山西省太原市第二十中學(xué)2021年高三物理期末試題含解析

山西省太原市第二十中學(xué)2021年高三物理期末試題含解析一、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.（單選）如圖，一小球放置在木板與豎直墻面之間．設(shè)墻面對球的壓力大小為N1，球?qū)δ景宓膲毫Υ笮镹2.以木板與墻連接點所形成的水平直線為軸，將木板從圖示位置開始緩慢地轉(zhuǎn)到水平位置．不計摩擦，在此過程中（

）A．N1始終減小，N2始終增大B．N1始終減小，N2始終減小C．N1先增大后減小，N2始終減小D．N1先增大后減小，N2先減小后增大參考答案：B2.（單選題）下列運動中，加速度發(fā)生變化的是（

）A．平拋運動

B．斜拋運動

C．自由落體運動

D．勻速度圓周運動參考答案：D3.A、B兩物體在同一直線上運動的v﹣t圖象如圖所示．已知在第3s末兩物體相遇，則下列說法正確的是（）A．兩物體從同一地點出發(fā)B．出發(fā)時A在B前方2m處C．兩物體運動過程中，A的加速度小于B的加速度D．第3s末兩物體相遇之后，兩物體可能再相遇參考答案：C【考點】勻變速直線運動的圖像；勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系．【分析】由圖象與坐標軸所圍的“面積”讀出兩物體在3s內(nèi)的位移不等，而在第3s末兩個物體相遇，可判斷出兩物體出發(fā)點不同，出發(fā)時相距的距離等于位移之差．由A的斜率大于B的斜率可知A的加速度大于B的加速度．3s末兩個物體相遇后，A的速度大于B的速度，A的加速度也大于B的加速度，兩物體不可能再相遇．【解答】解：A、由速度時間圖象的“面積”表示位移，可知，兩物體在3s內(nèi)的位移不等，而在第3s末兩個物體相遇，可知兩物體出發(fā)點不同．故A錯誤．B、A、B兩物體在3s內(nèi)的位移分別為xA=×4×3m=6m，xB=×6×3m=9m，已知在第3s末兩物體相遇，則出發(fā)時A在B前方3m處．故B錯誤．C、由A圖象的斜率小于B圖象的斜率，可知A的加速度小于B的加速度．故C正確．D、3s末兩個物體相遇后，A的速度始終小于B的速度，所以兩物體不可能再相遇．故D錯誤．故選：C4.（多選）如圖所示，在豎直平面內(nèi)半徑為R的四分之一圓弧軌道AB、水平軌道BC與斜面CD平滑連接在一起，斜面足夠長．在圓弧軌道上靜止著N個半徑為r（r<<R）的光滑剛性小球，小球恰好將圓弧軌道鋪滿，從最高點A到最低點B依次標記為1、2、3…N.現(xiàn)將圓弧軌道末端B處的阻擋物拿走，N個小球由靜止開始沿軌道運動，不計摩擦與空氣阻力，下列說法正確的是(

)A．N個小球在運動過程中始終不會散開

B．第N個小球在斜面上能達到的最大高度為RC．第1個小球到達最低點的速度＞v＞

D．第1個小球到達最低點的速度v＜參考答案：5.如圖所示，把小車放在光滑的水平桌面上，用輕繩跨過定滑輪使之與盛有沙子的小桶相連，已知小車的質(zhì)量為M，小桶與沙子的總質(zhì)量為m，把小車從靜止狀態(tài)釋放后，在小桶下落豎直高度為h的過程中，若不計滑輪及空氣的阻力，下列說法中正確的是A.繩拉車的力始終為mgB.當M遠遠大于m時，才可以認為繩拉車的力為mgC.小車獲得的動能為mghD.小車獲得的動能為Mmgh/（M+m）參考答案：BD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.在實驗室內(nèi)較精準地測量到的雙衰變事例是在1987年公布的，在進行了7960小時的實驗后，以68%的置信度認出發(fā)生的36個雙衰變事例，已知靜止的發(fā)生雙衰變時，將釋放出兩個電子和兩個中微子（中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都為零），同時轉(zhuǎn)變成一個新核X，則X核的中子數(shù)為

；若衰變過程釋放的核能是E，真空中的光速為c，則衰變過程的質(zhì)量虧損是

．參考答案：7.水平面上質(zhì)量為m的滑塊A以速度v撞質(zhì)量為m的靜止滑塊B，碰撞后A、B的速度方向相同，它們的總動量為___________；如果碰撞后滑塊B獲得的速度為v0，則碰撞后滑塊A的速度為____________。參考答案：mv，v－v0

8.一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變化到狀態(tài)C的p-V圖象如圖所示．在由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中，理想氣體的溫度

▲

（填“升高”、“降低”或“不變”）．在由狀態(tài)A變化到狀態(tài)C的過程中，理想氣體吸收的熱量

▲

它對外界做的功（填“大于”、“小于”或“等于”）參考答案：升高（2分），等于9.一個鈾核()放出一個α粒子后衰變成釷核()，其衰變方程為

；已知靜止的鈾核、釷核和α粒子的質(zhì)量分別為m1、m2和m3，真空中的光速為c，上述衰變過程中釋放出的核能為

。參考答案：（2分）

(m1-m2-m3)c2（2分）10.一行星繞某恒星做圓周運動。由天文觀測可得其運行的周期為T、線速度的大小為v，已知引力常量為G，則行星運動的軌道半徑為__________，恒星的質(zhì)量為__________。參考答案：，11.如圖所示，一截面為正三角形的棱鏡，其折射率為。今有一束單色光射到它的一個側(cè)面，經(jīng)折射后與底邊平行，則入射光線與水平方向的夾角是______。參考答案：30°12.某同學(xué)用如圖所示的裝置驗證動能定理．為提高實驗精度，該同學(xué)多次改變小滑塊下落高度胃的值．測出對應(yīng)的平撼水平位移x，并算出x2如下表，進而畫出x2一H圖線如圖所示：

①原理分析：若滑塊在下滑過程中所受阻力很?。畡t只要測量量滿足

，便可驗證動能定理．

②實驗結(jié)果分析：實驗中獲得的圖線未過坐標原點，而交在了大約(0.2h，0)處，原因是

。參考答案：①x2與H成正比

②滑塊需要克服阻力做功13.在研究彈簧的形變與外力的關(guān)系的實驗中，將彈簧水平放置測出其自然長度，然后豎直懸掛讓其自然下垂，在其下端豎直向下施加外力F，實驗過程是在彈簧的彈性限度內(nèi)進行的.用記錄的外力F與彈簧的形變量作出的F－圖線如下圖1所示，由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為

。圖線不過原點的原因是由于

。參考答案：三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖所示，是驗證機械能守恒定律的實驗裝置．物體A和B系在輕質(zhì)細繩兩端跨過光滑定滑輪，讓A、B由靜止釋放．已知重力加速度為g．（1）實驗研究的對象是

（選填“A”或“B”或“AB”）．（2）實驗中除了已知重力加速度g，還需測量的物理量是

．A．物體A和B的質(zhì)量

B．遮光片的寬度dC．光電門1、2間的距離h

D．遮光片通過光電門1、2的時間t1、t2（3）若實驗滿足表達式

，則可驗證機械能守恒

．參考答案：（1）AB；

（2）ABCD；（3）（mA﹣mB）gh=（mA+mB）（（）2﹣（）2），定律．：解：（1、2）通過連接在一起的A、B兩物體驗證機械能守恒定律，即驗證系統(tǒng)的勢能變化與動能變化是否相等，A、B連接在一起，A下降的距離一定等于B上升的距離；A、B的速度大小總是相等的．不需要測量A、B兩物塊的質(zhì)量mA和mB，但需要知道兩光電門之間的距離h，遮光片的寬度d，及遮光片通過光電門1、2的時間t1、t2．（3）A下降h的同時，B上升h，它們的重力勢能的變化：△EP=（mA﹣mB）gh；A與B動能的變化：△Ek=（mA+mB）（（）2﹣（）2）需要驗證的是：（mA﹣mB）gh=（mA+mB）（（）2﹣（）2）故答案為：（1）AB；

（2）ABCD；（3）（mA﹣mB）gh=（mA+mB）（（）2﹣（）2），定律．【點評】：此題為一驗證性實驗題．要求根據(jù)物理規(guī)律選擇需要測定的物理量，運用實驗方法判斷系統(tǒng)重力勢能的變化量是否與動能的變化量相同是解題的關(guān)鍵．15.一學(xué)生用如圖甲所示的裝置測量木塊與木板間的動摩擦因數(shù)．在桌面上放置一塊水平長木板，木板一端帶滑輪，另一端固定一打點計時器．木塊一端拖著穿過打點計時器的紙帶，另一端連接跨過定滑輪的繩子，在繩子上懸掛一定質(zhì)量的鉤碼后可使木塊在木板上勻加速滑動．實驗中測得木塊質(zhì)量M=150g，鉤碼質(zhì)量m=50g．（1）實驗開始時，應(yīng)調(diào)整滑輪的高度，讓細線與木板平行；（2）實驗中得到如圖乙所示的紙帶，紙帶上A、B、C、D、E是計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點之間的時間間隔是0.10s，所測數(shù)據(jù)在圖中已標出，根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可求得木塊運動的加速度a=0.25m/s2（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）：（3）根據(jù)實驗原理可導(dǎo)出計算動摩擦因素的表達式μ=（用M、m、g、a表示）；取g=10m/s2，代入相關(guān)數(shù)據(jù)可求得μ=0.3（計算結(jié)果保留一位有效數(shù)字）．參考答案：【考點】：探究影響摩擦力的大小的因素．【專題】：實驗題．【分析】：解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項．紙帶實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出加速度；根據(jù)牛頓第二定律，結(jié)合滑動摩擦力公式，即可求解．：解：（1）應(yīng)調(diào)整滑輪的高度，讓細線與木板平行；（2）根據(jù)運動學(xué)公式得：△x=at2，a===0.25m/s2．（3）根據(jù)牛頓第二定律，則有：mg﹣μMg=（M+m）a；解得：μ=；代入數(shù)據(jù)，則有：μ==0.3；故答案為：（1）平行，（2）0.25，（3）=；0.3．【點評】：對于實驗問題我們要了解實驗的裝置和工作原理，同時掌握牛頓第二定律的應(yīng)用，并要注意單位的換算．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.高速公路給人們帶來了方便，但是因為在高速公路上行駛的車輛速度大，霧天往往出現(xiàn)十幾輛車追尾持續(xù)相撞的事故.某輛轎車在某高速公路上的正常行駛速度大小v0為120km/h，剎車時轎車產(chǎn)生的最大加速度a為10m/s2，如果某天有霧，能見度d(觀察者能看見的最遠的靜止目標的距離)約為60m，設(shè)司機的反應(yīng)時間Δt為0.5s，為了安全行駛，轎車行駛的最大速度為多少？參考答案：設(shè)轎車行駛的最大速度為v，司機在反應(yīng)時間內(nèi)做勻速運動的位移為x1，在剎車勻減速階段的位移為x2，則x1=vΔt

①

(2分)ks5u2ax2=v2

②

(2分)ks5ud=x1+x2

③

(2分)ks5u聯(lián)立①②③式得v=30m/s

(2分)ks5u即轎車行駛的最大速度為30m/s17.2012年10月14日，奧地利人Baumgartner從太空邊緣（離地39km）起跳，據(jù)報道他以最高每小時1342km的速度，回到地球表面，成為“超音速”第一人。自由落體運動的時間約為5分35秒。已知空氣中音速約為340m/s，空氣密度r=1.29kg/m3，重力加速度g=10m/s2。（1）他降落過程中的速度是否超過了音速？（2）這篇報道中有什么數(shù)據(jù)相互矛盾？以上兩個問題請通過計算說明；（3）當物體從高空下落時，空氣對物體的阻力公式：f＝CDrv2S（CD=，r為空氣密度，v為運動速度，S為物體截面積）。因此，物體下落一段距離后將會勻速下落，這個速度被稱為收尾速度。設(shè)Baumgartner加裝備的總質(zhì)量為100kg，腰圍100cm。請計算他的收尾速度大小。參考答案：（1）vm=1342km/h=m/s=372.78m/s＞340m/s，所以Baumgartner確實超過了音速340m/s；（3分）（2）t=5分35秒=335s，對應(yīng)自由下落的最大速度vm’=gt=10×335m/s=3350m/s，遠大于文中報道的372.78m/s的最大速度，所以他的下落不是真正的自由落體，，受到了空氣阻力的作用；

（3分）（3）腰圍100cm對應(yīng)的人體半徑r=m，

（1分）人體截面積S=m2=m2=7.96×10－2m2，

（1分）勻速下落：f=mgf＝CDrv2S=mg

（2分）m/s=65.78m/s。

18.某空間存在一豎直向下的勻強電場和圓形區(qū)域的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B，方向垂直紙面向里，如圖所示．一質(zhì)量為m，帶電量為+q的粒子，從P點以水平速度v0射入電場中，然后從M點射入磁場，從N點射出磁場．已知，帶電粒子從M點射入磁場時，速度與豎直方向成30°角，弧MN是圓周長的，粒子重力不計．求：（1）電場強度E的大?。?）圓形區(qū)域的半徑R．（3）帶電粒子從P點到N點，所經(jīng)歷的時間t．參考答案：考點：帶電粒子在勻強磁場中的運動；帶電粒子在勻強電場中的運動．專題：帶電粒子在復(fù)合場中的運動專題．分析：（1）粒子在電場中僅受豎直向下的電場力，做類平拋運動，水平方向做勻速直線運動，豎直方向做初速度為零勻加速直線運動，根據(jù)牛頓第二定律和運動學(xué)結(jié)合求解．（2）粒子進入磁場后由洛倫茲力充當向心力做勻速圓周運動，由牛頓第二定律求出軌跡半徑，由幾何關(guān)系求解R．（3）分兩個過程分別求出時間，即可得到總時間．解答：解：（1）在電場中，粒子經(jīng)過M點時的速度大小v==2