山西省阳泉市马山中学2021年高三物理下学期期末试卷含解析

山西省阳泉市马山中学2021年高三物理下学期期末试卷含解析一、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.（多选题）如图所示，定值电阻R0=r（r为电源内阻），滑动变阻器的最大阻值为R（R＞2r），闭合开关S，在滑动变阻器的滑片P由左端a向右端b滑动的过程中，以下说法中正确的是（）A．电容器的带电荷量变大B．R0消耗的功率变大C．滑动变阻器消耗的功率先变大后变小D．电源的输出功率变小参考答案：BC【分析】当滑动变阻器滑片P由a端向b端滑动时，电路中总电阻会发生变化，抓住电动势和内电阻不变，去分析电路中电流和路端电压如何变化．关于电阻R0上的功率变化，因为R0是定值电阻，只要分析电流如何变化就可得知．分析滑动变阻器上功率的变化，可将R0等效到内电阻中去，根据结论，当外电阻等于内电阻时，输出功率最大去进行分析．【解答】解：A、滑片P由a端向b端滑动的过程中，R阻值减小，回路总电阻减小，电流增大，路端电压减小，电容器带电荷量将减小，故A错误；B、由可知定值电阻消耗的功率变大，故B正确；C、将等效成电源内阻的一部分，当时，滑动变阻器消耗的功率最大，可以判断滑动变阻器消耗的功率先变大后变小，故C正确；D、根据电源输出功率与外电阻的关系，当时，随的减小而增大，故D错误；故选：BC2.在绕地球做匀速圆周运动的空间站里，有一宇航员手里拿着一个小球，均相对空间站静止。下列说法正确的是

A．宇航员的速度介于7．9km/s与11．2km/s之间B．宇航员所受地球引力与他在地球表面上所受重力大小相等C．若宇航员相对于空间站无初速度释放小球，小球将相对空间站静止不动D．若空间站绕地球做椭圆运动，则小球时而超重，时而失重参考答案：C3.（单选）如图所示，在粗糙的水平面上，质量分别为和的物块、用轻弹簧相连，两物块与水平面间的动摩擦因数相同。当用水平力作用于上，且两物块以相同加速度向左加速运动时，弹簧的伸长量为；当用同样大小，方向相反的力作用于上，且两物块以相同加速度向右加速运动时，弹簧的伸长量为（

）A．

B．

C．

D．动摩擦因数未知，无法求出参考答案：【知识点】牛顿第二定律；胡克定律．B1C2【答案解析】A

解析：当用水平力F作用于A上，且两物块以相同加速度向左加速运动时，整体的加速度a=隔离对B分析，根据牛顿第二定律有：F弹-μ?2mg=2ma，解得F弹＝当用同样大小，方向相反的力作用于B上，整体的加速度a′=隔离对A分析，根据牛顿第二定律有：F弹′-μmg=ma′，解得F弹＝.根据胡克定律得，＝kx，＝kx′，解得x′＝x．故A正确，B、C、D错误．故选：A．【思路点拨】对整体分析，根据牛顿第二定律求出整体的加速度，再隔离分析求出弹簧的弹力，结合胡克定律得出弹簧的伸长量．本题考查了牛顿第二定律和胡克定律的综合运用，关键能够正确地受力分析，运用整体法和隔离法进行求解．4.如图所示，足够长的水平传送带以速度v沿顺时针方向运动，传送带的右端与光滑曲面的底部平滑连接，曲面上的A点距离底部的高度h=0.45m．一小物体从A点静止滑下，再滑上传送带，经过一段时间又返回曲面．g取10m/s2，则下列说法正确的是（）A．若v=1m/s，则小物块能回到A点B．若v=2m/s，则小物块能回到A点C．若v=5m/s，则小物块能回到A点D．无论v等于多少，小物块都不能回到A点参考答案：C【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．【分析】根据机械能守恒定律求出物体滑到光滑曲面底端时的速度，根据这个速度与传送带的大小关系判断物块能否回到A点．【解答】解：设物块滑到曲面底端时速度大小为vB，根据机械能守恒定律得：mgh=得：=A、B若v=1m/s或2m/s，物块由于受到滑动摩擦力作用，在传送带先向左做匀减速运动，接着向右先做匀加速运动，速度与传送带相同后做匀速运动，物块在回到传送带右端时速度大小为传送带相同，由机械能守恒得知，只有当传送带的速度大于等于3m/s时，所以若v=1m/s或2m/s，物块不能回到A点．故AB错误．C、根据运动的对称性可知，物块在回到传送带右端时速度大小为为3m/s，由机械能守恒得知小物块能回到A点．故C正确．D、由上可知，D错误．故选C5.一单色光照射某金属时不能产生光电效应，则下述措施中可能使该金属产生光电效应的是：

（A）延长光照时间．

（B）增大光的强度．

（C）换用波长更短的光照射．

（D）换用频率较低的光照射．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.如下图所示，是某次利用气垫导轨探究加速度与力、质量关系的实验装置安装完毕后的示意图，图中A为沙桶和沙砂，B为定滑轮，C为滑块及上面添加的砝码，D为纸带，E为电火花计时器，F为蓄电池、电压为6V，G是开关，请指出图中的三处错误：(1)______________________________________________________________；(2)______________________________________________________________；(3)______________________________________________________________．参考答案：(1)定滑轮接滑块的细线应水平(或与导轨平行)(2)滑块离计时器太远(3)电火花计时器用的是220V的交流电，不能接直流电7.探究能力是物理学研究的重要能力之一．有同学通过设计实验来探究物体因绕轴转动而具有的转动动能与哪些因素有关。他以圆型砂轮为研究对象，研究其转动动能与其质量、半径、角速度等的具体关系。如图所示，砂轮由动力带动匀速旋转，测得其角速度ω，然后让砂轮脱离动力，用一把弹性尺子与砂轮接触使砂轮慢慢停下，设尺和砂轮间的摩擦力恒为（转动过程动能定理也成立。不计转轴的质量及其与支架间的摩擦）。分别取不同质量、不同半径的砂轮，使其以不同角速度旋转的进行实验，最后得到的数据如下表所示：半径/cm质量/m0角速度/rad·s-1圈数转动动能/J4128

41432

42216

44232

81216

161232

(1)根据题给数据计算砂轮的转动动能Ek，并填在上面的表格里。(2)由上述数据推导出该砂轮的转动动能Ek与质量m、角速度ω、半径r的关系式为_____________。参考答案：（1）填空半径/cm质量/m0角速度/rad·s-1圈数转动动能/J41286.44143225.64221612.84423225.68121625.6161232102.4（2）

EK=kmω2r2

或者EK=mω2r2。8.（实验）（2013?朝阳区一模）（2）某学校的学生为了测定物块与桌面之间的动摩擦因数，想出了很多方法．①其中甲同学采用了如图4所示的装置进行实验，他使物块在重物的牵引下开始运动，当重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上．实验中甲同学用打点计时器记录了物块的运动，图5为他截取的一段纸带，记录了物块做匀减速运动过程的信息，1、2、3、4、5是他选取的计数点，相邻两个计数点之间还有四个点未画出．已知打点计时器电源的频率为50Hz．根据纸带可求出物块做减速运动过程中的加速度大小a=

m/s2（保留两位有效数字）．若当地的重力加速度大小为9.8m/s2，则物块与桌面的动摩擦因数μ1=

（保留两位有效数字），该测量结果比动摩擦因数的真实值

（填“偏大”或“偏小”）．②乙同学采用了如图6所示的另一套装置进行实验，使物块A位于水平桌面的O点时，重物B刚好接触地面．将A拉到P点，待B稳定后由静止释放，A最终滑到Q点．分别测量OP、OQ的长度h和s．改变h，重复以上的操作，分别测出以下几组实验数据．

123456h/cm10.020.030.040.050.060.0s/cm9.512.528.539.048.056.5

乙同学在图7中已标出第1、2、3、5、6组数据对应的坐标点，请你在图中标出第4组数据对应的坐标点，并画出s﹣h关系图线．实验中测得A、B的质量之比mA：mB=4：5，则根据s﹣h图线计算出物块A与桌面间的动摩擦因数μ2=

．参考答案：①2.0；0.2；偏大．②0.4探究影响摩擦力的大小的因素解：①、由打点计时器电源的频率为50Hz，相邻两个计数点之间还有四个点未画出，可知相邻计数点间的时间为T=0.1s，进而由逐差法可得加速度为：物体受摩擦力作用而减速运动，可得：μMg=Ma解得：由于实际在减速阶段产生的加速度的力是滑动摩擦力和纸带受的阻力，所以计算结果比动摩擦因素的真实值偏大．②、如图：B下落至临落地时根据动能定理有：在B落地后，A运动到Q，有：解得：A、B的质量之比mA：mB=4：5，在s﹣h图象上任取一组数据h=10cm，s=9.5cm，代入可以得：．答：①2.0；0.2；偏大．②0.4．9.（4分）为了转播火箭发射的实况，在发射场建立了发射台用于发射广播与电视信号，已知传播无线电广播所用的电磁波波长为500m，而传输电视信号所用的电磁波波长为0.566m，为了不让山区挡住信号的传播，使城市居民能收听和收看火箭发射的实况，必须通过建在山顶上的转发站转发___________（选填：无线电广播信号或电视信号）。这是因为：________________________________________________。参考答案：答案：电视信号

电视信号的波长短，沿直线传播，受山坡阻挡，不易衍射10.用如右图所示装置来验证动量守恒定律，质量为mB的钢球B放在小支柱N上，离地面高度为H；质量为mA的钢球A用细线拴好悬挂于O点，当细线被拉直时O点到球心的距离为L，且细线与竖直线之间夹角为α；球A由静止释放，摆到最低点时恰与球B发生正碰，碰撞后，A球把轻质指示针C推移到与竖直夹角为β处，B球落到地面上，地面上铺有一张盖有复写纸的白纸D，用来记录球B的落点。用图中所示各个物理量的符号表示碰撞前后两球A、B的动量（设两球A、B碰前的动量分别为pA、pB；碰后动量分别为PA/、PB/，则PA=_________，PA/=_________，PB=_________，PB/

=_________。

参考答案：mA

，mA

，0，11.氢原子的能级如图所示．氢原子从n=3能级向n=1能级跃迁所放出的光子，恰能使某种金属产生光电效应，则该金属的截止频率为2.9×1015Hz；用一群处n=4能级的氢原子向低能级跃迁时所发出的光照射该金属，产生的光电子最大初动能为0.66eV（普朗克常量h=6.63×10﹣34J?s，结果均保留2位有效数字）．参考答案：考点：氢原子的能级公式和跃迁．专题：原子的能级结构专题．分析：根据玻尔理论和爱因斯坦光电效应方程，研究该金属的截止频率和产生光电子最大初动能的最大值．解答：解：根据玻尔理论得到E3﹣E1=hγ，解得：γ=2.9×1015Hz；从n=4向n=1跃迁所放出的光子照射金属产生光电子最大初动能最大，根据爱因斯坦光电方程有：Ek=（E4﹣E1）﹣hγ得：Ek=0.66eV；故答案为：2.9×1015，0.66．点评：本题是选修部分内容，在高考中，选修部分的试题难度不大，只要立足课本，紧扣考纲，掌握基本知识和基本原理，就能取得高分．12.如图所示，从倾角为θ的足够长斜面上的A点，先后将同一个小球以不同的初速度水平向右抛出．第一次初速度为υ1，球落到斜面上时瞬时速度方向与斜面夹角为α1；第二次初速度为υ2，球落到斜面上时瞬时速度方向与斜面夹角为α2．不计空气阻力，若υ1>υ2，则α1

α2（填>、=、<）．参考答案：＝

13.某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4km/s和9km/s，一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成．在一次地震中，震源在地震仪下方，观察到两振子相差10s开始振动，则弹簧振子____（选填“P”或“H”）先开始振动，震源距地震仪约______Km。参考答案：P，72

三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学用如图9所示的实验装置验证牛顿第二定律，请回答下列有关此实验的问题：（1）该同学在实验前准备了图9中所示的实验装置及下列辅助器材：A．交流电源、导线B．天平(含配套砝码)C．秒表D．刻度尺E．细线、砂和小砂桶其中不必要的器材是

(填代号)。（2）打点计时器在小车拖动的纸带上打下一系列点迹，以此记录小车的运动情况。其中一部分纸带上的点迹情况如图10甲所示，已知打点计时器打点的时间间隔T=0.02s，测得A点到B、C点的距离分别为x1=5.99cm、x2=13.59cm，则在打下点迹B时，小车运动的速度vB=

m/s；小车做匀加速直线运动的加速度a=

m/s2。（结果保留三位有效数字）（3）在验证“质量一定，加速度a与合外力F的关系”时，某学生根据实验数据作出了如图10乙所示的a-F图象，其中图线不过原点的原因是

，图线在末端弯曲的原因是

。参考答案：（1）C（1分）（2）0.680

（1分）；1.61

（2分）（3）平衡摩擦力过度砂和小砂桶的总质量m不远小于小车和砝码的总质量M

（2分）15.一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动。用下面的方法近似测量它匀速转动的角速度。实验器材：电磁打点计时器，米尺，纸带，复写纸片。实验步骤：（1）如图1所示，将电磁打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后，固定在待测圆盘的侧面上，使得圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上。（2）启动控制装置使圆盘转动，同时接通电源，打点计时器开始打点。（3）经过一段时间，停止转动和打点，取下纸带，进行测量。如图2所示，该同学在纸带上打的点上方标上了字母a、ｂ、ｃ、ｄ…。①由已知量和测得量表示的角速度的表达=

.式中各量的意义是：

.②某次实验测得圆盘半径r=5.50×10-2m，得到的纸带的一段如图2所示。求得角速度为

.（保留两位有效数字）参考答案：①（2分）T为电磁打点计时器打点的时间间隔，r为圆盘的半径，x0是纸带上选定的0点分别对应的米尺上的坐标值，14为选定的ao两点间的打点数。（2分）②6.8/s或6.7/s（2分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图，竖直平面内有一直角形内径相同的细玻璃管，A端封闭，C端开口，AB=BC=l0,且此时A、C端等高。管内水银总长度为l0,玻璃管AB内封闭有长为的空气柱。已知大气压强为l0汞柱髙。如果使玻璃管绕B点在竖直平面内顺时针缓慢地转动至BC管水平，求此时AB管内气体的压强为多少汞柱高？管内封入的气体可视为理想气体且温度不变。参考答案：解：因BC长度为，故顺时针旋转至BC水平方向时水银未流出。……1分

设A端空气柱此时长为x，管内横截面积为S，对A内气体：……………1分

…………1分………1分

…1分

对A中密闭气体，由玻意耳定律得……………2分

联立解得……1分

即：（汞柱高）……………1分

17.如图所示，在空间存在水平向里、磁感强度为B的匀强磁场和竖直向上、场强为E的匀强电场。在某点由静止释放一个带负电的液滴a,它运动到最低点处，恰与一个原来处于静止的带正电的液滴b相撞，撞后两液滴合为一体，沿水平方向做直线运动，已知液滴a的质量是液滴b质量的2倍；液滴a所带电量是液滴b所带电量的4倍。求：两液滴初始位置之间的高度差h。（a、b之间的静电力忽略）参考答案：、碰撞前a做曲线运动，电场力和重力做功，获得速度v，a、b碰撞动量守恒，碰后合液滴竖直方向合力为零，沿水平方向匀速直线运动。设a电量为4q，质量为2m,b电量为q，质量为m碰前对a由动能定理对b碰前有：qE=mg

⑵a、b碰撞，动量守恒⑶碰后合液滴水平直线，力平衡，总电量3q，质量3m由⑴⑵⑶⑷联立得18.如图，光滑平台左端与半径R=0.6m的半圆光滑轨道相切，且都固定．平台上A、B两滑块间压缩有一轻质弹簧（用细线拴住），其中mA=1.5kg，mB=1kg．紧靠平台右侧放有M=4kg的木板，其上表面与平台等高．剪断细线后，B以vB=9m/s的速度冲上木板．已知B与木板间的动摩擦因数μ1=0.5，木板与地面间的动摩擦因数为μ2，两滑块都可看作质点，不考虑A与B分离后再对B运动的影响，取g=10m/s2．求：（1）A滑至半圆轨道最高点Q时，轨道对其压力的大小；（2）要保证B不滑出木板，木板