山西省太原市民賢高級中學(xué)2021年高三物理期末試題含解析

山西省太原市民賢高級中學(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1.一彈簧振子做簡諧振動，則以下說法正確的是（）A．振子的質(zhì)量越大，則該振動系統(tǒng)的周期越長B．振子的質(zhì)量越大，則該彈簧振子系統(tǒng)的機械能越大C．已知振動周期為T，若△t=T，則在t時刻和（t+△t）時刻振子運動的加速度一定相同D．若t時刻和（t+△t）時刻彈簧的長度相等，則△t一定為振動周期的整數(shù)倍E．振子的動能相等時，彈簧的長度不一定相等參考答案：解：A、彈簧振子的振動周期，振子質(zhì)量越大，振動系統(tǒng)的周期越長，故A正確；B、振幅越大則機械能越大；而能量與周期、振子質(zhì)量及頻率等均無關(guān)；故B錯誤；C、若△t=T，則在t時刻和（t﹣△t）時刻振子振子的位移與t時刻相同，加速度也相同，故C正確；D、從平衡位置再回到平衡位置，經(jīng)歷的時間最少為，彈簧的長度相等，故D錯誤；E、關(guān)于平衡位置對稱的兩個位置，振子的動能相等，彈簧的長度不等，故E正確；故選：ACE【考點】簡諧運動的振幅、周期和頻率．【分析】彈簧振子的周期公式；由彈性勢能的公式可知EP=kx2，則可求得彈簧振子的能量決定因素；做簡諧運動的彈簧振子，通過平衡位置時，速度最大，加速度最?。辉谧畲笪灰铺帟r，速度最小，加速度的大小最大．振子位移是指振子離開平衡位置的位移，從平衡位置指向振子所在的位置，通過同一位置，位移總是相同．速率和動能相同，但速度有兩種方向，可能不同．2.如圖所示，A板發(fā)出的電子經(jīng)加速后，水平射入水平放置的兩平行金屬板M、N間，M、N金屬板間所加的電壓為U，電子最終打在光屏P上，關(guān)于電子的運動，則下列說法中正確的是

A．滑動觸頭向右移動時，其他不變，則電子打在熒光屏上的位置上升B．滑動觸頭向左移動時，其他不變，則電子打在熒光屏上的位置上升C．電壓U增大時，其他不變，則電子打在熒光屏上的速度大小不變D．電壓U增大時，其他不變，則電子從發(fā)出到打在熒光屏上的時間不變參考答案：BD3.如圖所示，在研究平拋運動時，小球A沿軌道滑下，離開軌道末端（末端水平）時撞開接觸開關(guān)S，被電磁鐵吸住的小球B同時自由下落，改變整個裝置的高度H做同樣的實驗，發(fā)現(xiàn)位于同一高度的A、B兩個小球總是同時落地，該實驗現(xiàn)象說明了A球在離開軌道后（）A．豎直方向的分運動是勻速直線運動B．豎直方向的分運動是自由落體運動C．水平方向的分運動是勻加速直線運動D．水平方向的分運動是勻速直線運動參考答案：B4.水平傳輸裝置如圖所示，在載物臺左端給物塊一個恒定的初速度，當(dāng)傳輸帶順時針方向轉(zhuǎn)動時，通過傳輸帶所用時間為t1；當(dāng)傳輸帶逆時針方向轉(zhuǎn)動時，通過傳輸帶所用時間為t2；當(dāng)傳輸帶不動時，通過傳輸帶所用時間為t3.下列判斷正確的是A．一定有t1＜t2B．一定有t2＞t3＞t1C．可能有t1＝t2＝t3D．一定有t1＝t2＜t3參考答案：C解析：傳送帶不動時，物塊做勻減速直線運動，傳到右端時間為t3，若帶順時針轉(zhuǎn)，但物塊速度大于帶速時，物塊仍可能一直減速，則t1＝t3，同理帶逆時轉(zhuǎn)，物塊傳到右端速度未減為零時t2＝t3，故應(yīng)選C。5.（單選）伽利略創(chuàng)造的把實驗、假設(shè)和邏輯推理相結(jié)合的科學(xué)方法，有力地促進了人類科學(xué)認識的發(fā)展。利用如圖所示的裝置做如下實驗小球從左側(cè)斜面上的O點由靜止釋放后沿斜面向下運動，并沿右側(cè)斜面上升。斜面上先后鋪墊三種粗糙程度逐漸減低的材料時，小球沿右側(cè)斜面上升到的最高位置依次為1、2、3。根據(jù)三次實驗結(jié)果的對比，可以得到的最直接的結(jié)論是A.如果斜面光滑，小球?qū)⑸仙脚cO點等高的位置B.如果小球不受力，它將一直保持勻速運動或靜止?fàn)顟B(tài)C.如果小球受到力的作用，它的運動狀態(tài)將發(fā)生改變D.小球受到的力一定時，質(zhì)量越大，它的加速度越小參考答案：A解析：A、如果斜面光滑，小球不會有能量損失，將上升到與O點等高的位置，故A正確；B、通過推理和假想，如果小球不受力，它將一直保持勻速運動，得不出靜止的結(jié)論，故B錯誤；C、根據(jù)三次實驗結(jié)果的對比，不可以直接得到運動狀態(tài)將發(fā)生改變的結(jié)論，故C錯誤；D、受到的力一定時，質(zhì)量越大，它的加速度越小是牛頓第二定律的結(jié)論，與本實驗無關(guān)，故D錯誤．故選：A．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.（5分）從地面上以初速度豎直上拋一物體，相隔時間后又以初速度從地面上豎直上拋另一物體，要使、能在空中相遇，則應(yīng)滿足的條件是

。參考答案：解析：在同一坐標(biāo)系中作兩物體做豎直上拋運動的圖像，如圖所示。要A、B在空中相遇，必須使兩者相對于拋出點的位移相等，即要求圖線必須相交，據(jù)此可從圖中很快看出：物體最早拋出時的臨界情形是物體落地時恰好與相遇；物體最遲拋出時的臨界情形是物體拋出時恰好與相遇。故要使能在空中相遇，應(yīng)滿足的條件為：。7.（6分）在圖中，物體的質(zhì)量m=0．5kg，所加壓力F=40N，方向與豎直墻壁垂直。若物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，則物體所受的靜摩擦力大小為_________N，方向________；若將F增大到60N，物體仍靜止，則此時物體所受的靜摩擦力大小為_______N。參考答案：

5

向上

5

8.如圖所示是測磁感應(yīng)強度的一種裝置。把一個很小的測量線圈放在待測處，測量線圈平面與該處磁場方向垂直，將線圈跟沖擊電流計G串聯(lián)（沖擊電流計是一種測量電量的儀器）。當(dāng)用反向開關(guān)K使螺線管里的電流反向時，測量線圈中就產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，從而有電流流過G。該測量線圈的匝數(shù)為N，線圈面積為S，測量線圈電阻為R，其余電阻不計。（1）若已知開關(guān)K反向后，沖擊電流計G測得的電量大小為q，則此時穿過每匝測量線圈的磁通量的變化量為△φ＝__________（用已知量的符號表示）。（2）待測處的磁感應(yīng)強度的大小為B＝__________。參考答案：（1）qR/N,（2）qR/2NS解析：（1）由I=q/△t，E=IR，E=N△φ/△t，聯(lián)立解得△φ=qR/N。（2）由φ＝BS，△φ=2BS，△φ=qR/N，聯(lián)立解得B＝qR/2NS。9.某研究性實驗小組為探索航天器球形返回艙穿過大氣層時所受空氣阻力(風(fēng)力)的影響因素，進行了模擬實驗研究。如圖為測定風(fēng)力的實驗裝置圖。其中CD是一段水平放置的長為L的光滑均勻電阻絲，電阻絲阻值較大；一質(zhì)量和電阻均不計的細長裸金屬絲一端固定于O點，另一端懸掛小球P，無風(fēng)時細金屬絲豎直，恰與電阻絲在C點接觸，OC=H；有風(fēng)時細金屬絲將偏離豎直方向，與電阻絲相交于某一點(如圖中虛線所示，細金屬絲與電阻絲始終保持良好的導(dǎo)電接觸)。(1)已知電源電動勢為E，內(nèi)阻不計，理想電壓表兩接線柱分別與O點和C點相連，球P的質(zhì)童為m，重力加速度為g，由此可推得風(fēng)力大小F與電壓表示數(shù)U的關(guān)系為F=_______。(2)研究小組的同學(xué)猜想:風(fēng)力大小F可能與風(fēng)速大小v和球半徑r這兩個因數(shù)有關(guān)，于是他們進行了實驗后獲得了如下數(shù)據(jù)：(下表中風(fēng)速v的單位為m/s，電壓U的單位為V，球半徑r的單位為m)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，風(fēng)力大小F與風(fēng)速大小v和球半徑r的關(guān)系是_______(比例系數(shù)用k表示)。參考答案：

(1).

(2).【詳解】(1)以小球為研究對象，對小球受力分析，設(shè)金屬絲與豎直方向的夾角為，由平衡條件可得，風(fēng)力。金屬絲與電阻絲交點與C點間長度為，電阻；由串聯(lián)分壓規(guī)律可知電壓表示數(shù)。聯(lián)立解得：。(2)由表中數(shù)據(jù)可得，在球半徑一定的情況下，電壓表示數(shù)與風(fēng)速成正式，則風(fēng)力大小與風(fēng)速成正比，即與成正比。由球的體積公式、密度公式和可得，；在風(fēng)速一定的情況下，球半徑增大到原來的兩倍，電壓表示數(shù)減小為原來的，可得風(fēng)速一定的條件下，風(fēng)力與半徑的關(guān)系為與成正比。綜上，風(fēng)力大小與風(fēng)速大小和球半徑的關(guān)系是。10.一顆衛(wèi)星繞某一星球做勻速圓周運動，衛(wèi)星的軌道半徑為r，運動周期為T，星球半徑為R，則衛(wèi)星的加速度為，星球的質(zhì)量為．（萬有引力恒量為G）參考答案：：解：衛(wèi)星的軌道半徑為r，運動周期為T，根據(jù)圓周運動的公式得衛(wèi)星的加速度a=根據(jù)萬有引力提供衛(wèi)星繞地球做圓周運動的向心力，=mM=故答案為：，11.如圖甲所示，一輕質(zhì)彈簧豎直懸掛于某一深度為h＝30.0cm且開口向下的小筒中(沒有外力作用時彈簧的下端位于筒內(nèi)，測力計的掛鉤可以同彈簧的下端接觸)，若本實驗的長度測量工具只能測量露出筒外彈簧的長度l，現(xiàn)要測出彈簧的原長l0和彈簧的勁度系數(shù)，某同學(xué)通過改變l而測出對應(yīng)的彈力F，作出F－l圖象如圖乙所示，則彈簧的勁度系數(shù)為k＝________N/m，彈簧的原長l0＝_________cm。參考答案：12.如圖所示為氫原子的能級圖，n為量子數(shù)。在氫原子核外電子由量子數(shù)為2的軌道躍遷到量子數(shù)為3的軌道的過程中，將

（填“吸收”、“放出”）光子。若該光子恰能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，則一群處于量子數(shù)為4的激發(fā)態(tài)的氫原子在向基態(tài)躍遷過程中，有

種頻率的光子能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)。

參考答案：

吸收（2分）

5（2分）13.在使兩個分子間的距離由很遠(r＞10-9m)變到很難再靠近的過程中,分子間的作用力的大小將(

)

(A)先減小后增大

(B)先增大后減小(C)先增大后減小再增大

(D)先減小后增大再減小參考答案：C三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖所示，一定質(zhì)量理想氣體經(jīng)歷A→B的等壓過程，B→C的絕熱過程（氣體與外界無熱量交換），其中B→C過程中內(nèi)能減少900J．求A→B→C過程中氣體對外界做的總功．參考答案：W=1500J【詳解】由題意可知，過程為等壓膨脹，所以氣體對外做功為：過程：由熱力學(xué)第一定律得：

則氣體對外界做的總功為：

代入數(shù)據(jù)解得：。15.一在隧道中行駛的汽車A以的速度向東做勻速直線運動，發(fā)現(xiàn)前方相距處、以的速度同向運動的汽車B正開始勻減速剎車，其剎車的加速度大小,從此刻開始計時，若汽車A不采取剎車措施，汽車B剎車直到靜止后保持不動，求：（1）汽車A追上汽車B前，A、B兩汽車間的最遠距離；（2）汽車A恰好追上汽車B需要的時間．參考答案：（1）16m（2）8s(1)當(dāng)A、B兩汽車速度相等時，兩車間的距離最遠，即v＝vB－at＝vA

得t＝＝3s此時汽車A的位移xA＝vAt＝12m；汽車B位移xB＝vBt－at2＝21mA、B兩汽車間的最遠距離Δxm＝xB＋x0－xA＝16m(2)汽車B從開始減速直到靜止經(jīng)歷的時間t1＝＝5s

運動的位移x′B＝＝25m汽車A在t1時間內(nèi)運動的位移x′A＝vAt1＝20m

此時相距Δx＝x′B＋x0－x′A＝12m汽車A需要再運動的時間t2＝＝3s

故汽車A追上汽車B所用時間t＝t1＋t2＝8s四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，一圓柱形桶的高為d、底面直徑．當(dāng)桶內(nèi)無液體時，用一細束單色光從某點A沿桶口邊緣恰好照射到桶底邊緣上的某點B．當(dāng)桶內(nèi)液體的深度等于桶高的一半時，仍然從A點沿AB方向照射，恰好照射到桶底上的C點．C、B兩點相距，光在真空中的速度c=3.0×108m/s．求：（i）液體的折射率n；（ii）光在液體中傳播的速度v．參考答案：解：（i）據(jù)題意，其光路如圖所示．設(shè)入射角為i，折射角為r，由幾何知識有：tani==，則有：i=60°又BN′=ON′tan60°=dtanr===，解得：r=30°故折射率為：n===（ii）光在液體中傳播的速度為：v==≈1.7×108m/s答：（i）液體的折射率n是；（ii）光在液體中傳播的速度v是1.7×108m/s．【考點】光的折射定律．【分析】（i）根據(jù)幾何關(guān)系求出入射角和折射角，結(jié)合折射定律求出液體的折射率．（ii）根據(jù)公式v=求出光在液體中的傳播速度v．17.如圖1所示，質(zhì)量m=1.0kg的物塊，在水平向右、大小F=5.0N的恒力作用下，沿足夠長的粗糙水平面由靜止開始運動。在運動過程中，空氣對物塊的阻力沿水平方向向左，其大小f空=kv，k為比例系數(shù)，f空隨時間t變化的關(guān)系如圖2所示。g取10m/s2。（1）求物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)μ；（2）估算物塊運動的最大速度vm；（3）估算比例系數(shù)k。參考答案：18.一傳送帶與水平面夾角為370，頂?shù)降组L為12.8m，以4m/s勻速向下運動。現(xiàn)將一物塊輕輕從頂端放在帶上，物塊與帶間動摩擦因數(shù)為0.5，求從頂運動到底端的