2021年浙江省湖州市东林中学高三物理期末试卷含解析

2021年浙江省湖州市东林中学高三物理期末试卷含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1.如图所示，质量均为1kg的两个小物体A、B放在水平地面上相距9m，它们与水平地面的动摩擦因数均为m＝0.2，现使它们分别以初速度vA＝6m/s和vB＝2m/s同时相向运动，重力加速度g取10m/s2。则它们（

）（A）经约0.92s相遇

（B）经约1.38s相遇（C）经2s相遇

（D）不可能相遇参考答案：C2.（单选）如图所示，固定斜面上的物体A受到平行于斜面向下的力作用。若力F大小不变，将力F在竖直平面内由沿斜面向下缓慢的转到沿斜面向上（转动范围如图中虚线所示）。在F转动过程中，物体始终保持静止。在此过程中物体与斜面间的：(

)A．弹力可能先增大后减小

B．摩擦力一定先减小后增大C．弹力一定先减小后增大D．摩擦力一定一直减小参考答案：C3.(单选)小娟、小明两人共提一桶水匀速前行，如图所示，已知两人手臂上的拉力大小相等且为F，两人手臂间的夹角为θ，水和水桶的总重力为G，则下列说法中正确的是()．D．θ越大时F越小参考答案：C4.（多选）如图甲所示，在升降机的顶部安装了一个能够显示弹簧拉力的传感器，传感器下方挂上一轻质弹簧，弹簧下端挂一质量为m的小球，若升降机在运行过程中突然停止，并以此时为零时刻，在后面一段时间内传感器显示弹簧弹力F随时间t变化的图象如图所示，g为重力加速度，则

（

）

A．升降机停止前在向上运动B．0～t1时间小球处于失重状态，t1～t2时间小球处于超重状态C．t1～t3时间小球向下运动，动能先增大后减小D．t3～t4时间弹簧弹性势能变化量大于小球动能变化量参考答案：【知识点】牛顿第二定律；超重和失重；动能和势能的相互转化．C2C3【答案解析】ACD解析：A、由图象看出，t=0时刻，弹簧的弹力为mg，升降机停止后弹簧的拉力变小，合力向下，升降机可能向下加速，也可能向上减速；若向下加速，弹力减小，加速度增大，根据对称性可知，最低点的拉力就大于2mg，由图知不可能，故升降机停止前在向上运动．故A正确．B、0～t1时间拉力小于重力，小球处于失重状态，t1～t2时间拉力也小于重力，小球也处于失重状态．故B错误．C、t1时刻弹簧处于原长状态，t1～t3时间小球向上运动，t3时刻小球到达最高点，弹簧处于伸长状态，拉力小于重力，小球所受的合力方向向下，与速度方向相反，速率减小，动能减小．故C正确．D、t3～t4时间，小球向下运动，重力做正功，弹簧势能减小，动能增大，根据系统机械能守恒得知，弹簧弹性势能变化量小于小球动能变化量．故D正确．故选ACD

【思路点拨】由图象看出，升降机停止后弹簧的拉力变小，小球向上运动，说明升降机停止前在向上运动．根据拉力与重力的大小关系确定小球处于失重状态还是超重状态．拉力小于重力，小球处于失重状态；拉力大于重力，小球处于超重状态．t1～t3时间小球向上运动，t3时刻小球到达最高点，弹簧处于伸长状态，速率减小，动能减小．t3～t4时间，小球重力做功为零根据系统机械能守恒分析弹簧弹性势能变化量与小球动能变化量的关系．本题要根据图象分析小球的运动状态，根据拉力与重力的大小关系确定小球处于失重状态还是超重状态．根据系统机械能守恒分析能量如何变化．5.升降机的顶板上有一个螺丝脱落后落到它的地板上，当升降机分别处于加速上升、匀速上升，匀速下降和加速下降（加速上升、加速下降时加速度大小均为a且这四种情况下，螺丝从脱落到落到地板上的时间分别为t1、t2、t3和t4，比较这四种情况下的落地时间（

）

A．t1＜t2＜t3＜t4

B．t1＜t2＝t3＜t4

C．t1＞t2＝t3＞t4

D．t1＞t2＞t3＞t4参考答案：

答案：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.．已知地球自转周期为T，地球半径为R，引力常量为G，地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍，则地球同步卫星的速度大小为____________；地球的质量为___________。参考答案：，7.某同学在探究摩擦力的实验中采用了如图所示的操作，将一个长方体木块放在水平桌面上，然后用一个力传感器对木块施加一个水平拉力F，并用另外一个传感器对木块的运动状态进行监测，表1是其记录的实验数据．木块的重力为10.00N，重力加速度g=9.80m/s2,根据表格中的数据回答下列问题（答案保留3位有效数字）：（1）木块与桌面间的动摩擦因数

；（2）实验次数5中监测到的加速度

m/s2．

实验次数运动状态拉力F/N1静止3.622静止4.003匀速4.014匀加速5.015匀加速5.49

参考答案：(1)0.401

(2)1.458.（4分）我国科学家经过艰苦努力，率先建成了世界上第一个全超导托克马克试验装置并调试成功。这种装置被称为“人造太阳”，它能够承受上亿摄氏度高温且能够控制等离子态的核子发生聚变并稳定持续的输出能量，就像太阳一样为人类提供无限清洁能源。在该装置内发生的核反应方程是，其中粒子X的符号是

。已知的质量是m1，的质量是m2，的质量是m3，X的质量是m4，光速是c，则发生一次上述聚变反应所释放的核能表达式为

。参考答案：或者n或者中子（2分）（2分）9.“探究动能定理”的实验装置如图甲所示，水平桌面上一小车在两条橡皮筋作用下，由静止状态被弹出，橡皮筋对小车做的功记为W0。当用4条、6条、8条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次……实验时，橡皮筋对小车做的功记为2W0、3W0、4W0……，每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出。（1）关于该实验，下列说法正确的是

。A．打点计时器可以用直流电源供电，电压为4~6VB．实验中使用的若干根橡皮筋的原长可以不相等C．每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出D．利用每次测出的小车最大速度vm和橡皮筋做的功W，依次做出W-vm、W-vm2、W-vm3、W2-vm、W3-vm……的图象，直到找出合力做功与物体速度变化的关系。（2）图乙给出了某次在正确操作情况下打出的纸带，从中截取了测量物体最大速度所用的一段纸带，测得O点到A、B、C、D、E各点的距离分别为OA=5.65cm，OB=7.12cm，OC=8.78cm，OD=10.40cm，OE=11.91cm，已知相邻两点打点时间间隔为0.02s，则小车获得的最大速度vm=

m/s。参考答案：①CD②0.8310.如图所示，一辆长L=2m,高h=0.8m,质量为M=12kg的平顶车，车顶面光滑，在牵引力为零时，仍在向前运动，设车运动时受到的阻力与它对地面的压力成正比，且比例系数μ=0.3。当车速为v0=7m／s时，把一个质量为m=1kg的物块（视为质点）轻轻放在车顶的前端，并开始计时。那么，经过t=

s物块离开平顶车；物块落地时，落地点距车前端的距离为s=

m。参考答案：0.31;4.1611.用图甲所示的装置利用打点计时器进行探究动能定理的实验，实验时测得小车的质量为，木板的倾角为。实验过程中，选出一条比较清晰的纸带，用直尺测得各点与A点间的距离如图乙所示：AB=；AC=；AD=；AE=。已知打点计时器打点的周期为T，重力加速度为g，小车与斜面间摩擦可忽略不计。那么打D点时小车的瞬时速度为

；取纸带上的BD段进行研究，合外力做的功为

，小车动能的改变量为

。参考答案：12.（单选）某人欲估算飞机着陆时的速度，他假设飞机停止运动前在平直跑道上做匀减速直线运动，飞机在跑道上滑行的距离为s，从着陆到停下来所用的时间为t，则飞机着陆时的速度为

A．

B．

C．

D．到之间的某个值参考答案：B13.在用油膜法测定分子直径的实验中，若已知该种油的摩尔质量为M，密度为ρ，油滴质量为m，油滴在液面上扩展后的最大面积为S（以上各量均为国际单位），那么油分子直径d＝___________，油滴所含分子数N＝_______。v参考答案：m/(ρ·S)，NA三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（多选）如图甲所示，把纸带固定在质量为50g的钩码上，让纸带穿过打点计时器，接通电源，松带，让钩码自由下落，计时器在纸带上打下一系列的点，得到如图乙所示的纸带．用刻度尺测量起始点O到各点的距离，并知道交流电源的频率是50Hz，根据上述数据，在此实验中可以做到(

)A．测出当地重力加速度的准确值B．计算在纸带中打下D点时钩码的动能C．计算钩码下落过程中受到的合外力D．较准确地验证机械能守恒定律参考答案：考点：用打点计时器测速度，验证机械能守恒定律，测定匀变速直线运动的加速度分析：纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度．根据瞬时速度可以求出动能．根据加速度可以求出合力．

解答：根据匀变速直线运动推论得：△x=at2，根据提供的数据可以求得钩码下落的加速度，运用牛顿第二定律可以求出所受的合力．

A、钩码在下落的过程中受重力和阻力，因为阻力未知，所以无法测出当地重力加速度的精确值．故A错误．

B、纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度，因为钩码质量已知，那么可以计算出计时器在纸带上打D点时钩码的动能．故B正确．

C、根据提供的数据可以求得钩码下落的加速度，运用牛顿第二定律可以求出所受的合力．故C正确．

研究O点到D点，可以计算出重力势能减小量△Ep=mgh，也可以计算出动能的增加量△EK=EkD-0，然后去比较动能的增加量和重力势能减小量的大小关系，如果相等则可以说明钩码下落机械能守恒定律．故D正确．故选BCD．点评：清楚打点计时器打出来的纸带能够直接测量的物理量和间接测量的物理量．运用物理规律可以通过测得的物理量求出其它的物理量．15.伏安法可以测纯电阻，也可以测非纯电阻电学元件的输入电压和电流，从而求出其输入功率．用如图1所示的电路可以测定一个额定电压为6V、额定功率为3W的直流电动机的电功率．（1）图1的实物连接图就是测直流电动机的输入功率的实物连接图，请根据实物连接图在图2的虚线框内画出实验电路图；（直流电动机的符号用表示）（2）实验中保持电动机两端电压U恒为6V，重物每次上升时选取匀速上升阶段，测量其上升的高度h和时间t，h每次均为1.5m，所测物理量及测量结果部分数值（空缺表格部分的数据隐去）如表所示．实验次数123456电动机的电流（I/A）

0.40.6

2.52.5所提重物的重力（Mg/N）0.82.04.06.06.57.0重物上升时间（t/s）1.4

2.6电机不转电机不转从实验数据中，可以根据某些数据计算出电动机线圈的内阻，其阻值为Ω．（3）电动机效率η等于输出的机械功率与输入的电功率的比值，请推导出电动机效率η的表达式为η=（用题目中的符号表示）；现在用前4次实验数据（包括空缺表格部分隐去的数据）做出Mg/I﹣t的图象，如图3所示，请由图象给出的数据求出电动机的平均效率%．（结果保留三位有效数字）参考答案：（1）如图；（2）2.4；（3），74.0考点： 描绘小电珠的伏安特性曲线．专题： 实验题；恒定电流专题．分析： （1）对照实物图，从而得出原理图；（2）电动机的输出功率是机械功率，由图知，重物静止，电动机没有功率输出，此时电动机电路中纯电阻电路，根据欧姆定律求解线圈的内阻（3）电动机效率η等于有用功与总功的比值，有用功为克服物体重力做的功，电动机的电功是总功．解答： 解：（1）由实物图可知该电路采用了分压接法，原理图如图；（2）在第5次实验中，由图看出，重物处于静止状态，则电动机的输出功率为0．根据欧姆定律得：电动机线圈的电阻为：R==Ω=2.4Ω（3）电动机消耗的电能为：W=UIt；输出的机械能为：Mgh；电动机效率η的表达式为η=×100%，前4次实验中电动机工作效率的平均值为：=（）代入解得：=74.0%故答案为：（1）如图；（2）2.4；（3），74.0点评： 题中分析实物图是应培养的基本功．要掌握电动机效率η的意义．当电动机不转动时，其电路是纯电阻电路，欧姆定律仍成立．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，三角形区域磁场的三个顶点在直角坐标系内的坐标分别为（0，2cm），（-2cm，0），（2cm，0），磁感应强度，大量比荷不计重力的正离子，从点以v=2m/s相同的速率沿不同方向垂直磁场射入该磁场区域。。求：（1）离子运动的半径（2）从边离开磁场的离子，离开磁场时距点最近的位置坐标。（3）从磁场区域射出的离子中，在磁场中运动的最长时间。ks5u参考答案：（1）由qvB=m得，R=，代入数据可解得：R=2cm(3分)（2）设从ac边离开磁场的离子距c最近的点的坐标为M（x，y），则x=Rsin30°=cm

(2分)

y=R－Rcos30°=（2－3）cm

(2分)离c最近的点的坐标为M[cm，（2－3）cm]

(1分)（3）从a点离开磁场的离子在磁场中运动时间最长，其轨迹所对的圆心角为600（2分）

（2分）17.如图所示为车站使用的水平传送带的模型，传送带长L＝8m，以速度v＝4m/s沿顺时针方向匀速转动，现有一个质量为m＝10kg的旅行包以速度v0＝10m/s的初速度水平地滑上水平传送带．已知旅行包与皮带间的动摩擦因数为μ＝0.6，则旅行包从传送带的A端到B端所需要的时间是多少？（g＝10m/s2,且可将旅行包视为质点．）参考答案：设旅行包在传送带上做匀加速运动的时间为t1，即经过t1时间，旅行包的速度达到v＝4m/s，由牛顿第二定律，有：μmg=ma

代入数据可得：a＝6m/s2

t1＝