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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)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(duì)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(diǎn)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(jì)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(yùn)動(dòng)中，加速度發(fā)生變化的是（

）A．平拋運(yùn)動(dòng)

B．斜拋運(yùn)動(dòng)

C．自由落體運(yùn)動(dòng)

D．勻速度圓周運(yùn)動(dòng)參考答案：D3.A、B兩物體在同一直線上運(yùn)動(dòng)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(diǎn)出發(fā)B．出發(fā)時(shí)A在B前方2m處C．兩物體運(yùn)動(dòng)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(diǎn)】勻變速直線運(yùn)動(dòng)的圖像；勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系．【分析】由圖象與坐標(biāo)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(gè)物體相遇，可判斷出兩物體出發(fā)點(diǎn)不同，出發(fā)時(shí)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(gè)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(shí)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(gè)物體相遇，可知兩物體出發(fā)點(diǎn)不同．故A錯(cuò)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(shí)A在B前方3m處．故B錯(cuò)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(gè)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(cuò)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(zhǎng)．在圓弧軌道上靜止著N個(gè)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(diǎn)A到最低點(diǎn)B依次標(biāo)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(gè)小球由靜止開始沿軌道運(yùn)動(dòng)，不計(jì)摩擦與空氣阻力，下列說法正確的是(

)A．N個(gè)小球在運(yùn)動(dòng)過程中始終不會(huì)散開

B．第N個(gè)小球在斜面上能達(dá)到的最大高度為RC．第1個(gè)小球到達(dá)最低點(diǎn)的速度＞v＞

D．第1個(gè)小球到達(dá)最低點(diǎn)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?fàn)顟B(tài)釋放后，在小桶下落豎直高度為h的過程中，若不計(jì)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(dāng)M遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于m時(shí)，才可以認(rèn)為繩拉車的力為mgC.小車獲得的動(dòng)能為mghD.小車獲得的動(dòng)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(jì)16分6.在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)較精準(zhǔn)地測(cè)量到的雙衰變事例是在1987年公布的，在進(jìn)行了7960小時(shí)的實(shí)驗(yàn)后，以68%的置信度認(rèn)出發(fā)生的36個(gè)雙衰變事例，已知靜止的發(fā)生雙衰變時(shí)，將釋放出兩個(gè)電子和兩個(gè)中微子（中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都為零），同時(shí)轉(zhuǎn)變成一個(gè)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(dòng)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(duì)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(gè)鈾核()放出一個(gè)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(yùn)動(dòng)。由天文觀測(cè)可得其運(yùn)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(yùn)動(dòng)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(gè)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(yàn)證動(dòng)能定理．為提高實(shí)驗(yàn)精度，該同學(xué)多次改變小滑塊下落高度胃的值．測(cè)出對(duì)應(yīng)的平撼水平位移x，并算出x2如下表，進(jìn)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(cè)量量滿足

，便可驗(yàn)證動(dòng)能定理．

②實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：實(shí)驗(yàn)中獲得的圖線未過坐標(biāo)原點(diǎn)，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(shí)驗(yàn)中，將彈簧水平放置測(cè)出其自然長(zhǎng)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(shí)驗(yàn)過程是在彈簧的彈性限度內(nèi)進(jìn)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(diǎn)的原因是由于

。參考答案：三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.如圖所示，是驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置．物體A和B系在輕質(zhì)細(xì)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(shí)驗(yàn)研究的對(duì)象是

（選填“A”或“B”或“AB”）．（2）實(shí)驗(yàn)中除了已知重力加速度g，還需測(cè)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(shí)間t1、t2（3）若實(shí)驗(yàn)滿足表達(dá)式

，則可驗(yàn)證機(jī)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(yàn)證機(jī)械能守恒定律，即驗(yàn)證系統(tǒng)的勢(shì)能變化與動(dòng)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(cè)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(shí)間t1、t2．（3）A下降h的同時(shí)，B上升h，它們的重力勢(shì)能的變化：△EP=（mA﹣mB）gh；A與B動(dòng)能的變化：△Ek=（mA+mB）（（）2﹣（）2）需要驗(yàn)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(diǎn)評(píng)】：此題為一驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)題．要求根據(jù)物理規(guī)律選擇需要測(cè)定的物理量，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)方法判斷系統(tǒng)重力勢(shì)能的變化量是否與動(dòng)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(cè)量木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)．在桌面上放置一塊水平長(zhǎng)木板，木板一端帶滑輪，另一端固定一打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．木塊一端拖著穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(dòng)．實(shí)驗(yàn)中測(cè)得木塊質(zhì)量M=150g，鉤碼質(zhì)量m=50g．（1）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，應(yīng)調(diào)整滑輪的高度，讓細(xì)線與木板平行；（2）實(shí)驗(yàn)中得到如圖乙所示的紙帶，紙帶上A、B、C、D、E是計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔是0.10s，所測(cè)數(shù)據(jù)在圖中已標(biāo)出，根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可求得木塊運(yùn)動(dòng)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(shí)驗(yàn)原理可導(dǎo)出計(jì)算動(dòng)摩擦因素的表達(dá)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(jì)算結(jié)果保留一位有效數(shù)字）．參考答案：【考點(diǎn)】：探究影響摩擦力的大小的因素．【專題】：實(shí)驗(yàn)題．【分析】：解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)．紙帶實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，可計(jì)算出加速度；根據(jù)牛頓第二定律，結(jié)合滑動(dòng)摩擦力公式，即可求解．：解：（1）應(yīng)調(diào)整滑輪的高度，讓細(xì)線與木板平行；（2）根據(jù)運(yùn)動(dòng)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(diǎn)評(píng)】：對(duì)于實(shí)驗(yàn)問題我們要了解實(shí)驗(yàn)的裝置和工作原理，同時(shí)掌握牛頓第二定律的應(yīng)用，并要注意單位的換算．四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.高速公路給人們帶來了方便，但是因?yàn)樵诟咚俟飞闲旭偟能囕v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(shí)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(yuǎn)的靜止目標(biāo)的距離)約為60m，設(shè)司機(jī)的反應(yīng)時(shí)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(jī)在反應(yīng)時(shí)間內(nèi)做勻速運(yùn)動(dòng)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(bào)道他以最高每小時(shí)1342km的速度，回到地球表面，成為“超音速”第一人。自由落體運(yùn)動(dòng)的時(shí)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(bào)道中有什么數(shù)據(jù)相互矛盾？以上兩個(gè)問題請(qǐng)通過計(jì)算說明；（3）當(dāng)物體從高空下落時(shí)，空氣對(duì)物體的阻力公式：f＝CDrv2S（CD=，r為空氣密度，v為運(yùn)動(dòng)速度，S為物體截面積）。因此，物體下落一段距離后將會(huì)勻速下落，這個(gè)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(qǐng)計(jì)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(shí)超過了音速340m/s；（3分）（2）t=5分35秒=335s，對(duì)應(yīng)自由下落的最大速度vm’=gt=10×335m/s=3350m/s，遠(yuǎn)大于文中報(bào)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(duì)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(qiáng)電場(chǎng)和圓形區(qū)域的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)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(diǎn)以水平速度v0射入電場(chǎng)中，然后從M點(diǎn)射入磁場(chǎng)，從N點(diǎn)射出磁場(chǎng)．已知，帶電粒子從M點(diǎn)射入磁場(chǎng)時(shí)，速度與豎直方向成30°角，弧MN是圓周長(zhǎng)的，粒子重力不計(jì)．求：（1）電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小．（2）圓形區(qū)域的半徑R．（3）帶電粒子從P點(diǎn)到N點(diǎn)，所經(jīng)歷的時(shí)間t．參考答案：考點(diǎn)：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)；帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)．專題：帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專題．分析：（1）粒子在電場(chǎng)中僅受豎直向下的電場(chǎng)力，做類平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向做初速度為零勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)結(jié)合求解．（2）粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后由洛倫茲力充當(dāng)向心力做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，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(gè)過程分別求出時(shí)間，即可得到總時(shí)間．解答：解：（1）在電場(chǎng)中，粒子經(jīng)過M點(diǎn)時(shí)的速度大小v==2