山西省運(yùn)城市北城分校2021年高三物理期末試題含解析

山西省運(yùn)城市北城分校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(xiàng)符合題意1.（單選）一物體作勻速圓周運(yùn)動，在其運(yùn)動過程中，不發(fā)生變化的物理量是（）

A．線速度B．角速度C．向心加速度D．合外力參考答案：考點(diǎn)：線速度、角速度和周期、轉(zhuǎn)速．專題：勻速圓周運(yùn)動專題．分析：勻速圓周運(yùn)動的過程中，線速度的方向時刻改變，向心加速度、合外力的方向始終指向圓心，方向也是時刻改變．解答：解：A、在勻速圓周運(yùn)動的過程中，線速度的大小不變，方向時刻改變．故A錯誤．

B、在勻速圓周運(yùn)動的過程中，角速度的大小和方向都不變．故B正確．

C、根據(jù)a=知，在勻速圓周運(yùn)動的過程中，向心加速度的大小不變，方向始終指向圓心．故C錯誤．

D、根據(jù)知，在勻速圓周運(yùn)動的過程中，合外力的大小不變，方向始終指向圓心．故D錯誤．故選B．2.（單選）同學(xué)甲拿住豎直木尺的頂端，同學(xué)乙在木尺下端做好握住木尺的準(zhǔn)備，當(dāng)同學(xué)乙看到木尺由靜止下落，立即握住木尺．測得木尺下降了大約10cm，則同學(xué)乙此次抓握的反應(yīng)時間最接近（） A．0.2s B． 0.15s C． 0.1s D． 0.05s參考答案：解答： 解：在人的反應(yīng)時間中，直尺下降的距離h=45cm．根據(jù)h=gt2t==≈0.15s選項(xiàng)ACD錯誤，B正確．故選：B．點(diǎn)評： 解決本題的關(guān)鍵知道自由落體運(yùn)動的時間就是人的反應(yīng)時間．以及掌握自由落體運(yùn)動位移時間公式h=gt2．3.(單選)如圖所示，長為L的直棒一端可繞固定軸O轉(zhuǎn)動，另一端擱在升降平臺上，平臺以速度v勻速上升，當(dāng)棒與豎直方向的夾角為α?xí)r，棒的角速度為()參考答案：B4.（多選題）發(fā)射地球同步衛(wèi)星時,先將衛(wèi)星發(fā)射到近地圓軌道1,然后經(jīng)變軌使其沿橢圓軌道2運(yùn)行,最后再次變軌,將衛(wèi)星送入同步圓軌道3。軌道1與2相切于Q點(diǎn),軌道2與3相切于P點(diǎn),如圖所示,則當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運(yùn)行時,以下說法正確的是A、衛(wèi)星在軌道3上的速率大于它在軌道1上的速率B、衛(wèi)星在軌道3上的角速度小于它在軌道1上的角速度C、衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點(diǎn)時的速率小于它在軌道2上經(jīng)過Q點(diǎn)時的速率D、衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)時的速率小于它在軌道3上經(jīng)過P點(diǎn)時的速率參考答案：BCD5.將一只皮球豎直向上拋出,皮球運(yùn)動時受到空氣阻力的大小與速度的大小成正比.下列描繪皮球在上升過程中加速度大小a與時間t關(guān)系的圖象,可能正確的是參考答案：C二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖1所示，寒假前，某同學(xué)利用DIS系統(tǒng)對封閉在注射器內(nèi)的一定質(zhì)量的氣體作了兩次等溫過程的研究．第一次是在室溫下通過推、拉活塞改變氣體體積，并記錄體積和相應(yīng)的壓強(qiáng)；第二次在較高溫度環(huán)境下重復(fù)這一過程．（1）結(jié)束操作后，該同學(xué)繪制了這兩個等溫過程的p﹣1/V關(guān)系圖線，如圖．則反映氣體在第二次實(shí)驗(yàn)中的p﹣1/V關(guān)系圖線的是1（選填“1”或“2”）；（2）該同學(xué)是通過開啟室內(nèi)暖風(fēng)空調(diào)實(shí)現(xiàn)環(huán)境溫度升高的．在這一過程中，注射器水平地放置在桌面上，活塞可以自由伸縮，管內(nèi)的氣體經(jīng)歷了一個等壓（選填“等壓”“等溫”或“等容”）的變化過程．參考答案：考點(diǎn)：理想氣體的狀態(tài)方程；熱力學(xué)第一定律．專題：理想氣體狀態(tài)方程專題．分析：（1）由圖看出p﹣圖象是過原點(diǎn)的傾斜直線，斜率一定，根據(jù)數(shù)學(xué)知識研究出斜率等于pV，即可根據(jù)氣態(tài)方程分析．（2）注射器水平地放置在桌面上，以活塞為研究對象，受力分析，根據(jù)平衡條件列方程，進(jìn)而分析作何種變化．解答：解：（1）由圖2看出p﹣圖象是過原點(diǎn)的傾斜直線，其斜率等于pV，斜率不變，則pV不變，根據(jù)氣態(tài)方程=c，可知?dú)怏w的溫度不變，均作等溫變化．由氣態(tài)方程得知T與pV正比，即T與圖線的斜率成正比，所以可知反映氣體在第二次實(shí)驗(yàn)中的p﹣關(guān)系圖線的是1．（2）注射器水平地放置在桌面上，設(shè)注射器內(nèi)的壓強(qiáng)為P，大氣壓強(qiáng)為P0，活塞橫截面積為S，活塞移動過程中速度緩慢，認(rèn)為活塞處于平衡狀態(tài)，則：PS=P0S即P=P0可知，管內(nèi)的氣體壓強(qiáng)等于大氣壓，保持不變，所以管內(nèi)氣體經(jīng)歷了一個等壓變化．故答案為：（1）1；（2）等壓．點(diǎn)評：對于氣體的圖象，往往要研究其斜率、面積等方面的數(shù)學(xué)意義，來分析其物理意義．確定封閉氣體壓強(qiáng)時通常是以封閉氣體的活塞為研究對象受力分析通過平衡條件列方程來確定．7.人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動時處于完全失重狀態(tài)，物體對支持面沒有壓力，所以在這種環(huán)境中已無法用天平稱量物體的質(zhì)量。針對這種環(huán)境，某興趣小組通過查資料獲知，：彈簧振子做簡諧運(yùn)動的周期為（其中m時振子的質(zhì)量，k時彈簧的勁度系數(shù)）。他們設(shè)計了一種裝置來間接測量物體的質(zhì)量，如圖所示，A是帶夾子的金屬塊，金屬塊和夾子的總質(zhì)量為m0，B是待測質(zhì)量的物體（可以被A上的夾子固定），彈簧的勁度系數(shù)k未知，當(dāng)他們有一塊秒表。

（1）請你簡要地寫出測量待測物體質(zhì)量的方法，測量的物理量用字母表示①______________________________；

②______________________________。（2）用所測物理量和已知物理量求待測物體質(zhì)量的計算式為m＝____參考答案：(1)

①不放B時用秒表測出彈簧振子完成30次全振動的時間t1②將B固定在A上，用秒表測出彈簧振子完成30次全振動的時間t2（此兩步共4分，明確寫出只測一次全振動時間的最多給2分）(2)

（2分）8.（多選）（2014秋?滕州市校級期中）下列說法正確的是（）A． 伽利略的理想實(shí)驗(yàn)說明了力不是維持物體運(yùn)動的原因B． 人站在電梯中，人對電梯的壓力與電梯對人的支持力不一定大小相等C． 兩個不同方向的勻變速直線運(yùn)動，它們的合運(yùn)動不一定是勻變速直線運(yùn)動D． 由F=ma可知：當(dāng)F=0時a=0，即物體靜止或勻速直線運(yùn)動．所以牛頓第一定律是牛頓第二定律的特例參考答案：AC解：A、伽利略的理想實(shí)驗(yàn)說明物體不受力，物體照樣運(yùn)動，即力不是維持物體運(yùn)動的原因．故A正確．B、人對電梯的壓力和電梯對人的支持力是一對作用力和反作用力，大小相等．故B錯誤．C、兩個不同方向的勻變速直線運(yùn)動合成，若合速度的方向與合加速度的方向不在同一條直線上，物體做曲線運(yùn)動．故C正確．D、第二定律針對的是有合外力作用時的狀態(tài)，第一定律是針對沒有外力的狀態(tài)，第一定律不是第二定律的特例．故D錯誤．故選AC．9.如圖所示，兩端封閉的均勻玻璃管豎直放置，管中間有一段水銀柱將管中氣體分成體積相等的兩部分，管內(nèi)氣體的溫度始終與環(huán)境溫度相同。一段時間后，發(fā)現(xiàn)下面氣體的體積比原來大了，則可以判斷環(huán)境溫度

了（填“升高”或“降低”），下面氣體壓強(qiáng)的變化量

上面氣體壓強(qiáng)的變化量（填“大于”、“等于”或“小于”）。

參考答案：升高

；等于10.一物塊置于光滑的水平面上，受方向相反的水平力F1，F(xiàn)2作用從靜止開始運(yùn)動，兩力隨位移x變化的規(guī)律如圖，則位移x=

m時物塊的動能最大，最大動能為

J．參考答案：11.（2）一束細(xì)光束由真空沿著徑向射入一塊半圓柱形透明體，如圖（a）所示，對其射出后的折射光線的強(qiáng)度進(jìn)行記錄，發(fā)現(xiàn)折射O

光線的強(qiáng)度隨著θ的變化而變化，如圖（b）的圖線所示.此透明體的臨界角為

▲，折射率為

▲

.參考答案：60°（2分），12.用如圖所示的裝置，探究功與物體速度變化的關(guān)系．實(shí)驗(yàn)時，先適當(dāng)墊高木板，然后由靜止釋放小車，小車在橡皮條彈力的作用下被彈出，沿木板滑行。小車滑行過程中帶動通過打點(diǎn)計器的紙帶，記錄運(yùn)動情況．觀察發(fā)現(xiàn)紙帶前面部分點(diǎn)跡疏密不勻，后面部分點(diǎn)跡比較均勻，回答下列問題：（1）適當(dāng)墊高木板是為了

；（2）通過紙帶求小車速度時，應(yīng)使用紙帶的

（填“全部”、“前面部分”或“后面部分”）；（3）若實(shí)驗(yàn)作了n次，所用橡皮條分別為1根、2根……n根，通過紙帶求出小車的速度分別為v1、v2……vn，用W表示橡皮條對小車所做的功，作出的W—v2圖線是一條過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，這說明W與v2的關(guān)系是

。參考答案：(1)平衡摩擦力(2)后面部分

(3)W與v2成正比（1）用1條、2條、3條…同樣的橡皮筋將小車?yán)酵晃恢冕尫牛鹌そ罾π≤囁龅墓σ来螢閣、2w、3w…探究橡皮筋拉力對小車所做的功W與小車速度v的定量關(guān)系．將木板放有打點(diǎn)計時器的一端墊高，小車不連橡皮筋，尾部固定一紙帶，輕推小車使小車沿木板向下運(yùn)動，如果紙帶上打出的點(diǎn)間距是均勻的，說明紙帶的運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動，小車重力沿斜面方向的分力剛好平衡了小車所受的摩擦力．

（2）橡皮筋拉力對小車所做的功全部完成后，打出來的點(diǎn)才能反映物體的速度．所以應(yīng)使用紙帶的后面部分．

（3）W-v2圖線是一條過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，根據(jù)數(shù)學(xué)知識可確定W與速度v的平方成正比．13.圖1為驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。圖中打點(diǎn)計時器的電源為50Hz的交流電源，打點(diǎn)的時間間隔用Δt表示。在小車質(zhì)量未知的情況下，某同學(xué)設(shè)計了一種方法用來研究“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質(zhì)量間的關(guān)系”。（1）完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空：①平衡小車所受的阻力：小吊盤中不放物塊，調(diào)整木板右端的高度，用手輕撥小車，直到打點(diǎn)計時器打出一系列________的點(diǎn)。②按住小車，在小吊盤中放入適當(dāng)質(zhì)量的物塊，在小車中放入砝碼。③打開打點(diǎn)計時器電源，釋放小車，獲得帶有點(diǎn)列的紙帶，在紙帶上標(biāo)出小車中砝碼的質(zhì)量m。④按住小車，改變小車中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟③。⑤在每條紙帶上清晰的部分，每5個間隔標(biāo)注一個計數(shù)點(diǎn)。測量相鄰計數(shù)點(diǎn)的間距s1，s2，…。求出與不同m相對應(yīng)的加速度a。⑥以砝碼的質(zhì)量m為橫坐標(biāo)為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上做出關(guān)系圖線。若加速度與小車和砝碼的總質(zhì)量成反比，則與m處應(yīng)成_________關(guān)系（填“線性”或“非線性”）。（2）完成下列填空：①本實(shí)驗(yàn)中，為了保證在改變小車中砝碼的質(zhì)量時，小車所受的拉力近似不變，小吊盤和盤中物塊的質(zhì)量之和應(yīng)滿足的條件是_______________________。②設(shè)紙帶上三個相鄰計數(shù)點(diǎn)的間距為s1、s2、s3。a可用s1、s3和Δt表示為a=__________。圖2為用米尺測量某一紙帶上的s1、s3的情況，由圖可讀出s1=__________mm，s3=__________。由此求得加速度的大小a=__________m/s2。③圖3為所得實(shí)驗(yàn)圖線的示意圖。設(shè)圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，若牛頓定律成立，則小車受到的拉力為___________，小車的質(zhì)量為___________。參考答案：三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（8分）一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C，其中AB過程為等壓變化，BC過程為等容變化。已知VA=0.3m3，TA=TB=300K、TB=400K。（1）求氣體在狀態(tài)B時的體積。（2）說明BC過程壓強(qiáng)變化的微觀原因（3）沒AB過程氣體吸收熱量為Q，BC過氣體

放出熱量為Q2，比較Q1、Q2的大小說明原因。參考答案：解析：（1）設(shè)氣體在B狀態(tài)時的體積為VB，由蓋--呂薩克定律得，，代入數(shù)據(jù)得。(2)微觀原因：氣體體積不變，分子密集程度不變，溫度變小，氣體分子平均動能減小，導(dǎo)致氣體壓強(qiáng)減小。(3)大于；因?yàn)門A=TB，故AB增加的內(nèi)能與BC減小的內(nèi)能相同，而AB過程氣體對外做正功，BC過程氣體不做功，由熱力學(xué)第一定律可知大于?？键c(diǎn)：壓強(qiáng)的微觀意義、理想氣體狀態(tài)方程、熱力學(xué)第一定律15.（8分）為確定愛因斯坦的質(zhì)能方程的正確性，設(shè)計了如下實(shí)驗(yàn)：用動能為MeV的質(zhì)子轟擊靜止的鋰核Li，生成兩個粒子，測得兩個粒子的動能之和為MeV。寫出該反應(yīng)方程，并通過計算說明正確。（已知質(zhì)子、粒子、鋰核的質(zhì)量分別取、、）參考答案：核反應(yīng)方程為核反應(yīng)的質(zhì)量虧損，由質(zhì)能方程可得，質(zhì)量虧損相當(dāng)?shù)哪芰縈eV而系統(tǒng)增加的能量MeV，這些能量來自核反應(yīng)中，在誤差允許的范圍內(nèi)可認(rèn)為相等，所以正確。四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（10分）總質(zhì)量為80kg的跳傘運(yùn)動員從離地500m的直升機(jī)上跳下，經(jīng)過2s后拉開繩索開啟降落傘，如圖所示是跳傘過程中的v－t圖像，試根據(jù)圖像求：（g取10m/s2）（1）t＝1s時運(yùn)動員的加速度和所受阻力的大??；（2）估算前14s內(nèi)運(yùn)動員下落的高度及克服阻力做的功。參考答案：（1）a＝＝8m/s2

（2分）

mg－f＝ma

（2分）

f＝mg－ma＝160N

（2分）

（2）大約是39.5格，所以h＝39.5′4＝158m

（1582m）

（2分）

Wf＝mgh－mv2＝1.25′105J

（1.23×105J～1.27×105J）

（2分）17.（14分）如圖所示，桌面上有許多大小不同的塑料球，它們的密度均為，有水平向左恒定的風(fēng)作用在球上，使它們做勻加速運(yùn)動（摩擦不計）。已知風(fēng)對球的作用力與球的最大橫截面積成正比，即F=kS，k為一常量。

（1）對塑料球來說，空間存在一個風(fēng)力場，請定義風(fēng)力場強(qiáng)度并寫出其表達(dá)式

（2）在該風(fēng)力場中風(fēng)力對球做功與路徑無關(guān)，因此可引入風(fēng)力勢能和風(fēng)力勢的概念。若以柵欄P為風(fēng)力勢能參考平面，寫出風(fēng)力勢能EP和風(fēng)力勢U的表達(dá)式

（3）寫出風(fēng)力場中機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式（小球半徑用r