2021年陕西省西安市正大学校高三物理期末试题含解析

2021年陕西省西安市正大学校高三物理期末试题含解析一、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.（单选题）如图所示,一物块在t=0时刻,以初速度v0从足够长的粗糙斜面底端向上滑行，t0时刻物块到达最高点，3t0时刻物块又返回底端。已知重力加速度为g，由此可以确定A．物块返回底端时的速度

B．物块所受摩擦力大小C．因摩擦产生的热量D．3t0时间内物块克服摩擦力所做的功参考答案：AA、由于下滑与上滑的位移大小相等，根据数学知识可以求出物块返回底端时的速度．设物块返回底端时的速度大小为v，则，得到．故A正确；

B、C、根据动量定理得：

上滑过程：

①

下滑过程：

②

由①②解得，，由于质量m未知，则无法求出f，从而无法求出因摩擦而产生的热量，所以B错误，C错误；

D、3t0时间内物块克服摩擦力所做的功等于机械能的减小量，由于物体的质量未知，故无法求解机械能减小量，无法求解克服摩擦力做的功，故D错误；2.（多选）中央电视台《今日说法》栏目最近报道了一起发生在湖南长沙某区湘府路上的离奇交通事故．家住公路拐弯处的张先生和李先生家在三个月内连续遭遇了七次大卡车侧翻在自家门口的场面，第八次有辆卡车冲进李先生家，造成三死一伤和房屋严重损毁的血腥惨案．经公安部门和交通部门协力调查，画出的现场示意图如图所示．交警根据图示作出以下判断，你认为正确的是（）A．由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做离心运动B．由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做向心运动C．公路在设计上可能内（东）高外（西）低D．公路在设计上可能外（西）高内（东）低参考答案：考点：牛顿第二定律；向心力；离心现象．版权所有专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用．分析：汽车拐弯时发生侧翻是由于车速较快，提供的力不够做圆周运动所需的向心力，发生离心运动．有可能是内测高外侧低，支持力和重力的合力向外，最终的合力不够提供向心力．解答：解：A、汽车发生侧翻是因为提供的力不够做圆周运动所需的向心力，发生离心运动．故A正确，B错误．

C、汽车在水平路面上拐弯时，靠静摩擦力提供向心力，现在易发生侧翻可能是路面设计不合理，公路的设计上可能内侧（东）高外侧（西）低，重力沿斜面方向的分力背离圆心，导致合力不够提供向心力而致．故C正确，D错误．故选AC．点评：解决本题的关键知道当提供的力等于圆周运动所需要的力，物体做圆周运动，当提供的力不够圆周运动所需要的力，物体做离心运动．3.如图所示，甲、乙两电路中电源完全相同，外电阻R1>R2，两电路中分别通过相同的电荷量q的过程中，下列判断正确的是(

)A．电源内部产生电热较多的是甲电路

B．R1上产生的电热比R2上产生的电热多

C．电源做功较多的是甲电路D．电源效率较高的是甲电路参考答案：BD甲、乙两电路中电源完全相同，即电动势E与内电阻r相同，电阻R1＞R2，根据闭合电路欧姆定律I=，得出I1＜I2，再比较I12rt1与I22rt2，而I1t1=I2t2，可知电源内部产生电热较多的是乙电路，故A错．由公式W=qE可知，通过的电量q和电动势E都相同，所以两电源做功相等，故C错．由公式W=qE可知，两电源做功相等，整个电路产生的电热相等，而甲电源内部产生的电热小于乙电源内部产生的电热，所以甲图外电路产生的电热大于乙图外电路产生的电热，而外电路产生的电热就是电阻R上产生的电热，电源效率较高的是甲电路。故BD对．故选BD．4.如图所示，MN是一负点电荷产生的电场中的一条电场线．一个带正电的粒子（不计重力）从a到b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示．下列结论正确的是

（

）

A．带电粒子从a到b过程中动能逐渐减小

B．负点电荷一定位于M点左侧

C．带电粒子在a点时具有的电势能小于在b点时具有的电势能

D．带电粒子在a点的加速度小于在b点的加速度参考答案：B5.受水平外力F作用的物体，在粗糙水平面上做直线运动，其v﹣t图线如图所示，则（）A．在0一t1时间内，外力F大小不断增大B．在t1时刻，外力F为零C．在t1一t2时间内，外力F大小可能不断减小D．在t1一t2时间内，外力F大小一定先减小后增大参考答案：C【考点】匀变速直线运动的图像．【分析】由v﹣t图象的斜率分析加速度的变化，根据牛顿第二定律分析外力的变化情况．【解答】解：A、在0﹣t1时间内，图象切线的斜率不断减小，说明物体的加速度不断减小，由牛顿第二定律得：F﹣f=ma，得F=f+ma，知外力F大小不断减小，故A错误．B、在t1时刻，物体的加速度为0，则有F=f≠0，故B错误．CD、在t1﹣t2时间内，加速度不断增大，若一直有F＜f，由牛顿第二定律得f﹣F=ma，f不变，a增大，可知，F不断减小．故C正确，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.（4分）用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做了900J的功，同时汽缸向外散热210J，汽缸里空气的内能

（填“增加”或“减少”）了

J。参考答案：

增加

690J7.如图甲所示是某时刻一列机械波的图象，图乙是坐标原点O处质点从此时刻开始的振动图象．由此可知，K、L、M三个质点，________质点最先回到平衡位置；该机械波的波速为v＝________.参考答案：M1m/s8.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.天然放射性元素放出的α、β、g三种射线的贯穿本领和电离本领各不相同，图为这三种射线贯穿物体情况的示意图，①、②、③各代表一种射线。则③为_________射线，它的贯穿本领最强；射线①的电离本领__________（选填“最强”或“最弱”）。参考答案：g，最强 10.日本福岛核电站核泄漏事故中的污染物中含有碘131，它通过一系列的衰变产生对人体有危害的辐射，碘131不稳定，发生衰变，其半衰期为8天．碘131的衰变方程：(衰变后的新元素用Y表示)，经过

天有的碘131发生了衰变．参考答案：，，2411.随着人们生活水平的提高，高尔夫球将逐渐成为普通人的休闲娱乐。如图所示，某人从高h的坡上水平击出一个质量为m的高尔夫球。由于恒定的水平风力的作用，高尔夫球飞到A处时恰竖直落入距击球点水平距离为L的洞内。已知洞深为h/3，直径略大于球。则水平风力的大小为______________；以地面为零势能面，小球触到洞底前瞬间的机械能为______________。参考答案：mgL/h，mgh12.

三个用电器均为“110V，20W”，将两个并联后与第三个串联，然后接于电源上，当每个用电器均不超过额定功率时，这个电路最多消耗电功率为

W，此时电源输出电压为

V．参考答案：答案：30，16513.“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”实验中，有以下器材：长螺线管、滑动变阻器、稳压电源、导线、数据采集器和计算机。（1）还需要的器材是

。（2）（多选题）某组同学两次实验得到如图所示同一坐标下的B-d的图线，则两次图线不同的可能原因是（

）(A)在螺线管轴线上移动，两次螺线管加的电压不同(B)在螺线管轴线上移动，两次用的螺线管匝数不同(C)平行于螺线管轴线移动，一次在螺线管内部移动，另一次在螺线管外部移动(D)在螺线管外部，一次平行于螺线管轴线移动，另一次从螺线管轴线处垂直于螺线管轴线远离螺线管移动参考答案：(1)磁传感器

(2)（A

B）三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.(1)某同学想利用图甲所示装置,验证滑块与钩码组成的系统机械能守恒,该同学认为只要将摩擦力平衡掉就可以了.你认为该同学的想法____(填“正确”或“不正确”),理由是:_______.

(2)另一同学用一倾斜的固定气垫导轨来验证机械能守恒定律.如图乙所示,质量为m1的滑块(带遮光条)放在A处,由跨过轻质定滑轮的细绳与质量为m2的钩码相连,导轨B处有一光电门,用L表示遮光条的宽度,x表示A、B两点间的距离,θ表示气垫导轨的倾角,g表示当地重力加速度.①气泵正常工作后,将滑块由A点静止释放,运动至B,测出遮光条经过光电门的时间t,该过程滑块与钩码组成的系统重力势能的减小量表示为________,动能的增加量表示为________;若系统机械能守恒,则与x的关系式为=______(用题中已知量表示).

②实验时测得m1=475g,m2=55g,遮光条宽度L=4mm,sinθ=0.1,改变光电门的位置,滑块每次均从A点释放,测量相应的x与t的值,以为纵轴,x为横轴,作出的图象如图丙所示,则根据图象可求得重力加速度g0为______m/s2(计算结果保留两位有效数字),若g0与当地重力加速度g近似相等,则可验证系统机械能守恒.参考答案：

(1).不正确

(2).有摩擦力做功,不满足机械能守恒的条件

(3).(m2-m1sinθ)gx

(4).(m1+m2)

(5).

(6).9.4解：(1)机械能守恒的条件只有重力或弹力做功，平衡摩擦力时，是用重力的分力等于摩擦力，但此时系统受到摩擦力，故摩擦力对系统做功，机械能不守恒；故该同学的想法不正确；(2)①滑块由A到B的过程中，系统重力势能的减小量为：△EP=m2gx-m1gxsinθ；经过光电门时的速度为：;则动能的增加量为:或机械能守恒，则有：△EP=△EK联立解得:;②由上述公式可得，图象中的斜率表示;代入数据解得：g=9.4m/s2.【点睛】本题考查验证机械能守恒定律的条件，属于创新型的实验题目，要求能正确分析实验原理，能明确是两物体组成的系统机械能守恒．15.如图（a）所示，小车放在斜面上，车前端栓有不可伸长的细线，跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连，小车后面与打点计时器的纸带相连。起初小车停在靠近打点计时器的位置，重物到地面的距离小于小车到滑轮的的距离。启动打点计时器，释放重物，小车在重物的牵引下，由静止开始沿斜面向上运动，重物落地后，小车会继续向上运动一段距离。打点计时器使用的交流电频率为50Hz。图（b）中a、b、c是小车运动纸带上的三段，纸带运动方向如箭头所示。

（1）根据所提供纸带上的数据，计算打c段纸带时小车的加速度大小为

m/s2。（结果保留两位有效数字）

（2）打a段纸带时，小车的加速度是2.5m/s2。请根据加速度的情况，判断小车运动的最大速度可能出现在b段纸带中的

。

（3）如果取重力加速度10m/s2，由纸带数据可推算出重物与小车的质量比为

。

参考答案：答案：（1）5.0m/s2（结果是4.8m/s2的得1分）；（2）D4到D5中某一位置；（3）1:1。

解析：

（1）－5.0

（2）从第一段数据可以看出，从D4到D5中只增加了0.06mm，所以应该在D4到D5中某一位置速度最大。

（3）在第一段匀加速过程中，根据牛顿第二定律建立方程，对重物：

对小车：

在小车匀减速时：

联立以上方程，可解出1：1四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，质量为M的厚壁塑料管B内有一个质量为m的小塑料球A，塑料球A的直径略小于塑料管B的内径，且M≥m；A和B之间有一根极短的轻弹簧，轻弹簧与A、B不连接。将此装置从B下端离地板的高度H处由静止释放，B触地后在极短时间内反弹，且其速度大小不变，接着A脱离B竖直上升，而B恰好停留在地板上。不计空气阻力及A与B内壁的摩擦。求：（1）塑料球A上升的高度

（2）弹簧中能达到的最大弹性势能参考答案：A和B一起自由下落H，处于完全失重状态，轻弹簧处于原长，A和B一起下落，满足机械能守恒：

……2分

解得

……1分

B自地面原速反弹后，A和B组成的系统动量守恒，以向上为矢量正方向，有：

①若M=m，有：

……2分

解得v1=0

……1分在此条件下，A和B的初动能完全转化成弹簧的弹性势能，有：

……1分

弹簧弹开A和B，B静止在地面，A竖直上升，弹性势能转化为A的重力势能，有：

……1分

解得A上升的高度

……1分②若M>m，有：

……2分解得A上升的初速度

……1分可得A上升的高度为……1分在A离开弹簧之前的某一时刻，A和B的速度大小相等时，弹簧的弹性势能最大，有：

……1分

从A开始压缩弹簧到A和B速度相等，满足机械能守恒，有：

……1分ks5u

解得

……1分综上所述：①若M=m，A上升的高度；弹簧能达到的最大弹性势能。②若M>m，A上升的高度为；弹簧能达到的最大弹性势能。

综上所述部分正确再给……2分17.如图所示，在水平轨道右侧安放半径为R的竖直圆槽形光滑轨道，水平轨道的PQ段铺设特殊材料，调节其初始长度为l；水平轨道左侧有一轻质弹簧左端固定，弹簧处于自然伸长状态。小物块A静止放置在弹簧右端，A与弹簧接触但不拴接；小物块B从轨道右侧以初速度v0冲上轨道，通过圆形轨道、水平轨道后与物块A发生对心碰撞且瞬间粘连，之后A、B一起压缩弹簧并被弹簧以原速率弹回，经水平轨道返回圆形轨道。物块A、B均可视为质点。已知R=0.2m，l=1.0m，v0=6m/s，物块A、B质量均为m=1kg，与PQ段间的动摩擦因数均为μ=0.2，轨道其他部分摩擦不计。取g=10m/s2。求：（1）物块B与物块A碰撞前速度大小；（2）物块B与物块A碰后返回到圆形轨道的高度；（3）调节PQ段的长度l，B仍以v0从轨道右侧冲上轨道，当l满足什么条件时，A、B物块能返回圆形轨道且能沿轨道运动而不会脱离轨道？参考答案：解：（1）物块B冲上圆形轨道后回到最低点速度为v0=6m/s与A碰撞前，有（2分）可得，物