湖南省株洲市火田中學2021年高三物理上學期期末試卷含解析

湖南省株洲市火田中學2021年高三物理上學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.如圖所示，一根不可伸長的輕繩兩端分別系著小球A和物塊B，跨過固定于斜面體頂端的小滑輪O，傾角為30°的斜面體置于水平地面上。A的質量為m，B的質量為4m。開始時，用手托住A，使OA段繩恰處于水平伸直狀態(tài)（繩中無拉力），OB繩平行于斜面，此時B靜止不動。將A由靜止釋放，在其下擺過程中，斜面體始終保持靜止，下列判斷中正確的是

A．物塊B受到的摩擦力先減小后增大

B．地面對斜面體的摩擦力方向一直向右

C．小球A的機械能守恒

D．小球A的機械能不守恒，A、B系統(tǒng)的機械能守恒參考答案：

答案：ABC2.從同一地點同時開始沿同一直線運動的兩個物體Ⅰ、Ⅱ的速度圖象如圖所示。在0—t0時間內，下列說法中正確的是A．Ⅰ、Ⅱ兩個物體所受的合外力都在不斷減小B．Ⅰ物體的加速度不斷增大，Ⅱ物體的加速度不斷減小C．Ⅰ、Ⅱ兩個物體在t1時刻相遇D．Ⅰ、Ⅱ兩個物體的平均速度大小都是參考答案：A3.如圖所示，物塊A、B靜止在光滑的水平面上，質量均為1kg，B通過輕彈簧與墻相連，彈簧處于自然伸長狀態(tài)，現(xiàn)給A一個向左的初速度v0=10m/s，使A向B撞去并瞬間鎖定在一起，當彈簧被壓縮至最短時解除鎖定，物塊A最終會被反彈出來，則下列說法正確的是（

）A.彈簧能獲得的最大彈性勢能為25JB.物塊A最終的速度大小為5m/sC.整個過程中物塊B對物塊A產生的沖量大小為15N·sD.整個過程中的機械能損失37.5J參考答案：ABC【分析】AB碰撞動量守恒，但是在碰撞過程中機械能有損失，但是在與彈簧相互作用過程中系統(tǒng)機械能守恒，根據(jù)動量守恒定律和能量守恒進行接題即可；【詳解】A、當A與B相撞過程中動量守恒，則，則，當AB速度為零時，彈簧被壓縮到最短時二者速度為零，此時彈性勢能最大，則獲得最大彈性勢能為：，故選項A正確；B、由于水平面光滑且反彈時AB間的鎖定解除，故A、B在彈簧恢復原長時分離，根據(jù)能量守恒可知，彈性勢能又轉變?yōu)槎叩膭幽?，則分離時物塊A的速度為，故選項B正確；C、以物塊A為研究對象，整個過程中根據(jù)動量定理可知：，故選項C正確；D、因碰撞后壓縮彈簧過程在中只有彈力做功，機械能守恒，故只有碰撞過程機械能有損失，即整個過程的機械能損失為：，故選項D錯誤?！军c睛】本題考查動量守恒和能量守恒，同時也考查了動量定理，關鍵知道在碰撞過程中機械能出現(xiàn)損失。4.如圖所示，在水平面和豎直墻壁之間放置質量為m、高為h的木塊A和質量為M、半徑為R的球B，各接觸面均光滑，木塊A受到水平向右的外力F作用，系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)。O為B的球心，C為A、B接觸點，CO與豎直方向夾角為=600。現(xiàn)撤去水平外力F，則（

）A．撤去F時，球B的加速度aB=0

B．撤去F時，墻壁對球B的彈力FB=0C．撤去F時，木塊A的加速度aA=D．若球B著地前瞬間速度為v，則此時木塊速度為參考答案：D5.如圖所示，小車沿水平地面向右勻加速直線運動，固定在小車上的直桿與水平地面的夾角為θ，桿頂端固定有質量為m的小球。當小車的加速度逐漸增大時，桿對小球的作用力變化的受力圖(OO′為沿桿方向)是（

）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.電梯內的水平地板上，豎直放置一根輕質彈簧，彈簧上端固定質量為m的物體。當電梯沿豎直方向勻速運動時，彈簧被壓縮了x；當電梯接著做減速運動時，彈簧又被繼續(xù)壓縮了0.1x。重力加速度大小為g。則彈簧的勁度系數(shù)k=________；該電梯做勻速運動時的速度方向為_________，電梯做減速運動時的加速度大小是________。參考答案：mg/x，向下，0.1g（提示：彈簧繼續(xù)被壓縮，說明彈力大于重力，加速度向上，由于是減速運動，因此速度一定是向下。）7.鐳核(Ra)經(jīng)過一系列α衰變和β衰變，變成鉛核(Pb)，其中經(jīng)過α衰變的次數(shù)是_____，鐳核(Ra)衰變成鉛核(Pb)的過程中損失了_______個中子．參考答案：5168.某種物質分子間作用力表達式，則該物質固體分子間的平均距離大約為

；液體表面層的分子間的距離比

（填“大”或“小“）。參考答案：⑵

大分子之間的作用力等于0時，由，所以：，故，液體表面層分子之間表現(xiàn)為引力，故分子間距離大于平衡距離。9.（1）在“長度的測量”實驗中，調整游標卡尺兩測量爪間距離，主尺和游標尺的位置如圖甲所示，此時卡尺兩測量爪間狹縫寬度

mm。在數(shù)控實驗室，工人師傅測量某金屬絲直徑時的情景如圖乙所示，螺旋測微器測出的金屬絲的直徑是

mm。（2）某同學設計了一個“探究加速度與物體所受合力F及質量m的關系”實驗。如圖a為實驗裝置簡圖，A為小車，B為電火花打點計時器（打點頻率為50Hz），C為裝有砝碼的小桶，D為一端帶有定滑輪的長方形木板，實驗中認為細繩對小車的拉力F等于C的總重量，小車運動的加速度a可用紙帶上的點求得。①圖b為某次實驗得到的紙帶，其中每兩個計數(shù)點之間有四個點沒有畫出，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為

m/s2。（保留兩位有效數(shù)字）②下列說法正確的是

。A每次改變小車質量時，應重新平衡摩擦力B．實驗時應先釋放小車后接通電源C．本實驗中小車A的質量應遠大于C的質量D．為了更直觀方便地探究加速度與質量的關系，應作a—M圖象（M為小車質量）③實驗時，某同學由于疏忽，遺漏了平衡摩擦力這一步驟，他測量得到的a—F圖象可能是圖c中的圖線

。（填“甲”、“乙”或“丙”）參考答案：（1）

0.65

mm；

1.500

mm（2）①

0.49m/s2或0.50m/s2；②

C

；③

丙10.甲、乙兩車以相同的速率在水平地面上相向做勻速直線運動，某時刻乙車先以大小為a的加速度做勻減速運動，當速率減小到0時，甲車也以大小為a的加速度做勻減速運動。為了避免碰車，在乙車開始做勻減速運動時，甲、乙兩車的距離至少應為_________.參考答案：11.飛機著陸后做勻減速運動，初速度為60m/s，加速度大小為10m/s2，則飛機著陸后8s內的位移是

m。參考答案：180m12.為了定性研究阻力與速度的關系，某同學設計了如圖所示的實驗。接通打點計時器，將拴有金屬小球的細線拉離豎直方向—個角度后釋放，小球撞擊固定在小車右端的擋板，使小車和擋板一起運動，打點計時器在紙帶上打下了一系列的點，用刻度尺測出相鄰兩點間的距離，可以判斷小車所受的阻力隨速度的減小而____________（填“增大”或“減小”），判斷的依據(jù)是_______________________。參考答案：減小，相鄰相等時間內的位移差減小13.已知電流表的電流從“＋”接線柱流入時指針向右偏，在如圖所示的實驗裝置中(1)合上S將線圈A插入B的過程中，電流表指針向____偏．(2)合上S將線圈A插入B后，將變阻器觸頭向左移動時，電流表指針向__

__偏．參考答案：三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。實驗所用的電源為學生電源，有交流（頻率為50Hz）和直流兩種輸出．重錘從高處由靜止開始落下，拖動紙帶通過打點計時器打出一系列的點，對紙帶上的點的痕跡進行測量，即可驗證機械能守恒定律。①一同學按如下步驟進行實驗：A．用天平測量出重錘的質量；B．按圖示的裝置安裝器件；C．將打點計時器接到電源的直流輸出端上；D．先接通電源，后釋放懸掛紙帶的夾子，打出一條紙帶；E．換用紙帶，重復步驟D；F．選取合適的紙帶；G．測量所選紙帶上某些點之間的距離；H．根據(jù)測量的結果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能。指出其中沒有必要進行的步驟是；操作不恰當?shù)牟襟E是

。②利用這個裝置也可以測量重錘的加速度數(shù)值。這位同學打出的紙帶如圖所示，A點為打下的第一個點，0、1、2、3、4、5、6為連續(xù)的計數(shù)點，現(xiàn)測得s1、s2、s3、s4、s5、s6分別為4.03cm、4.42cm、4.80cm、5.18cm、5.57cm、5.95cm，請你根據(jù)這條紙帶推算此落體過程的加速度a為

m/s2。(保留三位有效數(shù)字)③某同學根據(jù)第②問求得的加速度數(shù)值計算重力勢能的變化量ΔEP

，驗證機械能守恒定律定律。試分析其合理性。

。參考答案：(1)A，C（4分）

（2）9.58（4分）（3）不合理．由于阻力的存在，第（2）問中求得的結果不是當?shù)氐闹亓铀俣龋荒苡盟鼇碛嬎阒亓菽艿母淖兞浚?5.（實驗）測量一未知電阻的阻值。（1）某同學首先用多用電表粗測電阻的大小,將多用表選擇開關置于×10Ω擋,調零后,將紅黑表筆分別接電阻兩端,發(fā)現(xiàn)指針讀數(shù)如下圖所示,則所測阻值為

Ω。（2）接著該同學計劃用伏安法準確測量電阻的阻值,提供的實驗器材有:8V直流電源 電壓表（0~10V,內阻約20kΩ）電流表（內阻約10Ω）滑動變阻器（1A）0~50mA,0~20Ω,開關和導線請根據(jù)實驗要求和提供的器材,參考下面未完全連接好的實物電路在下面虛線方框內畫出實驗電路圖,并完成下面實物電路未連接的導線。（3）在上述（2）的實驗中,連接好電路后,閉合開關,發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表皆沒有讀數(shù),該同學用多用電表檢查電路故障。他的操作如下:選用多用電表的直流電壓擋,將紅、黑表筆分別接在:電源正負極間;變阻器電阻絲的兩端;電流表“-”接線柱和電壓表“+”接線柱之間,結果多用電表的指針均發(fā)生偏轉,則可能是連接

之間的導線發(fā)生了斷路。（4）實驗中移動變阻器滑動頭,記下多組電流表、電壓表讀數(shù)（U、I）,然后在坐標紙上作出U－I圖線,圖線的

大小表示待測電阻阻值。在這個實驗中,測量值

真實值。（填“>”“=或（”）“<”）參考答案：(1)200(2)(3)連接電壓表和電流表（4）斜率

<四、計算題：本題共3小題，共計47分16.為了研究魚所受水的阻力與其形狀的關系，小明同學用石蠟做成兩條質量均為m、形狀不同的“A魚”和“B魚”，如圖所示．在高出水面H處分別靜止釋放“A魚”和“B魚”，“A魚”豎直下潛hA后速度減為零，“B魚”豎直下潛hB后速度減為零．“魚”在水中運動時，除受重力外，還受浮力和水的阻力．已知“魚”在水中所受浮力是其重力的倍，重力加速度為g，“魚”運動的位移值遠大于“魚”的長度．假設“魚”運動時所受水的阻力恒定，空氣阻力不計．求：(1)“A魚”入水瞬間的速度vA1；(2)“A魚”在水中運動時所受阻力fA.(3)“A魚”與“B魚”在水中運動時所受阻力之比fA∶fB.參考答案：(1)“A魚”在入水前做自由落體運動，有vA12－0＝2gH（3分）解得：vA1＝（3分）(2)“A魚”在水中運動時受重力、浮力和阻力的作用，做勻減速運動，設加速度為aA，有F?。玣A－mg＝maA（3分）0－vA12＝－2aAhA（3分）由\o"全品高考網(wǎng)歡迎您"題意：F浮＝mg綜合上述各式，解得fA＝mg（2分）(3)考慮到“B魚”的受力、運動情況與“A魚”相似，有fB＝mg（2分）解得＝（2分）17.如圖所示，在xOy平面直角坐標系中，直角三角形MNL內存在垂直于xOy平面向里磁感應強度為B的勻強磁場，三角形的一直角邊ML長為6a，落在y軸上，∠NML=30°，其中位線OP在x軸上.電子束以相同的速度v0從y軸上-3a≤y≤0的區(qū)間垂直于y軸和磁場方向射入磁場，已知從y軸上y=-2a的點射入磁場的電子在磁場中的軌跡恰好經(jīng)過點.若在直角坐標系xOy的第一象限區(qū)域內，加上方向沿y軸正方向、大小為E=Bv0的勻強電場，在x=3a處垂直于x軸放置一平面熒光屏，與x軸交點為Q.忽略電子間的相互作用，不計電子的重力.試求：（1）電子的比荷；（2）電子束從+y軸上射入電場的縱坐標范圍；（3）從磁場中垂直于y軸射入電場的電子打到熒光屏上距Q點的最遠距離。參考答案：見解析（1）由題意可知電子在磁場中的軌跡半徑為r=a

(1分)由牛頓第二定律得：

(2分)電子的比荷：

(1分)（2）電子能進入電場中，且離O點上方最遠，電子在磁場中運動圓軌跡恰好與邊MN相切，電子運動軌跡的圓心為O′點，如圖所示。則：

(1分)有：

=a

(1分)即粒子從D點離開磁場進入電場時，離O點上方最遠距離為(1分)所以電子束從y軸射入電場的范圍為0≤y≤2a(1分)（3）假設電子沒有射出電場就打到熒光屏上，有，，所以，電子應射出電場后打到熒光屏上。(1分)電子在電場中做類平拋運動，設電子在電場的運動時間為，豎直方向位移為y，水平位移為x，水平：(1分)豎直：(1分)代入得：

(1分)設電子最終打在光屏的最遠點距Q點為H，電子射出電場時的夾角為θ有：

(2分)

有：，(2