山西省临汾市杏园中学2021年高三物理上学期期末试卷含解析

山西省临汾市杏园中学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1.一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其角速度大小为ω。假设宇航员登上该行星后，在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体的重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为F0。已知引力常量为G，则这颗行星的质量为A．

B．

C．

D．参考答案：A2.（多选）一升降机在箱底装有若干个弹簧，设在某次事故中，升降机吊索在空中断裂，忽略摩擦力，则升降机在从弹簧下端触地后直到最低点的一段运动过程中（

）A．升降机的速度不断减小B．升降机的速度先增大后减小C．升降机的加速度不断变大D．到最低点时，升降机加速度的值一定大于重力加速度的值

参考答案：BD从弹簧接触地面开始分析，升降机做简谐运动(简化为如图中小球的运动)，在升降机从A→O过程中，速度由v1增大到最大vm，加速度由g减小到零，当升降机运动到A的对称点A′点(OA＝OA′)时，速度也变为v1(方向竖直向下)，加速度为g(方向竖直向上)，升降机从O→A′点的运动过程中，速度由最大vm减小到v1，加速度由零增大到g，从A′点运动到最低点B的过程中，速度由v1减小到零，加速度由g增大到a(a>g)，故答案为C选项．3.如右图为一列沿x轴正向传播的简谐横渡在t=0时刻的波形图，P为0.9m处的质量，Q为2.2m处的质点。若经历△t=0.1s，P质点恰好第一次运动到波谷，则下列说法正确的是

A．该波的周期T=

B．该波的传播速度为v=14m/s

C．从t=0时刻再经历1s，P质点向前传播的距离为14m

D．从t=0时刻再经历s，Q质点一定向下振动参考答案：B4.（单选题）如下图所示：木板A在光滑的水平面上向左滑动，小木块B从木板的左端沿粗糙表面向右滑动，两个物体初速度大小相等，木板A的质量大于小木块B的质量，木块始终没有滑出木板。下面是描述两个物体的速度随时间变化的v-t图像，取向右为速度正方向，其中正确的是（

）参考答案：C5.2011年9月29日晚21时16分，我国将首个目标飞行器天宫一号发射升空，它将在两年内分别与神舟八号、神舟九号、神舟十号飞船对接，从而建立我国第一个空间实验室。假如神舟八号与天宫一号对接前所处的轨道如图甲所示，图乙是它们在轨道上即将对接时的模拟图。当它们处于图甲所示的轨道运行时，下列说法正确的是（

）A．神舟八号的加速度比天宫一号的大B．神舟八号的运行速度比天宫一号的小C．神舟八号的运行周期比天宫一号的长D．神舟八号通过减速后变轨可实现与天宫一号对接参考答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.)若将该密闭气体视为理想气体，气球逐渐膨胀起来的过程中，气体对外做了

0.6J的功，同时吸收了0.9J的热量，则该气体内能变化了

J；若气球在膨胀过程中迅速脱离瓶颈，则该气球内气体的温度

(填“升高”或“降低”)。参考答案：0.3

降低7.第一代核反应堆以铀235为裂变燃料，而在天然铀中占99%的铀238不能被利用，为了解决这个问题，科学家们研究出快中子增殖反应堆，使铀238变成高效核燃料。在反应堆中，使用的核燃料是钚239，裂变时释放出快中子，周围的铀238吸收快中子后变成铀239，铀239（）很不稳定，经过_____次β衰变后变成钚239（）。参考答案：28.质点做直线运动，其s-t关系如图所示，质点在0-20s内的平均速度大小为_____m/s，质点在_____s（精确到秒）时的瞬时速度约等于它在6-20s内的平均速度。参考答案：0.8

10或14s9.某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律．频闪仪每隔0.05s闪光一次，如图中所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表（当地重力加速度取10m/s2，小球质量m=0.2kg，结果保留三位有效数字）：时刻t2t3t4t5速度（m/s）5.595.084.58

（1）由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5=

m/s．（2）从t2到t5时间内，重力势能增量△Ep=

J，动能减少量△Ek=

J．（3）在误差允许的范围内，若△Ep与△Ek近似相等，从而验证了机械能守恒定律．由上述计算得△Ep

△Ek（选填“＞”“＜”或“=”），造成这种结果的主要原因是

．参考答案：解：（1）在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，所以有：v5==4.08m/s（2）根据重力做功和重力势能的关系有：△Ep=mg（h2+h3+h4）=0.2×10×（26.68+24.16+21.66）×10﹣2J=1.45J在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，所以有：v2==5.59m/s△Ek=m（v22﹣v52）=×0.2×[（5.59）2﹣（4.08）2]J=1.46J．（3）由上述计算得△Ep＜△Ek，由于纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在，导致动能减小量没有全部转化为重力势能．故答案为：（1）4.08．（2）1.45，1.46（3）＜，由于纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在．10.面积为S的矩形线框abcd，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与线框面成角（见图），当线框以ab为轴顺时针转90°时，穿过abcd面的磁通量变化量_____。参考答案：11.如图所示，两个已知质量分别为m1和m2的物块A和B，分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端(m1>m2)，1、2是两个光电门．用此装置验证机械能守恒定律．(1)实验中除了记录物块B通过两光电门时的速度v1、v2外，还需要测量的物理量是________．(2)用已知量和测量量写出验证机械能守恒的表达式_____________．参考答案：(1)，两光电门之间的距离h12.伽利略通过研究自由落体和物块沿光滑斜面的运动，首次发现了匀加速运动规律。伽利略假设物块沿斜面运动与物块自由下落遵从同样的法则，他在斜面上用刻度表示物块滑下的路程，并测出物块通过相应路程的时间，然后用图线表示整个运动过程，如图所示。图中OA表示测得的时间，矩形OAED的面积表示该时间内物块经过的路程，则图中OD的长度表示

。P为DE的中点，连接OP且延长交AE的延长线于B，则AB的长度表示

。参考答案：答案：平均速度

物块的末速度解析：匀变速直线运动的v-t图像所围面积表示位移，中位线表示平均速度。最高点的纵坐标表示末速度。13.如图1实验装置，利用玻意耳定律测量形状不规则的小物体的体积。（1）请补充完整下列实验步骤。①把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、_______（填器材）、计算机逐一连接；②移动活塞，记录注射器的刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值P；③建立纵坐标和横坐标分别是___________（请用符号表示坐标轴上的物理量）的坐标系，利用图像处理实验数据，得到如图2所示图线。（2）如果实验操作规范正确，已知a、b，根据图线可得所测的小物体的体积为_____________。参考答案：

数据采集器

（1分）

V和1/P

（2）（3分）

a

三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.现仅有以下器材：

电流表A1：量程0.2A 电流表A2：量程0.02A

电流表V1：量程3.0V 电流表V2：量程100.0V

滑动变阻器R：0~10Ω

电阻箱R0：0~9999.9Ω，0.1A

蓄电池组E：电动势E=6V，内阻r约0.1Ω

电键S及导线若干

为较准确测定一电阻值Rx约1.2Ω的电阻丝的阻值，已有甲、乙两位同学分别设计了甲、乙两个电路图来测量Rx。但甲、乙两电路设计均有不合理之处，请指出存在的问题（各图分别指出两处即得满分）①．甲图不合理之处：

，

，

。②．乙图不合理之处：

，

，

。③．请设计一个实验用的较合理的电路图，画在规定方框内，并写出Rx的计算公式。（说明公式中各物理的意义）Rx=

；各量的意义是：

。参考答案：①．对于甲图不合理之处；②不能多次测量，②超过电流表量程，不安全，③电压表

量程太大，读数误差较大。②．对于乙图不合理之处：①电流表量程太小，②电压表量程太大，③电压调节范围太小。

③．较为合理的电路图如图所示。Rx的计算公式：

其中UA是电压表V1示数，IA是电流表A1示数，R0-是电阻箱示数。

15.（16分）（1）某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源一台，导线、复写纸、纸带、细沙若干．当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态．

若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：①还需要补充的实验器材是

．（2分）②某同学的实验步骤如下：用天平称量滑块的质量M．往沙桶中装入适量的细沙，让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m．在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L，算出这两点的速度v1与v2．他用沙和沙桶的总重力表示滑块受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为在图示情况下还应该采取的一项具体操作是：

；（2分）应控制的实验条件是：

；（2分）③若挑选的一条点迹清晰的纸带如下，且已知滑块的质量为Ｍ，沙和沙桶的总质量为m，相邻两个点之间的时间间隔为T，从A点到B、C、D、E、F点的距离依次为S1、S2、S3、S4、S5（图中未标出S3、S4、S5），则由此可求得纸带上由Ｂ点到Ｅ点所对应的过程中，沙和沙桶的重力所做的功W＝

；该滑块动能改变量的表达式为ΔEK＝

．（结果用题中已知物理量的字母表示）（3分）

（2）用同样的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验．以下是一实验小组所获取的部分实验数据，①（4分）根据表格中数据，在图中取合适的坐标系，作出图象，以寻求关系．②（1分）根据记录表格判断，该实验步骤目的是探究

与

的关系。③（2分）根据图象分析图像产生偏差的原因可能是下列的：

。A.实验中没有保持，故图线有弯曲。B.平衡摩擦力时倾角太大，故图线不过原点。C.平衡摩擦力时，忘记取下沙桶，故图线不过原点。D.改变滑块质量后，没有重新平衡摩擦力，故图线不过原点。参考答案：答案：（1）①天平

刻度尺

小木块；②具体操作是：平衡摩擦力，先将小沙桶和滑块的连线断开，用小木块将长木板的左端稍稍垫起，直至轻推滑块，打下点距分布均匀的纸带为止。应控制的实验条件是：实验中保持；③，

（2）①（4分）作a-1/M图，如图；②（1分）加速度、质量；③（2分）AC

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.图所示，一小球从A点以某一水平向右的初速度出发，沿水平直线轨道运动到B点后，进入半径R=10cm的光滑竖直圆形轨道，圆形轨道间不相互重叠，即小球离开圆形轨道后可继续向C点运动，C点右侧有一壕沟，C、D两点的竖直高度h=0.8m，水平距离s=1.2m，水平轨道AB长为L1=1m，BC长为L2=3m，.小球与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g=10m/s2，求：（1）若小球恰能通过圆形轨道的最高点，求小球在A点的初速度？（2）若小球既能通过圆形轨道的最高点，又不掉进壕沟，求小球在A点的初速度的范围是多少？参考答案：（1）小球恰能通过最高点（2分）

由B到最高点（2分）

由A→B（2分）

解得：在A点的初速度（1分）

（2）若小球刚好停在C处，则有（2分）

解得在A点的初速度（1分）

若小球停在BC段，则有（1分）

若小球能通过C点，并越过壕沟，则有（1分）

（1分）

（2分）

则有：（1分）初速度范围是:和(1分)17.静电喷漆技术具有效率高、浪费少、质量好、有益于健康等优点，其装置可简化如图。、为水平放置的间距的两块足够大的平行金属板，两板间有方向由指向的匀强电场,场强为。在板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪，油漆喷枪可向各个方向均匀地喷出初速度大小均为的油漆微粒，已知油漆微粒的质量均为、电荷量均为，不计油漆微粒间的相互作用、油漆微粒带电对板间电场和磁场的影响及空气阻力，重力加速度。求：（1）油漆微粒落在板上所形成的图形面积；（2）若让、两板间的电场反向，并在两板间加垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度，调节喷枪使油漆微粒只能在纸面内沿各个方向喷出，其它条件不变。板被油漆微粒打中的区域的长度；（3）在满足（2）的情况下，打中板的油漆微粒中，在磁场中运动的最短时间。参考答案：见解析（1）油漆微粒的加速度

①根据运动学

②运动的半径

③落在板上所形成圆形面积

④由①②③式并代入数据得

⑤（2）当电场反向

⑥油漆微粒做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力

⑦水平向右射出的油漆微粒打在板的右端，根据几何关系

⑧的长度

⑨打在板左端的油漆微粒为和板相切的微粒，同理求得

⑩油漆微粒打在极板上的长度

由⑥⑦⑧⑨⑩式并代入数据得

(3)打在板上的微粒中，最短的弦长对应的时间最短有几何关系

运动的最短时间

微粒在磁场中运动的周期

由式代入数据解得

18.（12分）两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为。导轨上面横放着两根导体棒，构成矩形回路，如图所示．两根导体棒的质量皆为，电阻皆为R，回路中其余部分的电阻可不计．在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为．设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行．开始时，棒静止，棒有指向棒的初速度（见图）．若两导体棒在运动中始终不接触，求：

（1）在运动中产生的焦耳热最多是多少；

（2）当棒的速度变为初速度的时，棒的加速度是多少？参考答案：解析：棒向棒运动时，两棒和导轨构成的回路面积变小，磁通量发生变化，于是产生感应电流．棒受到与运动方向相反的安培力作用作减速运动，棒则在安培力作用下作加速