2021年湖南省永州市楓木山中學(xué)高三物理上學(xué)期期末試卷含解析

2021年湖南省永州市楓木山中學(xué)高三物理上學(xué)期期末試卷含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.質(zhì)量一定的某物體放在粗糙的水平面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，若用一個方向始終沿水平方向，大小從零開始緩慢增大的變力F作用在物體上，如圖所示是作用在物體上的變力F與物體的加速度a關(guān)系圖象，取g=10m/s2，下列說法正確的是（）A．物體與水平面間的最大靜摩擦力14NB．物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.15C．物體的質(zhì)量為2kgD．由圖可知力F和物體的加速度a成正比參考答案：C【分析】根據(jù)牛頓第二定律結(jié)合圖象列式求解質(zhì)量和動摩擦因數(shù)，從而求出最大靜摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律求出F﹣a表達(dá)式，從而判斷是否成正比關(guān)系．【解答】解：A、根據(jù)牛頓第二定律結(jié)合圖象可知，F(xiàn)1﹣μmg=ma1，F(xiàn)2﹣μmg=ma2，代入數(shù)據(jù)得：7﹣μmg=0.5m，14﹣μmg=4m解得：m=2kg，μ=0.3，則最大靜摩擦力f=μmg=6N，故C正確，AB錯誤；D、根據(jù)牛頓第二定律可知，F(xiàn)=ma+μmg=2a+6，是線性關(guān)系，不是正比關(guān)系，故D錯誤．故選：C2.如圖所示，質(zhì)量為20kg的物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.1，在向右滑動的過程中，還受到水平向左的大小為10N的力F的作用，則物體所受滑動摩擦力為（

）A、10N，向右

B、10N，向左

C、20N，向右

D、20N，向左參考答案：D3.（單選）一顆月球衛(wèi)星在距月球表面高為h的圓形軌道運行，已知月球半徑為R，月球表面的重力加速度大小為g月，引力常量為G，由此可知（）A．月球的質(zhì)量為B．月球表面附近的環(huán)繞速度大小為C．月球衛(wèi)星在軌道運行時的向心加速度大小為g月D．月球衛(wèi)星在軌道上運行的周期為2π參考答案：解：“嫦娥一號”衛(wèi)星繞月做勻速圓周運動，由月球的萬有引力提供向心力，則得：G=m（R+h）=m=ma在月球表面上，萬有引力等于重力，則有：m′g月=G，得GM=g月R2，由上解得：M=v=a=T=2π故A正確，BCD錯誤；故選：A．4.（單選）下列說法正確的是(

)

A.玻爾理論可以解釋所有原子的光譜現(xiàn)象

B．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示了原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)

C．放射性同位素的半衰期長短與地震、風(fēng)力等外部環(huán)境有關(guān)

D.氡的半衰期為3.8天，若取4個氡原子核，經(jīng)7.6天后一定還剩下一個氡原子核沒有發(fā)生衰變參考答案：B5.（單選）如圖甲所示，一物塊置于水平地面上?，F(xiàn)用一個與豎直方向成θ角的力F拉物塊，使力F沿順時針方向轉(zhuǎn)動，并保持物塊始終沿水平方向做勻速直線運動；得到拉力F與θ變化關(guān)系圖線如圖乙所示，根據(jù)圖中信息可知物塊與地面之間的動摩擦因數(shù)為A.

B.

C.

D.參考答案：C二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖，豎直絕緣墻上固定一帶電小球A，將帶電小球B用輕質(zhì)絕緣絲線懸掛在A的正上方C處，圖中AC=h。當(dāng)B靜止在與豎直方向夾角300方向時，A對B的靜電力為B所受重力的倍，則絲線BC長度為

。若A對B的靜電力為B所受重力的0.5倍，改變絲線長度，使B仍能在300處平衡。以后由于A漏電，B在豎直平面內(nèi)緩慢運動，到00處A的電荷尚未漏完，在整個漏電過程中，絲線上拉力大小的變化情況是

。參考答案：；；先不變后增大對小球B進(jìn)行受力分析，根據(jù)相似三角形有：，再根據(jù)余弦定則求出BC的長度：；若兩者間的庫侖力變?yōu)锽的重力的0.5倍，根據(jù)幾何關(guān)系可知AB與BC垂直，即拉力與庫侖力垂直；隨著電量的減小，細(xì)繩的拉力不變，庫侖力減小。當(dāng)細(xì)繩變?yōu)樨Q直方向時，庫侖力和拉力的合力等于重力，庫侖力減小，拉力增大，所以拉力先不變后減小?！究键c】力的合成和分解

共點力的平衡7.一簡諧橫波沿x軸正向傳播，t=0時刻的波形如圖（a）所示，x=0.30m處的質(zhì)點的振動圖線如圖（b）所示，該質(zhì)點在t=0時刻的運動方向沿y軸_________（填“正向”或“負(fù)向”）。已知該波的波長大于0.30m，則該波的波長為_______m。參考答案：8.如圖所示，A、B和C、D為兩對帶電金屬極板，長度均為l，其中A、B兩板水平放置，間距為d，A、B間電壓為U1；C、D兩板豎直放置，間距也為d，C、D間電壓為U2。有一初速度為0、質(zhì)量為m、電荷量為e的電子經(jīng)電壓U0加速后，平行于金屬板進(jìn)入電場，則電子進(jìn)入該電場時的速度大小為

；若電子在穿過電場的過程中始終未與極板相碰，電子離開該電場時的動能為_____________。（A、B、C、D四塊金屬板均互不接觸，電場只存在于極板間，且不計電子的重力）參考答案：9.真空室內(nèi)，有質(zhì)量分別為m和2m的甲、乙兩原子核，某時刻使它們分別同時獲得和的瞬時速率，并開始相向運動。由于它們間的庫侖斥力作用，二者始終沒有接觸，當(dāng)兩原子核相距最近時，甲核的速度大小為__________。(填選項前的字母)A.B.C.D.參考答案：B當(dāng)二者共速時距離最近，由動量守恒定律可得4mv-3mv=3m解得，故選項B正確。10.有人設(shè)想了一種靜電場：電場的方向都垂直于紙面并指向紙里，電場強(qiáng)度的大小自左向右逐漸增大，如圖所示。這種分布的靜電場是否可能存在？試述理由。

參考答案：這種分布的靜電場不可能存在.因為靜電場是保守場，電荷沿任意閉合路徑一周電場力做的功等于0，但在這種電場中，電荷可以沿某一閉合路徑移動一周而電場力做功不為0．（5分）11.近年，我國的高鐵發(fā)展非常迅猛．為了保證行車安全，車輛轉(zhuǎn)彎的技術(shù)要求是相當(dāng)高的．如果在轉(zhuǎn)彎處鋪成如圖所示內(nèi)、外等高的軌道，則車輛經(jīng)過彎道時，火車的外軌（選填“外輪”、“內(nèi)輪”）對軌道有側(cè)向擠壓，容易導(dǎo)致翻車事故．為此，鋪設(shè)軌道時應(yīng)該把內(nèi)軌（選填“外軌”、“內(nèi)軌”）適當(dāng)降低一定的高度．如果兩軌道間距為L，內(nèi)外軌高度差為h，彎道半徑為R，則火車對內(nèi)外軌軌道均無側(cè)向擠壓時火車的行駛速度為．參考答案：考點：向心力．專題：牛頓第二定律在圓周運動中的應(yīng)用．分析：火車拐彎需要有指向圓心的向心力，若內(nèi)、外軌等高，則火車拐彎時由外軌的壓力去提供，若火車拐彎時不側(cè)向擠壓車輪輪緣，要靠重力和支持力的合力提供向心力，進(jìn)而判斷降低哪一側(cè)的高度．火車對內(nèi)外軌軌道均無側(cè)向擠壓時，火車拐彎所需要的向心力由支持力和重力的合力提供．根據(jù)牛頓第二定律求解火車的行駛速度．解答：解：火車拐彎需要有指向圓心的向心力，若內(nèi)、外軌等高，則火車拐彎時由外軌的壓力去提供，則火車的外輪對軌道有側(cè)向擠壓，若火車拐彎時不側(cè)向擠壓車輪輪緣，要靠重力和支持力的合力提供向心力，則鋪設(shè)軌道時應(yīng)該把內(nèi)軌降低一定的高度，使外軌高于內(nèi)軌．設(shè)路面的傾角為θ，由牛頓第二定律得：mgtanθ=m由于θ較小，則tanθ≈sinθ≈解得v=故答案為：外輪，內(nèi)軌，．點評：本題是生活中圓周運動問題，關(guān)鍵是分析受力情況，分析外界提供的向心力與所需要的向心力的關(guān)系，難度不大，屬于基礎(chǔ)題．12.地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道半徑r=1.49×102(m)，公轉(zhuǎn)周期T=3.16×107(s)，萬有引力恒量G=6.67×10（N·m2/kg2），則太陽質(zhì)量的表達(dá)式M=

，其值約為

kg（取一位有效數(shù)字）．參考答案：

答案：，2×103013.為了測量兩個質(zhì)量不等的沙袋的質(zhì)量，某實驗小組在實驗室找到了下列器材：輕質(zhì)定滑輪(質(zhì)量和摩擦可忽略)、砝碼一套、細(xì)線、米尺、秒表，由于沒有找到直接測量工具，他們決定根據(jù)已學(xué)過的物理學(xué)知識，改變實驗條件進(jìn)行測量，通過選擇合適的變量得到線性關(guān)系，再根據(jù)圖線的斜率和截距求出沙袋的質(zhì)量，于是他們進(jìn)行了下列操作：①實驗裝置如圖，設(shè)兩邊沙袋的質(zhì)量分別為m1、m2；②砝碼的總質(zhì)量為△m＝0.5kg，實驗小組先從△m中取出質(zhì)量為m′的砝碼放在m1沙袋中，剩余砝碼都放在m2沙袋中，發(fā)現(xiàn)m1下降m2上升；③用米尺測出沙袋運動的距離h，用秒表測出沙袋的運動時間t，則可知沙袋的加速度大小為a＝

；④改變m′，測量加速度a，得多組(m′，a)數(shù)據(jù)，作出“a—m′”圖線；⑤該小組成員得到圖線的斜率為k＝4m/kg·s2，截距為b＝2，請你算出沙袋的質(zhì)量m1=_________kg，m2=________kg。（其中g(shù)取10m/s2)參考答案：

3kg

1.5kg三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的裝置來探究加速度與力的關(guān)系．彈簧秤固定在一合適的木板上,桌面的右邊緣固定一支表面光滑的鉛筆以代替定滑輪，細(xì)繩的兩端分別與彈簧秤的掛鉤和礦泉水瓶連接．在桌面上畫出兩條平行線MN、PQ，并測出間距d.開始時將木板置于MN處，現(xiàn)緩慢向瓶中加水，直到木板剛剛開始運動為止，記下彈簧秤的示數(shù)F0，以此表示滑動摩擦力的大?。賹⒛景宸呕卦幉醋。^續(xù)向瓶中加水后，記下彈簧秤的示數(shù)F1，然后釋放木板，并用秒表記下木板運動到PQ處的時間t.①木板的加速度可以用d、t表示為a＝________；為了減小測量加速度的偶然誤差可以采用的方法是(一種即可)

②改變瓶中水的質(zhì)量重復(fù)實驗，確定加速度a與彈簧秤示數(shù)F1的關(guān)系．下列圖象能表示該同學(xué)實驗結(jié)果的是()③用加水的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，它的優(yōu)點是________．A．可以改變滑動摩擦力的大小

B．可以更方便地獲取多組實驗數(shù)據(jù)C．可以比較精確地測出摩擦力的大小D．可以獲得更大的加速度以提高實驗精度參考答案：15.做“探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系”的實驗．（1）某同學(xué)按如圖甲所示，用一個彈簧一端固定在傳感器上，傳感器與電腦相連．當(dāng)對彈簧施加變化的作用力（拉力或壓力）時，在電腦上得到了彈簧長度L與彈簧產(chǎn)生的彈力大小的關(guān)系圖象（如圖乙）．該彈簧的原長為

cm，勁度系數(shù)為

N/m．參考答案：15；500由圖知：F=0時，彈簧的長度L=15cm，即彈簧的原長為L0=15cm．根據(jù)胡克定律得：F=kx=k（L-L0），由數(shù)學(xué)知識知F-L圖的斜率等于勁度系數(shù)k，則得：四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖為某種魚餌自動投放器中的投餌管裝置示意圖，其下半部AB是一長為2R的豎直細(xì)管，上半部BC是半徑為R的四分之一圓弧彎管，管口沿水平方向，AB管內(nèi)有一原長為R、下端固定的輕質(zhì)彈簧，投餌時，每次總將彈簧長度壓縮到0.5R后鎖定，在彈簧上段放置一粒魚餌，解除鎖定，彈簧可將魚餌彈射出去，設(shè)質(zhì)量為m的魚餌到達(dá)管口C時，對管壁的作用力恰好為零．不計魚餌在運動過程中的機(jī)械能損失，且鎖定和解除鎖定時，均不改變彈簧的彈性勢能，已知重力加速度為g．求：（1）質(zhì)量為m的魚餌到達(dá)管口C時的速度大小v1；（2）彈簧壓縮到0.5R時的彈性勢能Ep；（3）已知地面與水面相距1.5R，若使該投餌管繞AB管的中軸線OO′在90°角的范圍內(nèi)來回緩慢轉(zhuǎn)動，每次彈射時只放置一粒魚餌，魚餌的質(zhì)量在m到m之間變化，且均能落到水面．持續(xù)投放足夠長時間后，魚餌能夠落到水面的最大面積S是多少？參考答案：考點：機(jī)械能守恒定律；平拋運動．.專題：機(jī)械能守恒定律應(yīng)用專題．分析：（1）魚餌到達(dá)管口C時做圓周運動的向心力完全由重力提供，有牛頓第二定律列出向心力的方程，速度可求．（2）不計魚餌在運動過程中的機(jī)械能損失，所以魚餌增加的機(jī)械能都是彈簧做功的結(jié)果，由功能關(guān)系知道彈簧具有的彈性勢能等于魚餌增加的機(jī)械能．（3）分別求出質(zhì)量是m和的魚餌離開C時的速度，再利用平拋運動規(guī)律求出落到水平面到轉(zhuǎn)軸之間的距離，轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)過90°時，魚餌在水平面形成兩個圓面積，中間夾的環(huán)形面積即為所求．解答：解：（1）質(zhì)量為m的魚餌到達(dá)管口C時做圓周運動的向心力，完全由重力提供，則mg=m…①由①式解得：v1=…②（2）從彈簧釋放到最高點C的過程中，彈簧的彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為魚餌的機(jī)械能，由系統(tǒng)的機(jī)械能守恒定律有Ep=mg（1.5R+R）+…③由②③式解得：Ep=3mgR…④（3）不考慮因緩慢轉(zhuǎn)動裝置對魚餌速度大小的影響，質(zhì)量為m的魚餌離開管口C后做平拋運動，設(shè)經(jīng)過t時間落到水面上，離OO′的水平距離為x1，由平拋運動規(guī)律有：4.5R=gt2…⑤x1=v1t+R…⑥由⑤⑥式解得：x1=4R…⑦當(dāng)魚餌的質(zhì)量為m時，設(shè)其到達(dá)管口C時速度大小為v2，由機(jī)械能守恒定律得：Ep=mg（1.5R+R）+（m）…⑧由④⑧式解得：v2=3…⑨質(zhì)量為m的魚餌落到水面上時，設(shè)離OO′的水平距離為x2，則x2=v2t+R…⑩由⑤⑨⑩式解得：x2=10R魚餌能夠落到水面的最大面積為：S=（π﹣）=21πR2答：（1）魚餌到達(dá)管口C時的速度大小v1為；（2）彈簧壓縮到0.5R時的彈性勢能為3mgR；（3）魚餌能夠落到水面的最大面積是21πR2．點評：本題考查了圓周運動最高點的動力學(xué)方程和平拋運動規(guī)律，轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)過90°魚餌在水平面上形成圓周是解決問題的關(guān)鍵，這是一道比較困難的好題．17.如圖所示，長度為L的細(xì)線下掛一個質(zhì)量為m的小球，小球半徑忽略不計，現(xiàn)用一個水平力F拉小球，使懸線偏離豎直方向θ角并保持靜止?fàn)顟B(tài)，（1）求拉力F的大?。唬?）撤掉F后，小球從靜止開始運動到最低點時的速度為多大？參考答案：18.（計算）電磁彈射是我國最新研究的重大