山西省陽泉市馬山中學(xué)2021年高三物理下學(xué)期期末試卷含解析

山西省陽泉市馬山中學(xué)2021年高三物理下學(xué)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.（多選題）如圖所示，定值電阻R0=r（r為電源內(nèi)阻），滑動變阻器的最大阻值為R（R＞2r），閉合開關(guān)S，在滑動變阻器的滑片P由左端a向右端b滑動的過程中，以下說法中正確的是（）A．電容器的帶電荷量變大B．R0消耗的功率變大C．滑動變阻器消耗的功率先變大后變小D．電源的輸出功率變小參考答案：BC【分析】當(dāng)滑動變阻器滑片P由a端向b端滑動時，電路中總電阻會發(fā)生變化，抓住電動勢和內(nèi)電阻不變，去分析電路中電流和路端電壓如何變化．關(guān)于電阻R0上的功率變化，因為R0是定值電阻，只要分析電流如何變化就可得知．分析滑動變阻器上功率的變化，可將R0等效到內(nèi)電阻中去，根據(jù)結(jié)論，當(dāng)外電阻等于內(nèi)電阻時，輸出功率最大去進行分析．【解答】解：A、滑片P由a端向b端滑動的過程中，R阻值減小，回路總電阻減小，電流增大，路端電壓減小，電容器帶電荷量將減小，故A錯誤；B、由可知定值電阻消耗的功率變大，故B正確；C、將等效成電源內(nèi)阻的一部分，當(dāng)時，滑動變阻器消耗的功率最大，可以判斷滑動變阻器消耗的功率先變大后變小，故C正確；D、根據(jù)電源輸出功率與外電阻的關(guān)系，當(dāng)時，隨的減小而增大，故D錯誤；故選：BC2.在繞地球做勻速圓周運動的空間站里，有一宇航員手里拿著一個小球，均相對空間站靜止。下列說法正確的是

A．宇航員的速度介于7．9km/s與11．2km/s之間B．宇航員所受地球引力與他在地球表面上所受重力大小相等C．若宇航員相對于空間站無初速度釋放小球，小球?qū)⑾鄬臻g站靜止不動D．若空間站繞地球做橢圓運動，則小球時而超重，時而失重參考答案：C3.（單選）如圖所示，在粗糙的水平面上，質(zhì)量分別為和的物塊、用輕彈簧相連，兩物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)相同。當(dāng)用水平力作用于上，且兩物塊以相同加速度向左加速運動時，彈簧的伸長量為；當(dāng)用同樣大小，方向相反的力作用于上，且兩物塊以相同加速度向右加速運動時，彈簧的伸長量為（

）A．

B．

C．

D．動摩擦因數(shù)未知，無法求出參考答案：【知識點】牛頓第二定律；胡克定律．B1C2【答案解析】A

解析：當(dāng)用水平力F作用于A上，且兩物塊以相同加速度向左加速運動時，整體的加速度a=隔離對B分析，根據(jù)牛頓第二定律有：F彈-μ?2mg=2ma，解得F彈＝當(dāng)用同樣大小，方向相反的力作用于B上，整體的加速度a′=隔離對A分析，根據(jù)牛頓第二定律有：F彈′-μmg=ma′，解得F彈＝.根據(jù)胡克定律得，＝kx，＝kx′，解得x′＝x．故A正確，B、C、D錯誤．故選：A．【思路點撥】對整體分析，根據(jù)牛頓第二定律求出整體的加速度，再隔離分析求出彈簧的彈力，結(jié)合胡克定律得出彈簧的伸長量．本題考查了牛頓第二定律和胡克定律的綜合運用，關(guān)鍵能夠正確地受力分析，運用整體法和隔離法進行求解．4.如圖所示，足夠長的水平傳送帶以速度v沿順時針方向運動，傳送帶的右端與光滑曲面的底部平滑連接，曲面上的A點距離底部的高度h=0.45m．一小物體從A點靜止滑下，再滑上傳送帶，經(jīng)過一段時間又返回曲面．g取10m/s2，則下列說法正確的是（）A．若v=1m/s，則小物塊能回到A點B．若v=2m/s，則小物塊能回到A點C．若v=5m/s，則小物塊能回到A點D．無論v等于多少，小物塊都不能回到A點參考答案：C【考點】牛頓第二定律；勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系．【分析】根據(jù)機械能守恒定律求出物體滑到光滑曲面底端時的速度，根據(jù)這個速度與傳送帶的大小關(guān)系判斷物塊能否回到A點．【解答】解：設(shè)物塊滑到曲面底端時速度大小為vB，根據(jù)機械能守恒定律得：mgh=得：=A、B若v=1m/s或2m/s，物塊由于受到滑動摩擦力作用，在傳送帶先向左做勻減速運動，接著向右先做勻加速運動，速度與傳送帶相同后做勻速運動，物塊在回到傳送帶右端時速度大小為傳送帶相同，由機械能守恒得知，只有當(dāng)傳送帶的速度大于等于3m/s時，所以若v=1m/s或2m/s，物塊不能回到A點．故AB錯誤．C、根據(jù)運動的對稱性可知，物塊在回到傳送帶右端時速度大小為為3m/s，由機械能守恒得知小物塊能回到A點．故C正確．D、由上可知，D錯誤．故選C5.一單色光照射某金屬時不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則下述措施中可能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的是：

（A）延長光照時間．

（B）增大光的強度．

（C）換用波長更短的光照射．

（D）換用頻率較低的光照射．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.如下圖所示，是某次利用氣墊導(dǎo)軌探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系的實驗裝置安裝完畢后的示意圖，圖中A為沙桶和沙砂，B為定滑輪，C為滑塊及上面添加的砝碼，D為紙帶，E為電火花計時器，F(xiàn)為蓄電池、電壓為6V，G是開關(guān)，請指出圖中的三處錯誤：(1)______________________________________________________________；(2)______________________________________________________________；(3)______________________________________________________________．參考答案：(1)定滑輪接滑塊的細線應(yīng)水平(或與導(dǎo)軌平行)(2)滑塊離計時器太遠(3)電火花計時器用的是220V的交流電，不能接直流電7.探究能力是物理學(xué)研究的重要能力之一．有同學(xué)通過設(shè)計實驗來探究物體因繞軸轉(zhuǎn)動而具有的轉(zhuǎn)動動能與哪些因素有關(guān)。他以圓型砂輪為研究對象，研究其轉(zhuǎn)動動能與其質(zhì)量、半徑、角速度等的具體關(guān)系。如圖所示，砂輪由動力帶動勻速旋轉(zhuǎn)，測得其角速度ω，然后讓砂輪脫離動力，用一把彈性尺子與砂輪接觸使砂輪慢慢停下，設(shè)尺和砂輪間的摩擦力恒為（轉(zhuǎn)動過程動能定理也成立。不計轉(zhuǎn)軸的質(zhì)量及其與支架間的摩擦）。分別取不同質(zhì)量、不同半徑的砂輪，使其以不同角速度旋轉(zhuǎn)的進行實驗，最后得到的數(shù)據(jù)如下表所示：半徑/cm質(zhì)量/m0角速度/rad·s-1圈數(shù)轉(zhuǎn)動動能/J4128

41432

42216

44232

81216

161232

(1)根據(jù)題給數(shù)據(jù)計算砂輪的轉(zhuǎn)動動能Ek，并填在上面的表格里。(2)由上述數(shù)據(jù)推導(dǎo)出該砂輪的轉(zhuǎn)動動能Ek與質(zhì)量m、角速度ω、半徑r的關(guān)系式為_____________。參考答案：（1）填空半徑/cm質(zhì)量/m0角速度/rad·s-1圈數(shù)轉(zhuǎn)動動能/J41286.44143225.64221612.84423225.68121625.6161232102.4（2）

EK=kmω2r2

或者EK=mω2r2。8.（實驗）（2013?朝陽區(qū)一模）（2）某學(xué)校的學(xué)生為了測定物塊與桌面之間的動摩擦因數(shù)，想出了很多方法．①其中甲同學(xué)采用了如圖4所示的裝置進行實驗，他使物塊在重物的牽引下開始運動，當(dāng)重物落地后，物塊再運動一段距離停在桌面上．實驗中甲同學(xué)用打點計時器記錄了物塊的運動，圖5為他截取的一段紙帶，記錄了物塊做勻減速運動過程的信息，1、2、3、4、5是他選取的計數(shù)點，相鄰兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出．已知打點計時器電源的頻率為50Hz．根據(jù)紙帶可求出物塊做減速運動過程中的加速度大小a=

m/s2（保留兩位有效數(shù)字）．若當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?.8m/s2，則物塊與桌面的動摩擦因數(shù)μ1=

（保留兩位有效數(shù)字），該測量結(jié)果比動摩擦因數(shù)的真實值

（填“偏大”或“偏小”）．②乙同學(xué)采用了如圖6所示的另一套裝置進行實驗，使物塊A位于水平桌面的O點時，重物B剛好接觸地面．將A拉到P點，待B穩(wěn)定后由靜止釋放，A最終滑到Q點．分別測量OP、OQ的長度h和s．改變h，重復(fù)以上的操作，分別測出以下幾組實驗數(shù)據(jù)．

123456h/cm10.020.030.040.050.060.0s/cm9.512.528.539.048.056.5

乙同學(xué)在圖7中已標(biāo)出第1、2、3、5、6組數(shù)據(jù)對應(yīng)的坐標(biāo)點，請你在圖中標(biāo)出第4組數(shù)據(jù)對應(yīng)的坐標(biāo)點，并畫出s﹣h關(guān)系圖線．實驗中測得A、B的質(zhì)量之比mA：mB=4：5，則根據(jù)s﹣h圖線計算出物塊A與桌面間的動摩擦因數(shù)μ2=

．參考答案：①2.0；0.2；偏大．②0.4探究影響摩擦力的大小的因素解：①、由打點計時器電源的頻率為50Hz，相鄰兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出，可知相鄰計數(shù)點間的時間為T=0.1s，進而由逐差法可得加速度為：物體受摩擦力作用而減速運動，可得：μMg=Ma解得：由于實際在減速階段產(chǎn)生的加速度的力是滑動摩擦力和紙帶受的阻力，所以計算結(jié)果比動摩擦因素的真實值偏大．②、如圖：B下落至臨落地時根據(jù)動能定理有：在B落地后，A運動到Q，有：解得：A、B的質(zhì)量之比mA：mB=4：5，在s﹣h圖象上任取一組數(shù)據(jù)h=10cm，s=9.5cm，代入可以得：．答：①2.0；0.2；偏大．②0.4．9.（4分）為了轉(zhuǎn)播火箭發(fā)射的實況，在發(fā)射場建立了發(fā)射臺用于發(fā)射廣播與電視信號，已知傳播無線電廣播所用的電磁波波長為500m，而傳輸電視信號所用的電磁波波長為0.566m，為了不讓山區(qū)擋住信號的傳播，使城市居民能收聽和收看火箭發(fā)射的實況，必須通過建在山頂上的轉(zhuǎn)發(fā)站轉(zhuǎn)發(fā)___________（選填：無線電廣播信號或電視信號）。這是因為：________________________________________________。參考答案：答案：電視信號

電視信號的波長短，沿直線傳播，受山坡阻擋，不易衍射10.用如右圖所示裝置來驗證動量守恒定律，質(zhì)量為mB的鋼球B放在小支柱N上，離地面高度為H；質(zhì)量為mA的鋼球A用細線拴好懸掛于O點，當(dāng)細線被拉直時O點到球心的距離為L，且細線與豎直線之間夾角為α；球A由靜止釋放，擺到最低點時恰與球B發(fā)生正碰，碰撞后，A球把輕質(zhì)指示針C推移到與豎直夾角為β處，B球落到地面上，地面上鋪有一張蓋有復(fù)寫紙的白紙D，用來記錄球B的落點。用圖中所示各個物理量的符號表示碰撞前后兩球A、B的動量（設(shè)兩球A、B碰前的動量分別為pA、pB；碰后動量分別為PA/、PB/，則PA=_________，PA/=_________，PB=_________，PB/

=_________。

參考答案：mA

，mA

，0，11.氫原子的能級如圖所示．氫原子從n=3能級向n=1能級躍遷所放出的光子，恰能使某種金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，則該金屬的截止頻率為2.9×1015Hz；用一群處n=4能級的氫原子向低能級躍遷時所發(fā)出的光照射該金屬，產(chǎn)生的光電子最大初動能為0.66eV（普朗克常量h=6.63×10﹣34J?s，結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）．參考答案：考點：氫原子的能級公式和躍遷．專題：原子的能級結(jié)構(gòu)專題．分析：根據(jù)玻爾理論和愛因斯坦光電效應(yīng)方程，研究該金屬的截止頻率和產(chǎn)生光電子最大初動能的最大值．解答：解：根據(jù)玻爾理論得到E3﹣E1=hγ，解得：γ=2.9×1015Hz；從n=4向n=1躍遷所放出的光子照射金屬產(chǎn)生光電子最大初動能最大，根據(jù)愛因斯坦光電方程有：Ek=（E4﹣E1）﹣hγ得：Ek=0.66eV；故答案為：2.9×1015，0.66．點評：本題是選修部分內(nèi)容，在高考中，選修部分的試題難度不大，只要立足課本，緊扣考綱，掌握基本知識和基本原理，就能取得高分．12.如圖所示，從傾角為θ的足夠長斜面上的A點，先后將同一個小球以不同的初速度水平向右拋出．第一次初速度為υ1，球落到斜面上時瞬時速度方向與斜面夾角為α1；第二次初速度為υ2，球落到斜面上時瞬時速度方向與斜面夾角為α2．不計空氣阻力，若υ1>υ2，則α1

α2（填>、=、<）．參考答案：＝

13.某地區(qū)地震波中的橫波和縱波傳播速率分別約為4km/s和9km/s，一種簡易地震儀由豎直彈簧振子P和水平彈簧振子H組成．在一次地震中，震源在地震儀下方，觀察到兩振子相差10s開始振動，則彈簧振子____（選填“P”或“H”）先開始振動，震源距地震儀約______Km。參考答案：P，72

三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.某同學(xué)用如圖9所示的實驗裝置驗證牛頓第二定律，請回答下列有關(guān)此實驗的問題：（1）該同學(xué)在實驗前準(zhǔn)備了圖9中所示的實驗裝置及下列輔助器材：A．交流電源、導(dǎo)線B．天平(含配套砝碼)C．秒表D．刻度尺E．細線、砂和小砂桶其中不必要的器材是

(填代號)。（2）打點計時器在小車拖動的紙帶上打下一系列點跡，以此記錄小車的運動情況。其中一部分紙帶上的點跡情況如圖10甲所示，已知打點計時器打點的時間間隔T=0.02s，測得A點到B、C點的距離分別為x1=5.99cm、x2=13.59cm，則在打下點跡B時，小車運動的速度vB=

m/s；小車做勻加速直線運動的加速度a=

m/s2。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）（3）在驗證“質(zhì)量一定，加速度a與合外力F的關(guān)系”時，某學(xué)生根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了如圖10乙所示的a-F圖象，其中圖線不過原點的原因是

，圖線在末端彎曲的原因是

。參考答案：（1）C（1分）（2）0.680

（1分）；1.61

（2分）（3）平衡摩擦力過度砂和小砂桶的總質(zhì)量m不遠小于小車和砝碼的總質(zhì)量M

（2分）15.一個有一定厚度的圓盤，可以繞通過中心垂直于盤面的水平軸轉(zhuǎn)動。用下面的方法近似測量它勻速轉(zhuǎn)動的角速度。實驗器材：電磁打點計時器，米尺，紙帶，復(fù)寫紙片。實驗步驟：（1）如圖1所示，將電磁打點計時器固定在桌面上，將紙帶的一端穿過打點計時器的限位孔后，固定在待測圓盤的側(cè)面上，使得圓盤轉(zhuǎn)動時，紙帶可以卷在圓盤側(cè)面上。（2）啟動控制裝置使圓盤轉(zhuǎn)動，同時接通電源，打點計時器開始打點。（3）經(jīng)過一段時間，停止轉(zhuǎn)動和打點，取下紙帶，進行測量。如圖2所示，該同學(xué)在紙帶上打的點上方標(biāo)上了字母a、ｂ、ｃ、ｄ…。①由已知量和測得量表示的角速度的表達=

.式中各量的意義是：

.②某次實驗測得圓盤半徑r=5.50×10-2m，得到的紙帶的一段如圖2所示。求得角速度為

.（保留兩位有效數(shù)字）參考答案：①（2分）T為電磁打點計時器打點的時間間隔，r為圓盤的半徑，x0是紙帶上選定的0點分別對應(yīng)的米尺上的坐標(biāo)值，14為選定的ao兩點間的打點數(shù)。（2分）②6.8/s或6.7/s（2分）四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖，豎直平面內(nèi)有一直角形內(nèi)徑相同的細玻璃管，A端封閉，C端開口，AB=BC=l0,且此時A、C端等高。管內(nèi)水銀總長度為l0,玻璃管AB內(nèi)封閉有長為的空氣柱。已知大氣壓強為l0汞柱髙。如果使玻璃管繞B點在豎直平面內(nèi)順時針緩慢地轉(zhuǎn)動至BC管水平，求此時AB管內(nèi)氣體的壓強為多少汞柱高？管內(nèi)封入的氣體可視為理想氣體且溫度不變。參考答案：解：因BC長度為，故順時針旋轉(zhuǎn)至BC水平方向時水銀未流出。……1分

設(shè)A端空氣柱此時長為x，管內(nèi)橫截面積為S，對A內(nèi)氣體：……………1分

…………1分………1分

…1分

對A中密閉氣體，由玻意耳定律得……………2分

聯(lián)立解得……1分

即：（汞柱高）……………1分

17.如圖所示，在空間存在水平向里、磁感強度為B的勻強磁場和豎直向上、場強為E的勻強電場。在某點由靜止釋放一個帶負電的液滴a,它運動到最低點處，恰與一個原來處于靜止的帶正電的液滴b相撞，撞后兩液滴合為一體，沿水平方向做直線運動，已知液滴a的質(zhì)量是液滴b質(zhì)量的2倍；液滴a所帶電量是液滴b所帶電量的4倍。求：兩液滴初始位置之間的高度差h。（a、b之間的靜電力忽略）參考答案：、碰撞前a做曲線運動，電場力和重力做功，獲得速度v，a、b碰撞動量守恒，碰后合液滴豎直方向合力為零，沿水平方向勻速直線運動。設(shè)a電量為4q，質(zhì)量為2m,b電量為q，質(zhì)量為m碰前對a由動能定理對b碰前有：qE=mg

⑵a、b碰撞，動量守恒⑶碰后合液滴水平直線，力平衡，總電量3q，質(zhì)量3m由⑴⑵⑶⑷聯(lián)立得18.如圖，光滑平臺左端與半徑R=0.6m的半圓光滑軌道相切，且都固定．平臺上A、B兩滑塊間壓縮有一輕質(zhì)彈簧（用細線拴?。?，其中mA=1.5kg，mB=1kg．緊靠平臺右側(cè)放有M=4kg的木板，其上表面與平臺等高．剪斷細線后，B以vB=9m/s的速度沖上木板．已知B與木板間的動摩擦因數(shù)μ1=0.5，木板與地面間的動摩擦因數(shù)為μ2，兩滑塊都可看作質(zhì)點，不考慮A與B分離后再對B運動的影響，取g=10m/s2．求：（1）A滑至半圓軌道最高點Q時，軌道對其壓力的大??；（2）要保證B不滑出木板，木板