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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)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(yùn)動(dòng)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(shí)向下壓迫空氣，空氣對(duì)吊扇產(chǎn)生豎直向上的托力，減輕了吊桿對(duì)電扇的拉力D.兩個(gè)小球A和B，中間用彈簧連接，并用細(xì)線將A球懸于天花板上，則彈簧對(duì)A的力和彈簧對(duì)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(yùn)動(dòng)的說法，正確的是

（

）A．布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)

B.液體溫度越高，懸浮粒子越小，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈C．布朗運(yùn)動(dòng)是由于液體各部分的溫度不同而引起的D.布朗運(yùn)動(dòng)是由液體分子從各個(gè)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(yùn)動(dòng)是懸浮顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，不是液體分子的運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)；液體的溫度越高，懸浮顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈，選項(xiàng)B正確；布朗運(yùn)動(dòng)是由于液體分子從各個(gè)方向?qū)腋×Ｗ幼矒糇饔貌黄胶庖鸬?，選項(xiàng)C錯(cuò)，選項(xiàng)D正確。3.冥王星繞太陽的公轉(zhuǎn)軌道是個(gè)橢圓，公轉(zhuǎn)周期為T0，其近日點(diǎn)到太陽的距離為a，遠(yuǎn)日點(diǎn)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(duì)它的影響，則（）A．冥王星從A→B→C的過程中，機(jī)械能逐漸增大B．冥王星從A→B所用的時(shí)間等于C．冥王星從B→C→D的過程中，萬有引力對(duì)它先做正功后做負(fù)功D．冥王星在B點(diǎn)的加速度為參考答案：D【考點(diǎn)】萬有引力定律及其應(yīng)用．【分析】熟記理解開普勒的行星運(yùn)動(dòng)三定律：第一定律：所有的行星圍繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽處在所有橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上．第二定律：對(duì)每一個(gè)行星而言，太陽行星的連線在相同時(shí)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(fù)功．【解答】解：A、冥王星從A→B→C的過程中，只有重力做功機(jī)械能守恒，故A錯(cuò)誤；B、公轉(zhuǎn)周期為，冥王星從A→C的過程中所用的時(shí)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(shí)間小于，故B錯(cuò)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(diǎn)后萬有引力方向與速度方向成銳角，所以萬有引力對(duì)它先做負(fù)功后做正功，故C錯(cuò)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(dāng)向心力，知冥王星在B點(diǎn)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(diǎn)：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(gè)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(yuǎn)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(cuò)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(gè)軌道上，故B錯(cuò)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(cuò)誤．故選：C．點(diǎn)評(píng)：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(gè)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(diǎn)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(shí)，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(dá)界面的時(shí)候垂直打出。O點(diǎn)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(jì)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(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間t力F做功為60J，此后撤去恒力F，物體又經(jīng)時(shí)間t回到出發(fā)點(diǎn)。若以地面為零勢(shì)能點(diǎn)，則當(dāng)物體回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為____________J，在撤去恒力F之前，當(dāng)物體的動(dòng)能為7J時(shí)，物體的機(jī)械能為____________J。參考答案：60；28

7.一點(diǎn)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(gè)，如果能引起人的視覺反應(yīng)的此單色光的最小強(qiáng)度是人的視網(wǎng)膜單位面積上每秒鐘獲得n個(gè)光子，那么當(dāng)人距離該光源

遠(yuǎn)時(shí)，就看不清該光點(diǎn)源了。（球面積公式為，式中r為球半徑）參考答案：

答案：8.在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中：（1）用螺旋測(cè)微器測(cè)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(cè)電阻Rx的真實(shí)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(diǎn)】測(cè)定金屬的電阻率．【分析】（1）的關(guān)鍵是讀數(shù)時(shí)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(dāng)電流要求從零調(diào)時(shí)，變阻器應(yīng)用分壓式接法，當(dāng)待測(cè)電阻遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻時(shí)，電流表應(yīng)用外接法．【解答】解：（1）螺旋測(cè)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(dòng)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(cè)金屬絲的電阻Rx=50Ω，依據(jù)＞RARV，則有，所測(cè)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(cè)量值偏大，因此所測(cè)電阻的測(cè)量值大于真實(shí)值，即所測(cè)電阻Rx的真實(shí)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(gè)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(gè)電燈與20的定值電阻R串聯(lián)，接在電動(dòng)勢(shì)為8V的電源上，則電燈的實(shí)際功率為

W。（不計(jì)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(gè)質(zhì)量為M的木塊，當(dāng)小車沿水平面勻加速向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球懸線偏離豎直方向30°，木塊和車廂保持相對(duì)靜止，則小車運(yùn)動(dòng)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(gè)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(shí)存在引力和斥力，且都隨分子間距離的增大而

。分子勢(shì)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)?，F(xiàn)有兩分子相距為r，已知r0為兩分子引力和斥力相等時(shí)的距離，當(dāng)r>r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為

，當(dāng)增大分子間的距離，分子勢(shì)能

，當(dāng)r<r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為

，當(dāng)減小分子間的距離，分子勢(shì)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(qiáng)磁場(chǎng)。甲、乙疊放在一起，二者無相對(duì)滑動(dòng)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(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.某同學(xué)利用豎直上拋小球的頻閃照片《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》．頻閃儀每隔0.05s閃光一次，圖中所標(biāo)數(shù)據(jù)為實(shí)際距離，該同學(xué)通過計(jì)算得到不同時(shí)刻的速度如表（當(dāng)?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(shí)刻t2t3t4t5速度（m/s）4.994.483.98

（1）由頻閃照片上的數(shù)據(jù)計(jì)算t5時(shí)刻小球的速度為v5=

m/s；（2）從t2到t5時(shí)間內(nèi)，重力勢(shì)能增量為△Ep=

J，動(dòng)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(yàn)證了機(jī)械能守恒定律．由上述計(jì)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(diǎn)】驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．【分析】（1）在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度，據(jù)此可以求t5時(shí)刻的速度大??；（2）根據(jù)重力做功和重力勢(shì)能之間的關(guān)系可以求出重力勢(shì)能的減小量，根據(jù)起末點(diǎn)的速度可以求出動(dòng)能的增加量；（3）由于紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的摩擦以及空氣阻力的存在，導(dǎo)致動(dòng)能的減小量沒有全部轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能．【解答】解：（1）在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，中間時(shí)刻的瞬時(shí)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(shì)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(diǎn)計(jì)時(shí)器的摩擦以及空氣阻力的存在，導(dǎo)致動(dòng)能減小量沒有全部轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)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(gè)小角度后由靜止釋放，設(shè)單擺振動(dòng)過程中懸線不會(huì)碰到筒壁，如果本實(shí)驗(yàn)的長度測(cè)量工具只能測(cè)量出筒的下端口到擺球球心之距離L，并通過改變l而測(cè)出對(duì)應(yīng)的擺動(dòng)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(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。?）現(xiàn)有如下測(cè)量工具：A.時(shí)鐘；B.秒表；C.天平；D.毫米刻度尺。本實(shí)驗(yàn)所需的測(cè)量工具有______________；（2）如果實(shí)驗(yàn)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(dāng)?shù)豨=_________m/s2。參考答案：答案：（1）BD

（2）a

（3）0.3

9.86四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.（15分）如圖所示，小球的質(zhì)量為m，帶電量為q，整個(gè)區(qū)域加一個(gè)場(chǎng)強(qiáng)大小為E的水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，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(diǎn)處于平衡。則（1）電場(chǎng)力多大？（2）如果小球被拉至與O點(diǎn)在同一水平位置的C點(diǎn)自由釋放，則小球到達(dá)A點(diǎn)的速度是多大？此時(shí)繩上的拉力又為多大？（3）在豎直平面內(nèi)，如果小球以P點(diǎn)為中心作微小的擺動(dòng)，其振動(dòng)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(yùn)動(dòng)時(shí)，最大速度和最小速度分別在哪點(diǎn)？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(chǎng)力qE=mg（2）由于小球無論在哪個(gè)位置所受重力和電場(chǎng)力均不發(fā)生變化，因此重力和電場(chǎng)力可以等效成一個(gè)新的合場(chǎng)力F，大小，方向與豎直方向成45°角斜向左下。小球從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的過程中，合場(chǎng)力F作功為零，由動(dòng)能定理，得

繩中拉力為mg（3）小球可等效在新的合場(chǎng)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(chǎng)中作豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)中。通過與重力場(chǎng)中類比，小球應(yīng)在速度最大的P點(diǎn)（可視為等效最低點(diǎn)）的對(duì)稱點(diǎn)P/（可視為等效最高點(diǎn)）點(diǎn)的速度最小。小球在等效最高點(diǎn)P/，由牛頓第二定律

解得

小球從P/到P點(diǎn)，由動(dòng)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(diǎn)），煤塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因素為μ，初始時(shí)，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(yùn)動(dòng)，當(dāng)其速度達(dá)到后，便以此速度做勻速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過一段時(shí)間，煤塊在傳送帶上留下了一段黑色痕跡后，煤塊相對(duì)于傳送帶不再滑動(dòng)，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