山西省忻州市智村学校2021年高三物理上学期期末试题含解析

山西省忻州市智村学校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.（单选）如图所示，质量分别为m、2m的物体A、B由轻质弹簧相连后放置在匀速上升的电梯内，当电梯钢索断裂的瞬间，物体B的受力个数（

）（A）2个

（B）3个

（C）4个

（D）1个参考答案：B2.如图所示，一质量m=0.2kg的小煤块以vo=4m/s的初速度从最左端水平进入轴心距离L=6m的水平传送带,传送带可由一电机驱使而转动.已知小煤块与传送带间的动摩擦因数(取)（）A．若电机不开启,传送带不转动，小煤块滑离传送带右端的速度大小为2m/sB．若电机不开启,传送带不转动，小煤块在传送带上运动的总时间为4sC．若开启电机，传送带以5m/s的速率顺时针转动，则小煤块在传送带上留下的一段黑色痕迹的长度为0.5mD．若开启电机，小煤块在传送带上运动时间最短，则传送带至少需要以m/s速率顺时针转动参考答案：ACD3.（单选）如图所示，轰炸机沿水平方向匀速飞行，到达山坡底端正上方时释放一颗炸弹，并垂直击中山坡上的目标A．已知A点高度为h，山坡倾角为θ，由此不能算出（）A．轰炸机的飞行速度B．炸弹的飞行时间C．轰炸机的飞行高度D．炸弹投出时的动能参考答案：解：画出示意图如图所示．根据Lcosθ=v0t…①，H﹣Lsinθ=…②炸弹垂直击中山坡，速度与竖直方向的夹角为θ，则得：tanθ==…③由①、②、③可求出初速度v0，即得到轰炸机的飞行速度．由②可求出炸弹的飞行时间t和轰炸机的飞行高度H．由于炸弹的做平抛运动，而平抛运动的加速度与质量无关，故无法求解质量，也就求不出炸弹投出时的动能．故ABC正确，D错误．本题选错误的，故选：D．4.（多选）矩形导线框abcd放在匀强磁场中，磁感线方向与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间变化的图象如图（1）所示。t=0时刻，磁感应强度的方向垂直于纸面向里。在0∽4s时间内，线框的ab边受力随时间变化的图象（ab边所受安培力的方向规定以向左为正方向），可能如图（2）中的（

）参考答案：D5.关于物理学的研究方法，以下说法错误的是（

）

A．伽利略开创了运用逻辑推理和实验相结合进行科学研究的方法B．卡文迪许在利用扭秤实验装置测量万有引力常量时，应用了放大法C．电场强度是用比值法定义的，因而电场强度与电场力成正比，与试探电荷的电量成反比D．合力与分力、总电阻、交流电的有效值用的是“等效替代”的方法参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.飞机着陆后做匀减速运动，初速度为60m/s，加速度大小为10m/s2，则飞机着陆后8s内的位移是

m。参考答案：180m7.某横波在介质中沿x轴正方向传播，t=0时刻时波源O开始振动，振动方向沿y轴负方向，图示为t=0.7s时的波形图，已知图中b点第二次出现在波谷，则该横波的传播速度v=10m/s；从图示时刻开始计时，图中c质点的振动位移随时间变化的函数表达式为y=﹣0.03sin5πtm．参考答案：：解：由题意得：+（+T）=0.7s，得该波的周期为T=0.4s由图知波长为λ=4m，则波速为v==10m/s横波在介质中沿x轴正方向传播，图示时刻c质点向下振动，则c质点的振动位移随时间变化的函数表达式为y=﹣Asin（t）=﹣0.03sin=﹣0.03sin5πtm故答案为：10，y=﹣0.03sin5πt．8.在验证牛顿运动定律的实验中有如图（a）所示的装置，小车放在斜面上，车前端拴有不可伸长的细线，跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连，小车后面与穿过打点计时器的纸带相连。开始时，小车停在靠近打点计时器的位置，重物到地面的距离小于小车到滑轮的距离。启动计时器，释放重物，小车在重物牵引下，由静止开始沿斜面向上运动，重物落地后，小车会继续向上运动一段距离。打点计时器使用的交流电频率为50Hz。图（b）中a、b、c是小车运动纸带上的三段，纸带运动方向如图箭头所示。（1）根据所提供的纸带和数据，计算打c段纸带时小车的加速度大小为

m/s2（计算结果保留两位有效数字）。（2）打a段纸带时，小车的加速度大小是2.5m/s2，请根据加速度的情况，判断小车运动的最大速度可能出现在b段纸带中的

两点之间。（3）若g取，由纸带数据可推算出重物m与小车的质量M之比为m：M=

。参考答案：（1）5.0（3分）；（2）D4D5（3分）；(3)1：19.质量为m的物体(可看成质点)以某一速度冲上倾角为300的固定斜面，其运动的加速度为，此物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这个过程中物体重力势能增加了______________，机械能损失了_________________。参考答案：，

10.已知电流表的电流从“＋”接线柱流入时指针向右偏，在如图所示的实验装置中(1)合上S将线圈A插入B的过程中，电流表指针向____偏．(2)合上S将线圈A插入B后，将变阻器触头向左移动时，电流表指针向__

__偏．参考答案：11.如下左图所示，质量为m，横截面为直角三角形的物块ABC，∠ABC=α．AB边靠在竖直墙面上，F是垂直于斜面BC的推力．现物块静止不动，则摩擦力的大小为

参考答案：12.（19分）（1）同学们利用如题6图1所示方法估测反应时间。首先，甲同学捏住直尺上端，使直尺保持竖直状态，直尺零刻度线位于乙同学的两指之间。当乙看见甲放开直尺时，立即用手指捏直尺，若捏住位置的刻度读数为，则乙同学的反应时间为

（重力加速度为）。基于上述原理，某同学用直尺制作测量反应时间的工具，若测量范围为0～0.4s，则所用直尺的长度至少为

cm（取10m/s2）；若以相等时间间隔在该直尺的另一面标记出表示反应时间的刻度线，则每个时间间隔在直尺上对应的长度是

的（选填“相等”或“不相等”）.参考答案：，80，不相等试题分析：①在人的反应时间内直尺做自由落体运动，有，解得；②反应时间最长为，需要直尺的长度为；③自由落体运动从计时开始连续相等时间的位移为1:4:9:16，而相等时间内的位移为1:3:5:7，故长度不相等。考点：本题考查研究自由落体运动的规律。13.如图所示，边长为L=0.2m的正方形线框abcd处在匀强磁场中，线框的匝数为N=100匝，总电阻R=1Ω，磁场方向与线框平面的夹角θ=30°，磁感应强度的大小随时间变化的规律B=0.02+0.005t（T），则线框中感应电流的方向为

，t=16s时，ab边所受安培力的大小为

N。参考答案：

adcba

；

0.02

N。三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图所示为山丹一中两位同学探究“物体的加速度与其质量、所受合外力的关系”的实验装置图．(1)实验中，两位同学安装好实验装置后，首先平衡摩擦力，他们将长木板的一端适当垫高些后，在不挂砝码盘的情况下，使小车靠近打点计时器后，先接通电源，后用手轻拨小车，小车便拖动纸带在木板上自由运动。若打点计时器第一次在纸带上打出的计时点越来越稀疏（从打出的点的先后顺序看），则第二次打点前应将长木板底下的小木块垫的比原先更加_______（选填“高”或“低”）些；重复以上操作步骤，直到打点计时器在纸带上打出一系列___________的计时点，便说明平衡摩擦力合适。（2）平衡摩擦力后，在____________的条件下，两位同学可以认为砝码盘(连同砝码)的总重力近似等于小车的所受的合外力。(3)接下来，这两位同学先保持小车的质量不变的条件下，研究小车的加速度与受到的合外力的关系；下图为某次操作中打出的一条纸带，他们在纸带上标出了5个计数点，在相邻的两个计数点之间还有4个点未标出，图中数据的单位是cm。实验中使用的是频率f＝50Hz的交变电流．根据以上数据，可以算出小车的加速度a＝________m/s2。(结果保留三位有效数字)(4)然后，两位同学在保持小车受到的拉力不变的条件下，研究小车的加速度a与其质量M的关系。他们通过给小车中增加砝码来改变小车的质量M，得到小车的加速度a与质量M的数据，画出a－图线后，发现：当较大时，图线发生弯曲。于是，两位同学又对实验方案进行了进一步地修正，避免了图线的末端发生弯曲的现象，那么，两位同学的修正方案可能是()（5）探究“物体的加速度与其质量、所受合外力的关系”实验完成后，两位同学又打算测出小车与长木板间的动摩擦因数。于是两位同学先取掉了长木板右端垫的小木块，使得长木板平放在了实验桌上，并把长木板固定在实验桌上，具体的实验装置如图所示；在砝码盘中放入适当的砝码后，将小车靠近打点计时器，接通电源后释放小车，打点计时器便在纸带上打出了一系列的点，并在保证小车的质量M、砝码（连同砝码盘）的质量m不变的情况下，多次进行实验打出了多条纸带，分别利用打出的多条纸带计算出了小车运动的加速度，并求出平均加速度，则小车与长木板间的动摩擦因数=________。（用m、M、、g表示）参考答案：(1)低（1分）；点间隔均匀（1分）或点间隔相等、点间距相等均给分。（2）在砝码盘(连同砝码)的总质量远小于小车的质量（2分）或小车的质量远大于砝码盘(连同砝码)的总质量。(3)（2分）(4)C

（2分）（5）15.某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：①小灯泡L，规格“4.5V．0.5A”；②电流表A，量程0.6A，内阻r约为0.2Ω;③电压表V，量程15V，内阻约为15kΩ；④滑动变阻器R，阻值范围0~10Ω；⑤学生电源E，电动势6V，内阻不计；⑥开关S及导线若干.（1）甲同学设计了下图(左图)所示的电路进行测量，请按照左边电路图把实物图中未完成的连线补充完整.（2）乙同学经分析发现甲同学实验精度不高，又从实验室找来Ig=100μA,Rg=1000Ω的灵敏电流计和电阻箱（0—99999.9Ω），想把灵敏电流计改装成量程为5V的电压表，需要把电阻箱调成

Ω的阻值，并与灵敏电流计

（填“串”或“并”）联在电路中来替代实验中的电压表.（3）乙同学用改装的电压表实验得到数据，现要以纵坐标表示通过电流表A的电流I，横坐标表示通过灵敏电流计的电流IG，画出I-IG图线，他已经把数据画在坐标纸上，请帮他把图线画出来.（4）乙同学通过查找资料发现同等型号的小灯泡的灯丝在27℃时电阻是2.1Ω，并且小灯泡灯丝电阻值与灯丝温度的关系为R=k(273+t)，k为比例常数。请估算灵敏电流表的电流IG=60μA时该灯泡灯丝的温度约为

℃。参考答案：（1）（3分）（2）49000Ω（2分）

串联

（1分）（3）（3分）连成折线的不给分，连成光滑曲线即可给分（4）840~870均可（3分）2）改装成电压表要串联分压电阻，R=（Ω）。（4）已知小灯泡灯丝在27℃时电阻是2.1Ω，由小灯泡灯丝电阻值与灯丝温度的关系为R=k（273+t），可得2.1=k（273+27），解出k=0.007，再根据图线读出IG=60μA时对应电流，可求得小灯泡电阻，代入小灯泡灯丝电阻值与灯丝温度的关系即可解得灯丝的温度。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图，粗糙水平面与半径R=1.5m的光滑圆弧轨道相切于B点，静止于A处m=1kg的物体在大小为10N方向与水平水平面成37°角的拉力F作用下沿水平面运动，到达B点时立刻撤去F，物体沿光滑圆弧向上冲并越过C点，然后返回经过B处的速度vB=15m/s。已知sAB=15m，g=10m/s2，sin37°=0.6，con37°=0.8。求：（1）物体到达C点时对轨道的压力；（2）物体与水平面的动摩擦因数μ。

参考答案：（1）设物体在C处的速度为vc，由机械能守恒定律有

mgR+=

①在C处，由牛顿第二定律有

FC=

②

（2分）ks5u联立①②并代入数据解得：轨道对物体的支持力FC=130N

（1分）根据牛顿第三定律，物体到达C点时对轨道的压力FC′=130N

（1分）（2）由于圆弧轨道光滑，物体第一次通过B处与第二次通过的速度大小相等

（1分）

从A到B的过程，由动能定理有：

[Fcon37°–μ（mg－Fsin37°）]sAB=

③

解得物体与水平面的动摩擦因数μ=1/8=0.125

17.如图所示，长为L的长木板水平放置，在木板的A端放置一个质量为m的小物块，现缓慢地抬高A端，使木板以左端为轴转动，当木板转到与水平面的夹角为α时小物块开始滑动，此时停止转动木板，小物块滑到底端的速度为v，则在整个过程中A.木板对物块做功为B.摩擦力对小物块做功为?C.支持力对小物块做功为0D.滑动摩擦力对小物块做功为?参考答案：AD【详解】A项：缓慢地抬高A端过程有：，物块下滑过程有：，所以总功为，故A正确；B、D项：摩擦力对小物块做功为，故