山西省太原市中涧河乡中学2021年高三物理上学期期末试题含解析

山西省太原市中涧河乡中学2021年高三物理上学期期末试题含解析一、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.学习物理除了知识的学习外，还要领悟并掌握处理物理问题的思想与方法，下列关于物理学中的思想方法叙述正确的是

A．在探究加速度与力、质量的关系实验中使用了理想化模型的思想方法

B．伽利略在研究自由落体运动时采用了控制变量的方法

C．在探究求合力方法的实验中使用了微元法

D．伽利略在研究力与运动关系时利用了理想实验法参考答案：D2.（单选）火星和地球绕太阳运行的轨道视为圆周．已知火星和地球绕太阳运动的周期之比，由此可求得（）A．火星和地球的质量之比B．火星和地球表面的重力加速度之比C．火星和地球绕太阳运行速度大小之比D．火星和地球受到的太阳的万有引力之比参考答案：考点：万有引力定律及其应用．专题：万有引力定律的应用专题．分析：研究火星和地球绕太阳做圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式表示出轨道半径．进一步根据周期之比计算其它量的比值．解答：解：A、我们研究火星和地球绕太阳做圆周运动，火星和地球作为环绕体，无法求得火星和地球的质量之比，故A错误．B、根据万有引力提供向心力，得，由于星球的半径之比不知道，故不可以求得火星和地球绕太阳运动的表面的重力加速度之比，故B错误．C、根据圆周运动知识得：v=，由于火星和地球绕太阳运动的周期之比和火星和地球到太阳的距离之比都知道，所以能求得火星和地球绕太阳运行速度大小之比，故C正确．D、由于无法知道火星和地球的质量之比，故不能计算出火星和地球所受太阳的万有引力之比，故D错误．故选：C．点评：求一个物理量之比，我们应该把这个物理量先用已知的物理量表示出来，再根据表达式进行比较．向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用3.水平面上静止放置一质量为M的木箱，箱顶部和底部用细线分别拴住质量均为m的小球，两球间有一根处于拉伸状态的轻弹簧，使两根细线均处于拉紧状态，如图所示。现在突然剪断下端的细线，则从剪断细线开始到弹簧恢复原长以前，箱对地面的压力变化情况，下列判断正确的是

A．刚剪断细线瞬间，压力突然变大，以后箱对地面压力逐渐减小

B．刚剪断细线瞬间，压力突然变大，以后箱对地面压力逐渐增大

C．刚剪断细线瞬间，压力突然变小，以后箱对地面压力逐渐减小D．刚剪断细线瞬间，压力突然变小，以后箱对地面压力逐渐增大

参考答案：A4.（单选）一列简谐横波沿x轴传播，周期为T，t=0时的波形如图．此时平衡位置处于x=3m处的质点正在向上运动，若a、b两质点平衡位置的坐标分别为xa=2.5m和xb=5.5m，则（）A．当a质点处在波峰时，b质点在波谷B．当a质点速度最大时，b质点速度为0C．t=0时，a、b两质点加速度大小相同，方向相反D．t=T时，b质点正在向y轴正方向运动参考答案：解：A、平衡处于x=3m处的质点正在向上运动；由带动法可知，此波沿x轴负方向传播；由于ab两质点的距离为3m，不等于半个波长，所以当a质点处在波峰时，b质点不在波谷，故A错误；B、据波形图和两质点的距离为3m，当a在平衡位置即速度最大时，b在最大位移处，所以速度为零，故B正确；C、据图象可知，0时刻两质点的位移相同，据F=﹣kx得：a=﹣，所以在该时刻两质点的加速度相同，故C错误；D、t=0时刻，b点振动方向向y轴正方向，当t=时，b质点正在向y轴负方向．故D错误．故选：B．5.用一根绳子竖直向上拉一个物块，物块从静止开始运动，绳子拉力的功率按如图所示规律变化，已知物块的质量为m，重力加速度为g，0﹣t0时间内物块做匀加速直线运动，t0时刻后功率保持不变，t1时刻物块达到最大速度，则下列说法正确的是（）A．物块始终做匀加速直线运动B．0﹣t0时间内物块的加速度大小为C．t0时刻物块的速度大小为D．0﹣t1时间内物块上升的高度为参考答案：D【考点】功率、平均功率和瞬时功率；牛顿第二定律．【分析】t0时刻以后，功率保持不变，结合P=Fv分析牵引力的变化，结合牛顿第二定律得出加速度的变化．根据P=Fv，结合牛顿第二定律得出P﹣t的关系式，结合图线的斜率求出加速度．P﹣t图线围成的面积表示牵引力做功的大小，根据动能定理求出0﹣t1时间内物块上升的高度．【解答】解：A、0﹣t0时间内物块做匀加速直线运动，t0时刻后功率保持不变，根据P=Fv知，v增大，F减小，物块做加速度减小的加速运动，当加速度减小到零，物体做匀速直线运动，故A错误．B、根据P0=Fv=Fat，F=mg+ma得，P=（mg+ma）at，可知图线的斜率k=，可知a≠，故B错误．C、在t1时刻速度达到最大，F=mg，则速度v=，可知t0时刻物块的速度大小小于，故C错误．D、P﹣t图线围成的面积表示牵引力做功的大小，根据动能定理得，，解得h=．故D正确．故选：D．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.下表是按照密立根的方法进行实验时得到的某金属的UC和v的的几组数据。(UC是遏制电压)UC/V0.5410.6370.7140.8090.878v/l014Hz5.6445.8886.0986.3036.501请根据上表的数据在答题纸对应的坐标中作出UC-v图象；从图象中可知这种金属的截止频率为

；已知e=1.6010-19C，用给出的数据结合图象算出普朗克常量为

。参考答案：7.（4分）两木块质量分别为m、M，用劲度系数为K的轻弹簧连在一起，放在水平地面上，将木块1压下一段距离后释放，它就上下作简谐振动，在振动过程中木块2刚好始终不离开地面（即它对地面最小压力为零）。则：（1）木块1的最大加速度大小是

。（2）木块2对地面的最大压力大小是

。参考答案：

(M+m)g/m

2(M+m)g8.刹车后的汽车做匀减速运动直到停止，则它在前一半时间与后一半时间的平均速度之比为 ；它在前一半位移与后一半位移的平均速度之比为

。参考答案：3：1，：19.图24甲所示为列简谐横波在t=1s时的波形图，图乙是这列波中x=50cm的质点A的振动图象，那么该波的传播速度为

。波的传播方向沿x轴

（填“正”或“负”）方向。t=1.3S时，质点A的振动方向沿y轴

（填“正”或“负”）方向。参考答案：10.如图所示，自耦变压器输入端A、B接交流稳压电源，其电压有效值UAB＝100V，R0＝40W，当滑动片处于线圈中点位置时，C、D两端电压的有效值UCD为

V，通过电阻R0的电流有效值为

A。参考答案：答案：200，5解析：自耦变压器的原副线圈在一起，由题可知，原线圈的匝数为副线圈匝数的一半。理想变压器的变压比为，所以。根据部分电路欧姆定律有。11.一定质量的理想气体由状态A依次变化到状态B、C、D、A、E、C，整个变化过程如图所示。已知在状态A时气体温度为320K，则状态B时温度为

K，整个过程中最高温度为

K。参考答案：

答案：80

50012.（选修3－3（含2－2）模块）（6分）如图所示，绝热气缸开口向下竖直放置，内有一定质量的气体，缸内活塞可无摩擦的自由滑动且不漏气，活塞质量为m0，面积为S，在其下挂一砂桶，砂桶装满砂子时质量为m1，此时活塞恰好静止，此时外界气压为p0，则此时气缸内气体压强大小为

。现在把砂桶底部钻一个小洞，细砂慢慢漏出，则气缸内气体的压强将

。气缸内气体的内能将

（填增大、减小、不变）。参考答案：答案：p0-(m0+m1)g/s增大增大（各2分）13.打点计时器用频率50Hz交流电打出的匀变速运动的纸带，以原始点作为计数点，则根据此纸带的数据，纸带的加速度大小是

m/s2和打点计时器打第3个点时的纸带速度是

m/s（保留3位有效数字）参考答案：9.40；

1.87三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某实验小组利用如图甲所示的实验装置来探究当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量之间的关系。（1）由图甲中刻度尺读出两个光电门中心之间的距离s=24cm，测得遮光条的宽度为d。该实验小组在做实验时，将滑块从图甲所示位置由静止释放，由数字计时器可以读出遮光条通过光电门1的时间Δt1，遮光条通过光电门2的时间Δt2，则滑块经过光电门1时的瞬时速度的表达式v1=

，滑块经过光电门2时的瞬时速度的表达式v2=

，则滑块的加速度的表达式a=

。（以上表达式均用字母表示）。（2）在本次实验中，实验小组通过改变滑块质量总共做了6组实验，得到如下表所示的实验数据。m(g)a(m/s2)2502.023001.653501.424001.255001.008000.63通过计算分析上表数据后，你得出的结论是

，如果想通过图像法进一步确认自己的结论，简要说出你的做法

。参考答案：(1)

v1=

v2=

a=

(2)在合外力不变的情况下，物体运动的加速度跟物体的质量成反比建立a—坐标系,根据实验数据描点作图,如果图线是一条通过原点的直线，就可确认加速度跟质量成反比。15.某实验小组应用如图甲所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知小车的质量为M，砝码和砝码盘的总质量为m，所使用的打点计时器所接的交流电的频率为50Hz．实验步骤如下：A．按图甲所示安装好实验装置，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直；B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动；C．挂上砝码盘，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求出小车的加速度；D．改变砝码盘中砝码的质量，重复步骤C，求得小车在不同合力作用下的加速度．根据以上实验过程，回答以下问题：（1）对于上述实验，下列说法正确的是

．A．小车的加速度与砝码盘的加速度大小相等B．实验过程中砝码盘处于超重状态C．与小车相连的轻绳与长木板一定要平行D．弹簧测力计的读数应为砝码和砝码盘总重力的一半E．砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量（2）实验中打出的一条纸带如图乙所示，由该纸带可求得小车的加速度为

m/s2．（结果保留2位有效数字）（3）由实验得到的数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图象（图丙），与本实验相符合是

．参考答案：（1）C；（2）0.16；（3）A．【考点】探究加速度与物体质量、物体受力的关系．【分析】（1）根据实验原理，可知小车的加速度与砝码盘的加速度不等，但弹簧测力计的读数为小车所受合外力，砝码加速度向下，处于失重状态，不需要砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量的条件；（2）在匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数，根据作差法求解加速度；（3）数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图象，应该是过原点的一条倾斜直线．【解答】解：（1）A、由图可知，相同时间小车的位移是砝码盘位移的2倍，根据得，所以小车的加速度是砝码盘的加速度大小的2倍，故A错误；B、实验过程中，砝码向下加速运动，处于失重状态，故B错误；C、小车相连的轻绳与长木板一定要平行，保证拉力沿着木板方向，故C正确；D、实验过程中，砝码向下加速运动，处于失重状态，故弹簧测力计的读数小于砝码和砝码盘总重力的一半，故D错误；故选：C（2）在匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数，即△x=aT2，△x=3.68﹣3.52=3.84﹣3.68=0.16cm=，相邻计数点时间间隔T=0.1s代入解得：（3）由题意可知，小车的合力等于弹簧测力计的示数，根据牛顿第二定律，小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系应该是成正比，即为过原点的一条倾斜直线，故A符合；故答案为：（1）C；（2）0.16；（3）A．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，水平地面上放置一个质量为m的物体，在与水平方向成角、斜向右上方的拉力F的作用下沿水平地面运动。物体与地面间的动摩擦因数为，重力加速度为g。求：

(l)若物体在拉力F的作用下能始终沿水平面向右运动且不脱离地面，拉力F的大小范围

(2)已知m=10kg，=0.5，g=10，若F的方向可以改变，求使物体以恒定加速度

a=5向右做匀加速直线运动时，拉力F的最小值参考答案：要使物体运动时不离开水平面，应有：Fsinθ≤mg（1分）要使物体能向右运动，应有：Fcosθ≥m（mg－Fsinθ）（1分）联立①②式得：≤F≤

（2分）（2）根据牛顿第二定律得：Fcosθ－m（mg－Fsinθ）＝ma

（3分）解得：F＝

（1分）上式变形F＝，

（1分）其中a＝sin－1，

当sin（θ＋a）＝1时F有最小值解得：Fmin＝

代入相关数值解得：Fmin=40N

17.如图所示，在A点固定一正电荷，电荷量为Q，在A点正上方离A高度为h的B点由静止释放某带电的液珠，液珠开始运动瞬间的加速度大小