山西省呂梁市孝義財貿職業(yè)高級中學2021年高三物理上學期期末試卷含解析

山西省呂梁市孝義財貿職業(yè)高級中學2021年高三物理上學期期末試卷含解析一、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，豎直平面內有一半徑為1.6m、長為10cm的圓弧軌道，小球置于圓弧端點并從靜止釋放，取g=10m/s2，小球運動到最低點所需的最短時間為（）A．0.2πsB．0.4πsC．0.8πsD．πs參考答案：考點：單擺周期公式．分析：由題，由于圓弧兩端點距最低點高度差H遠小于圓弧的半徑，小球在圓弧上的運動等效成單擺運動，小環(huán)運動到最低點所需的最短時間為周期．周期為T=2π，R是圓弧的半徑．解答：解：將小球的運動等效成單擺運動，則小環(huán)運動到最低點所需的最短時間為周期，即最低時間為：t=T=×2π=×2π=0.2πs．故A正確，故選：A點評：本題的解題關鍵是將小環(huán)的運動等效成單擺運動，即可根據單擺的周期公式和機械能守恒等知識求解．2.（單選）一列簡諧橫波以10m/s的速度沿x軸正方向傳播，t=0時刻這列波的波形如圖1所示。則圖中a質點的振動圖象為參考答案：D3.如圖所示，N為鎢板，M為金屬網，它們分別與電池的兩極相連，各電池的電動勢和極性分別在圖中標出，已知金屬鎢的逸出功為4.5eV。現(xiàn)分別用不同能量的光子照射鎢板（各光子的能量已在圖中標出），那么下列圖中，光電子可能達到金屬網的是參考答案：BD4.(單選題)從水平勻速飛行的直升機上向外自由釋放一個物體，不計空氣阻力，在物體下落過程中，下列說法正確的是

（

）A．從飛機上看，物體靜止B．從飛機上看，物體做自由落體運動C．從地面上看，物體靜止D．從地面上看，物體做自由落體運動參考答案：B5.（單選）牛頓這位科學巨人對物理學的發(fā)展做出了突出貢獻。下列有關牛頓的表述中正確的是

A.牛頓用扭秤裝置測定了萬有引力常量

B．牛頓通過斜面實驗得出白由落體運動位移與時間的平方成正比

C．牛頓認為站在足夠高的山頂上無論以多大的水平速度拋出物體，物體都會落回地面

D．牛頓的“月——地檢驗”表明地面物體所受地球的引力、月球所受地球的引力，與行星所受太陽的引力服從相同規(guī)律參考答案：D二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.(4分)某實驗小組利用數(shù)字實驗系統(tǒng)探究彈簧振子的運動規(guī)律，裝置如圖所示，水平光滑導軌上的滑塊與輕彈簧組成彈簧振子，滑塊上固定有傳感器的發(fā)射器。把彈簧拉長5cm后由靜止釋放，滑塊開始振動。他們分析位移—時間圖象后發(fā)現(xiàn)，滑塊的運動是簡諧運動，滑塊從最右端運動到最左端所用時間為1s，則彈簧振子的振動頻率為

Hz；以釋放的瞬時為初始時刻、向右為正方向，則滑塊運動的表達式為x=

cm。

參考答案：0.5（1分）；5cosπt（3分）7.如圖所示，光滑圓弧軌道ABC在C點與水平面相切，所對圓心角小于5°，且，兩小球P、Q分別從軌道上的A、B兩點由靜止釋放，P、Q兩球到達C點所用的時間分別為、，速率分別為、噸，則，。(填“>”、“<”或“=”)參考答案：8.如圖所示，邊長為L的正方形區(qū)域abcd內存在著勻強電場，一個質量為m、電量為q、初速度為v0的帶電粒子從a點沿ab方向進入電場，不計重力。若粒子恰好從c點離開電場，則電場強度E＝______________；粒子離開電場時的動能為______________。參考答案：，mv029.某同學想設計一個調光電路，現(xiàn)在已有下列器材：一只標有“6V，3W”的燈泡L，一只標有“12Ω，1A”的滑動變阻器，一電源電動勢為12V，電源內阻不計，開關一只，導線若干．要想使調光電路的開關閉合后，改變滑動變阻器的滑片P的位置，可使燈泡由正常發(fā)光到逐漸變暗，直至熄滅．

（1）為了滿足實驗設計的要求還需要_________________________（填寫實驗器材），理由_____________________________________________

_______________________________________________

_______________________________________________

___________________________________________

（2）請在右邊的方框內畫出符合設計要求的電路圖．參考答案：（1）一個分壓電阻R0；

若僅用現(xiàn)有器材設計電路其電路圖如圖所示，通過計算可知，當滑動觸片P使燈泡正確發(fā)光時，滑動電阻器左邊部分電阻為R1=7.42Ω，通過部分的電流將大于1A，所以滑動變阻器將破壞，因此不能滿足燈泡正常發(fā)光的情況．

（2）電路圖如圖所示．10.如圖所示，水平輕桿CB長1m，輕桿與墻通過轉軸O連接．現(xiàn)在離B點20cm處D點掛一重50N的物體，則繩AB中的拉力為[番茄花園22]

_______N；O對C的作用力的方向沿________________（填“水平”、“斜向上”、“斜向下”）

參考答案：11.為了測量兩個質量不等的沙袋的質量，某實驗小組在實驗室找到了下列器材：輕質定滑輪(質量和摩擦可忽略)、砝碼一套、細線、米尺、秒表，由于沒有找到直接測量工具，他們決定根據已學過的物理學知識，改變實驗條件進行測量，通過選擇合適的變量得到線性關系，再根據圖線的斜率和截距求出沙袋的質量，于是他們進行了下列操作：①實驗裝置如圖，設兩邊沙袋的質量分別為m1、m2；②砝碼的總質量為△m＝0.5kg，實驗小組先從△m中取出質量為m′的砝碼放在m1沙袋中，剩余砝碼都放在m2沙袋中，發(fā)現(xiàn)m1下降m2上升；③用米尺測出沙袋運動的距離h，用秒表測出沙袋的運動時間t，則可知沙袋的加速度大小為a＝

；④改變m′，測量加速度a，得多組(m′，a)數(shù)據，作出“a—m′”圖線；⑤該小組成員得到圖線的斜率為k＝4m/kg·s2，截距為b＝2，請你算出沙袋的質量m1=_________kg，m2=________kg。（其中g取10m/s2)參考答案：

3kg

1.5kg12.某同學在做研究彈簧的形變與外力的關系實驗時，將一輕彈簧豎直懸掛讓其自然下垂，測出其自然長度；然后在其下部施加外力F，測出彈簧的總長度L，改變外力F的大小，測出幾組數(shù)據，作出外力F與彈簧總長度L的關系圖線如圖所示（實驗過程是在彈簧的彈性限度內進行的）．由圖可知該彈簧的自然長度為____cm；該彈簧的勁度系數(shù)為____N／m．參考答案：10

5013.（1）接通打點計時器電源和讓紙帶開始運動，這兩個操作間的順序關系是

（填字母序號）A、先接通電源，后讓紙帶運動B、現(xiàn)讓紙帶運動，再接通電源C、讓紙帶運動的同時接通電源D、現(xiàn)讓紙帶運動或先接通電源都可以（2）在研究某物體運動規(guī)律時，打點計時器打下如圖所示的一條紙帶，已知打點計時器使用的交流電頻率為50HZ，相鄰兩計數(shù)點間還有四個打點未畫出，由紙帶上的數(shù)據可知，打B點時物體的速度v=

，物體運動的加速度a=

（結果保留兩位有效數(shù)字）參考答案：（1）A；（2）0.16m/s，0.30m/s2．【考點】探究小車速度隨時間變化的規(guī)律．【分析】理解實驗過程應當先接通電源，在釋放紙帶．如果先釋放紙帶后接通電源，有可能會出現(xiàn)小車已經拖動紙帶運動一段距離，電源才被接通，那么紙帶上只有很小的一段能打上點，大部分紙帶沒有打上點，紙帶的利用率太低；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，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度和加速度．【解答】解：（1）如果先釋放紙帶后接通電源，有可能會出現(xiàn)小車已經拖動紙帶運動一段距離，電源才被接通，那么紙帶上只有很小的一段能打上點，大部分紙帶沒有打上點，紙帶的利用率太低；所以應當先接通電源，后讓紙帶運動，故選：A．（2）相鄰兩記數(shù)點間還有四個點未畫出，所以相鄰的計數(shù)點之間的時間間隔為0.1s打E點時物體的速度vB==≈0.16m/s采用逐差法求解加速度根據運動學公式得：△x=at2，a===0.30m/s2故答案為：（1）A；（2）0.16m/s，0.30m/s2．三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.圖所示摩托車做騰躍特技表演，沿曲面沖上高0.8m頂部水平高臺，接著以4m/s水平速度離開平臺，落至地面時，恰能無碰撞地沿圓弧切線從A點切入光滑豎直圓弧軌道,并沿軌道下滑.A、B為圓弧兩端點,其連線水平.已知圓弧半徑為2m，人和車的總質量為200kg，特技表演的全過程中，空氣阻力不計.(計算中取g=10m/s2.求:(1)從平臺飛出到A點，人和車運動的水平距離s.(2)從平臺飛出到達A點時速度大小及圓弧對應圓心角θ.(3)若已知人和車運動到圓弧軌道最低點O速度為6m/s,求此時人和車對軌道的壓力.參考答案：(1)1.6m

(2)m/s，90°

(3)5600N【詳解】(1)車做的是平拋運動，很據平拋運動的規(guī)律可得：豎直方向上：水平方向上：可得：.(2)摩托車落至A點時其豎直方向的分速度：到達A點時速度：設摩托車落地時速度方向與水平方向的夾角為，則：即，所以：(3)對摩托車受力分析可以知道，摩托車受到的指向圓心方向的合力作為圓周運動的向心力，所以有：

當時，計算得出.由牛頓第三定律可以知道人和車在最低點O時對軌道的壓力為5600

N.答：(1)從平臺飛出到A點，人和車運動的水平距離.(2)從平臺飛出到達A點時速度，圓弧對應圓心角.(3)當最低點O速度為6m/s，人和車對軌道的壓力5600

N.15.如圖所示，質量均為m=1kg的A、B兩物體通過勁度系數(shù)為k=100N/m的輕質彈簧拴接在一起，物體A處于靜止狀態(tài)。在A的正上方h高處有一質量為的小球C，由靜止釋放，當C與A發(fā)生彈性碰撞后立刻取走小球C，h至少多大，碰后物體B有可能被拉離地面？參考答案：h≥0.45m設C與A碰前C的速度為v0，C與A碰后C的速度為v1，A的速度為v2，開始時彈簧的壓縮量為H。對C機械能守恒：

C與A彈性碰撞：對C與A組成的系統(tǒng)動量守恒：

動能不變：

解得：

開始時彈簧的壓縮量為：

碰后物體B被拉離地面有彈簧伸長量為：

則A將上升2H，彈簧彈性勢能不變，機械能守恒：

聯(lián)立以上各式代入數(shù)據得：

四、計算題：本題共3小題，共計47分16.一物體做勻加速直線運動，通過一段位移所用時間為，緊接著通過下一段位移所用時間為，求物體運動的加速度大小。

參考答案：：物體通過第一段位移的中間時刻的速度為

（2分）物體通過第二段位移的中間時刻的速度為

（2分）兩段位移的中間時刻的時間差為（1分）根據運動學公式有

（2分）聯(lián)立解得

（1分）說明：沒有物理情景的敘述，隨意堆放公式而又不能得到正確結果的，表達式不給分。17.一水池水深H=3m，現(xiàn)從水面上方h=1.8m高處由靜止釋放一個硬質小球，測得小球從釋放到落至水池底部用時t=1.1s．已知小球直徑遠小于水池深度，不計空氣及水的阻力，進入水池過程中浮力變化不計，取g=10m/s2，求：（1）小球在水中運動的時間和加速度；（2）從水面上方多高處由靜止釋放小球，才能使小球從釋放到落至池底所用時間最短．參考答案：解：（1）水面上①解得s

設水中做勻變速運動的加速度為a，時間為，則s②③解得a=0，即水中做勻速直線運動（2）設釋放點距水面x，則總時間④當時，即=1.5m

答：（1）小球在水中運動的時間0.6s和加速度為0；（2）從水面上方1.5m處由靜止釋放小球，才能使小球從釋放到落至池底所用時間最短【考點】牛頓第二定律；勻變速直線運動的位移與時間的關系．【分析】（1）通過空中自由落體的時間，求出在水中運動的時間，根據落水的速度、在水中運動的時間、位移，求出在水中運動的加速度，即可分析小球在水中的運動情況．（2）列出下落總時間與水面上方高度的關系式，通過數(shù)學方法求極小值．18.（06年全國卷Ⅰ）（16分）天空有近似等高的濃云層。為了測量云層的高度，在水平地面上與觀測者的距離為d=3.0km處進行一次爆炸，觀測者聽到由空氣直接傳來的爆炸聲和由云層反射來的爆炸聲時間上相差Δt=6.0s。