山西省运城市千军中学2021年高三物理期末试卷含解析

山西省运城市千军中学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.（多选）电子在电场中运动时，仅受电场力作用，其由a点运动到b点的轨迹如图中虚线所示。图中一组平行等距实线可能是电场线，也可能是等势线，则下列说法中正确的是（

）A．不论图中实线是电场线还是等势线，a点的电势都比b点低B．不论图中实线是电场线还是等势线，a点的场强都比b点小C．如果图中实线是电场线，则电子在a点动能较小D．如果图中实线是等势线，则电子在b点动能较小参考答案：CD2.（单选）如图所示，A、B、C是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星，已知mA=mB＞mC，下列说法正确的是（）A．角速度速度大小的关系是ωA＞ωB=ωCB．周期关系是TA＜TB=TCC．向心力大小的关系是FA=FB＞FCD．向心加速度大小的关系是aA＜aB=aC参考答案：考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用．专题：人造卫星问题．分析：根据人造卫星的万有引力等于向心力，列式求出线速度、角速度、周期和向心力的表达式进行讨论即可．解答：解：人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，有F向==m=mω2r=maA、ω=，根据题意得rA＜rB=rC所以ωA＞ωB=ωC，故A正确；B、T=2π，所以周期关系是TA＜TB=TC．故B正确；C、向心力F向=，已知mA=mB＞mC，rA＜rB=rC，所以FA＞FB＞FC，故C错误；D、a=，所以aA＞aB＞aC，故D错误；故选：AB．点评：本题关键抓住万有引力提供向心力，先列式求解出线速度、角速度、周期和加速度的表达式，再进行讨论．3.(多选)下列有关物理学家和他们的贡献的叙述中正确的是A．平均速度、瞬时速度以及加速度的概念是由伽利略首先建立起来的B．伽利略通过斜面实验研究自由落体运动规律，推翻了亚里士多德提出的“物体下落的快慢由它们的重量决定”的论断C．牛顿发现了万有引力定律并测出了引力常量D．库仑在前人工作的基础上，通过实验研究确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力遵循的规律——库仑定律参考答案：ABD4.如图：abcd是一正方形区域，处于匀强电场中，并与电场方向平行。大量电子从正方形的中心O，以相同速率ｖ向各个方向发射，电子从正方形边界上的不同点射出，其中到达c点的电子速度恰好为零，不计电子的重力，下面判断正确的是（

）

A．在正方形边界上c点电势最高

B．到达a点的电子电势能最小，速率是2v

C．到达b、d两点的电子电势能相等，速率均是v

D．到达dc边中点的电子速率是v参考答案：CD5.面积很大的水池，水深为H，水面上浮着一正方体木块，木块边长为a，密度为水的，质量为m．开始时，木块静止，有一半没入水中，如图所示．现用力将木块缓慢地压到池底．在这一过程中

A．木块的机械能减少了B．水池中水的机械能不变C．水池中水的机械能增加了D．水池中水的机械能增加了参考答案：AD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.放射性同位素C被考古学家称为“碳钟”，它可以用来判定古生物体的年代．宇宙射线中高能量中子碰撞空气中的氮原子后，就会形成很不稳定的C，它很容易发生β衰变，变成一个新核，其半衰期为5730年．该衰变的核反应方程式为．C的生成和衰变通常是平衡的，即生物机体中C的含量是不变的．当生物体死亡后，机体内C的含量将会不断减少．若测得一具古生物遗骸中C含量只有活体中的25%，则这具遗骸距今约有11460年．参考答案：考点：原子核衰变及半衰期、衰变速度．专题：衰变和半衰期专题．分析：根据电荷数守恒、质量数守恒写出核反应方程；经过一个半衰期，有半数发生衰变，通过剩余的量确定半衰期的次数，从而求出遗骸距今约有多少年．解答：解：根据电荷数守恒、质量数守恒得，．经过一个半衰期，有半数发生衰变，测得一古生物遗骸中的C含量只有活体中的25%，根据=得，n=2，即经过2个半衰期，所以t=2×5730=11460年．故答案为：；

11460点评：解决本题的关键知道在核反应中电荷数守恒、质量数守恒，以及知道半衰期的定义．7.一根两端开口的长玻璃管竖直插入水银槽中并固定，如图所示．管内径横截面积为S，管中有一轻质光滑活塞，活塞下方封闭L长度、热力学温度为To的气柱，当活塞上放一个质量为m的小砝码后，达到平衡时管内外水银面的高度差为________；然后对气体加热，使气柱长度恢复到L，此过程中气体的温度升高了__________．（已知外界大气压为p0，水银密度为ρ）．参考答案：；

8.如图所示，一农用水泵装在离地面一定高度处，其出水管是水平的，现仅有一钢卷尺，请你粗略地测出水流出管口的速度大小和从管口到地面之间在空中水柱的质量（已知水的密度为ρ，重力加速度为g）：（1）除了已测出的水管内径L外，你需要测量的物理量是（写出物理量名称和对应的字母）：

；（2）水流出管口的速度表达式为

；（请用已知量和待测量的符号表示）（3）空中水的质量的表达式为

．（请用已知量和待测量的符号表示）参考答案：（1）水平位移s，管口离地的高度h；（2）；（3）m=．【考点】平抛运动．【分析】根据高度求出平抛运动的时间，结合水平位移和时间求出初速度．根据水质量的表达式确定需要测量的物理量．【解答】解：（1）水流出水管后做平抛运动，需要测出水的：水平位移s，管口离地的高度h；（2）水管距地高度h，水柱的水平射程S，设水在空中的运动时间为t，水做平抛运动，在水平方向：s=vt，在竖直方向：h=，则水在空中运动的时间t=，水的初速度．（3）空中水的质量表达式m=×=．故答案为：（1）水平位移s，管口离地的高度h；（2）；（3）m=．【点评】本题关键是明确实验原理，运用平抛运动的模型列式分析，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，较难．9.一个截面是直角三角形的木块放在水平地面上，在斜面上放一个光滑球，球的一侧靠在竖直墙上，木块处于静止，如图所示,

若在光滑球的最高点再施加一个竖直向下的力，木块仍处于静止，则木块对地面的压力FN和摩擦力Ff的变化情况是

(

)

A

FN增大，Ff增大

B

FN增大，Ff不变C

FN不变，Ff增大

D

FN不变，Ff不变参考答案：A10.电梯内的水平地板上，竖直放置一根轻质弹簧，弹簧上端固定质量为m的物体。当电梯沿竖直方向匀速运动时，弹簧被压缩了x；当电梯接着做减速运动时，弹簧又被继续压缩了0.1x。重力加速度大小为g。则弹簧的劲度系数k=________；该电梯做匀速运动时的速度方向为_________，电梯做减速运动时的加速度大小是________。参考答案：mg/x，向下，0.1g（提示：弹簧继续被压缩，说明弹力大于重力，加速度向上，由于是减速运动，因此速度一定是向下。）11.（4分）把小球水平抛出，空气阻力不计，抛出后在t1、t2两个时刻，小球的速度与水平方向的夹角分别是30o、45o，则t1：t2=

，小球自抛出到此两个时刻下落的高度之比h1：h2=

。参考答案：1：，1：312.如图是磁带录音机的磁带盒的示意图，A、B为缠绕磁带的两个轮子，两轮的半径均为r，在放音结束时，磁带全部绕到了B轮上，磁带的外缘半径R=3r，现在进行倒带，使磁带绕到A轮上。倒带时A轮是主动轮，其角速度是恒定的，B轮是从动轮，经测定，磁带全部绕到A轮桑需要时间为t，从开始倒带到A、B两轮的角速度相等的过程中，磁带的运动速度

▲

（填“变大”、“变小”或“不变”），所需时间

▲

（填“大于”、“小于”或“等于”）。参考答案：13.如图所示，在研究感应电动势大小的实验中，把一根条形磁铁从同样高度插到线圈中同样的位置处，第一次快插，第二次慢插，两情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是E1____E2；通过线圈导线横截面电量的大小关系是ql____q2（选填“大于”、“等于”或“小于”）。参考答案：

大于

等于

三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.为描绘一只标有“2.5V0.75W”字样的小灯泡的伏安特性曲线，实验室提供了如下实验器材：电压表V（量程为0﹣3V，内阻约5kΩ）电流表A1（量程为0﹣0.6A，内阻约1Ω）电流表A2（量程为0﹣3A，内阻约10Ω）滑动变阻器R1（0～10Ω）滑动变阻器R2（0～100Ω）干电池两节，开关S及导线若干（1）为了使测量的准确度较高，调节方便，实验中应选用电流表，滑动变阻器；（2）在图甲所示虚线内画出实验电路图；（3）连接电路，闭合开关，移动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不变，但电压表有示数，电流表几乎不偏转，则故障的原因可能是；（4）排除故障后，正确操作得到多组U、I数据，利用Excel软件描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，设小灯泡正常发光的电阻为RA，小灯泡发光较暗时的电阻为RB，根据图象可以判断RA（选填“大于”“等于”或“小于”）RB．参考答案：解：（1）灯泡额定电流为0.3A，但如果采用3A量程误差过大，因此只能采用0.6A量程的A1，本实验中采用滑动变阻器分压接法，因此应采用总阻值较小的滑动变阻器R1；（2）本实验中应采用滑动变阻器分压接法，同时电流表应采用外接法，如图甲所示；（3）闭合开关，发现灯泡不亮，电流表指针几乎不偏转，说明电路断路．电压表有示数，说明与电压表并联部分断路，则电路故障的原因可能是灯泡断路．（4）I﹣U图象中图象的斜率表示电阻的倒数，则由图可知，正常发光时的斜率较小，故说明正常发光时的电阻大于较暗时的电阻．故答案为；（1）A1；R1；（2）如图所示；（3）小灯泡断路；（4）大于【分析】（1）明确灯泡的额定值，根据实验安全和准确性原则确定电流表，根据电路接法确定滑动变阻器；（2）根据实验原理确定对应的原理图；（3）根据电路故障的现象判断是短路还是断路，再进一步确定短路或断路发生的位置；（4）分析对应的I﹣U图象，明确图象的斜率表示电阻的倒数，从而确定两种情况下电阻大小关系．15.有一游标卡尺，游标尺上有20个等分刻度，用该卡尺测长度，如图所示工件的长度为

mm。

参考答案：29.70mm；四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（12分）一物体以一定的初速度冲上一倾角为θ的斜面，结果最后静止在斜面上，如下图所示，在第1s内位移为6m，停止运动前的最后1s内位移为2m，求：(1)在整个减速运动过程中质点的位移大小；(2)整个减速过程共用多少时间．

参考答案：见解析17.素有“陆地冲浪”之称的滑板运动已深受广大青少年喜爱．如图所示是由足够长的斜直轨道，半径R1＝2m的凹形圆弧轨道和半径R2＝3.6m的凸形圆弧轨道三部分组成的模拟滑板组合轨道．这三部分轨道依次平滑连接，且处于同一竖直平面内．其中M点为凹形圆弧轨道的最低点，N点为凸形圆弧轨道的最高点，凸形圆弧轨道的圆心O与M点在同一水平面上．一可视为质点，质量为m＝1kg的滑板从斜直轨道上的P点无初速度滑下，经M点滑向N点，P点距水平面的高度h＝3.2m，不计一切阻力，g取10m/s2.求：

(1)滑板滑至M点时的速度；(2)滑板滑至M点时，轨道对滑板的支持力；(3)若滑板滑至N点时对轨道恰好无压力，则滑板的下滑点P距水平面的高度又是多少。

参考答案：18.山地滑雪是人们喜爱的一项运动，一滑雪道ABC的底部是一半径为R的圆，圆与雪道相切于C点，C点的切线水平，C点与水平雪地间距离为H，如图所示，D是圆的最高点，一运动员从A点由静止下滑，刚好能经过圆轨道最高点D旋转一周，再经C后被水平抛出，当抛出时间为t时，迎面水平刮来一股强风，最终运动员以速度v落到了雪地上，已知运动员连同滑雪装备的总质量为m，重力加速度为g，不计遭遇强风前的空气阻力和雪道及圆轨道的摩擦