山西省阳泉市四矿中学2021-2022学年高三物理上学期期末试题含解析

山西省阳泉市四矿中学2021-2022学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，内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在如图所示的水平面内做匀速圆周运动，则（）A．球A的线速度一定大于球B的线速度B．球A的角速度一定大于球B的角速度C．球A的向心加速度一定大于球B的向心加速度D．球A对筒壁的压力一定大于球B对筒壁的压力参考答案：考点：牛顿第二定律；向心力．专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用．分析：小球受重力和支持力，靠重力和支持力的合力提供圆周运动的向心力，根据F合=ma=m比较线速度、角速度、向心加速度的大小．解答：解：A、两球所受的重力大小相等，支持力方向相同，根据力的合成，知两支持力大小、合力大小相等．根据得，v=，合力、质量相等，r大线速度大，所以球A的线速度大于球B的线速度．故A正确，D错误．

B、根据，得ω=，r大角速度小．所以球A的角速度小于球B的角速度．故B错误．

C、根据F合=ma，知向心加速度相等．故C错误．故选：A．点评：解决本题的关键知道小球做匀速圆周运动，靠重力和支持力的合力提供向心力．会通过F合=ma=m比较线速度、角速度、向心加速度的大小．2.在狭义相对论中，下列说法中哪些是正确的①一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速②质量、长度、时间的测量结果都是随物体与观察者的相对状态而改变③惯性系中的观察者观察一个与他做匀速相对运动的时钟时，会看到这个时钟比与他相对静止的时钟走得慢些A．①③是正确的

B．①②是正确的C．①②③是正确的

D．②③是正确的参考答案：答案：C3.如图所示，一质量为的木块靠在粗糙竖直的墙上，且受到水平力的作用，下列说法正确的是（

）A．若木块静止，则受到的静摩擦力大小等于，方向竖直向上

B．若木块静止，当增大时，木块受到的静摩擦力随之增大C．若木块与墙壁间的动摩擦因数为，则撤去后，木块受到的滑动摩擦力大小等于D．若撤去，木块沿墙壁下滑时，木块不受滑动摩擦力作用参考答案：答案：AD4.（单选）在力的合成中，下列关于两个分力与它们的合力的关系的说法中，正确的是（）

A．合力一定大于每一个分力

B．合力一定小于每一个分力

C．合力的方向一定与分力的方向相同

D．两个分力的夹角在0°～180°变化时，夹角越大合力越小参考答案：考点：合力的大小与分力间夹角的关系．专题：平行四边形法则图解法专题．分析：解答此题时，要从力的大小和方向两个方面来考虑，在分析各选项时千万不能漏掉力的方向．（1）如果二力在同一条直线上，根据力的合成计算合力的大小，即同一直线上同方向二力的合力等于二力之和；同一直线反方向二力的合力等于二力之差．（2）如果二力不在同一条直线上，合力大小介于二力之和与二力之差之间．解答：解：A、当二力反向时，合力等于二力大小之差，合力有可能小于分力，故A错误；B、当两个力方向相同时，合力等于两分力之和，合力大于每一个分力；当两个分力方向相反时，合力等于两个分力之差，合力可能小于分力，由此可见：合力可能大于分力也有可能小于分力，故B错误；C、同一直线二力的合力方向与两个分力的方向相同；当二力方向相反时，合力方向与较大力的方向相同，而当两分力不共线时，则合力与分力的方向无关，故C错误；D、当夹角θ＜180°时，由公式F=可知随着θ增大而减小，故D正确；故选：D．5.如右图所示，一质量为m，带电荷量为＋q的物体处于场强按E＝E0－kt（E0、k均为大于零的常数，取水平向右为正方向）变化的电场中，物体与竖直墙壁间动摩擦因数为μ，当t＝0时，物体处于静止状态．若物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且电场空间和墙面均足够大，下列说法正确的是

（

）

A．物体开始运动后加速度先增加，后保持不变

B．物体开始运动后加速度不断增加

C．经过时间，物体的加速度达到最大

D．经过时间，物体运动速度达最大值参考答案：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示是自行车传动装置的示意图．假设踏脚板每2s转一圈，要知道在这种情形下自行车前进的速度有多大，还需测量哪些量？________________________________

__________________________________________________________________________

请在图中用字母标注出来，并用这些量推导出自行车前进速度的表达式：___________．参考答案：．如图所示，测量R、r、R′．自行车的速度为：7.某人利用单摆来确定某高山的高度。已知单摆在海面处的周期是T0。而在该高山上，测得该单摆周期为T。则此高山离海平面高度h为

。（把地球看作质量均匀分布的半径为R的球体）参考答案：8.在光电效应试验中，某金属的截止频率相应的波长为0，该金属的逸出功为______。若用波长为（<0）单色光做实验，则其截止电压为______。已知电子的电荷量，真空中的光速和布朗克常量分别为e，c和h参考答案：

9.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：

10.如图所示，在场强为E、方向竖直向下的匀强电场中，有两个质量均为m的带电小球，电荷量分别为＋2q和－q，两小球用长为L的绝缘细线相连，另用绝缘细线系住带正电的小球悬挂于O点而处于平衡状态，重力加速度为g，则细线对悬点O的作用力等于_________.参考答案：以两个小球组成的整体为研究对象，分析受力如图：重力2mg、电场力，方向竖直向下，细线的拉力T，由平衡条件得：

11.用欧姆表测电阻时，如发现指针偏转角度太小，为了使读数的精度提高，应使选择开关拨到较

（选填“大”或“小”）的倍率档，重新测量，测量前必须先要进行

。如图所示为使用多用表进行测量时，指针在刻度盘上停留的位置，若选择旋钮在“50mA”位置，则所测量电流的值为

mA。参考答案：大；调零；22.012.如图所示，在距水平地面高均为0.4m处的P、Q两处分别固定两光滑小定滑轮，细绳跨过滑轮，一端系一质量为mA=2.75kg的小物块A，另一端系一质量为mB=1kg的小球B．半径R=0.3m的光滑半圆形轨道竖直地固定在地面上，其圆心O在P点的正下方，且与两滑轮在同一竖直平面内，小球B套在轨道上，静止起释放该系统，则小球B被拉到离地0.225m高时滑块A与小球B的速度大小相等，小球B从地面运动到半圆形轨道最高点时的速度大小为4m/s．参考答案：：解：当绳与轨道相切时滑块与小球速度相等，（B速度只沿绳），由几何知识得R2=h?PO，所以有：h===0.225m．小球B从地面运动到半圆形轨道最高点时，A物的速度为零，即vA=0，对系统，由动能定理得：

mAg[﹣（PO﹣R）]=mBgR+代入数据解得：vB=4m/s故答案为：0.225m，413.潮汐能属于无污染能源，但能量的转化率较低，相比之下，核能是一种高效的能源．（1）在核电站中，为了防止放射性物质泄漏，核反应堆有三道防护屏障：燃料包壳、压力壳和安全壳（见图甲）．结合图乙可知，安全壳应当选用的材料是________________（2）核反应堆中的核废料具有很强的放射性，目前常用的处理方法是将其装入特制的容器中，然后______________（将选项前的字母代号填在横线上）

A．沉入海底

B．放至沙漠

C．运到月球

D．深埋海底（3）图丙是用来监测工作人员受到辐射情况的胸章，通过照相底片被射线感光的区域，可以判断工作人员受到何种辐射。当胸章上lmm铝片和3mm铝片下的照相底片被感光，而铅片下的照相底片未被感光时，结合图乙分析工作人员受到了_______射线的辐射；当所有照相底片都被感光时，工作人员受到了_________射线的辐射。参考答案：（1）混凝土

（2）D

（3）

三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学利用如图1所示电路来测量电阻的阻值。将电阻箱接入a、b之间，闭合开关。适当调节滑动变阻器R′后保持其阻值不变。依次改变电阻箱的阻值R，得到相应电压表的示数U，得到如图2所示的U－R图像。（1）用待测电阻RX替换电阻箱，读得电压表示数为2.00V。利用U－R图像可得RX=_______Ω。（2）电池使用较长时间后，电动势可认为不变，但内阻增大。若仍用本实验装置和U-R图像测定某一电阻，则测定结果将_______(选填“偏大”或“偏小”)。现将一已知阻值为10Ω的电阻换接在a、b之间，为了仍可利用本实验装置和U－R图像实现对待测电阻的准确测定，则滑动变阻器的阻值_______（选填“增大”或“减小”），使电压表的示数为_______V。参考答案：(1)20±1

(2)偏小

减小

1.515.如图14甲所示，是某同学验证动能定理的实验装置．其步骤如下：a．易拉罐内盛上适量细沙，用轻绳通过滑轮连接在小车上，接上纸带，合理调整木板倾角，使小车和易拉罐一起沿木板匀速下滑．b．取下轻绳和易拉罐，测出易拉罐和细沙的质量m及小车质量M．c．取下细绳和易拉罐后，换一条纸带，让小车由静止释放，打出的纸带如图乙(中间部分未画出)．O为打下的第一点．已知打点计时器的打点周期为T，重力加速度为g．①步骤c中小车做________________运动.所受的合外力为 ．②为验证从O→C过程中小车合外力做功与小车动能变化的关系，测出BD间的距离为x1，OC间距离为x2，则C点的速度为

．需要验证的关系式为

(用所测物理量的符号表示)．参考答案：匀加速直线运动

mg

VC=X1/2T

mgX2=MX12/8T2四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（22分）如图，abc是光滑的轨道，其中ab是水平的，bc为与ab相切的位于竖直平面内的半圆，半径R=0.30m。质量m=0.20kg的小球A静止在轨道上，另一质量M=0.60kg、速度v0=5.5m/s的小球B与小球A正碰。已知相碰后小球A经过半圆的最高点c落到轨道上距b点为处，重力加速度g=10m/s2，求：

（1）碰撞结束后，小球A和B的速度的大小。

（2）试论证小球B是否能沿着半圆轨道到达c点。

参考答案：解析：（1）以v1表示小球A碰后的速度，v2表示小球B碰后的速度，表示小球A在半圆最高点的速度，t表示小球A从离开半圆最高点到落在轨道上经过的时间，则有

①

②

③

④

由①②③④求得

代入数值得

（2）假定B球刚能沿着半圆轨道上升到c点，则在c点时，轨道对它的作用力等于零。以vc表示它在c点的速度，vb表示它在b点相应的速度，由牛顿定律和机械能守恒定律，有

解得：

代入数值得：

由，所以小球B不能达到半圆轨道的最高点。17.如图甲所示，在倾角为370的粗糙斜面的底端，一质量m=1kg可视为质点的滑块压缩一轻弹簧并锁定，滑块与弹簧不相连。t=0时解除锁定，计算机通过传感器描绘出滑块的速度时间图象如图乙所示，其中oab段为曲线，bc段为直线，在t1=0.1s时滑块已上滑s=0.2m的距离，g取10m/s2。求：（1）物体离开弹簧后在图中bc段对应的加速度a及动摩擦因数μ的大小（2）t2=0.3s和t3=0.4s时滑块的速度v1、v2的大小；（3）锁定时弹簧具有的弹性势能．参考答案：解：（1）由图象可知0.1s物体离开弹簧向上做匀减速运动，加速度的大小

……2分根据牛顿第二定律，有：

……2分解得：

……2分（2）根据速度时间公式，得：t2=0.3s时的速度大小

……2分0.3s后滑块开始下滑，下滑的加速度

……4分t2=0.4s时的速度大小

……2分（3）由