2021年山西省运城市垣曲县垣曲中学高三物理期末试卷含解析

2021年山西省运城市垣曲县垣曲中学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1.一个内壁光滑的正方体木箱内装一个球状物，球的直径略小于正方体的内侧边长，设球对正方体上侧压力为N1，对下侧压力为N2，对左侧压力为N3，对右侧压力为N4，如图所示，则下列说法正确的是A.如不计空气阻力，将物体竖直上抛，上升过程中有：N1=0，N2≠0B.如不计空气阻力，将物体水平向右平抛，运动过程中有：N3≠0，N4=0C.如空气阻力不能忽略，将物体竖直上抛，上升过程中有：N1=0，N2≠0D.如空气阻力不能忽略，将物体自由落下，下落过程中有：N1=0，N2≠0参考答案：D2.（单选）在力学发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了物理学的进步．对以下几位物理学家所作科学贡献的表述中，与事实不相符的是（）A．伽利略首先建立平均速度、瞬时速度和加速度等描述运动的概念B．胡克提出如果行星的轨道是圆形，太阳与行星间的引力与距离的平方成反比C．卡文迪许是测量地球质量的第一人D．伽利略根据理想斜面实验，得出自由落体运动是匀变速直线运动参考答案：考点：物理学史．专题：常规题型．分析：根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．解答：解：A、伽利略首先建立平均速度、瞬时速度和加速度等描述运动的概念，故A正确；B、胡克提出如果行星的轨道是圆形，太阳与行星间的引力与距离的平方成反比，故B正确；C、卡文迪许是测量地球质量的第一人．故C正确；D、伽利略将斜面实验的结论合理外推，证明了自由落体运动是匀变速直线运动，故D错误；本题选与事实不相符的，故选：D．点评：本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一．3.有一种大型游戏器械，它是一个圆筒型容器，筒壁竖直，游客进入容皿后靠筒壁站立。当圆筒开始转动后，转速加快到一定程度时，突然地板塌落，游客发现自己没有落下去，这是因为（

）A．游客处于超重状态

B．游客处于失重状态C．游客受到的摩擦力等于重力

D．筒壁对游客的支持力等于重力参考答案：C4.万有引力可以理解为：任何物体都要在其周围空间产生一个引力场，该引力场对放入其中的任何物体都会产生引力（即万有引力）作用。表征引力场的物理量可以与电场、磁场有关物理量相类比。如重力加速度可以与下列哪些物理量相类比

(

)A．电势

B．电场强度

C．磁场能

D．磁场力参考答案：B5.历史上首先正确认识力和运动的关系，推翻“力是维持物体运动的原因”的物理学家是（）A．阿基米德 B．牛顿 C．伽利略 D．亚里士多德参考答案：C【考点】伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法；物理学史．【分析】阿基米德是古希腊哲学家、数学家、物理学家，其所做的工作被认为是物理学真正开始前的准备工作；公元前四世纪的希腊哲学家亚里士多德认为：必须不断地给一个物体以外力，才能使它产生不断地运动．如果物体失去了力的作用，它就会立刻停止．即﹣﹣力是维持物体运动的原因．亚里士多德的观点很符合人们的日常经验，如停着的车不推它它就不会动，停止推它它就会停下来…所以亚里士多德的观点当时占着统治地位，而且一直统治了人们两千年；伽利略斜面实验在牛顿第一定律的建立过程中起到了重要作用，它揭示了力与运动的关系，即物体的运动并不需要力来维持；牛顿系统总结了前人的经验，并通过大量的实验提出了牛顿三大定律，标志着物理学的真正开端．【解答】解：A、阿基米德是古希腊哲学家、数学家、物理学家，其所做的工作被认为是物理学真正开始前的准备工作，故A错误；B、牛顿系统总结了前人的经验，并通过大量的实验提出了牛顿三大定律，是力学的奠基人，故B错误；C、伽利略通过理想斜面实验得出了力不是维持运动的原因，而是改变物体速度的原因，故C正确；D、亚里士多德认为运动需要力来维持，故D错误；故选C．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.将质量为5kg的铅球（可视为质点）从距沙坑表面1.25m高处由静止释放，从铅球接触沙坑表面到陷入最低点所经历的时间为0.25s，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2。则铅球对沙子的平均作用力大小为

N，方向

。参考答案：

150

N,

竖直向下

。7.质量为0.4kg的小球甲以速度3m/s沿光滑水平面向右运动，质量为4kg的小球乙以速度5m/s沿光滑水平面向左运动，它们相碰后，甲球以速度8m/s被弹回，求此时乙球的速度大小为

m/s，方向

。参考答案：3.9，水平向左8.用细绳系一小球，在竖直平面内做圆周运动，已知小球的质量为1kg，圆周运动半径为1m，到达最高点时，细绳拉力恰为零，取g=10m/s2，则从最高点到最低点的过程中，小球受到合外力的冲量的大小为

参考答案：9.要利用轨道、滑块(其前端固定有挡光窄片K)、托盘、砝码、轻滑轮、轻绳、光电计时器、米尺等器材测定滑块和轨道间的动摩擦因数μ，某同学设计了如图甲所示的装置，滑块和托盘上分别放有若干砝码，滑块质量为M，滑块上砝码总质量为m′，托盘和盘中砝码的总质量为m.轨道上A、B两点处放置有光电门(图中未画出)．实验中，重力加速度g取10m/s2.图甲图乙(1)用游标卡尺测量窄片K的宽度d，如图乙所示，则d＝__________mm，用米尺测量轨道上A、B两点间的距离x，滑块在水平轨道上做匀加速直线运动，挡光窄光通过A、B两处光电门的挡光时间分别为tA、tB，根据运动学公式，可得计算滑块在轨道上加速运动的加速度的表达式为a＝____________；(2)该同学通过改变托盘中的砝码数量，进行了多次实验，得到的多组数据如下：实验次数托盘和盘中砝码的总质量m/(kg)滑块的加速度a/(m/s2)10.100020.150030.2000.3940.2500.9150.3001.4060.3501.9270.4002.38图丙请根据表中数据在图丙中作出am图象．从数据或图象可知，a是m的一次函数，这是由于采取了下列哪一项措施________．A.每次实验的M＋m′都相等

B.每次实验都保证M＋m′远大于mC.每次实验都保证M＋m′远小于m

D.每次实验的m′＋m都相等(3)根据am图象，可知μ＝________(请保留两位有效数字)．参考答案：(1)2.20或2.25(2分)(2分)(2)注意：应为直线，标度的选取要合适(2分)D(2分)(3)0.16(2分)10.某探究学习小组的同学要验证“牛顿第二定律”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接另一端跨过定滑轮挂上砝码盘。实验首先保持轨道水平，通过调整砝码盘里砝码的质量让小车做匀速运动以实现平衡摩擦力，再进行后面的操作，并在实验中获得以下测量数据：小车、传感器和挡光板的总质量M，平衡摩擦力砝码和砝码盘的总质量，挡光板的宽度d，光电门1和2的中心距离为s。①该实验是否需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？

（填“需要”或“不需要”）

①实验需用游标卡尺测量挡光板的宽度d，如图所示d=

mm。

②某次实验过程：力传感器的读数为F，小车通过光电门1和2的当光时间分别为t1、t2（小车通过光电门2后，砝码盘才落地），已知重力加速度为g，则该实验要验证的表达式是

。参考答案：11.

（3分）原子弹是利用

反应而获得巨大核能，氢弹是利用

反应而获得巨大核能。图所示是国际原子能机构和国际标准化组织公布的新的

标志．参考答案：答案：核裂变

核聚变

辐射警示（每空1分，共3分）12.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

13.图为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分.图中背景方格的边长均为2.5厘米，如果取重力加速度g=10米/秒2，那么：(1)照片的闪光频率为________Hz..(2)小球做平抛运动的初速度的大小为_______m/s参考答案：(1)10

(2)0.75三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图所示装置中，AB是两个竖直放置的平行金属板，在两板中心处各开有一个小孔，板间距离为d，板长也为d，在两板间加上电压U后，形成水平向右的匀强电场。在B板下端（紧挨B板下端，但未接触）固定有一个点电荷Q，可以在极板外的空间形成电场。紧挨其下方有两个水平放置的金属极板CD，板间距离和板长也均为d，在两板间加上电压U后可以形成竖直向上的匀强电场。某时刻在O点沿中线由静止释放一个质量为m，带电量为q的正粒子，经过一段时间后，粒子从CD两极板的正中央进入电场，最后由CD两极板之间穿出电场。不计极板厚度及粒子的重力，假设装置产生的三个电场互不影响，静电力常量为k。求：（1）粒子经过AB两极板从B板飞出时的速度大小；（2）在B板下端固定的点电荷Q的电性和电量；（3）粒子从CD两极板之间飞出时的位置与释放点O之间的距离。参考答案：（1）粒子经过AB两板，由动能定理可知

①

（2分）得

（2分）（2）粒子飞出B板后，在Q的作用下做匀速圆周运动，由受力分析可知Q带负电

（1分）且

（2分）得

（2分）（3）粒子沿CD中线进入CD间的电场，做类平抛运动由

②

（1分）

③

（1分）且

④

（1分）由①~④可得

（2分）则飞出CD板时的位置与O点之间的距离为

15.在用单摆测重力加速度的实验中：①实验时必须控制摆角在____________以内，并且要让单摆在____________平面内摆动；②某同学测出不同摆长时对应的周期T，作出L-T2图线，如图所示，再利用图线上任意两点A、B的坐标（x1，y1）、（x2，y2），可求得g=___________。③若该同学测量摆长时漏加了小球半径，而其它测量、计算均无误，则以上述方法算得的g值和真实值相比是____________的（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。参考答案：）①5°（２分）竖直平面（２分）

②4π2(y2-y1)/(x2-x1)

（３分）③不变四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，静止放在水平桌面上的纸带，其上有一质量为m=0.1kg的铁块，它与纸带右端的距离为L=0.5m，所有接触面之间的动摩擦因数相同。现用水平向左的恒力，经2s时间将纸带从铁块下抽出，当纸带全部抽出时铁块恰好到达桌面边缘且速度为v=2m/s。已知桌面高度为H=0.8m，不计纸带重力，铁块视为质点。重力加速度g取10m/s2，求：（1）

铁块抛出后落地点离抛出点的水平距离；

（2）纸带抽出过程中系统产生的内能。（2）

参考答案：(1)1.2m(2)0.3J（1）水平方向：s＝vt----------------------------------①

竖直方向：H＝gt2/2----------------------------------②

由①②联立解得：s＝1.2m

（2）设铁块的加速度为a1，由牛顿第二定律，得：μmg＝ma1--------------③

纸带抽出时，铁块的速度：v＝a1t1--------------------------④

③④联立解得μ＝0.1

铁块的位移：s1＝a1t12-----------------------⑤

设纸带的位移为s2；由题意知，s2－s1＝L----------------------⑥

由功能关系可得E＝μmgs2＋μmgs2－s1---------------------⑦

由③④⑤⑥⑦联立解得E＝0.3J.17.如图所示，C、D为平行正对的两金属板，在D板右方一边长为l＝6.0cm的正方形区域内存在匀强磁场，该区域恰好在一对平行且正对的金属板M、N之间，M、N两板均接地，距板的右端L＝12.0cm处放置一观察屏．在C、D两板间加上如图乙所示的交变电压，并从C板O处以每秒1000个的频率均匀的源源不断地释放出电子，所有电子的初动能均为Ek0＝120eV，初速度方向均沿OO′直线，通过电场的电子从M、N的正中间垂直射入磁场．已知电子的质量为m＝9.0×10－31kg，磁感应强度为B＝6.0×10－4T．问：(1)电子从D板上小孔O′点射出时