山西省臨汾市洪洞縣趙城永安中學(xué)2021年高三物理期末試題含解析

山西省臨汾市洪洞縣趙城永安中學(xué)2021年高三物理期末試題含解析一、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.下列說法正確的是A.速度變化越快的物體慣性越小，B.物體做曲線運動的條件是所受合力與速度既不垂直也不在同一直線上C.吊扇工作時向下壓迫空氣，空氣對吊扇產(chǎn)生豎直向上的托力，減輕了吊桿對電扇的拉力D.兩個小球A和B，中間用彈簧連接，并用細線將A球懸于天花板上，則彈簧對A的力和彈簧對B的力是作用力和反作用力參考答案：C2.下列關(guān)于布朗運動的說法，正確的是

（

）A．布朗運動是液體分子的無規(guī)則運動

B.液體溫度越高，懸浮粒子越小，布朗運動越劇烈C．布朗運動是由于液體各部分的溫度不同而引起的D.布朗運動是由液體分子從各個方向?qū)腋×Ｗ幼矒糇饔玫牟黄胶庖鸬膮⒖即鸢福築D布朗運動是懸浮顆粒的無規(guī)則運動，不是液體分子的運動，選項A錯；液體的溫度越高，懸浮顆粒越小，布朗運動越劇烈，選項B正確；布朗運動是由于液體分子從各個方向?qū)腋×Ｗ幼矒糇饔貌黄胶庖鸬?，選項C錯，選項D正確。3.冥王星繞太陽的公轉(zhuǎn)軌道是個橢圓，公轉(zhuǎn)周期為T0，其近日點到太陽的距離為a，遠日點到太陽的距離為b，半短軸的長度為c，如圖所示．若太陽的質(zhì)量為M，萬有引力常量為G，忽略其他行星對它的影響，則（）A．冥王星從A→B→C的過程中，機械能逐漸增大B．冥王星從A→B所用的時間等于C．冥王星從B→C→D的過程中，萬有引力對它先做正功后做負功D．冥王星在B點的加速度為參考答案：D【考點】萬有引力定律及其應(yīng)用．【分析】熟記理解開普勒的行星運動三定律：第一定律：所有的行星圍繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在所有橢圓的一個焦點上．第二定律：對每一個行星而言，太陽行星的連線在相同時間內(nèi)掃過的面積相等．第三定律：所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等．根據(jù)力與速度方向的夾角判斷該力是做正功還是負功．【解答】解：A、冥王星從A→B→C的過程中，只有重力做功機械能守恒，故A錯誤；B、公轉(zhuǎn)周期為，冥王星從A→C的過程中所用的時間是，由于冥王星從A→C的過程中，速率逐漸變小，從A→B與從B→C的路程相等，所以冥王星從A→B所用的時間小于，故B錯誤；C、冥王星從B→C→D的過程中，萬有引力方向先與速度方向成鈍角，過了C點后萬有引力方向與速度方向成銳角，所以萬有引力對它先做負功后做正功，故C錯誤；D、設(shè)B到太陽的距離為x，半長軸，則x=，根據(jù)萬有引力充當向心力，知冥王星在B點的加速度a==，故D正確．故選：D4.（單選）“北斗第二代導(dǎo)航衛(wèi)星網(wǎng)”將由5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成，其中靜止軌道衛(wèi)星，是指高度為36000km的地球同步衛(wèi)星；30顆非靜止軌道衛(wèi)星由27顆中軌（MEO）衛(wèi)星和3顆傾斜同步（IGSO）衛(wèi)星組成，其中27顆MEO衛(wèi)星的軌道高度均為21500km，3顆傾斜同步（IGSO）衛(wèi)星的軌道高度與靜止軌道衛(wèi)星的軌道高度相同，將各衛(wèi)星軌道均視為圓軌道，根據(jù)以上信息，可以判斷（）A．MEO衛(wèi)星的角速度比靜止軌道衛(wèi)星的角速度小B．該35顆衛(wèi)星的軌道圓心可能不重合C．靜止軌道衛(wèi)星只能在赤道正上方D．靜止軌道衛(wèi)星和傾斜同步（IGSO）衛(wèi)星的周期不相同參考答案：考點：人造衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的關(guān)系；萬有引力定律及其應(yīng)用．專題：人造衛(wèi)星問題．分析：根據(jù)萬有引力提供向心力=，得到角速度、周期與軌道半徑的關(guān)系，根據(jù)軌道高度的大小，比較角速度和周期的大?。叫l(wèi)星的軌道為赤道上空36000km的高度，所有同步衛(wèi)星都在同一個軌道上．解答：解：A、根據(jù)萬有引力提供向心力，得，由此可知，軌道高度越大，角速度越小，MEO衛(wèi)星的軌道高度為21500km，遠小于靜止軌道衛(wèi)星36000km，故MEO衛(wèi)星的角速度比靜止軌道衛(wèi)星的角速度大，故A錯誤．BC、同步衛(wèi)星的軌道為赤道上空36000km的高度，所有同步衛(wèi)星都在同一個軌道上，故B錯誤、C正確．D、根據(jù)萬有引力提供向心力，得，軌道高度相同，周期相同，傾斜同步（IGSO）衛(wèi)星的軌道高度與靜止軌道衛(wèi)星的軌道高度相同，故靜止軌道衛(wèi)星和傾斜同步（IGSO）衛(wèi)星的周期相同，都是24h．故D錯誤．故選：C．點評：本題要掌握萬有引力提供向心力，并且根據(jù)題意要能夠用角速度和周期表示出向心力．要知道同步衛(wèi)星的軌道為赤道上空36000km的高度，所有同步衛(wèi)星都在同一個軌道上．5.（07年全國卷Ⅰ）從桌面上有一倒立的玻璃圓錐，其頂點恰好與桌面接觸，圓錐的軸（圖中虛線）與桌面垂直，過軸線的截面為等邊三角形，如圖所示，有一半徑為r的圓柱形平行光束垂直入射到圓錐的底面上，光束的中心軸與圓錐的軸重合。已知玻璃的折射率為1.5，則光束在桌面上形成的光斑半徑為A．r

B．1.5r

C．2r

D．2.5r參考答案：答案：C解析：如圖所示，光線射到A或B時，入射角大于臨界角，發(fā)生全反射，而后由幾何關(guān)系得到第二次到達界面的時候垂直打出。O點為?ABC的重心，設(shè)EC=x，則由幾何關(guān)系得到：，解得光斑半徑x=2r。二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示，一物體在平行于斜面向上的恒力F作用下，由靜止從底端沿光滑的斜面向上做勻加速直線運動，經(jīng)時間t力F做功為60J，此后撤去恒力F，物體又經(jīng)時間t回到出發(fā)點。若以地面為零勢能點，則當物體回到出發(fā)點時的動能為____________J，在撤去恒力F之前，當物體的動能為7J時，物體的機械能為____________J。參考答案：60；28

7.一點光源以功率P向外發(fā)出波長為λ的單色光，若已知普朗克恒量為h，光速為c，則此光源每秒鐘發(fā)出的光子數(shù)為

個，如果能引起人的視覺反應(yīng)的此單色光的最小強度是人的視網(wǎng)膜單位面積上每秒鐘獲得n個光子，那么當人距離該光源

遠時，就看不清該光點源了。（球面積公式為，式中r為球半徑）參考答案：

答案：8.在“測定金屬的電阻率”的實驗中：（1）用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖1所示，讀數(shù)為

mm．（2）某小組同學(xué)利用電流表（內(nèi)阻約0.1Ω）、電壓表（內(nèi)阻約3kΩ）等器材從0開始的多組電流、電壓數(shù)據(jù)并求出金屬絲的電阻Rx=50Ω，他們采用的是如圖中的

電路圖，所測電阻Rx的真實值

（選填“大于”、“小于”、“等于”）50Ω．參考答案：（1）2.526（2.525﹣2.528）；（2）A；

小于．【考點】測定金屬的電阻率．【分析】（1）的關(guān)鍵是讀數(shù)時要分成整數(shù)部分和小數(shù)部分兩部分之和來讀；（2）的關(guān)鍵是明確當電流要求從零調(diào)時，變阻器應(yīng)用分壓式接法，當待測電阻遠小于電壓表內(nèi)阻時，電流表應(yīng)用外接法．【解答】解：（1）螺旋測微器的讀數(shù)為d=2.5mm+20.7×0.01mm=2.527mm（2.525﹣2.528）；（2）由給出的數(shù)據(jù)表可知，電流和電壓從零調(diào)，所以滑動變阻器應(yīng)用分壓式接法；因電流表（內(nèi)阻約0.1Ω）、電壓表（內(nèi)阻約3kΩ），而待測金屬絲的電阻Rx=50Ω，依據(jù)＞RARV，則有，所測電阻偏大，所以電流表應(yīng)用內(nèi)接法，故應(yīng)采用A圖；因采用電流表內(nèi)接法，則導(dǎo)致電壓表測量值偏大，因此所測電阻的測量值大于真實值，即所測電阻Rx的真實值小于50Ω．故答案為：（1）2.526（2.525﹣2.528）；（2）A；

小于．9.（4分）圖甲為一個電燈兩端的電壓與通過它的電流的變化關(guān)系曲線，由圖可知，兩者不成線性關(guān)系，這是由于

。如圖乙所示，將這個電燈與20的定值電阻R串聯(lián)，接在電動勢為8V的電源上，則電燈的實際功率為

W。（不計電流表電阻和電源內(nèi)阻）參考答案：答案：隨電壓的增大，燈變亮，燈絲溫度升高，電阻率變大，電阻變大；0．610.如圖所示，小車的頂棚上用繩線吊一小球，質(zhì)量為m，車廂底板上放一個質(zhì)量為M的木塊，當小車沿水平面勻加速向右運動時，小球懸線偏離豎直方向30°，木塊和車廂保持相對靜止，則小車運動的加速度為------____________，小球?qū)揖€的拉力為_____________，木塊受到的摩擦力為______________。參考答案：答案：，，11.某種單色光在真空中的波長為，速度為c，普朗克恒量為h，現(xiàn)將此單色光以入射角i由真空射入水中，折射角為r，則此光在水中的波長為_______，每個光子在水中的能量為______。參考答案：；12.（選修3－3（含2－2）模塊）（5分）分子間同時存在引力和斥力，且都隨分子間距離的增大而

。分子勢能的變化情況由分子力做功情況決定，與分子間的距離有關(guān)。現(xiàn)有兩分子相距為r，已知r0為兩分子引力和斥力相等時的距離，當r>r0時，分子力表現(xiàn)為

，當增大分子間的距離，分子勢能

，當r<r0時，分子力表現(xiàn)為

，當減小分子間的距離，分子勢能

。參考答案：答案：減小引力增大斥力增大13.如圖所示，甲帶正電，乙是不帶電的絕緣物塊，空間中有垂直紙面向里的勻強磁場。甲、乙疊放在一起，二者無相對滑動地沿粗糙的斜面，由靜止開始加速下滑，在加速階段，甲、乙兩物塊間的摩擦力將

乙物塊與斜面間的摩擦力將

（填增大、減小或不變）參考答案：減小，增大；三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.某同學(xué)利用豎直上拋小球的頻閃照片《驗證機械能守恒定律》．頻閃儀每隔0.05s閃光一次，圖中所標數(shù)據(jù)為實際距離，該同學(xué)通過計算得到不同時刻的速度如表（當?shù)刂亓铀俣热?.8m/s2，小球質(zhì)量m=0.2kg，結(jié)果保留三位有效數(shù)字）：時刻t2t3t4t5速度（m/s）4.994.483.98

（1）由頻閃照片上的數(shù)據(jù)計算t5時刻小球的速度為v5=

m/s；（2）從t2到t5時間內(nèi)，重力勢能增量為△Ep=

J，動能減少量為△Ek=1.28J；（3）在誤差允許的范圍內(nèi)，若△Ep與△Ek近似相等，從而驗證了機械能守恒定律．由上述計算可得△Ep

△Ek（選填“＞”、“＜”或“=”），造成這種結(jié)果的主要原因是

．參考答案：＞，存在空氣阻力．【考點】驗證機械能守恒定律．【分析】（1）在勻變速直線運動中，中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度，據(jù)此可以求t5時刻的速度大??；（2）根據(jù)重力做功和重力勢能之間的關(guān)系可以求出重力勢能的減小量，根據(jù)起末點的速度可以求出動能的增加量；（3）由于紙帶和打點計時器的摩擦以及空氣阻力的存在，導(dǎo)致動能的減小量沒有全部轉(zhuǎn)化為重力勢能．【解答】解：（1）在勻變速直線運動中，中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度，所以有：故答案為：3.48．（2）根據(jù)重力做功和重力勢能的關(guān)系有：△Ep=mg（h2+h3+h4）=1.24J；故答案為：1.24．（3）由于紙帶和打點計時器的摩擦以及空氣阻力的存在，導(dǎo)致動能減小量沒有全部轉(zhuǎn)化為重力勢能，因此△Ep＜△Ek．故答案為：＞，存在空氣阻力．15.（8分）將一單擺裝置豎直懸掛于某一深度為h（未知）且開口向下的小筒中（單擺的下部分露于筒外），如圖1（甲）所示，將懸線拉離平衡位置一個小角度后由靜止釋放，設(shè)單擺振動過程中懸線不會碰到筒壁，如果本實驗的長度測量工具只能測量出筒的下端口到擺球球心之距離L，并通過改變l而測出對應(yīng)的擺動周期T，再以T2為縱軸、l為橫軸做出函數(shù)關(guān)系圖象，那么就可以通過此圖象得出小筒的深度h和當?shù)氐闹亓铀俣?。?）現(xiàn)有如下測量工具：A.時鐘；B.秒表；C.天平；D.毫米刻度尺。本實驗所需的測量工具有______________；（2）如果實驗中所得到的T2—l關(guān)系圖象如圖1（乙）所示，那么真正的圖象應(yīng)該是a、b、c中的________________；（3）由圖象可知，小筒的深度h=________m；當?shù)豨=_________m/s2。參考答案：答案：（1）BD

（2）a

（3）0.3

9.86四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（15分）如圖所示，小球的質(zhì)量為m，帶電量為q，整個區(qū)域加一個場強大小為E的水平方向的勻強電場，小球系在長為L的繩子的一端，且在與豎直方向成45°角的P點處于平衡。則（1）電場力多大？（2）如果小球被拉至與O點在同一水平位置的C點自由釋放，則小球到達A點的速度是多大？此時繩上的拉力又為多大？（3）在豎直平面內(nèi)，如果小球以P點為中心作微小的擺動，其振動周期如何求解？（4）若使小球在此豎直平面內(nèi)恰好做圓周運動時，最大速度和最小速度分別在哪點？大小分別為多少？參考答案：解析：（1）小球在P處處于平衡，由平衡條件可知

電場力qE=mg（2）由于小球無論在哪個位置所受重力和電場力均不發(fā)生變化，因此重力和電場力可以等效成一個新的合場力F，大小，方向與豎直方向成45°角斜向左下。小球從C點運動到A點的過程中，合場力F作功為零，由動能定理，得

繩中拉力為mg（3）小球可等效在新的合場力F作用下作單擺，其等效重力加速度，則其周期

（4）小球在等效場中作豎直平面內(nèi)的圓周運動中。通過與重力場中類比，小球應(yīng)在速度最大的P點（可視為等效最低點）的對稱點P/（可視為等效最高點）點的速度最小。小球在等效最高點P/，由牛頓第二定律

解得

小球從P/到P點，由動能定理，得解得

17.一水平的淺色長傳送帶上放置一煤塊（可視為質(zhì)點），煤塊與傳送帶之間的動摩擦因素為μ，初始時，傳送帶與煤塊都是靜止的，現(xiàn)讓傳送帶以恒定的加速度a開始運動，當其速度達到后，便以此速度做勻速運動，經(jīng)過一段時間，煤塊在傳送帶上留下了一段黑色痕跡后，煤塊相對于傳送帶不再滑動，求此黑色痕跡的長度。參考答案：18.（17分）如圖所示，兩根與水平面成θ＝30°角的足夠