山西省太原市綜合高級(jí)中學(xué)2021年高三物理上學(xué)期期末試題含解析

山西省太原市綜合高級(jí)中學(xué)2021年高三物理上學(xué)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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.（單選）質(zhì)量相等的A、B兩物體（均可視為質(zhì)點(diǎn)）放在同一水平面上，分別受到水平恒力F1、F2的作用，同時(shí)由靜止開(kāi)始從同一位置出發(fā)沿同一直線做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．經(jīng)過(guò)時(shí)間t0和4t0速度分別達(dá)到2v0和v0時(shí)分別撤去F1和F2，以后物體繼續(xù)做勻減速運(yùn)動(dòng)直至停止．兩物體速度隨時(shí)間變化的圖象如圖所示，對(duì)于上述過(guò)程下列說(shuō)法中正確的是（）A．A、B的位移大小之比為2：1B．兩物體運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程中，合外力對(duì)A物體做的功多C．在2t0和3t0間的某一時(shí)刻B追上AD．兩物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，A一直在B的前面參考答案：解：A、圖線與時(shí)間軸所圍成的面積表示運(yùn)動(dòng)的位移，則位移之比為．故A錯(cuò)誤．B、合外力做功等于物體等能的變化量，故合外力做功相同，故B錯(cuò)誤C、在3t0末，A的位移大于B的位移，此時(shí)B未追上A．故C錯(cuò)誤D、根據(jù)面積表示位移，可知A在停止運(yùn)動(dòng)前，位移一直大于B的位移，所以A一直在B的前面．故D正確．故選：D【點(diǎn)評(píng)】：解決本題的關(guān)鍵通過(guò)圖象知道速度﹣時(shí)間圖線與時(shí)間軸所圍成的面積表示位移，合外力做功等于物體動(dòng)能的變化量2.（單選）一小物塊以某一初速度滑上水平足夠長(zhǎng)的固定木板，經(jīng)一段時(shí)間t后停止?，F(xiàn)將該木板改置成傾角為30°的斜面，讓該小物塊以相同大小的初速度沿木板上滑。則小物塊上滑到最高位置所需時(shí)間t′與t之比為（設(shè)小物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ）

參考答案：B。在水平面上有：。在斜面上有：。兩式聯(lián)立就可得到B答案。其它A、C、D錯(cuò)故選擇B答案。3.探測(cè)器繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，變軌后在周期較大的軌道上仍做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則變軌后與變軌前相比(

)A．軌道半徑變大

B．向心加速度變大C．線速度變小

D．角速度變小參考答案：ACD4.（08年全國(guó)卷Ⅱ）如圖，一固定斜面上兩個(gè)質(zhì)量相同的小物塊A和B緊挨著勻速下滑，A與B的接觸面光滑。已知A與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)是B與斜面之間動(dòng)摩擦因數(shù)的2倍，斜面傾角為α。B與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)是A．tanαB．cotαC．tanαD．cotα參考答案：答案：A解析：A、B兩物體受到斜面的支持力均為，所受滑動(dòng)摩擦力分別為：fA=μAmgcosα，fB=μBmgcosα，對(duì)整體受力分析結(jié)合平衡條件可得：2mgsinα=μAmgcosα＋μBmgcosα，且μA=2μB，解之得：μB=tanα，A項(xiàng)正確。5.（單選）如圖所示，光滑水平桌面上，一小球以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它經(jīng)過(guò)靠近桌邊的豎直木板ad邊時(shí)，木板開(kāi)始作自由落體運(yùn)動(dòng)．若木板開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)，cd邊與桌面相齊，則小球在木板上的投影軌跡是（）參考答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.某天體存在一顆繞其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，已知天體半徑為R，衛(wèi)星離天體表面的高度為h，衛(wèi)星的線速度大小為v，則衛(wèi)星的周期為，天體的質(zhì)量為（萬(wàn)有引力恒量為G）．參考答案：解：衛(wèi)星的周期T=．根據(jù)得，天體的質(zhì)量M=．故答案為：，．7.

(4分)如圖所示，一勁度系數(shù)為k=800N/m的輕彈簧兩端各焊接著兩個(gè)質(zhì)量均為m=12kg的物體A、B。開(kāi)始時(shí)物體A、B和輕彈簧豎立靜止在水平地面上，現(xiàn)要在上面物體A上加一豎直向上的力F，使物體A開(kāi)始向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)0.4s物體B剛要離開(kāi)地面，設(shè)整個(gè)過(guò)程中彈簧都處于彈性限度內(nèi)，取g=10m/s2，求：此過(guò)程中外力F所做的功為_(kāi)____J。

參考答案：答案：49.5J8.小明同學(xué)在學(xué)習(xí)了圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)后，設(shè)計(jì)了一個(gè)課題，名稱為：快速測(cè)量自行車的騎行速度。他的設(shè)想是：通過(guò)計(jì)算踏腳板轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，推算自行車的騎行速度。經(jīng)過(guò)騎行，他得到如下的數(shù)據(jù)：在時(shí)間t內(nèi)踏腳板轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)為N，那么腳踏板轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度= ;要推算自行車的騎行速度，還需要測(cè)量的物理量有

；自行車騎行速度的計(jì)算公式v=

。參考答案：；牙盤(pán)的齒輪數(shù)m、飛輪的齒輪數(shù)n、自行車后輪的半徑R(牙盤(pán)的半徑r1、飛輪的半徑r2、自行車后輪的半徑R；解析：依據(jù)角速度的定義是；要求自行車的騎行速度，還要知道自行車后輪的半徑R，牙盤(pán)的半徑r1、飛輪的半徑r2、自行車后輪的半徑R;由，又，而，以上各式聯(lián)立解得。9.某物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為μ，密度為ρ，NA為阿伏加德羅常數(shù)，則每單位體積中這種物質(zhì)所包含的分子數(shù)目是___________．若這種物質(zhì)的分子是一個(gè)挨一個(gè)排列的，則它的直徑約為_(kāi)_________。參考答案：；或

()10.（1）如圖所示，豎直墻上掛著一面時(shí)鐘，地面上的靜止的觀察者A觀測(cè)到鐘的面積為S，另一觀察者B以0.8倍光速平行y軸正方向運(yùn)動(dòng)，觀察到鐘的面積為S′則S和S′的大小關(guān)系是

▲

.（填寫(xiě)選項(xiàng)前的字母）

A．S>S′

B．S=S′C．S<S′

D．無(wú)法判斷參考答案：A11.2011年3月11日本福島核電站發(fā)生核泄漏事故，其中銫137（Cs）對(duì)核輻射的影響最大，其半衰期約為30年．①請(qǐng)寫(xiě)出銫137（Cs）發(fā)生β衰變的核反應(yīng)方程[已知53號(hào)元素是碘（I），56號(hào)元素是鋇（Ba）]②若在該反應(yīng)過(guò)程中釋放的核能為E，則該反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量虧損為（真空中的光速為c）．③泄露出的銫l37約要到公元2101年才會(huì)有87.5%的原子核發(fā)生衰變．參考答案：解：①發(fā)生β衰變的核反應(yīng)方程

②根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程知△m=③由半衰期公式知剩余的原子核沒(méi)衰變，經(jīng)歷了3個(gè)半衰期，即90年，要到公元2101年才會(huì)有87.5%的原子核發(fā)生衰變．

故答案為：，，210112.A.兩顆人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若運(yùn)行線速度之比是v1∶v2＝1∶2，則它們運(yùn)行的軌道半徑之比為_(kāi)_________，所在位置的重力加速度之比為[jf21]

__________。參考答案：4∶1，1∶16

13.（多選）一個(gè)質(zhì)量為m的物體以某一速度從固定斜面底端沖上傾角的斜面，其加速度為g，如圖此物體在斜面上上升的最大高度為h，則此過(guò)程中正確的是

A．物體動(dòng)能增加了B．物體克服重力做功mghC．物體機(jī)械能損失了mghD.物體克服摩擦力做功參考答案：BC解析：A、物體在斜面上加速度為，方向沿斜面向下，物體的合力F合=ma=，方向沿斜面向下，斜面傾角a=30°，物體從斜面底端到最大高度處位移為2h，

物體從斜面底端到最大高度處，物體合力做功W合=-F合?2h=-mgh根據(jù)動(dòng)能定理研究物體從斜面底端到最大高度處得W合=△Ek所以物體動(dòng)能減小mgh，故A錯(cuò)誤．B、根據(jù)功的定義式得：重力做功WG=-mgh，故B正確．C、重力做功量度重力勢(shì)能的變化，所以物體重力勢(shì)能增加了mgh，而物體動(dòng)能減小mgh，所以物體機(jī)械能損失了mgh，故C正確．D、除了重力之外的力做功量度機(jī)械能的變化．物體除了重力之外的力做功還有摩擦力做功，物體機(jī)械能減小了mgh，所以摩擦力做功為-mgh，故D錯(cuò)誤．故選：BC．三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.如圖所示,在真空中一束平行復(fù)色光被透明的三棱鏡ABC(截面為正三角形)折射后分解為互相分離的a、b、c三種色光,分別照射到三塊板上.則:（1）若將a、b、c三種色光分別通過(guò)某狹縫,則發(fā)生衍射現(xiàn)象最明顯的是哪種色光?（2）若OD平行于CB,三棱鏡對(duì)a色光的折射率na是多少?參考答案：（1）折射率最小的是c光,則它的波長(zhǎng)最長(zhǎng),衍射現(xiàn)象最明顯；（2）（1）由圖知，三種色光，a的偏折程度最大，c的偏折程度最小，知a的折射率最大，c的折射率最?。畡tc的頻率最小，波長(zhǎng)最長(zhǎng)衍射現(xiàn)象最明顯。（2）若OD平行于CB,則折射角，三棱鏡對(duì)a色光的折射率。15.（簡(jiǎn)答）如圖13所示,滑塊A套在光滑的堅(jiān)直桿上,滑塊A通過(guò)細(xì)繩繞過(guò)光滑滑輪連接物塊B,B又與一輕質(zhì)彈贊連接在一起，輕質(zhì)彈簧另一端固定在地面上,’開(kāi)始用手托住物塊.使繩子剛好伸直處于水平位位置但無(wú)張力?，F(xiàn)將A由靜止釋放.當(dāng)A下滑到C點(diǎn)時(shí)(C點(diǎn)圖中未標(biāo)出)A的速度剛好為零，此時(shí)B還沒(méi)有到達(dá)滑輪位置，已知彈簧的勁度系數(shù)k=100N/m,滑輪質(zhì)量和大小及摩擦可忽略不計(jì)，滑輪與桿的水平距離L=0.3m,AC距離為0.4m，mB=lkg,重力加速度g=10m/s2。試求：(1)滑'塊A的質(zhì)量mA(2)若滑塊A質(zhì)量增加一倍,其他條件不變，仍讓滑塊A從靜止滑到C點(diǎn),則滑塊A到達(dá)C點(diǎn)時(shí)A、B的速度大小分別是多少？參考答案：（1）

（2）

（3），功能關(guān)系．解析：（1）開(kāi)始繩子無(wú)張力，對(duì)B分析有kx1=mBg，解得：彈簧的壓縮量x1=0.1m（1分）當(dāng)物塊A滑到C點(diǎn)時(shí)，根據(jù)勾股定理繩伸出滑輪的長(zhǎng)度為0.5m，則B上升了0.2m,所以彈簧又伸長(zhǎng)了0.1m。（1分）由A、B及彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，又彈簧伸長(zhǎng)量與壓縮量相等則彈性勢(shì)能變化量為零所以mAgh1=mBgh2（2分）其中h1=0.4m，h2=0.2m所以mA=0.5kg（1分）（2）滑塊A質(zhì)量增加一倍，則mA=1kg，令滑塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)A、B的速度分別為v1和v2

由A、B及彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒得（2分）又有幾何關(guān)系可得AB的速度關(guān)系有vAcosθ=vB（1分）其中θ為繩與桿的夾角且cosθ=0.8解得：（1分）（1分）（1）首先由物體靜止條件求出彈簧壓縮的長(zhǎng)度，再根據(jù)幾何知識(shí)求出物體B上升的距離，從而可求出彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度，然后再根據(jù)能量守恒定律即可求解物體A的質(zhì)量；題（2）的關(guān)鍵是根據(jù)速度合成與分解規(guī)律求出物體B與A的速度關(guān)系，然后再根據(jù)能量守恒定律列式求解即可．四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，有一剛性細(xì)桿傾斜放置，與水平方向成夾角θ=37°，其上套有一底端被固定且勁度系數(shù)為k=120N/m的輕彈簧，彈簧與桿間無(wú)摩擦。一質(zhì)量為m＝1kg的小球套在此桿上，從P點(diǎn)由靜止開(kāi)始滑下，已知小球與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5，P點(diǎn)與彈簧自由端Q間的距離為L(zhǎng)＝1m。不計(jì)小球與彈簧作用時(shí)的機(jī)械能損失，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，其彈性勢(shì)能與其形變量x的關(guān)系為。求：（1）小球從開(kāi)始下滑到與彈簧自由端相碰所經(jīng)歷的時(shí)間t；（2）小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中達(dá)到的最大速度υm； （3）若使小球在P點(diǎn)以初速度υ0下滑后又恰好回到P點(diǎn)，則υ0需多大.（結(jié)果可用根式表示。sin37°=0.6，cos37°=0.8。g=10m/s2）參考答案：（1）（4分）

（2）（5分）當(dāng)小球從P點(diǎn)無(wú)初速滑下時(shí)，彈簧被壓縮至x處有最大速度vm。有：

解得：代入數(shù)據(jù)得：

解得：

（3）（6分）設(shè)小球從P點(diǎn)壓縮彈簧至最低點(diǎn)，彈簧的壓縮量為x1,由動(dòng)能定理從最低點(diǎn)經(jīng)過(guò)彈簧原長(zhǎng)Q點(diǎn)回到P點(diǎn)的速度為0，則有

分步得出結(jié)論同樣給分17.如圖所示，為一個(gè)從上向下看的俯視圖，在光滑絕緣的水平桌面上，固定放置一條光滑絕緣的擋板軌道ABCD，AB段為直線，BCD段是半徑為R的一部分圓弧（兩部分相切于B點(diǎn)），擋板處于場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)方向與圓的直徑MN平行．現(xiàn)使一帶電量為＋q、質(zhì)量為m的小球由靜止從斜擋板內(nèi)側(cè)上某點(diǎn)釋放，為使小球能沿?fù)醢鍍?nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)，最后從D點(diǎn)拋出，試求：（1）小球從釋放點(diǎn)到N點(diǎn)沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向的最小距離s；（2）在上述條件下小球經(jīng)過(guò)N點(diǎn)時(shí)對(duì)擋板的壓力大?。畢⒖即鸢福海?）（2）6qE解析（1）根據(jù)題意分析可知，小球過(guò)M點(diǎn)時(shí)對(duì)擋板恰好無(wú)壓力時(shí)，s最小，根據(jù)牛頓第二定律有：

由動(dòng)能定理得：

聯(lián)立解得：

答：小球從釋放點(diǎn)到N點(diǎn)沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向的最小距離：．

（2）小球過(guò)N點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有：有：

由動(dòng)能定理得：

聯(lián)立解得：FN=6qE

由牛頓第三定律可知，