山西省臨汾市堯都區(qū)第四中學(xué)2021年高三物理下學(xué)期期末試題含解析

山西省臨汾市堯都區(qū)第四中學(xué)2021年高三物理下學(xué)期期末試題含解析一、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.（單選題）我國將開展空氣中PM2.5濃度的監(jiān)測工作.PM2.5是指空氣中直徑小于2.5微米的懸浮顆粒物，其漂浮在空中做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，很難自然沉降到地面，吸入后會(huì)進(jìn)入血液對(duì)人體形成危害.礦物燃料燃燒的排放是形成PM2.5的主要原因.下列關(guān)于PM2.5的說法中不正確的是

（

）A．溫度越高，PM2.5的運(yùn)動(dòng)越激烈B．PM2.5在空氣中的運(yùn)動(dòng)屬于分子熱運(yùn)動(dòng)C．周圍大量分子對(duì)PM2.5碰撞的不平衡使其在空中做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)D．倡導(dǎo)低碳生活減少化石燃料的使用能有效減小PM2.5在空氣中的濃度參考答案：B2.假設(shè)灑水車的牽引力F不變且所受阻力f與車重mg成正比，未灑水時(shí)，做勻速運(yùn)動(dòng)，灑水時(shí)其運(yùn)動(dòng)將是()A．變加速運(yùn)動(dòng)

B．做初速度不為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)C．做勻減速運(yùn)動(dòng)

D．繼續(xù)保持勻速直線運(yùn)動(dòng)參考答案：[解析]由牛頓第二定律得：F－kmg＝ma，即加速度a＝＝－kg，因?yàn)闉⑺?，質(zhì)量減小，所以加速度在增大，即灑水車做變加速運(yùn)動(dòng)．3.近兩年來，“奧的斯電梯”在北京、上海等地頻出事故，致使大家“談奧色變”，為此檢修人員對(duì)電梯進(jìn)行檢修，檢修人員搭乘電梯的圖象如圖．以下說法正確的是(

)

A．6s末電梯離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)

B．2s～4s電梯做勻速直線運(yùn)動(dòng)

C．在4s~5s和5s~6s內(nèi)電梯的加速度方向相反D．在4s~5s和5s~6s內(nèi)電梯的運(yùn)動(dòng)方向相反參考答案：BD由圖象可知5s末速度反向，故5s末電梯離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)，A錯(cuò)誤；2s～4s速度大小不變，電梯做勻速直線運(yùn)動(dòng)，B正確；在4s~5s和5s~6s內(nèi)電梯的加速度大小、方向均不變，C錯(cuò)誤D正確。4.一條足夠長的淺色水平傳送帶自左向右勻速運(yùn)行?，F(xiàn)將一個(gè)木炭包無初速地放在傳送帶的最左端，木炭包在傳送帶上將會(huì)留下一段黑色的徑跡。下列說法中正確的是（

）A．黑色的徑跡將出現(xiàn)在木炭包的左側(cè)B．木炭包的質(zhì)量越大，徑跡的長度越短C．傳送帶運(yùn)動(dòng)的速度越大，徑跡的長度越短D．木炭包與傳送帶間動(dòng)摩擦因數(shù)越大，徑跡的長度越短參考答案：D5.一個(gè)同學(xué)站在體重計(jì)上稱體重，當(dāng)該同學(xué)靜止時(shí)體重計(jì)示數(shù)為600N，現(xiàn)在該同學(xué)突然下蹲，則從開始下蹲到靜止全過程中體重計(jì)的示數(shù)（

）

A．一直大于600N

B．一直小于600N

C．先是大于600N后小于600N，最后等于600N

D．先是小于600N后大于600N，最后等于600N參考答案：

D二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.小楊同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置“探究小車動(dòng)能變化與合外力做功的關(guān)系”，圖中A為小車，連接在小車后面的紙帶穿過電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器B的限位孔，它們均置于水平放置的一端帶有定滑輪的足夠長的木板上，C為彈簧測力計(jì)，假設(shè)繩與滑輪之間的摩擦以及紙帶穿過計(jì)時(shí)器時(shí)受到的摩擦均不計(jì)，實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通電源再松開小車，計(jì)時(shí)器在紙帶上留下一系列點(diǎn)。計(jì)數(shù)點(diǎn)s/cmΔv2/m2s-2O//A1.600.04B3.600.09C6.000.15D7.000.19E9.200.23

（1）該同學(xué)在一條比較理想的紙帶上，依次選取O、A、B、C、D、E共6個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，分別測量后5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)與計(jì)數(shù)點(diǎn)O之間的距離，并計(jì)算了它們與O點(diǎn)之間的速度平方差（注：），填入下表：

請(qǐng)以縱坐標(biāo)，以s為橫坐標(biāo)作出圖像；若測出小車質(zhì)量為0.2kg，結(jié)合圖像可求得小車所受合外力的大小為

N。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（2）該同學(xué)通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)小車所受合外力小于測力計(jì)讀數(shù)，明顯超出實(shí)驗(yàn)誤差的正常范圍，你認(rèn)為主要原因是

。參考答案：（1）如右圖，0.25

（2）長木板對(duì)小車存在摩擦力7.如圖所示，實(shí)線是一列簡諧橫波在t時(shí)刻的波形圖，虛線是在t時(shí)刻后時(shí)刻的波形圖．已知，若波速為15m/s，則質(zhì)點(diǎn)M在t時(shí)刻的振動(dòng)方向?yàn)?/p>

▲

；則在時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)M通過的路程為

▲

m．參考答案：向下

（2分）

0.3m8.某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗(yàn)證“動(dòng)能定理”，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖所示的裝置，另外他們還找到了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊、細(xì)沙．當(dāng)滑塊連接上紙帶，用細(xì)線通過滑輪掛上空的小沙桶時(shí)，釋放小桶，滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)．若你是小組中的一位成員，要完成該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，則：

（1）你認(rèn)為還需要的實(shí)驗(yàn)器材有

．

（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，沙和沙桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的實(shí)驗(yàn)條件是

，實(shí)驗(yàn)時(shí)首先要做的步驟是

．（3）在（2）的基礎(chǔ)上，某同學(xué)用天平稱量滑塊的質(zhì)量M．往沙桶中裝入適量的細(xì)沙，用天平稱出此時(shí)沙和沙桶的總質(zhì)量m．讓沙桶帶動(dòng)滑塊加速運(yùn)動(dòng)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄其運(yùn)動(dòng)情況，在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上取兩點(diǎn)，測出這兩點(diǎn)的間距L和這兩點(diǎn)的速度大小v1與v2（v1<v2）．則本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為

（用題中的字母表示實(shí)驗(yàn)中測量得到的物理量）．參考答案：1）天平，刻度尺（1分）（2）沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量（1分），

平衡摩擦力（1分）

（3）（2分）9.(6分)質(zhì)量為2kg的物體在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí),受到與運(yùn)動(dòng)方向相同的拉力F的作用,物體與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4,在拉力由10N逐漸減小到零但物體仍在運(yùn)動(dòng)的過程中,F為

N時(shí)物體的加速度的大小最大,為

m/s2；當(dāng)F為

N時(shí)，物體的速度最大。(g=10m/s2)參考答案：

0，4，810.如圖，電路中三個(gè)電阻Rl、R2和R3的阻值分別為R、2R和4R。當(dāng)電鍵S1斷開、S2閉合時(shí)，電源輸出功率為P0；當(dāng)S1閉合、S2斷開時(shí)，電源輸出功率也為P0。則電源電動(dòng)勢為＿＿＿＿；當(dāng)S1、S2都斷開時(shí)，電源的總功率為＿＿＿＿。參考答案：

0.3P0。當(dāng)電鍵S1斷開、S2閉合時(shí)，電路中電流I1=E/(R+r)，P0=I12R=E2R/(R+r)2.。當(dāng)S1閉合、S2斷開時(shí)，電路中電流I2=E/(4R+r)，P0=I224R=E24R/(4R+r)2.。聯(lián)立解得：r=R/2，E=。當(dāng)S1、S2都斷開時(shí)，電路中電流I3=E/(7R+r)=，電源的總功率為P=EI3=0.3P0。.11.(5分)一探照燈照射在云層底面上，這底面是與地面平行的平面，如圖所示，云層底面高h(yuǎn)，探照燈以角速度ω在豎直平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)光束轉(zhuǎn)過與豎直線夾角為θ時(shí)，此刻云層底面上光點(diǎn)的移動(dòng)速度等于

。參考答案：

答案：hω/cos2θ12.一燈泡的電功率為P，若消耗的電能看成全部以波長為入的光波均勻地向周圍輻射，設(shè)光在空氣的傳播速度近似為真空中的光速c，普朗克常量為h．則這種光波光子的能量為，在距離燈泡d處垂直于光的傳播方向S面積上，單位時(shí)間內(nèi)通過的光子數(shù)目為

。參考答案：13.某同學(xué)利用數(shù)碼相機(jī)研究豎直上拋小球的運(yùn)動(dòng)情況。數(shù)碼相機(jī)每隔0．05s拍照一次，圖7是小球上升過程的照片，圖中所標(biāo)數(shù)據(jù)為實(shí)際距離，則：

（1）圖中t5時(shí)刻小球的速度v5＝________m/s。

（2）小球上升過程中的加速度a＝________m/s2。

（3）t6時(shí)刻后小球還能上升的高度h=________m。參考答案：見解析（1）頻閃儀每隔T=0.05s閃光一次，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，得：v5=m/s=4.08m/s.

（2）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式可以求出加速度，即：a=-10m/s2

（3）=0.64m.三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（4分）圖為一簡諧波在t=0時(shí)，對(duì)的波形圖，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)P做簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y=4sin5xl，求該波的速度，并指出t=0.3s時(shí)的波形圖(至少畫出一個(gè)波長)

參考答案：解析：由簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式可知，t=0時(shí)刻指點(diǎn)P向上運(yùn)動(dòng)，故波沿x軸正方向傳播。由波形圖讀出波長，；由波速公式，聯(lián)立以上兩式代入數(shù)據(jù)可得。t=0.3s時(shí)的波形圖如圖所示。

15.（6分）如圖所示，在水平光滑直導(dǎo)軌上，靜止著三個(gè)質(zhì)量均為的相同小球、、，現(xiàn)讓球以的速度向著球運(yùn)動(dòng)，、兩球碰撞后黏合在一起，兩球繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)并跟球碰撞，球的最終速度.①、兩球跟球相碰前的共同速度多大？②兩次碰撞過程中一共損失了多少動(dòng)能？參考答案：解析：①A、B相碰滿足動(dòng)量守恒（1分）

得兩球跟C球相碰前的速度v1=1m/s（1分）

②兩球與C碰撞同樣滿足動(dòng)量守恒（1分）

得兩球碰后的速度v2=0.5m/s，（1分）

兩次碰撞損失的動(dòng)能（2分）四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.二十一世紀(jì)，能源問題是全球關(guān)注的焦點(diǎn)問題.從環(huán)境保護(hù)的角度出發(fā)，電動(dòng)汽車在近幾年發(fā)展迅速.下表給出的是某款電動(dòng)汽車的相關(guān)參數(shù)：參數(shù)指標(biāo)整車質(zhì)量0~100km/h加速時(shí)間最大速度電池容量制動(dòng)距離（100km/h~0）數(shù)值2000kg

4.4s250km/h

90kW?h40m

請(qǐng)從上面的表格中選擇相關(guān)數(shù)據(jù)，取重力加速度g=10m/s2，完成下列問題：（1）求汽車在（100km/h~0）的制動(dòng)過程中的加速度大?。ㄓ?jì)算過程中100km/h近似為30m/s）；（2）若已知電動(dòng)汽車電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為η=80%，整車在行駛過程中的阻力約為車重的0.05倍，試估算此電動(dòng)汽車以20m/s的速度勻速行駛時(shí)的續(xù)航里程（能夠行駛的最大里程）.已知1kW?h=3.6×106J.根據(jù)你的計(jì)算，提出提高電動(dòng)汽車的續(xù)航里程的合理化建議（至少兩條）.（3）若此電動(dòng)汽車的速度從5m/s提升到20m/s需要25s，此過程中電動(dòng)汽車獲得的動(dòng)力功率隨時(shí)間變化的關(guān)系簡化如圖所示，整車在行駛過程中的阻力仍約為車重的0.05倍，求此加速過程中汽車行駛的路程（提示：可利用p-t圖像計(jì)算動(dòng)力對(duì)電動(dòng)汽車做的功）.參考答案：（1）

所以加速度的大小為：11．25m/s2

（2）

動(dòng)能定理：W?Wf=ΔEk

80%E?0．05mgx=0

x=259．2km

提高汽車?yán)m(xù)航里程的合理化建議有：①

提高電動(dòng)機(jī)的工作效率②減小汽車行駛過程中的阻力③提高電動(dòng)汽車電池的容量（3）根據(jù)動(dòng)能定理：W?fx=

動(dòng)力做的功由P-t圖像的面積可求得：W=640×103J

x=265m17.（本題16分）如圖所示，在坐標(biāo)系xOy內(nèi)有一半徑為a的圓形區(qū)域，圓心坐標(biāo)為O1（a，0），圓內(nèi)分布有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場。在直線y＝a的上方和直線x＝2a的左側(cè)區(qū)域內(nèi)，有一沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為E．一質(zhì)量為m、電荷量為+q（q>0）的粒子以速度v從O點(diǎn)垂直于磁場方向射入，當(dāng)速度方向沿x軸正方向時(shí)，粒子恰好從O1點(diǎn)正上方的A點(diǎn)射出磁場，不計(jì)粒子重力。⑴求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；⑵粒子在第一象限內(nèi)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)的位置坐標(biāo)；⑶若粒子以速度v從O點(diǎn)垂直于磁場方向射入第一象限，當(dāng)速度方向沿x軸正方向的夾角=30°時(shí)，求粒子從射入磁場到最終離開磁場的時(shí)間t．參考答案：

坐標(biāo)為（a，）

⑴設(shè)粒子在磁場中做圓運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑為R，牛頓第二定律有粒子自A點(diǎn)射出，由幾何知識(shí)解得⑵粒子從A點(diǎn)向上在電場中做勻減運(yùn)動(dòng)，設(shè)在電場中減速的距離為y1得所以在電場中最高點(diǎn)的坐標(biāo)為（a，）⑶粒子在磁場中做圓運(yùn)動(dòng)的周期粒子從磁場中的P點(diǎn)射出，因磁場圓和粒子的軌跡圓的半徑相等，OO1PO2構(gòu)成菱形，故粒子從P點(diǎn)的出射方向與y軸平行，粒子由O到P所對(duì)應(yīng)的圓心角為=60°由幾何知識(shí)可知，