2021年山西省運城市垣曲縣垣曲中學高三物理期末試卷含解析

2021年山西省運城市垣曲縣垣曲中學高三物理期末試卷含解析一、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1.一個內壁光滑的正方體木箱內裝一個球狀物，球的直徑略小于正方體的內側邊長，設球對正方體上側壓力為N1，對下側壓力為N2，對左側壓力為N3，對右側壓力為N4，如圖所示，則下列說法正確的是A.如不計空氣阻力，將物體豎直上拋，上升過程中有：N1=0，N2≠0B.如不計空氣阻力，將物體水平向右平拋，運動過程中有：N3≠0，N4=0C.如空氣阻力不能忽略，將物體豎直上拋，上升過程中有：N1=0，N2≠0D.如空氣阻力不能忽略，將物體自由落下，下落過程中有：N1=0，N2≠0參考答案：D2.（單選）在力學發(fā)展的過程中，許多物理學家的科學發(fā)現(xiàn)推動了物理學的進步．對以下幾位物理學家所作科學貢獻的表述中，與事實不相符的是（）A．伽利略首先建立平均速度、瞬時速度和加速度等描述運動的概念B．胡克提出如果行星的軌道是圓形，太陽與行星間的引力與距離的平方成反比C．卡文迪許是測量地球質量的第一人D．伽利略根據(jù)理想斜面實驗，得出自由落體運動是勻變速直線運動參考答案：考點：物理學史．專題：常規(guī)題型．分析：根據(jù)物理學史和常識解答，記住著名物理學家的主要貢獻即可．解答：解：A、伽利略首先建立平均速度、瞬時速度和加速度等描述運動的概念，故A正確；B、胡克提出如果行星的軌道是圓形，太陽與行星間的引力與距離的平方成反比，故B正確；C、卡文迪許是測量地球質量的第一人．故C正確；D、伽利略將斜面實驗的結論合理外推，證明了自由落體運動是勻變速直線運動，故D錯誤；本題選與事實不相符的，故選：D．點評：本題考查物理學史，是常識性問題，對于物理學上重大發(fā)現(xiàn)、發(fā)明、著名理論要加強記憶，這也是考試內容之一．3.有一種大型游戲器械，它是一個圓筒型容器，筒壁豎直，游客進入容皿后靠筒壁站立。當圓筒開始轉動后，轉速加快到一定程度時，突然地板塌落，游客發(fā)現(xiàn)自己沒有落下去，這是因為（

）A．游客處于超重狀態(tài)

B．游客處于失重狀態(tài)C．游客受到的摩擦力等于重力

D．筒壁對游客的支持力等于重力參考答案：C4.萬有引力可以理解為：任何物體都要在其周圍空間產生一個引力場，該引力場對放入其中的任何物體都會產生引力（即萬有引力）作用。表征引力場的物理量可以與電場、磁場有關物理量相類比。如重力加速度可以與下列哪些物理量相類比

(

)A．電勢

B．電場強度

C．磁場能

D．磁場力參考答案：B5.歷史上首先正確認識力和運動的關系，推翻“力是維持物體運動的原因”的物理學家是（）A．阿基米德 B．牛頓 C．伽利略 D．亞里士多德參考答案：C【考點】伽利略研究自由落體運動的實驗和推理方法；物理學史．【分析】阿基米德是古希臘哲學家、數(shù)學家、物理學家，其所做的工作被認為是物理學真正開始前的準備工作；公元前四世紀的希臘哲學家亞里士多德認為：必須不斷地給一個物體以外力，才能使它產生不斷地運動．如果物體失去了力的作用，它就會立刻停止．即﹣﹣力是維持物體運動的原因．亞里士多德的觀點很符合人們的日常經驗，如停著的車不推它它就不會動，停止推它它就會停下來…所以亞里士多德的觀點當時占著統(tǒng)治地位，而且一直統(tǒng)治了人們兩千年；伽利略斜面實驗在牛頓第一定律的建立過程中起到了重要作用，它揭示了力與運動的關系，即物體的運動并不需要力來維持；牛頓系統(tǒng)總結了前人的經驗，并通過大量的實驗提出了牛頓三大定律，標志著物理學的真正開端．【解答】解：A、阿基米德是古希臘哲學家、數(shù)學家、物理學家，其所做的工作被認為是物理學真正開始前的準備工作，故A錯誤；B、牛頓系統(tǒng)總結了前人的經驗，并通過大量的實驗提出了牛頓三大定律，是力學的奠基人，故B錯誤；C、伽利略通過理想斜面實驗得出了力不是維持運動的原因，而是改變物體速度的原因，故C正確；D、亞里士多德認為運動需要力來維持，故D錯誤；故選C．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.將質量為5kg的鉛球（可視為質點）從距沙坑表面1.25m高處由靜止釋放，從鉛球接觸沙坑表面到陷入最低點所經歷的時間為0.25s，不計空氣阻力，重力加速度g=10m/s2。則鉛球對沙子的平均作用力大小為

N，方向

。參考答案：

150

N,

豎直向下

。7.質量為0.4kg的小球甲以速度3m/s沿光滑水平面向右運動，質量為4kg的小球乙以速度5m/s沿光滑水平面向左運動，它們相碰后，甲球以速度8m/s被彈回，求此時乙球的速度大小為

m/s，方向

。參考答案：3.9，水平向左8.用細繩系一小球，在豎直平面內做圓周運動，已知小球的質量為1kg，圓周運動半徑為1m，到達最高點時，細繩拉力恰為零，取g=10m/s2，則從最高點到最低點的過程中，小球受到合外力的沖量的大小為

參考答案：9.要利用軌道、滑塊(其前端固定有擋光窄片K)、托盤、砝碼、輕滑輪、輕繩、光電計時器、米尺等器材測定滑塊和軌道間的動摩擦因數(shù)μ，某同學設計了如圖甲所示的裝置，滑塊和托盤上分別放有若干砝碼，滑塊質量為M，滑塊上砝碼總質量為m′，托盤和盤中砝碼的總質量為m.軌道上A、B兩點處放置有光電門(圖中未畫出)．實驗中，重力加速度g取10m/s2.圖甲圖乙(1)用游標卡尺測量窄片K的寬度d，如圖乙所示，則d＝__________mm，用米尺測量軌道上A、B兩點間的距離x，滑塊在水平軌道上做勻加速直線運動，擋光窄光通過A、B兩處光電門的擋光時間分別為tA、tB，根據(jù)運動學公式，可得計算滑塊在軌道上加速運動的加速度的表達式為a＝____________；(2)該同學通過改變托盤中的砝碼數(shù)量，進行了多次實驗，得到的多組數(shù)據(jù)如下：實驗次數(shù)托盤和盤中砝碼的總質量m/(kg)滑塊的加速度a/(m/s2)10.100020.150030.2000.3940.2500.9150.3001.4060.3501.9270.4002.38圖丙請根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖丙中作出am圖象．從數(shù)據(jù)或圖象可知，a是m的一次函數(shù)，這是由于采取了下列哪一項措施________．A.每次實驗的M＋m′都相等

B.每次實驗都保證M＋m′遠大于mC.每次實驗都保證M＋m′遠小于m

D.每次實驗的m′＋m都相等(3)根據(jù)am圖象，可知μ＝________(請保留兩位有效數(shù)字)．參考答案：(1)2.20或2.25(2分)(2分)(2)注意：應為直線，標度的選取要合適(2分)D(2分)(3)0.16(2分)10.某探究學習小組的同學要驗證“牛頓第二定律”，他們在實驗室組裝了一套如圖所示的裝置，水平軌道上安裝兩個光電門，小車上固定有力傳感器和擋光板，細線一端與力傳感器連接另一端跨過定滑輪掛上砝碼盤。實驗首先保持軌道水平，通過調整砝碼盤里砝碼的質量讓小車做勻速運動以實現(xiàn)平衡摩擦力，再進行后面的操作，并在實驗中獲得以下測量數(shù)據(jù)：小車、傳感器和擋光板的總質量M，平衡摩擦力砝碼和砝碼盤的總質量，擋光板的寬度d，光電門1和2的中心距離為s。①該實驗是否需要滿足砝碼和砝碼盤的總質量遠小于小車的質量？

（填“需要”或“不需要”）

①實驗需用游標卡尺測量擋光板的寬度d，如圖所示d=

mm。

②某次實驗過程：力傳感器的讀數(shù)為F，小車通過光電門1和2的當光時間分別為t1、t2（小車通過光電門2后，砝碼盤才落地），已知重力加速度為g，則該實驗要驗證的表達式是

。參考答案：11.

（3分）原子彈是利用

反應而獲得巨大核能，氫彈是利用

反應而獲得巨大核能。圖所示是國際原子能機構和國際標準化組織公布的新的

標志．參考答案：答案：核裂變

核聚變

輻射警示（每空1分，共3分）12.如圖所示為“風光互補路燈”系統(tǒng)，它在有陽光時通過太陽能電池板發(fā)電，有風時通過風力發(fā)電機發(fā)電，二者皆有時將同時發(fā)電，并將電能輸至蓄電池儲存起來，供路燈照明使用。為了能使蓄電池的使用壽命更為長久，一般充電至90％左右即停止，放電余留20％左右即停止電能輸出。下表為某型號風光互補路燈系統(tǒng)配置方案：風力發(fā)電機太陽能電池組件其他元件最小啟動風速1.0m/s太陽能電池36W蓄電池500Ah-12V最小充電風速2.0m/s最大限制風速12.0m/s太陽能轉化效率15%大功率LED路燈80W-12V最大輸出功率400W如果當?shù)卮怪庇谔柟獾钠矫娴玫降奶栞椛渥畲髲姸燃s為240W/m2，要想使太陽能電池的最大輸出功率達到36W，太陽能電池板的面積至少要______________m2。

當風速為6m/s時，風力發(fā)電機的輸出功率將變?yōu)?0W，在這種情況下，將蓄電池的電能由20%充至90%所需時間為______________h；參考答案：1，84

13.圖為一小球做平拋運動的閃光照片的一部分.圖中背景方格的邊長均為2.5厘米，如果取重力加速度g=10米/秒2，那么：(1)照片的閃光頻率為________Hz..(2)小球做平拋運動的初速度的大小為_______m/s參考答案：(1)10

(2)0.75三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖所示裝置中，AB是兩個豎直放置的平行金屬板，在兩板中心處各開有一個小孔，板間距離為d，板長也為d，在兩板間加上電壓U后，形成水平向右的勻強電場。在B板下端（緊挨B板下端，但未接觸）固定有一個點電荷Q，可以在極板外的空間形成電場。緊挨其下方有兩個水平放置的金屬極板CD，板間距離和板長也均為d，在兩板間加上電壓U后可以形成豎直向上的勻強電場。某時刻在O點沿中線由靜止釋放一個質量為m，帶電量為q的正粒子，經過一段時間后，粒子從CD兩極板的正中央進入電場，最后由CD兩極板之間穿出電場。不計極板厚度及粒子的重力，假設裝置產生的三個電場互不影響，靜電力常量為k。求：（1）粒子經過AB兩極板從B板飛出時的速度大小；（2）在B板下端固定的點電荷Q的電性和電量；（3）粒子從CD兩極板之間飛出時的位置與釋放點O之間的距離。參考答案：（1）粒子經過AB兩板，由動能定理可知

①

（2分）得

（2分）（2）粒子飛出B板后，在Q的作用下做勻速圓周運動，由受力分析可知Q帶負電

（1分）且

（2分）得

（2分）（3）粒子沿CD中線進入CD間的電場，做類平拋運動由

②

（1分）

③

（1分）且

④

（1分）由①~④可得

（2分）則飛出CD板時的位置與O點之間的距離為

15.在用單擺測重力加速度的實驗中：①實驗時必須控制擺角在____________以內，并且要讓單擺在____________平面內擺動；②某同學測出不同擺長時對應的周期T，作出L-T2圖線，如圖所示，再利用圖線上任意兩點A、B的坐標（x1，y1）、（x2，y2），可求得g=___________。③若該同學測量擺長時漏加了小球半徑，而其它測量、計算均無誤，則以上述方法算得的g值和真實值相比是____________的（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）。參考答案：）①5°（２分）豎直平面（２分）

②4π2(y2-y1)/(x2-x1)

（３分）③不變四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，靜止放在水平桌面上的紙帶，其上有一質量為m=0.1kg的鐵塊，它與紙帶右端的距離為L=0.5m，所有接觸面之間的動摩擦因數(shù)相同?，F(xiàn)用水平向左的恒力，經2s時間將紙帶從鐵塊下抽出，當紙帶全部抽出時鐵塊恰好到達桌面邊緣且速度為v=2m/s。已知桌面高度為H=0.8m，不計紙帶重力，鐵塊視為質點。重力加速度g取10m/s2，求：（1）

鐵塊拋出后落地點離拋出點的水平距離；

（2）紙帶抽出過程中系統(tǒng)產生的內能。（2）

參考答案：(1)1.2m(2)0.3J（1）水平方向：s＝vt----------------------------------①

豎直方向：H＝gt2/2----------------------------------②

由①②聯(lián)立解得：s＝1.2m

（2）設鐵塊的加速度為a1，由牛頓第二定律，得：μmg＝ma1--------------③

紙帶抽出時，鐵塊的速度：v＝a1t1--------------------------④

③④聯(lián)立解得μ＝0.1

鐵塊的位移：s1＝a1t12-----------------------⑤

設紙帶的位移為s2；由題意知，s2－s1＝L----------------------⑥

由功能關系可得E＝μmgs2＋μmgs2－s1---------------------⑦

由③④⑤⑥⑦聯(lián)立解得E＝0.3J.17.如圖所示，C、D為平行正對的兩金屬板，在D板右方一邊長為l＝6.0cm的正方形區(qū)域內存在勻強磁場，該區(qū)域恰好在一對平行且正對的金屬板M、N之間，M、N兩板均接地，距板的右端L＝12.0cm處放置一觀察屏．在C、D兩板間加上如圖乙所示的交變電壓，并從C板O處以每秒1000個的頻率均勻的源源不斷地釋放出電子，所有電子的初動能均為Ek0＝120eV，初速度方向均沿OO′直線，通過電場的電子從M、N的正中間垂直射入磁場．已知電子的質量為m＝9.0×10－31kg，磁感應強度為B＝6.0×10－4T．問：(1)電子從D板上小孔O′點射出時