山西省忻州市沙泉中学2021年高三物理下学期期末试题含解析

山西省忻州市沙泉中学2021年高三物理下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）如图甲所示，一理想变压器给一个小灯泡供电．当原线圈输入如图乙所示的交变电压时，额定功率10W的小灯泡恰好正常发光，已知灯泡的电阻为40Ω，图中电压表为理想电表，下列说法正确的是（）A．变压器输入电压的瞬时值表达式为μ=220sinπt（V）B．电压表的示数为220VC．变压器原、副线圈的匝数比为11：1D．变压器的输入功率为110W参考答案：【考点】：变压器的构造和原理．【专题】：交流电专题．【分析】：根据瞬时值的表达式可以求得输出电压的有效值、周期和频率等，再根据电压与匝数成正比，与匝数成反比，即可求得结论：解：A、由图象可知，ω=，故A错误B、原线圈输入电压为220V，电压表示数为灯泡的额定电压U==20V，故B错误C、由B分析，结合变压比公式得，=，故C正确D、变压器的输入功率与输出功率相等，为10W，故D错误故选C【点评】：掌握住理想变压器的电压、电流之间的关系，最大值和有效值之间的关系即可解决本题2.在“用DIS探究牛顿第二定律”的实验中（1）下图（左）是本实验的装置图，实验采用分体式位移传感器，其发射部分是图中的_____，与数据采集器连接的是______部分．（填①或②）（2）上图（右）是用DIS探究加速度与力的关系时所得到的a–F实验图象，由图线可知，小车的质量为___________kg．参考答案：（1）①，②

（每空格1分）（2）m=0.77kg3.（单选题）汽车给人类生活带来极大便利，但随着车辆的增多，交通事故也相应增加，重视交通安全问题，关系到千百万人的生命安全与家庭幸福，为了安全，在行驶途中，车与车之间必须保持一定的距离，因为，从驾驶员看见某一情况到采取制动动作的时间里，汽车仍然要通过一段距离(称为思考距离)，而从采取制动动作到车完全静止的时间里，汽车又要通过一段距离(称为制动距离)，下表给出了驾驶员驾驶的汽车在不同速度下的思考距离和制动距离等部分数据，某同学分析这些数据，算出了表格中未给出的数据X、Y，该同学计算正确的是A.X＝40，Y＝24

B．X＝45，Y＝24C．X＝60，Y＝22

D．X＝50，Y＝22参考答案：B4.火车轨道在转弯处外轨高于内轨，此高度差由转弯半径与火车速度确定。若在某转弯处规定行驶速度为v，则下列说法中正确的是A．当以v的速度通过此弯路时，火车重力与轨道面支持力的合力提供向心力B．当以v的速度通过此弯路时，火车重力、轨道面支持力和外轨对轮缘弹力的合力提供向心力C．当速度大于v时，轮缘挤压外轨D．当速度小于v时，轮缘挤压外轨参考答案：AC5.如图所示，a、b、c为匀强电场中一条直线上的三点，ab＝bc=l，一个带电荷量为q的负点电荷，在大小为F的电场力的作用下，以某一初速度从a点运动到c点的过程中电势能增大W，则A.负点电荷从a点运动到c点的过程中一定经过b点B.匀强电场的电场强度大小为C.匀强电场的电场强度大小为D.若a点的电势为，则b点的电势为参考答案：BDA.由于电荷的速度方向和电场方向均未知，所以电荷可能做曲线运动不经过b点到达达c点。故A错误。B.由电场强度的定义式可得电场强度为。故B正确。C.电场的方向不一定沿ac方向，所以电场强度的大小不一定为。故C错误。D.因为ab=bc，所以电荷从a到b电势能的增加量等于电荷从b到c电势能的增加量，增加量为；从a到b有，化简可得。故D正确。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.小楠同学利用打点计时器所记录的纸带来研究做匀变速直线运动小车的运动情况，实验中得到一条纸带，如图所示，其中两相邻计数点间有四个点未画出，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，则：（1）C点相对应刻度尺的读数为

cm；（2）打E点时小车运动的速度vE=

m/s（保留两位有效数字）；（3）小车运动的加速度a=

m/s2（保留两位有效数字）．参考答案：（1）3.00；（2）0.24；（3）0.40．【考点】测定匀变速直线运动的加速度．【分析】根据图示刻度尺确定其分度值，然后读出刻度尺示数；由△x=at2求出加速度，根据匀变速运动中平均速度等于中间时刻瞬时速度求解B点对应的速度．【解答】解：（1）由图示刻度尺可知，其分度值为1mm，由图可知，C、D、E、F四点对应的刻度分别是3.00cm、4.90cm、7.00cm、9.60cm，（2）利用匀变速直线运动的推论得：vE==≈0.24m/s（3）由△x=at2可知，小车的加速度：a==≈0.40m/s2．故答案为：（1）3.00；（2）0.24；（3）0.40．7.如图所示的实验电路，当用黄光照射光电管中的碱金属涂层时，毫安表的指针发生了偏转．若将电路中的滑动变阻器的滑片P向右移动到某一位置时，毫安表的读数恰好减小到零，此时电压表读数为U．若此时增加黄光照射的强度，则毫安表______（选填“有”或“无”）示数．若改用蓝光照射光电管中的金属涂层，则毫安表_____（选填“有”或“无”）示数．参考答案：无；有8.某同学研究小滑块在水平长木板上运动所受摩擦力的大小，选用的实验器材是：长木板、总质量为m的小滑块、光电门、数字毫秒计、弧形斜面、挡光片、游标卡尺、刻度尺。器材安装如图甲所示.①主要的实验过程：(ⅰ)用游标卡尺测量挡光片宽度d，读数如图乙所示，则d=

mm；(ⅱ)让小滑块车从斜面上某一位置释放，读出小滑块通过光电门时数字毫秒计示数t;(ⅲ)用刻度尺量出小滑块停止运动时挡光片与光电门间的距离L;(ⅳ)求出小滑块车与木板间摩擦力f=

(用物理量m、d、L、t表示)；②若实验中没有现成的挡光片，某同学用一宽度为6cm的金属片替代，这种做法是否合理?

(选填“合理”或“不合理”)。③实验中，小滑块释放的高度要适当高一些，其目的是减少

误差。（选填“系统”或“偶然”）参考答案：）①(ⅰ)6.00(2分)；(ⅳ)(2分)；②不合理(2分)；③系统(2分)9.如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，已知波的传播速度v=2m/s．试回答下列问题：①写出x=0.5m处的质点做简谐运动的表达式：

cm；②x=0.5m处质点在0～5.5s内通过的路程为

cm．参考答案：①y＝5cos2πt(2分)110cm10.如图所示为“风光互补路灯”系统，它在有阳光时通过太阳能电池板发电，有风时通过风力发电机发电，二者皆有时将同时发电，并将电能输至蓄电池储存起来，供路灯照明使用。为了能使蓄电池的使用寿命更为长久，一般充电至90％左右即停止，放电余留20％左右即停止电能输出。下表为某型号风光互补路灯系统配置方案：风力发电机太阳能电池组件其他元件最小启动风速1.0m/s太阳能电池36W蓄电池500Ah-12V最小充电风速2.0m/s最大限制风速12.0m/s太阳能转化效率15%大功率LED路灯80W-12V最大输出功率400W如果当地垂直于太阳光的平面得到的太阳辐射最大强度约为240W/m2，要想使太阳能电池的最大输出功率达到36W，太阳能电池板的面积至少要______________m2。

当风速为6m/s时，风力发电机的输出功率将变为50W，在这种情况下，将蓄电池的电能由20%充至90%所需时间为______________h；参考答案：1，84

11.在如图所示的光电效应现象中，光电管阴极K的极限频率为v0，则阴极材料的逸出功等于_________；现用频率大于v0的光照射在阴极上，若在A、K之间加一数值为U的反向电压时，光电流恰好为零，则光电子的最大初动能为_________；若入射光频率为v（v>v0），则光电子的最大初动能为_________。参考答案：hv0；eU；hv-hv012.一列简谐横波，沿x轴正向传播，t=0时波形如图甲所示，位于x=0.5m处的A点振动图象如图乙所示．则该波的传播速度是10m/s；则t=0.3s，A点离开平衡位置的位移是﹣8cm．参考答案：①由图甲知波长为λ=2m，由图乙可知波的周期是T=0.2s；则波速为v==10m/s．由乙图知：t=0.3s时，A点到达波谷，其位移为﹣8cm13.已知气泡内气体的密度为30g/，平均摩尔质量为1.152g/mol。阿伏加德罗常数，估算气体分子间距离d=___________m，气泡的体积为1cm3，则气泡内气体分子数为_____________个。参考答案：

（1）根据，得气体分子连同占据的空间为，气体分子间距离得（2）气泡内气体质量，气泡内气体摩尔数为：，分子数为得：三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.在测量一节干电池的电动势和内电阻的实验中，实验电路图如图所示。（1）实验过程中，应选用哪个电流表和滑动变阻器

_（请填写选项前对应的字母）A．电流表（量程0.6A，内阻约0.8Ω）B．电流表（量程3A，内阻约0.5Ω）C．滑动变阻器R1（0~10Ω）D．滑动变阻器R2（0~200Ω）（2）实验中要求电流表测量通过电池的电流，电压表测量

电池两极的电压。根据图示的电路电流表测量值

_真实值（选填“大于”或“小于”）。（3）若测量的是新干电池，其内电阻比较小。在较大范围内调节滑动变阻器，电压表读数变化

（选填“明显”或“不明显”）参考答案：15.在做“探究求合力的方法”实验时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳。实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条。

(1)实验对两次拉伸橡皮条的要求中，下列哪些说法是正确的_______(填字母代号)。

A．将橡皮条拉伸相同长度即可

B．将橡皮条沿不同方向拉到相同长度

C．将弹簧秤都拉伸到相同刻度

D．将橡皮条和绳的结点拉到相同位置

(2)在操作过程中，可减小实验误差的做法有_________（填字母代号）。

A．两细绳必须等长

B．弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行

C．用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤的夹角应大于D．用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数应尽可能大些参考答案：四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图2－2－27所示，A、B两物体叠放在水平地面上，已知A、B的质量分别均为mA＝10kg，mB＝20kg，A、B之间，B与地面之间的动摩擦因数均为μ＝0.5.一轻绳一端系住物体A，另一端系于墙上，绳与竖直方向的夹角为37°，今欲用外力将物体B匀速向右拉出，求所加水平力F的大小，并画出A、B的受力分析图．(取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)参考答案：解析：A、B的受力分析如右图所示对A应用平衡条件Tsin37°＝Ff1＝μFN1①Tcos37°＋FN1＝mAg②联立①、②两式可得：FN1＝60NFf1＝μFN1＝30N对B用平衡条件F＝Ff1′＋Ff2＝Ff1′＋μFN2＝Ff1＋μ(FN1＋mBg)＝2Ff1＋μmBg＝160N17.如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P间连接阻值为R=0.40Ω的电阻，质量为m=0.01kg、电阻为r=0.30Ω的金属棒ab紧贴在导轨上．现使金属棒ab由静止开始下滑，其下滑距离与时间的关系如下表所示，导轨电阻不计，重力加速度g取l0m/s2．试求时间t（s）00.10.20.30.40.50.60.7下滑距离s（m）00.10.30.71.42.12.83.5（1）当t=0.7s时，重力对金属棒ab做功的功率；（2）金属棒ab在开始运动的0.7s内，电阻R上产生的热量；（3）从开始运动到t=0.4s的时间内，通过金属棒ab的电量．参考答案：解：（1）由表格中数据可知：金属棒先做加速度减小的加速运动，最后以7m/s匀速下落

PG=mgv=0.01×10×7=0.7W

（2）根据动能定理：WG+W安=mvt2﹣mv02W安=mvt2﹣mv02﹣mgh=×0.01×72﹣0.01×10×3.5=﹣0.105JQR=E电=×0.105=0.06J

（3）当金属棒匀速下落时，G=F安则有mg=BIL=解得：BL==0.1电量q=It===0.2C答：（1）当t=0.7s时，重力对金属棒qb做功的功率为0.7W；（2）金属棒ab在开始运动的0.7s内，电阻R上产生的热量0.06J；（3）从开始运动到t=0.4s的时间内，通过金属棒ab的电量0.2C．18.如图所示，一竖直放置