广东省东莞市茶山中学2021年高三物理期末试卷含解析

广东省东莞市茶山中学2021年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.下列四个图象中，依次分别表示四个物体A、B、C、D的位移、速度、加速度和摩擦力随时间变化的规律，其中物体可能受力平衡的是

参考答案：AD2.竖直发射的礼花上升到最大高度处恰好爆炸，数个燃烧的“小火球”以大小相同的初速度同时向空间各个方向运动。若只考虑重力作用，在“小火球”落地前，下列说法正确的是（

）A.各“小火球”均做匀变速运动B.“小火球”在运动过程中机械能守恒C.相反方向飞出的两“小火球”之间的距离先增大后减小D.在匀速上升的观光电梯上看到的“小火球”运动情况与地面上看到的相同参考答案：A3.宇航员在地球表面，以一定初速度竖直上抛一小球，测得小球从抛出到返回的时间为；若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，小球从抛出到返回时间为。若已知该星球的半径与地球半径之比为R2：R1=1：4，空气阻力不计。则

A．该星球表面的重力加速度与地球表面重力加速度之比为25：1

B．该星球的密度与地球密度之比为4：25

C．该星球与地球第一宇宙速度之比为1：10D．在该星球与地球上自相同高度处以相同初速度平抛物体的水平射程之比为25：1参考答案：BC4.参考答案：BD5.在光的双缝干涉实验中，如果只改变一个条件，以下说法中正确的是

A．使双缝间距变小，则条纹间距变宽

B．使屏与双缝距离变小，则条纹间距变宽

C．将入射光由绿光改为红光，则条纹间距变宽

D．将入射光由绿光改为紫光，则条纹间距变宽参考答案：AC二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.为了用弹簧测力计测定木块A和长木板B间的动摩擦因数μ，甲、乙两同学分别设计了如图所示的甲、乙两个试验方案．（1）为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力大小，你认为方案甲更易于操作．简述理由因为甲方案拉木块时不需要匀速拉动．（2）若A和B的重力分别为100N和150N，当甲中A被拉动时，弹簧测力计a示数为60N，b示数为110N，则A、B间的动摩擦因数为0.4．参考答案：考点：探究影响摩擦力的大小的因素．专题：实验题．分析：（1）实验中我们是根据拉力与摩擦力是一对平衡力的原理，才通过测力计读出摩擦力大小的，因此，在操作时要保持物体做匀速直线运动，这也是实验操作中较难保持的地方，方案甲很好地解决了这一问题；（2）根据公式f=μN可对动摩擦因数进行计算，但关键是要分析出摩擦力f的大小．解答：解：（1）由图示实验可知，甲方案中拉动物体A，不需要控制物体A做匀速直线运动，且弹簧测力计静止，便于弹簧测力计读数；乙方案中用弹簧测力计拉动A，需要控制A做匀速直线运动，难于控制A做匀速直线运动，另一当面弹簧测力计是运动的，难于准确读数，因此甲方案更易于操作．（2）由题意可知，在甲方案中，两物体接触面受到的压力等于B的重力，即N=150N，弹簧测力计a的示数等于两物体接触面间摩擦力的大小，即f=60N．由公式f=μN得，动摩擦因素μ===0.4．故答案为：（1）甲；因为甲方案拉木块时不需要匀速拉动；（2）0.4．点评：本题考查了作用力与反作用力、平衡力的关系，并且要判断在不同的情况下接触面受到的正压力的大小，特别是注意根据给出的各个弹簧测力计的示数，分析判断出要用哪一个数据，是解答本题的难点，这对于学生有一定的迷惑性．7.

放射性元素的原子核在α衰变或β衰变生成新原子核时，往往会同时伴随

辐射。已知A、B两种放射性元素的半衰期分别为T1和T2，经过t＝T1·T2时间后测得这两种放射性元素的质量相等，那么它们原来的质量之比mA：mB＝

。参考答案：答案：γ，2T2:2T1解析：放射性元素的原子核在α衰变或β衰变生成新原子核时，往往以γ光子的形式释放能量，即伴随γ辐射；根据半衰期的定义，经过t＝T1·T2时间后剩下的放射性元素的质量相同，则=，故mA：mB＝2T2:2T1。8.如图所示，AB为匀质杆，其重为G，它与竖直墙面成角；BC为支撑AB的水平轻杆，A、B、C三处均用铰链连接且位于同一竖直平面内。则BC杆对B端铰链的作用力大小为_______,AB杆对A端铰链的作用力与竖直方向夹角_______角(选填“大于”、“等于”或“小于”)。参考答案：、小于9.一小球在桌面上做匀加速直线运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下小球运动过程中在每次曝光时的位置，并将小球的位置编号，得到的照片如图所示．由于底片保管不当，其中位置4处被污损．若已知摄影机连续两次曝光的时间间隔均为1s，则利用该照片可求出：小球运动的加速度约为________m/s2.位置4对应的速度为________m/s，能求出4的具体位置吗？________.求解方法是：____________________(不要求计算，但要说明过程)．参考答案：3.0×10－2(2.8×10－2～3.1×10－2均可)9×10－2能利用(x５－x4)－(x4－x３)＝aT2可以求出位置4的具体位置(其他方法合理均可)

对于匀变速规律的考察是很灵活的，学生要善于在新情境中抽象出物理模型．本题易错点在于位移的计算，难点在于匀变速直线运动的瞬时速度的求解方法的选择，利用一段时间的平均速度等于中间时刻的瞬时速度的推论是最简单的．10.某同学为探究“合力做功与物体动能改变的关系”，设计了如下实验，他的操作步骤是：

①按右图所示，安装好实验装置，其中小车质量M=0.20kg，钩码总质量m=0.05kg．②释放小车，然后接通打点计时器的电源（电源频率为50Hz），打出一条纸带．（1）他在多次重复实验得到的纸带中选出满意的一条，如图所示．把打下的第一点记作0，然后依次取若干个计数点，相邻计数点间还有4个点（图中未画出），用刻度尺测得各计数点到0点距离分别为d1=0.004m，d2=0.055m，d3=0.167m，d4=0.256m，d5=0.360m，d6=0.480m，……，他把钩码重力作为小车所受合力，取当地重力加速度g=9.8m/s2，算出从打0点到打“5”点这一过程中合力做功W=

J（结果保留三位有效数字），把打“5”点时小车动能作为小车动能的改变量，算得EK

=

J（结果保留三位有效数字）．（2）此次实验探究的结果，他没能得到“合力对物体做的功等于物体动能的增量”，且偏差很大．通过反思，他认为产生原因如下，其中有可能的是

．A．钩码质量太大，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多；B．没有平衡摩擦力，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多；C．释放小车和接通电源的次序有误，使得动能增量的测量值比真实值偏小；D．计算“5”点的瞬时速度时，两计数点间时间间隔误取0.08s．参考答案：（1）合力做的功=0.176J；打“5”点时小车的速度此时小车动能（2）由题意可知合力对物体做功的测量值大于动能增量的测量值，分析四个选项可知，只有A、B符合题意。11.竖直上抛运动，可看成是竖直向上的

和一个竖直向下

的运动的合运动参考答案：匀速直线运动，自由落体运动12.在验证牛顿运动定律的实验中有如图8（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8（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)若重力加速度取，由纸带数据可推算出重物m与小车的质量M比为m：M=

.参考答案：（1）加速度的大小为5.0m/s2

（2）由纸带可知，物体在D4D5区间的速度可能最大；（3）13.如图甲所示，在光滑的斜面上，有一滑块，一劲度系数为k的轻弹簧上端与滑块相连，下端与斜面上的固定挡板连接，在弹簧与挡板间有一力传感器（压力显示为正值，拉力显示为负值），能将各时刻弹簧中的弹力数据实时传送到计算机，经计算机处理后在屏幕上显示出F﹣t图象．现用力将滑块沿斜面压下一段距离，放手后滑块将在光滑斜面上做简谐运动，此时计算机屏幕上显示出如图乙所示图象．（1）滑块做简谐运动的回复力是由

提供的；（2）由图乙所示的F﹣t图象可知，滑块做简谐运动的周期为s；（3）结合F﹣t图象的数据和题目中已知条件可知，滑块做简谐运动的振幅为．参考答案：（1）弹簧的弹力和重力沿斜面的分力的合力（或弹簧弹力、重力和斜面支持力的合力）；（2）0.4；（3）；【考点】简谐运动的回复力和能量．【分析】对滑块进行受力分析，回复力指物块所受力的合力；由F﹣t图象分析滑块的周期；根据胡克定律求出弹簧的伸长量和压缩量，中间位置为平衡位置，从而可以求出振幅．【解答】解：（1）对滑块进行受力分析，滑块的合力为：弹簧的弹力和重力沿斜面的分力的合力，合力提供回复力．（2）由图可以看出周期为0.4s（3）根据胡克定律：F1=KXF2=KX′振幅d==故答案为：（1）弹簧的弹力和重力沿斜面的分力的合力（或弹簧弹力、重力和斜面支持力的合力）；（2）0.4；（3）；三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学研究规格为“6V，3W”的小电珠伏安特性曲线实验中：（1）下列实验电路图，最合理的是________________（2）小电珠接入电路前，某同学若使用多用电表欧姆档直接测量小电珠的电阻，应将选择开关旋至___________档（填“×1”或“×100”）．

（3）某同学描绘出小电珠的伏安特性曲线如图所示，则小电珠的电阻值随温度的升高而__________（填“不变”、“增大”或“减小”）。实验过程中，小电珠消耗的功率为0．6W时，小电珠两端的电压是__________V．参考答案：15.另一实验小组设计了“探究加速度与合外力关系”的实验，实验装置如图所示。已知小车的质量为500克，g取10m/s2，不计绳与滑轮间的摩擦。实验步骤如下：（1）细绳一端系在小车上，另一端绕过定滑轮后挂一个小砝码盘。（2）在盘中放入质量为m的砝码，用活动支柱将木板固定有定滑轮的一端垫高，调整木板倾角，恰好使小车沿木板匀速下滑。（3）保持木板倾角不变，取下砝码盘，将纸带与小车相连，并穿过打点计时器的限位孔，接通打点计时器电源后，释放小车。（4）取下纸带后，在下表中记录了砝码的质量m和对应的小车加速度a。（5）改变盘中砝码的质量，重复（2）（3）步骤进行实验。①实验用打点计时器交流电的频率为50Hz，纸带的记录如图所示，图中前几个点模糊，因此从A点开始每打五个点取一个计数点，则小车的加速度为_________m/s2(结果保留三位有效数字）②某同学测量结果如下表中，请在坐标纸上作出图象_______。上述图象不过坐标原点的原因是：____________________。

③根据（1）问中的图象还能求解哪些物理量？其大小为多少？________,

__________。④你认为本次实验中小车的质量是否要远远大于砝码的质量：_________（选填“是”或“否”）。参考答案：

(1).①0.75m/s2；

(2).②图象如图所示；

(3).求小车所受合力时，没有考虑砝码盘的重力；

(4).③还可以求出砝码盘的重力

(5).0.5N；解：①根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2，由纸带可得△x=0.75cm，则求出加速度的大小②根据表中实验数据在坐标系内描出对应的点，然后作出图象，图象如图所示．由图象可知，a-mg图象与纵轴相交，当盘中砝码质量为零时，小车已经具有加速度，说明此时小车所受合力不为零，这是因为求小车所受合力时，没有考虑砝码盘重力造成的．

③由图象可知，砝码重力为零时，小车加速度a=1m/s2，由此可知，砝码盘的重力：G砝码盘=m车a=0.5kg×1m/s2=0.5N．

④砝码质量为m，设斜面倾角为θ，小车质量为M，小车匀速下滑，处于平衡状态，由平衡条件得：Mgsinθ=f+mg，当取下砝码盘后，小车重力沿斜面向下的分力Mgsinθ和摩擦力f不变，因此小车所受合外力为mg，由此可知，小车所受合外力与车的质量和砝码质量无关，实验不需要控制小车的质量远远大于砝码的质量．【点睛】本题考查了作图、实验数据分析、实验注意事项等问题，要掌握描点法作图的方法；理解实验原理、对小车正确受力分析即可正确解题．

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.一定质量的理想气体被活塞封闭在可导热的气缸内，活塞相对于底部的高度为h，可沿气缸无摩擦地滑动。取一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面。沙子倒完时，活塞下降了h/4。再取相同质量的一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面。外界大气的压强和温度始终保持不变，求此次沙子倒完时活塞距气缸底部的高度。参考答案：设大气和活塞对气体的总压强为，加一小盒沙子对气体产生的压强为，由玻意耳定律得:

①

(3分)由①式得

②

（2分）再加一小盒沙子后，气体的压强变为p0+2p。设第二次加沙子后，活塞的高度为h′′

③

（3分）联立②③式解得:h′=

17.当物体从高空下落时，所受阻力会随物体的速度增大而增大，因此经过下落一段距离后将匀速下落，这个速度称为此物体下落的收尾速度。研究发现，在相同环境条件下，球形物体的收尾速度仅与球的半径和质量有关．下表是某次研究的实验数据小球编号ABCDE小球的半径（×10－3m）0.50.51.522.5小球的质量（×10－6kg）254540100小球的收尾速度（m/s）1640402032

（1）根据表中的数据，求出B球与C球在达到终极速度时所受阻力之比．（2）根据表中的数据，归纳出球型物体所受阻力f与球