广东省惠州市坪塘中学2021年高三物理上学期期末试卷含解析

广东省惠州市坪塘中学2021年高三物理上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.如图所示是某质点运动的速度图像，由图像得到的正确结果是A、0~1s内的平均速度是2m/s

B、0~1s内的位移大小是3mC、0~1s内的加速度大于2~4s内的加速度D、0~1s内的运动方向与2~4s内的运动方向相反参考答案：AD2.（多选）如图4所示，C为中间插有电介质的电容器，a和b为其两极板；a板接地；P和Q为两竖直放置的平行金属板，在两板间用绝缘线悬挂一带电小球；P板与b板用导线相连，Q板接地。开始时悬线静止在竖直方向，在b板带电后，悬线偏转了角度。在以下方法中，能使悬线的偏角变大的是（

） A.缩小a、b间的距离

B.加大a、b间的距离

C.取出a、b两极板间的电介质

D.换一块形状大小相同、介电常数更大的电介质

参考答案：BC3.（单选）在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程．在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的说法是A．英国物理学家牛顿用实验的方法测出万有引力常量GB．第谷接受了哥白尼日心说的观点，并根据开普勒对行星运动观察记录的数据，应用严密的数学运算和椭圆轨道假说，得出了开普勒行星运动定律C．亚里士多德认为两个从同一高度自由落下的物体，重物体与轻物体下落一样快D．牛顿提出的万有引力定律奠定了天体力学的基础参考答案：D4.竖直向上抛出一篮球，球又落回原处，已知空气阻力的大小与篮球速率的二次方成正比，则下列说法正确的是（）A．上升过程中克服重力做功大于下降过程中重力做功B．上升过程中重力的冲量大于下降过程中重力的冲量C．上升过程中动能的改变量大于下降过程中动能的改变量D．上升过程中动量的改变量小于下降过程中动量的改变量参考答案：C【考点】动量定理；功的计算．【专题】定性思想；推理法；动量定理应用专题．【分析】上升过程阻力向下，下降过程阻力向上，根据牛顿第二定律比较加速度大小，然后根据运动学公式列式比较上升与下降时间的长短，因重力是恒力，直接根据冲量的定义I=Ft比较重力的冲量大小．重力做功只与物体的初末的位置有关，与物体的运动的过程和是否受其它的力无关；根据题意知到速度大小变化，从而判断动量大小变化关系．【解答】解：A、重力是保守力，做功的大小只与物体的初末的位置有关，与物体的路径等无关，所以在上升和下降的过程中，重力做功的大小是相等的，所以A错误．B、上升过程，空气阻力向下，根据牛顿第二定律，有：mg+f=ma1；下降过程，空气阻力向上，根据牛顿第二定律，有：mg﹣f′=ma2；故a1＞a2；根据h=at2可知，t1＜t2；重力是恒力，其冲量大小为IG=mgt，则知上升过程中篮球受到的重力的冲量较小．故B错误．C、根据动能定理知上升过程合外力做功大于下降过程合外力做功，故上升过程动能的改变量大于下降过程中动能的改变量，C正确．D、动量P=MV，由于克服空气阻力做功，落回原处的球的速度小于开始上升的速度，故上升过程动量的改变量大于下降过程中动量的改变量，D错误．故选：C5.在“研究有固定转动轴物体的平衡条件实验”中：（1）（多选题）关于实验的注意事项中，以下说法正确的是（

）A．实验前要检查力矩盘是否在任何位置都能平衡B．实验前要检查横杆是否严格保持水平C．实验选用的钩码要轻，各力的力臂要尽量小D．实验中应该使弹簧秤的示数尽量大些（2）如图甲所示，在实验装置装配时，有一组同学经检验发现，力矩盘的重心在圆盘上的C点，该同学认为有一种不需调整力矩盘重心的位置也能进行实验的方法，即在实验时____________________________。（3）在实验中，另一组同学在一个力矩盘中的A点通过细绳跨过定滑轮悬挂一组砝码，不慎将悬挂线钩挂在P点的大头针上，另一组砝码通过细绳跨过定滑轮悬挂在B点，此时力矩盘平衡，如图乙所示。若每个砝码重为1N，O点到B点悬线距离为4cm；AP线与竖直方向夹角为37°，O点和P点处在同一水平线上。则此时力矩盘受到的顺时针转动力矩之和为___________N·m。参考答案：（1）AD

（2分）（2）保持OC连线在竖直方向

（2分）（3）0.216二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图是等离子体发电机示意图，平行金属板间的匀强磁场的磁感应强度B=0.5T，两板间距离为20cm，要使输出电压为220V，则等离子体垂直射入磁场的速度v=

m/s。a是电源的

极。参考答案：2200

正7.（4分）如图所示，一储油圆桶，底面直径与桶高均为d．当桶内无油时，从某点恰能看到桶底边缘上的某点B．当桶内油的深度等于桶高的一半时，在A点沿AB方向看去，看到桶底上的C点，C、B相距，由此可得油的折射率n=

；光在油中传播的速度

m/s．（结果可用根式表示）参考答案：，．解：由题意得，光线在油中的入射角的正弦，光线在空气中折射角的正弦．则折射率n=．根据得，v=．8.如图为“用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力与质量的关系”的实验装置。（1）该实验应用的研究方法是_________________________法；（2）在小车总质量不变时，改变所挂钩码的数量，多次重复测量，可画出关系图线（如图所示）。①分析此图线的OA段可得出的实验结论是________________。②此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是____。（3）若保持所挂钩砝数量不变，改变小车质量，多次重复测量，可以研究加速度a与质量m的关系，则应该绘制什么关系图线？答：___________。参考答案：（1）控制变量法（2）质量一定的情况下，加速度与合外力成正比（3）没有使小车质量远大于钩码质量（4）是9.有两个单摆做简谐运动，位移与时间关系是：x1=3asin(4πbt+π/4)和x2=9asin(8πbt+π/2)，其中a、b为正的常数，则它们的：①振幅之比为__________；②摆长之比为_________。参考答案：①1：3

②4：110.作用在同一物体上的三个力，它们的大小都等于5N，任意两个相邻力之间的夹角都是120°，如图3－4－7所示，则这三个力合力为________；若去掉Fl，而F2、F3不变，则F2、F3的合力大小为________，方向为________

图3－4－7图3－4－8参考答案：0N5N与Fl相反．11.如图所示是研究光电效应规律的电路。图中标有A和K的为光电管，其中K为阴极，A为阳极。现接通电源，用光子能量为10.5eV的光照射阴极K，电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为6.0V；则光电管阴极材料的逸出功为_______eV，现保持滑片P位置不变，增大入射光的强度，电流计的读数_______。(选填“为零”、或“不为零”)参考答案：4.5（2分）

为零

（2分12.水平地面上有一质量为2千克的物体，在水平拉力F的作用下，由静止开始运动，5秒后水平拉力减为，物体的速度图线如图（g取10米/秒2），则F的大小是

牛，物体与地面间的滑动摩擦系数μ=

。

参考答案：9；0.2513.如图所示，两个完全相同的圆弧轨道分别固定在竖直板上的不同高度处，轨道的末端水平，在它们相同位置上各安装一个电磁铁，两个电磁铁由同一个开关控制，通电后，两电磁铁分别吸住相同小铁球A、B，断开开关，两个小球同时开始运动。离开圆弧轨道后，A球做平抛运动，B球进入一个光滑的水平轨道，则：（1）B球进入水平轨道后将做________________运动；改变A轨道的高度，多次重复上述实验过程，总能观察到A球正好砸在B球上，由此现象可以得出的结论是：________________________________________________。（2）若某次两个小球相碰的位置恰在水平轨道上的P点处，固定在竖直板上的方格纸的正方形小格边长均为5cm，则可算出A铁球刚达P点的速度为________m/s。（g取10m/s2，结果保留两位小数）参考答案：（1）匀速直线，A球的水平分运动是匀速直线运动（2）3.35三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图为利用气垫导轨（滑块在该导轨上运动时所受阻力可忽略）“验证机械能守恒定律”的实验装置，完成以下填空．实验步骤如下：①将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1m，将导轨调至水平．②测出挡光条的宽度l和两光电门中心之间的距离s．③将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2．④读出滑块分别通过光电门1和光电门2时的挡光时间△t1和△t2．⑤用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m．⑥滑块通过光电门1和光电门2时，可以确定系统（包括滑块、挡光条、托盘和砝码）的总动能分别为Ek1=和Ek2=．⑦在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少△Ep=mgs．（重力加速度为g）⑧如果满足关系式△Ep=Ek2﹣Ek1，则可认为验证了机械能守恒定律．参考答案：考点：验证机械能守恒定律．专题：实验题．分析：光电门测量瞬时速度是实验中常用的方法．由于光电门的宽度d很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度．根据功能关系得重力做功的数值等于重力势能减小量．要注意本题的研究对象是系统．解答：解：（1）由于光电门的宽度d很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度．滑块通过光电门1速度v1=滑块通过光电门2速度v2=系统的总动能分别为Ek1=和Ek2=（2）在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少△Ep=mgs（3）如果满足关系式△Ep=Ek2﹣Ek1，即系统重力势能减小量等于动能增加量，则可认为验证了机械能守恒定律．故答案为：（1），（（2）△Ep=mgs

（3）△Ep=Ek2﹣Ek1点评：了解光电门测量瞬时速度的原理．实验中我们要清楚研究对象和研究过程，对于系统我们要考虑全面．15.某同学设计了如图甲所示的装置来探究加速度与力的关系。打点计时器固定在一端带有定滑轮的长木板上，细绳的两端分别与带有纸带小车和矿泉水瓶连接。①该小组在实验操作中，在保持小车的质量不变的情况下，向矿泉水瓶中逐渐加水，研究小车加速度与小车受力的关系。这种实验研究方法叫做

。②利用多次测量的数据，画出了如图丙所示的a-F关系图线。

分析发现图线在水平轴上有明显的截距

（OA不为零），这是因为：

_参考答案：①控制变量法

②未平衡摩擦力或平衡摩擦力时轨道倾角偏小四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，光滑水平面MN上放两相同小物块A、B，左端挡板处有一弹射装置P，右端N处与水平传送带理想连接，传送带水平部分长度L=8m，沿逆时针方向以恒定速度v=2m/s匀速转动。物块A、B（大小不计）与传送带间的动摩擦因数。物块A、B质量mA=mB=1kg。开始时A、B静止，A、B间压缩一轻质弹簧，贮有弹性势能Ep=16J。现解除锁定，弹开A、B，弹开后弹簧掉落，对A、B此后的运动没有影响。g=10m/s2。求：（1）物块B沿传送带向右滑动的最远距离。（2）物块B从滑上传送带到回到水平面所用的时间。（3）若物体B返回水平面MN后与被弹射装置P弹回的A在水平面上发生弹性正碰，且A、B碰后互换速度，则弹射装置P至少对A做多少功才能让AB碰后B能从Q端滑出。参考答案：（1）解除锁定后机械能守恒、动量守恒B木块向右作减速运动

（2）B木块向右作减速运动的时间B木块向左作加速运动速度等于传送带速度时B木块与传送带共速一起向左匀速运动（3）B能从Q端滑出一定有A与B质量相等，完全弹性碰撞后速度互换，则碰后A、B的速度v′A=v′B≥W＝mAvA’2－mAvA2≥8J。17.（8分）如图，有一个质量m＝0.05kg的小滑块静止在一高h＝1.25m的水平桌面上，小滑块到桌子右边缘的距离s＝1.0m，小滑块与桌面的动摩擦因数μ＝0.35，g取10m/s2。现给小滑块一个瞬间作用力，使其获得初速度v0＝4.0m/s，沿水平桌面向右滑动，不计空气阻力，求：（1）小滑块落地时的动能；（2）小滑块经多少时间落地?参考答案：解析：（1）小滑块滑动到桌面右边缘时的速度为，由动能定理得：

-

小滑块离开桌面后做平抛运动，由机械能守恒得：

由以上两式得：EK=0.85J

（2）设小滑块在桌面上滑动的时间为，加速度大小为a，则：

=（）/a

a=

设小滑块离开桌面做平抛运动的时间为t2，则：

小滑块由初速开始运动直至落到地面所用的时间：

由以上各式及代入数据得t=0.79s．18.如图甲所示,在边界OO′左侧区域有磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向水平向外.右侧水平放置长为L、相距为d的平行金属板M、N,M板左端紧靠磁场边界,磁场边界上O点与N板在同一