山西省太原市綜合高級中學2021年高三物理上學期期末試題含解析

山西省太原市綜合高級中學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.（單選）質量相等的A、B兩物體（均可視為質點）放在同一水平面上，分別受到水平恒力F1、F2的作用，同時由靜止開始從同一位置出發(fā)沿同一直線做勻加速直線運動．經過時間t0和4t0速度分別達到2v0和v0時分別撤去F1和F2，以后物體繼續(xù)做勻減速運動直至停止．兩物體速度隨時間變化的圖象如圖所示，對于上述過程下列說法中正確的是（）A．A、B的位移大小之比為2：1B．兩物體運動的全過程中，合外力對A物體做的功多C．在2t0和3t0間的某一時刻B追上AD．兩物體運動過程中，A一直在B的前面參考答案：解：A、圖線與時間軸所圍成的面積表示運動的位移，則位移之比為．故A錯誤．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錯誤C、在3t0末，A的位移大于B的位移，此時B未追上A．故C錯誤D、根據(jù)面積表示位移，可知A在停止運動前，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【點評】：解決本題的關鍵通過圖象知道速度﹣時間圖線與時間軸所圍成的面積表示位移，合外力做功等于物體動能的變化量2.（單選）一小物塊以某一初速度滑上水平足夠長的固定木板，經一段時間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間t′與t之比為（設小物塊與木板之間的動摩擦因數(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錯故選擇B答案。3.探測器繞月球做勻速圓周運動，變軌后在周期較大的軌道上仍做勻速圓周運動，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年全國卷Ⅱ）如圖，一固定斜面上兩個質量相同的小物塊A和B緊挨著勻速下滑，A與B的接觸面光滑。已知A與斜面之間的動摩擦因數(shù)是B與斜面之間動摩擦因數(shù)的2倍，斜面傾角為α。B與斜面之間的動摩擦因數(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，所受滑動摩擦力分別為：fA=μAmgcosα，fB=μBmgcosα，對整體受力分析結合平衡條件可得：2mgsinα=μAmgcosα＋μBmgcosα，且μA=2μB，解之得：μB=tanα，A項正確。5.（單選）如圖所示，光滑水平桌面上，一小球以速度v向右勻速運動，當它經過靠近桌邊的豎直木板ad邊時，木板開始作自由落體運動．若木板開始運動時，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16分6.某天體存在一顆繞其做勻速圓周運動的衛(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，天體的質量為（萬有引力恒量為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質量均為m=12kg的物體A、B。開始時物體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開始向上做勻加速運動，經0.4s物體B剛要離開地面，設整個過程中彈簧都處于彈性限度內，取g=10m/s2，求：此過程中外力F所做的功為_____J。

參考答案：答案：49.5J8.小明同學在學習了圓周運動的知識后，設計了一個課題，名稱為：快速測量自行車的騎行速度。他的設想是：通過計算踏腳板轉動的角速度，推算自行車的騎行速度。經過騎行，他得到如下的數(shù)據(jù)：在時間t內踏腳板轉動的圈數(shù)為N，那么腳踏板轉動的角速度= ;要推算自行車的騎行速度，還需要測量的物理量有

；自行車騎行速度的計算公式v=

。參考答案：；牙盤的齒輪數(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.某物質的摩爾質量為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所包含的分子數(shù)目是___________．若這種物質的分子是一個挨一個排列的，則它的直徑約為__________。參考答案：；或

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

▲

.（填寫選項前的字母）

A．S>S′

B．S=S′C．S<S′

D．無法判斷參考答案：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）對核輻射的影響最大，其半衰期約為30年．①請寫出銫137（Cs）發(fā)生β衰變的核反應方程[已知53號元素是碘（I），56號元素是鋇（Ba）]②若在該反應過程中釋放的核能為E，則該反應過程中質量虧損為（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衰變的核反應方程

②根據(jù)愛因斯坦質能方程知△m=③由半衰期公式知剩余的原子核沒衰變，經歷了3個半衰期，即90年，要到公元2101年才會有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動，若運行線速度之比是v1∶v2＝1∶2，則它們運行的軌道半徑之比為__________，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）一個質量為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，則此過程中正確的是

A．物體動能增加了B．物體克服重力做功mghC．物體機械能損失了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所以物體動能減小mgh，故A錯誤．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能的變化，所以物體重力勢能增加了mgh，而物體動能減小mgh，所以物體機械能損失了mgh，故C正確．D、除了重力之外的力做功量度機械能的變化．物體除了重力之外的力做功還有摩擦力做功，物體機械能減小了mgh，所以摩擦力做功為-mgh，故D錯誤．故選：BC．三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖所示,在真空中一束平行復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,則它的波長最長,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，波長最長衍射現(xiàn)象最明顯。（2）若OD平行于CB,則折射角，三棱鏡對a色光的折射率。15.（簡答）如圖13所示,滑塊A套在光滑的堅直桿上,滑塊A通過細繩繞過光滑滑輪連接物塊B,B又與一輕質彈贊連接在一起，輕質彈簧另一端固定在地面上,’開始用手托住物塊.使繩子剛好伸直處于水平位位置但無張力?，F(xiàn)將A由靜止釋放.當A下滑到C點時(C點圖中未標出)A的速度剛好為零，此時B還沒有到達滑輪位置，已知彈簧的勁度系數(shù)k=100N/m,滑輪質量和大小及摩擦可忽略不計，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的質量mA(2)若滑塊A質量增加一倍,其他條件不變，仍讓滑塊A從靜止滑到C點,則滑塊A到達C點時A、B的速度大小分別是多少？參考答案：（1）

（2）

（3），功能關系．解析：（1）開始繩子無張力，對B分析有kx1=mBg，解得：彈簧的壓縮量x1=0.1m（1分）當物塊A滑到C點時，根據(jù)勾股定理繩伸出滑輪的長度為0.5m，則B上升了0.2m,所以彈簧又伸長了0.1m。（1分）由A、B及彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，又彈簧伸長量與壓縮量相等則彈性勢能變化量為零所以mAgh1=mBgh2（2分）其中h1=0.4m，h2=0.2m所以mA=0.5kg（1分）（2）滑塊A質量增加一倍，則mA=1kg，令滑塊到達C點時A、B的速度分別為v1和v2

由A、B及彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒得（2分）又有幾何關系可得AB的速度關系有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度，再根據(jù)幾何知識求出物體B上升的距離，從而可求出彈簧伸長的長度，然后再根據(jù)能量守恒定律即可求解物體A的質量；題（2）的關鍵是根據(jù)速度合成與分解規(guī)律求出物體B與A的速度關系，然后再根據(jù)能量守恒定律列式求解即可．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，有一剛性細桿傾斜放置，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，彈簧與桿間無摩擦。一質量為m＝1kg的小球套在此桿上，從P點由靜止開始滑下，已知小球與桿間的動摩擦因數(shù)為μ=0.5，P點與彈簧自由端Q間的距離為L＝1m。不計小球與彈簧作用時的機械能損失，彈簧始終在彈性限度內，其彈性勢能與其形變量x的關系為。求：（1）小球從開始下滑到與彈簧自由端相碰所經歷的時間t；（2）小球運動過程中達到的最大速度υm； （3）若使小球在P點以初速度υ0下滑后又恰好回到P點，則υ0需多大.（結果可用根式表示。sin37°=0.6，cos37°=0.8。g=10m/s2）參考答案：（1）（4分）

（2）（5分）當小球從P點無初速滑下時，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）設小球從P點壓縮彈簧至最低點，彈簧的壓縮量為x1,由動能定理從最低點經過彈簧原長Q點回到P點的速度為0，則有

分步得出結論同樣給分17.如圖所示，為一個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），擋板處于場強為E的勻強電場中，電場方向與圓的直徑MN平行．現(xiàn)使一帶電量為＋q、質量為m的小球由靜止從斜擋板內側上某點釋放，為使小球能沿擋板內側運動，最后從D點拋出，試求：（1）小球從釋放點到N點沿電場強度方向的最小距離s；（2）在上述條件下小球經過N點時對擋板的壓力大?。畢⒖即鸢福海?）（2）6qE解析（1）根據(jù)題意分析可知，小球過M點時對擋板恰好無壓力時，s最小，根據(jù)牛頓第二定律有：

由動能定理得：

聯(lián)立解得：

答：小球從釋放點到N點沿電場強度方向的最小距離：．

（2）小球過N點時，根據(jù)牛頓第二定律有：有：

由動能定理得：

聯(lián)立解得：FN=6qE

由牛頓第三定律可知，