山西省太原市中澗河鄉(xiāng)中學2021年高三物理上學期期末試題含解析

山西省太原市中澗河鄉(xiāng)中學2021年高三物理上學期期末試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.學習物理除了知識的學習外，還要領悟并掌握處理物理問題的思想與方法，下列關于物理學中的思想方法敘述正確的是

A．在探究加速度與力、質量的關系實驗中使用了理想化模型的思想方法

B．伽利略在研究自由落體運動時采用了控制變量的方法

C．在探究求合力方法的實驗中使用了微元法

D．伽利略在研究力與運動關系時利用了理想實驗法參考答案：D2.（單選）火星和地球繞太陽運行的軌道視為圓周．已知火星和地球繞太陽運動的周期之比，由此可求得（）A．火星和地球的質量之比B．火星和地球表面的重力加速度之比C．火星和地球繞太陽運行速度大小之比D．火星和地球受到的太陽的萬有引力之比參考答案：考點：萬有引力定律及其應用．專題：萬有引力定律的應用專題．分析：研究火星和地球繞太陽做圓周運動，根據萬有引力提供向心力，列出等式表示出軌道半徑．進一步根據周期之比計算其它量的比值．解答：解：A、我們研究火星和地球繞太陽做圓周運動，火星和地球作為環(huán)繞體，無法求得火星和地球的質量之比，故A錯誤．B、根據萬有引力提供向心力，得，由于星球的半徑之比不知道，故不可以求得火星和地球繞太陽運動的表面的重力加速度之比，故B錯誤．C、根據圓周運動知識得：v=，由于火星和地球繞太陽運動的周期之比和火星和地球到太陽的距離之比都知道，所以能求得火星和地球繞太陽運行速度大小之比，故C正確．D、由于無法知道火星和地球的質量之比，故不能計算出火星和地球所受太陽的萬有引力之比，故D錯誤．故選：C．點評：求一個物理量之比，我們應該把這個物理量先用已知的物理量表示出來，再根據表達式進行比較．向心力的公式選取要根據題目提供的已知物理量或所求解的物理量選取應用3.水平面上靜止放置一質量為M的木箱，箱頂部和底部用細線分別拴住質量均為m的小球，兩球間有一根處于拉伸狀態(tài)的輕彈簧，使兩根細線均處于拉緊狀態(tài)，如圖所示?，F(xiàn)在突然剪斷下端的細線，則從剪斷細線開始到彈簧恢復原長以前，箱對地面的壓力變化情況，下列判斷正確的是

A．剛剪斷細線瞬間，壓力突然變大，以后箱對地面壓力逐漸減小

B．剛剪斷細線瞬間，壓力突然變大，以后箱對地面壓力逐漸增大

C．剛剪斷細線瞬間，壓力突然變小，以后箱對地面壓力逐漸減小D．剛剪斷細線瞬間，壓力突然變小，以后箱對地面壓力逐漸增大

參考答案：A4.（單選）一列簡諧橫波沿x軸傳播，周期為T，t=0時的波形如圖．此時平衡位置處于x=3m處的質點正在向上運動，若a、b兩質點平衡位置的坐標分別為xa=2.5m和xb=5.5m，則（）A．當a質點處在波峰時，b質點在波谷B．當a質點速度最大時，b質點速度為0C．t=0時，a、b兩質點加速度大小相同，方向相反D．t=T時，b質點正在向y軸正方向運動參考答案：解：A、平衡處于x=3m處的質點正在向上運動；由帶動法可知，此波沿x軸負方向傳播；由于ab兩質點的距離為3m，不等于半個波長，所以當a質點處在波峰時，b質點不在波谷，故A錯誤；B、據波形圖和兩質點的距離為3m，當a在平衡位置即速度最大時，b在最大位移處，所以速度為零，故B正確；C、據圖象可知，0時刻兩質點的位移相同，據F=﹣kx得：a=﹣，所以在該時刻兩質點的加速度相同，故C錯誤；D、t=0時刻，b點振動方向向y軸正方向，當t=時，b質點正在向y軸負方向．故D錯誤．故選：B．5.用一根繩子豎直向上拉一個物塊，物塊從靜止開始運動，繩子拉力的功率按如圖所示規(guī)律變化，已知物塊的質量為m，重力加速度為g，0﹣t0時間內物塊做勻加速直線運動，t0時刻后功率保持不變，t1時刻物塊達到最大速度，則下列說法正確的是（）A．物塊始終做勻加速直線運動B．0﹣t0時間內物塊的加速度大小為C．t0時刻物塊的速度大小為D．0﹣t1時間內物塊上升的高度為參考答案：D【考點】功率、平均功率和瞬時功率；牛頓第二定律．【分析】t0時刻以后，功率保持不變，結合P=Fv分析牽引力的變化，結合牛頓第二定律得出加速度的變化．根據P=Fv，結合牛頓第二定律得出P﹣t的關系式，結合圖線的斜率求出加速度．P﹣t圖線圍成的面積表示牽引力做功的大小，根據動能定理求出0﹣t1時間內物塊上升的高度．【解答】解：A、0﹣t0時間內物塊做勻加速直線運動，t0時刻后功率保持不變，根據P=Fv知，v增大，F(xiàn)減小，物塊做加速度減小的加速運動，當加速度減小到零，物體做勻速直線運動，故A錯誤．B、根據P0=Fv=Fat，F(xiàn)=mg+ma得，P=（mg+ma）at，可知圖線的斜率k=，可知a≠，故B錯誤．C、在t1時刻速度達到最大，F(xiàn)=mg，則速度v=，可知t0時刻物塊的速度大小小于，故C錯誤．D、P﹣t圖線圍成的面積表示牽引力做功的大小，根據動能定理得，，解得h=．故D正確．故選：D．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.下表是按照密立根的方法進行實驗時得到的某金屬的UC和v的的幾組數據。(UC是遏制電壓)UC/V0.5410.6370.7140.8090.878v/l014Hz5.6445.8886.0986.3036.501請根據上表的數據在答題紙對應的坐標中作出UC-v圖象；從圖象中可知這種金屬的截止頻率為

；已知e=1.6010-19C，用給出的數據結合圖象算出普朗克常量為

。參考答案：7.（4分）兩木塊質量分別為m、M，用勁度系數為K的輕彈簧連在一起，放在水平地面上，將木塊1壓下一段距離后釋放，它就上下作簡諧振動，在振動過程中木塊2剛好始終不離開地面（即它對地面最小壓力為零）。則：（1）木塊1的最大加速度大小是

。（2）木塊2對地面的最大壓力大小是

。參考答案：

(M+m)g/m

2(M+m)g8.剎車后的汽車做勻減速運動直到停止，則它在前一半時間與后一半時間的平均速度之比為 ；它在前一半位移與后一半位移的平均速度之比為

。參考答案：3：1，：19.圖24甲所示為列簡諧橫波在t=1s時的波形圖，圖乙是這列波中x=50cm的質點A的振動圖象，那么該波的傳播速度為

。波的傳播方向沿x軸

（填“正”或“負”）方向。t=1.3S時，質點A的振動方向沿y軸

（填“正”或“負”）方向。參考答案：10.如圖所示，自耦變壓器輸入端A、B接交流穩(wěn)壓電源，其電壓有效值UAB＝100V，R0＝40W，當滑動片處于線圈中點位置時，C、D兩端電壓的有效值UCD為

V，通過電阻R0的電流有效值為

A。參考答案：答案：200，5解析：自耦變壓器的原副線圈在一起，由題可知，原線圈的匝數為副線圈匝數的一半。理想變壓器的變壓比為，所以。根據部分電路歐姆定律有。11.一定質量的理想氣體由狀態(tài)A依次變化到狀態(tài)B、C、D、A、E、C，整個變化過程如圖所示。已知在狀態(tài)A時氣體溫度為320K，則狀態(tài)B時溫度為

K，整個過程中最高溫度為

K。參考答案：

答案：80

50012.（選修3－3（含2－2）模塊）（6分）如圖所示，絕熱氣缸開口向下豎直放置，內有一定質量的氣體，缸內活塞可無摩擦的自由滑動且不漏氣，活塞質量為m0，面積為S，在其下掛一砂桶，砂桶裝滿砂子時質量為m1，此時活塞恰好靜止，此時外界氣壓為p0，則此時氣缸內氣體壓強大小為

。現(xiàn)在把砂桶底部鉆一個小洞，細砂慢慢漏出，則氣缸內氣體的壓強將

。氣缸內氣體的內能將

（填增大、減小、不變）。參考答案：答案：p0-(m0+m1)g/s增大增大（各2分）13.打點計時器用頻率50Hz交流電打出的勻變速運動的紙帶，以原始點作為計數點，則根據此紙帶的數據，紙帶的加速度大小是

m/s2和打點計時器打第3個點時的紙帶速度是

m/s（保留3位有效數字）參考答案：9.40；

1.87三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.某實驗小組利用如圖甲所示的實驗裝置來探究當合外力一定時，物體運動的加速度與其質量之間的關系。（1）由圖甲中刻度尺讀出兩個光電門中心之間的距離s=24cm，測得遮光條的寬度為d。該實驗小組在做實驗時，將滑塊從圖甲所示位置由靜止釋放，由數字計時器可以讀出遮光條通過光電門1的時間Δt1，遮光條通過光電門2的時間Δt2，則滑塊經過光電門1時的瞬時速度的表達式v1=

，滑塊經過光電門2時的瞬時速度的表達式v2=

，則滑塊的加速度的表達式a=

。（以上表達式均用字母表示）。（2）在本次實驗中，實驗小組通過改變滑塊質量總共做了6組實驗，得到如下表所示的實驗數據。m(g)a(m/s2)2502.023001.653501.424001.255001.008000.63通過計算分析上表數據后，你得出的結論是

，如果想通過圖像法進一步確認自己的結論，簡要說出你的做法

。參考答案：(1)

v1=

v2=

a=

(2)在合外力不變的情況下，物體運動的加速度跟物體的質量成反比建立a—坐標系,根據實驗數據描點作圖,如果圖線是一條通過原點的直線，就可確認加速度跟質量成反比。15.某實驗小組應用如圖甲所示裝置“探究加速度與物體受力的關系”，已知小車的質量為M，砝碼和砝碼盤的總質量為m，所使用的打點計時器所接的交流電的頻率為50Hz．實驗步驟如下：A．按圖甲所示安裝好實驗裝置，其中與定滑輪及彈簧測力計相連的細線豎直；B．調節(jié)長木板的傾角，輕推小車后，使小車能沿長木板向下勻速運動；C．掛上砝碼盤，接通電源后，再放開小車，打出一條紙帶，由紙帶求出小車的加速度；D．改變砝碼盤中砝碼的質量，重復步驟C，求得小車在不同合力作用下的加速度．根據以上實驗過程，回答以下問題：（1）對于上述實驗，下列說法正確的是

．A．小車的加速度與砝碼盤的加速度大小相等B．實驗過程中砝碼盤處于超重狀態(tài)C．與小車相連的輕繩與長木板一定要平行D．彈簧測力計的讀數應為砝碼和砝碼盤總重力的一半E．砝碼和砝碼盤的總質量應遠小于小車的質量（2）實驗中打出的一條紙帶如圖乙所示，由該紙帶可求得小車的加速度為

m/s2．（結果保留2位有效數字）（3）由實驗得到的數據作出小車的加速度a與彈簧測力計的示數F的關系圖象（圖丙），與本實驗相符合是

．參考答案：（1）C；（2）0.16；（3）A．【考點】探究加速度與物體質量、物體受力的關系．【分析】（1）根據實驗原理，可知小車的加速度與砝碼盤的加速度不等，但彈簧測力計的讀數為小車所受合外力，砝碼加速度向下，處于失重狀態(tài)，不需要砝碼和砝碼盤的總質量應遠小于小車的質量的條件；（2）在勻變速直線運動中連續(xù)相等時間內的位移差為常數，根據作差法求解加速度；（3）數據作出小車的加速度a與彈簧測力計的示數F的關系圖象，應該是過原點的一條傾斜直線．【解答】解：（1）A、由圖可知，相同時間小車的位移是砝碼盤位移的2倍，根據得，所以小車的加速度是砝碼盤的加速度大小的2倍，故A錯誤；B、實驗過程中，砝碼向下加速運動，處于失重狀態(tài)，故B錯誤；C、小車相連的輕繩與長木板一定要平行，保證拉力沿著木板方向，故C正確；D、實驗過程中，砝碼向下加速運動，處于失重狀態(tài)，故彈簧測力計的讀數小于砝碼和砝碼盤總重力的一半，故D錯誤；故選：C（2）在勻變速直線運動中連續(xù)相等時間內的位移差為常數，即△x=aT2，△x=3.68﹣3.52=3.84﹣3.68=0.16cm=，相鄰計數點時間間隔T=0.1s代入解得：（3）由題意可知，小車的合力等于彈簧測力計的示數，根據牛頓第二定律，小車的加速度a與彈簧測力計的示數F的關系應該是成正比，即為過原點的一條傾斜直線，故A符合；故答案為：（1）C；（2）0.16；（3）A．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，水平地面上放置一個質量為m的物體，在與水平方向成角、斜向右上方的拉力F的作用下沿水平地面運動。物體與地面間的動摩擦因數為，重力加速度為g。求：

(l)若物體在拉力F的作用下能始終沿水平面向右運動且不脫離地面，拉力F的大小范圍

(2)已知m=10kg，=0.5，g=10，若F的方向可以改變，求使物體以恒定加速度

a=5向右做勻加速直線運動時，拉力F的最小值參考答案：要使物體運動時不離開水平面，應有：Fsinθ≤mg（1分）要使物體能向右運動，應有：Fcosθ≥m（mg－Fsinθ）（1分）聯(lián)立①②式得：≤F≤

（2分）（2）根據牛頓第二定律得：Fcosθ－m（mg－Fsinθ）＝ma

（3分）解得：F＝

（1分）上式變形F＝，

（1分）其中a＝sin－1，

當sin（θ＋a）＝1時F有最小值解得：Fmin＝

代入相關數值解得：Fmin=40N

17.如圖所示，在A點固定一正電荷，電荷量為Q，在A點正上方離A高度為h的B點由靜止釋放某帶電的液珠，液珠開始運動瞬間的加速度大小