球间距增加10 m，故B错误；小球水平方向是匀速运动，设为v0，前一个小球落地，再过1 s，后一个小球落地，故间距为v0t＝v0 m，恒定，故C正确，D错误。
5．【答案】D
【解析】画出正负电子在磁场中做圆周运动的轨迹如图所示，由图可知，正电子圆弧轨迹对应的圆心角为120°，负电子圆弧轨迹对应的圆心角为60°，又正负电子在磁场中做匀速圆周运动的周期T＝相同，故正负电子在磁场中运动的时间之比为2∶1，故选D。
6．【答案】B
【解析】设开始时地球的质量为M，月球的质量为m，两星球之间的万有引力为F0，开采后地球的质量增加Δm，月球的质量相应减小Δm，它们之间的万有引力变为F，根据万有引力定律有F0＝G，，上式中因m1＞m2，后一项必大于零，由此可知F0＞F，故选B。
7．【答案】C
【解析】如果斜面光滑，根据牛顿第二定律得，整体加速度a＝gsin θ，方向沿斜面向下，对小球合力F合＝ma＝mgsin θ，则摆线必定与斜面垂直，即摆线与①重合；如果斜面粗糙能下滑则μ＜tan θ，以整体为研究对像，根据牛顿第二定律得，加速度a＝gsin θ－μgcos θ，由于μ＜tan θ，则μcos θ＜sin θ，a＞0，说明加速度方向沿斜面向下，而且a＜gsin θ，因当a＝0时摆线位于位置③，斜面光滑时摆线位移位置①，可知斜面粗糙时摆线位于①与③之间。故ABD错误，C正确。
8．【答案】D
【解析】由波动图像可知，质点L与质点N的运动方向总是相反，故A错误；由振动图像可知，t＝0.75 s时，P点振动方向向下，所以该波沿x轴负方向传播，故B错误；质点P在其平衡位置附近来回振动，并不随波迁移，故C错误；由振动图像可知，t＝1.0 s时，质点P处于平衡位置，并正在往y轴负方向运动，故D正确。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．【答案】CD
【解析】根据两等量正电荷周围部分电场线分布可知，在P、Q连线的中垂线MN上，从无穷远到O过程中电场强度先增大后减小，且方向始终指向无穷远方向，故试探电荷所受的电场力是变化的，q由A向O的加速度可能先增大后减小，也可能一直减小，故A错误；q由A向O运动的过程，电场力方向与AO方向一致，电场力做正功，电势能逐渐减小，故B错误；从A到O过程，电场力做正功，动能增大，从O到N过程中，电场力做负功，动能减小，故在O点试探电荷的动能最大，速度最大，故C正确；两电荷连线的中垂面是等势面，场强方向向外，若给q一垂直纸面方向的初速度它可能做匀速圆周运动，故D正确。
10．【答案】AC
【解析】开关接a时，电流表的示数，A正确；根据变压比可得，原线圈所在电路中，电源内阻要分压，原线圈输入电压小于220 V，则U2小于110 V，B错误；电源输出功率相等时，即R等效至原线圈时阻值等于R0或等于1 Ω，由可得R＝25 Ω或R＝0.25 Ω，C正确；副线圈消耗的功率最大，即电源输出功率最大，即，解得R＝2.5 Ω，D错误。
11．【答案】BD
【解析】物体A对斜面的压力为FN＝mgcos θ，倾角增大，压力减小，A错误；物体A受的静摩擦力分别为f1＝mg－mgsin 30°，f2＝mg－mgsin 45°，A受的静摩擦力减小，B正确，C错误；物体A始终静止，其受斜面的作用力始终等于重力与绳的拉力的合力，绳的拉力始终等于B的重力，大小不变，两个分力大小不变，夹角增大，合力减小，D正确。
12．【答案】AD
【解析】整个过程中，只有重力对小球做功，故小球的机械能守恒，且以地面为参考平面，物体刚抛出时物体的重力势能为0，它的总机械能E＝mv02＝mgh＋mv′2，B错误，A正确；小球从抛出到平台机械能守恒，有mv02＝mgh＋Ek，故Ek＝mv02－mgh，物体的总的机械能不等于mgH，则到平台的动能不等于mg(H－h)，C错误，D正确。
三、非选择题：本题共6小题，共60分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
13．(6分)
【答案】(1)5.00 (2)一直变小 先变小后变大 (每空2分)
【解析】(1)根据胡克定律可知，F＝kx＝4.00 N；根据弹簧秤的读数方法可知乙的读数为3.00 N；两弹簧秤夹角为90°，则甲的读数为5.00 N。
(2)若保持OA与OB的夹角不变，逐渐增大OA与OC的夹角，如图中实线变到虚线，由图可知弹簧秤甲的读数将一直变小，而弹簧秤乙的读数将先变小后变大。
14．(10分)
【答案】(1)B (2)见解析图 (2)6.5 (3)10 50 (每空2分)
【解析】(1)最大电流为150 mA，可得最小总电阻约为60 Ω，则最小保护电阻R0＝Rmin－r＝10 Ω，选B。
(2)如图所示。
(3)电压表用的应该是0～15 V量程，按5分度的电表的读数规则读数，应为6.5 V。
(4)由得，由图可知，解得E＝10 V；由图知，解得r＝50 Ω。
15．(8分)
【解析】(1)此时警车的位移x1＝at2 (1分)
货车的位移x1＝v(t＋2.5) (1分)
x1＝x2
联立解得：t＝10 s，t＝－2 s(舍去)。 (2分)
(2)当警车的速度与货车的速度相等时，两车的距离最大，则警车速度与货车速度相等时，有：
v＝at (1分)
解得t＝4 s
此时货车的位移x1＝v(t＋2.5)＝52 m (1分)
警车的位移为x2＝at2＝16 m (1分)
则两车间的最大距离Δx＝x1－x2＝36 m。 (1分)
16．(10分)
【解析】(1)对A，从释放→碰撞前，由动能定理得：mAgR＝mAv2－0 (1分)
解得：v＝3 m/s。 (2分)
(2)对A、B组成的系统，在碰撞过程中，由动量守恒得：
mAv＋0＝(mA＋mB)v′ (1分)
解得v′＝1 m/s
碰撞之前的机械能E＝mAv2＋0＝4.5 J (1分)
碰撞之前的机械能E′＝(mA＋mB)v′2＝1.5 J (1分)
碰撞过程中损失的机械能ΔE损＝E－E′＝3 J。 (1分)
(3)A和B整体在桌面上做匀减速直线运动，有：μ(mA＋mB)g＝(mA＋mB)a (1分)
又0－v′2＝2aL (1分)
解得：L＝0.25。 (1分)
17．(13分)
【解析】(1)刚进入磁场时，a0＝10 m/s2，方向竖直向上，由牛顿第二定律有：
BI0L－mg＝ma0 (2分)
若进入磁场时的速度为v0，有：I0＝，E0＝BLv0 (2分)
解得：v0＝1 m/s (2分)
下落0.3 m时，通过a－h图像知a＝0，表明金属杆受到的重力与安培力平衡有：
mg＝BIL，其中I＝，E＝BLv (1分)
可得下落0.3 m时杆的速度v＝0.5 m/s。 (2分)
(2)从开始到下落0.3 m的过程中，由能量守恒定律有：
mgh＝Q＋mv2 (2分)
解得：Q＝0.2875 J。 (2分)
18．(13分)
【解析】(1)设粒子运动到M点的速度大小为v0，由动能定理得：
Uq＝mv02 (2分)
可得粒子运动到A点的速度大小：。 (1分)
(2)设粒子进入磁场的速度为v，粒子在电场中竖直方向做匀速运动，水平方向做匀加速运动：
vcos θ＝v0 (2分)
根据动能定理：qEL＝mv2－mv02 (2分)
联立解得：。 (2分)
(3)带电粒子进入磁场中洛伦兹力提供向心力，设圆周运动的半径为r，则有：qvB＝m
当粒子运动的轨迹刚好与边界PQ相切时，粒子不从PQ边界射出，虚线PQ与y轴之间磁场的最小宽度：
d＝r (2分)
解得：。 (2分)

展开更多......

收起↑