山西省晋城市泽州县金村中学2021年高三物理上学期期末试题含解析

山西省晋城市泽州县金村中学2021年高三物理上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.图为模拟远距离输电实验电路图，两理想变压器的匝数n1=n4＜n2=n3，四根模拟输电线的电阻R1、R2、R3、R4的阻值均为R，A1、A2为相同的理想交流电流表，L1、L2为相同的小灯泡，灯丝电阻RL＞2R，忽略灯丝电阻随温度的变化。当A、B端接入低压交流电源时（

）A.A1、A2两表的示数相同B.L1、L2两灯泡的亮度相同C.R1消耗的功率大于R3消耗的功率D.R2两端的电压小于R4两端的电压参考答案：D 2.(单选)一条足够长的浅色水平传送带自左向右匀速运行。现将一个木炭包无初速地放在传送带的最左端，木炭包在传送带上将会留下一段黑色的径迹。下列说法中正确的是A．黑色的径迹将出现在木炭包的左侧B．木炭包的质量越大，径迹的长度越短C．传送带运动的速度越大，径迹的长度越短D．木炭包与传送带间动摩擦因数越大，径迹的长度越短参考答案：D3.如图所示，在O点固定一正点电荷，A为电场中的一点，若在A点垂直于OA方向发射一带电粒子（粒子只受电场力作用），则在较短的时间内A．带电粒子的电势能一定增大B．带电粒子的动能一定增大C．带电粒子可能做直线运动D．带电粒子可能做匀速圆周运动参考答案：D4.放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图所示．取重力加速度g=10m/s2．由此两图线可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩檫因数μ分别为（

）A．m=0.5kg，μ=0.4

B．m=1.5kg，μ=0.4C．m=0.5kg，μ=0.2

D．m=1kg，μ=0.2参考答案：A5.如图所示，沿平直铁路线有间距相等的三座铁塔A、B和C。假想有一列车沿AC方向以接近光速行驶，当铁塔B发出一个闪光，列车上的观测者测得A、C两铁塔被照亮的顺序是(A)同时被照亮(B)A先被照亮(C)C先被照亮(D)无法判断参考答案：C解析：列车上的观察者看到的是由B出发后经过A和C反射的光，由于列车在这段时间内向C运动靠近C，而远离A，所以C的反射光先到达列车上的观察者，看到C先被照亮．故选：C．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，在平面直角中，有方向平行于坐标平面的匀强电场，已测得坐标原点处的电势为0V，点处的电势为6V,点处的电势为3V,那么电场强度的大小为E=

V/m，方向与X轴正方向的夹角为

。参考答案：200V/m

12007.（多选）（2014秋?滕州市校级期中）下列说法正确的是（）A． 伽利略的理想实验说明了力不是维持物体运动的原因B． 人站在电梯中，人对电梯的压力与电梯对人的支持力不一定大小相等C． 两个不同方向的匀变速直线运动，它们的合运动不一定是匀变速直线运动D． 由F=ma可知：当F=0时a=0，即物体静止或匀速直线运动．所以牛顿第一定律是牛顿第二定律的特例参考答案：AC解：A、伽利略的理想实验说明物体不受力，物体照样运动，即力不是维持物体运动的原因．故A正确．B、人对电梯的压力和电梯对人的支持力是一对作用力和反作用力，大小相等．故B错误．C、两个不同方向的匀变速直线运动合成，若合速度的方向与合加速度的方向不在同一条直线上，物体做曲线运动．故C正确．D、第二定律针对的是有合外力作用时的状态，第一定律是针对没有外力的状态，第一定律不是第二定律的特例．故D错误．故选AC．8.(1)某同学探究恒力做功和物体动能变化间的关系，方案如图所示.长木板放于水平桌面，用钩码的重力作为小车受到的合外力，为减小这种做法带来的误差，实验中要采取的两项措施是：a：

b：

(2)如图所示是某次实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F是计数点，相邻计数点间的时间间隔为T。距离如图。则打B点时的速度为

；要验证合外力的功与动能变化间的关系，测得位移和速度后，还要测出的物理量有

。参考答案：、（1）a：

平衡摩擦力

（2分）

。

b：

钩码的重力远小于小车的总重力

（2分）

。

（2）

（3分），钩码的质量m，小车的质量M

9.在“用单摆测定重力加速度”的实验中,当单摆做简谐运动时,用秒表测出单摆做n次(一般为30次~50次)全振动所用的时间t,算出周期;用米尺量出悬线的长度l,用游标卡尺测量摆球的直径d,则重力加速度g=

(用题中所给的字母表达).参考答案：10.已知O、A、B、C为同一直线上的四点，A、B间的距离为1m，B、C间的距离为2m，一物体自O点由静止出发，沿此直线做匀加速运动，依次经过A、B、C三点，已知物体通过AB段与BC段所用的时间相等，则物体通过A点和B点时的速度大小之比为__________，O、A间的距离为___________m。参考答案：11.一位小学生在玩游戏，他将一颗小鹅卵石子从离地面高处用手以的初速度竖直向上抛出，取，请你尽快地估算出：小石子从抛出到落至离地面的过程中的平均速度，其大小是

，方向

.参考答案：0.50

向下12.小球由斜槽滚下，从桌边缘水平抛出，当它恰好离开桌边缘时，小球也同时下落，闪光频率为的闪光器拍摄的照片中球有四个像，像间距离已在图中标出，两球恰在位置相碰。则球从离开桌面到和球碰撞时经过的时间为__

，球离开桌面的速度为__

。（g取10m/s2）参考答案：

0.3

113.静止的电了经电场加速后，撞击原了使其由基态跃迁到激发态，电子的加速电压至少为_________V；用大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁释放的光了，照射某种金属，有两种频率的光子能使该金属发生光电效应，则该金属的逸出功一定小于__________eV。参考答案：

(1).10.2

(2).12.09【分析】由高能级向低能级跃迁，辐射的光子能量等于两能级间的能级差，当光子的能量大于逸出功，即可发生光电效应；【详解】使处于的氢原子跃迁到激发态，所需要的能量最小，即：则电子的加速电压至少为：；根据光电效应规律可知，从跃迁到和从跃迁到时释放的两种频率的光子能产生光电效应，则从跃迁到时释放出光子的能量为：，则可知该金属的逸出功W0一定小于。【点睛】解决本题的关键知道光子能量与能极差的关系，即，以及知道光电效应产生的条件。三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某实验小组，利用如图所示的装置验证机械能守恒定律。图中A、B是两个质量分别为m1、m2，且m1>m2的圆柱形小物体，分别系在一条跨过定滑轮的柔软细绳两端；C、D是置于A物体一侧，相距为h的两个沿A物体下落方向摆放的计时光电门，利用这两个光电门，可以分别测量物体A经过C、D位置时的时间间隔Δt1和Δt2。(1)要利用此装置验证机械能守恒定律，除题中已知量m1、m2、h、Δt1和Δt2外，还需要测量的物理量是_______；(2)已知当地的重力加速度为g，若系统的机械能守恒，则需满足的等式为______________；(3)为了减小实验误差，提高测量精度，其中一项有效的措施是：保持C、D两光电门的竖直高度差h不变，将C、D一起上下移动。你认为__（填“向上”或“向下”）移动才能减小实验误差，提高测量精度。参考答案：

(1).圆柱体A的高度L；

(2).；

(3).向下解：（1、2）根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知，A通过C和D的瞬时速度分别为：v1＝，v2＝，则系统动能的增加量为(m1+m2)[()2?()2]，系统重力势能的减小量为（m1-m2）gh，若机械能守恒，应满足的等式为：（m1-m2）gh=(m1+m2)[()2?()2]，故还需要测量的物理量是圆柱体A的高度L．

（3）保持C、D两光电门的竖直高度差h不变，将C、D一起向下移动，可以减小误差，因为越向下，通过光电门的时间越短，平均速度表示瞬时速度越准确．【点睛】解决本题的关键知道实验的原理，注意研究的对象是系统，抓住系统重力势能的减小量等于系统动能的增加量列出表达式是关键，知道极短时间内的平均速度等于瞬时速度．15.（1）用如图（甲）所示的实验装置来验证牛顿第二定律，为消除摩擦力的影响，实验前必须平衡摩擦力．①某同学平衡摩擦力时是这样操作的：将小车静止地放在水平长木板上，把木板不带滑轮的一端慢慢垫高，如图（乙），直到小车由静止开始沿木板向下滑动为止．请问这位同学的操作是否正确？如果不正确，应当如何进行操作？答：

．②如果这位同学先如①中的操作，然后不断改变对小车的拉力F，他得到M（小车质量）保持不变情况下的a—F图线是下图中的

（填选项代号的字母）．③调整好装置之后，实验小组进行实验。设砂和砂桶的总质量为M，小车的质量为m，则小车在运动过程中受到的合外力表达式F=

（用m、M、g表示），分析该表达式可知在满足

的条件下，能减小该实验的系统误差。参考答案：①不正确

②

,C

③

F=

m>>M四、计算题：本题共3小题，共计47分16.质量m=2.0×10﹣4kg、电荷量q=1.0×10﹣6C的带正电微粒悬停在空间范围足够大的匀强电场中，电场强度大小为E1．在t=0时刻，电场强度突然增加到E2=4.0×103N/C，场强方向保持不变．到t=0.20s时刻再把电场方向改为水平向右，场强大小保持不变．取g=10m/s2．求：（1）原来电场强度E1的大小？（2）t=0.20s时刻带电微粒的速度大小？（3）带电微粒运动速度水平向右时刻的动能？参考答案：考点：共点力平衡的条件及其应用；匀变速直线运动的位移与时间的关系；牛顿第二定律；电场强度．版权所有专题：共点力作用下物体平衡专题．分析：（1）当场强为E1的时候，带正电微粒静止，重力与电场力平衡，由平衡条件求解电场强度E1的大小．（2）当场强为E2的时候，带正电微粒由静止开始向上做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律求出加速度，由初速度为零和时间，由速度公式求解t=0.20s时刻带电微粒的速度大小．（3）t=0.20s时刻把电场方向改为水平向右后，粒子受到的电场力也变为水平向右，采用运动的分解法：竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做初速度零的匀加速运动．由竖直方向匀减速运动求出速度减小到零的时间，此时速度即变为水平方向，由牛顿定律和速度公式结合求解速度水平向右时刻的速度，再求解动能．解答：解：（1）当场强为E1的时候，带正电微粒静止，所以mg=E1q所以E1==2.0×103N/C

（2）当场强为E2的时候，带正电微粒由静止开始向上做匀加速直线运动，设0.20s后的速度为v，由牛顿第二定律：E2q﹣mg=ma，得到a==10m/s2．由运动学公式v=at=2m/s

（3）把电场E2改为水平向右后，带电微粒在竖直方向做匀减速运动，设带电微粒速度达到水平向右所用时间为t1，则0﹣v1=﹣gt1解得：t1=0.20s设带电微粒在水平方向电场中的加速度为a2，根据牛顿第二定律qE2=ma2，解得：a2=20m/s2设此时带电微粒的水平速度为v2，v2=a2t1，解得：v2=4.0m/s设带电微粒的动能为Ek，Ek==1.6×10﹣3J答：（1）原来电场强度E1的大小是2.0×103N/C；

（2）t=0.20s时刻带电微粒的速度大小是2m/s；

（3）带电微粒运动速度水平向右时刻的动能1.6×10﹣3J．点评：本题是带电粒子在电场中平衡与运动问题，首先要分析粒子的受力情况来分析运动情况，第（3）问题应用是运动的分解方法，并要抓住水平方向与竖直方向具有等时性的特点．17.如图所示，有一质量为M=2kg的平板小车静止在光滑的水平地面上，现有质量均为m=1kg的小物块A和B（均可视为质点），由车上P处开始，A以初速度v1=2m/s向左运动，B同时以v2=4m/s向右运动．最终A、B两物块恰好停在小车两端没有脱离小车．两物块与小车间的动摩擦因数都为μ=0.1，取g=10m/s2．求：（1）求小车总长L；（2）B在小车上滑动的过程中产生的热量QB；（3）从A、B开始运动计时，经6s小车离原位置的距离x．参考答案：解：（1）设最后达到共同速度v，整个系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：mv2﹣mv1=（2m+M）v﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①由能量守恒定律得：μmgL=mv12+mv22﹣（2m+M）v2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②解得：v=0.5m/s，L=9.5m；（2）A车离左端距离x1刚运动到左端历时t1，在A运动至左端前，木板静止．由牛顿第二定律得：μmg=maA﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③速度：v1=aAt1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④位移：x1=aAt12﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤解得：t1=2s，x1=2m，所民，B离右端距离：x2=L﹣x1=7.5m，热量：QB=μmgx2=7.5J；（3）从开始到达到共速历时t2，速度：v=v2﹣aBt2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑥由牛顿第二定律得：μmg=maB﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑦解得：t2=3.5s，小车在t1前静止，在t1至t2之间以a向右加速：由牛顿第二定律得：μmg=（M+m）a﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑧小车向右走位移：s=a（t2﹣t1）2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑨接下去三个物体组成的系统以v共同匀速运动了：s′=v（6s﹣t2）

⑩联立以上式子，解得：小车在6s内向右走的总距离：x=s+s′=1.625m；答：（1）小车总长L为9.5m；（2）B在小车上滑动的过程中产生的热量QB为7.5J；（3）从A、B开始运动计时，经6s小车离原位置的距离x为1.625m．【考点】动量守恒定律；牛顿第二定律；机械能守恒定律．【分析】（1）由于开始时物块A、B给小