2021-2022学年山西省晋中市太谷县明星镇中学高三物理上学期期末试卷含解析VIP

2021-2022学年山西省晋中市太谷县明星镇中学高三物理上学期期末试卷含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1.（单选）质量为m的木块从半球形的碗口下滑到碗底的过程中，如果由于摩擦力的作用，使得木块的速率不变，那么

（

）A．下滑过程中木块加速度为零

B．下滑过程中木块所受合力大小不变C．下滑过程中木块受合力为零

D．下滑过程中木块所受的合力越来越大参考答案：B2.如图所示，实线为电场线，一带电粒子在电场中的运动轨迹如虚线所示，下列说法中正确的是()A．粒子一定带正电B．粒子受到的电场力做正功C．粒子在B点的电势能大于在A点的电势能D．粒子在B点的加速度大参考答案：C3.（单选）2007年3月26日，中俄共同签署了《中国国家航天局和俄罗斯联邦航天局关于联合探测火星——火卫一合作的协议》，双方确定2008年联合对火星及其卫星“火卫一”进行探测．“火卫一”在火星赤道正上方运行，与火星中心的距离为9450km．绕火星1周需7h39min，若其绕行轨道简化为圆轨道，引力常量G已知．则由以上信息能求出A．火星的质量

B．火星的密度C．“火卫一”的质量

D．“火卫一”受到火星的引力参考答案：A4.某电热水器的恒温控制原理图如图．当温度低时，热敏电阻的阻值很大，温度高时热敏电阻的阻值就很小．如果热水器中没有水时，电路中BC部分就处于断路．只有当热水器中有水，且水温低于某一数值时，发热器才会开启并加热，否则便会关掉．某同学分析列出逻辑电路的真值表，则虚线框内逻辑电路L的类型以及其真值表中X、Y处的逻辑值分别为A．L应为与门电路，X、Y的值都为0B．L应为或门电路，X、Y的值都为1C．L应为与门电路，X、Y的值都为1D．L应为与非门电路，X、Y的值都为1参考答案：

答案：A

5.(单选)下列关于光的说法错误的是()A．原子从高能态向低能态跃迁会放出光子B．光子打在金属表面会发生光电效应，光子可以转化为光电子C．光子既有波动性，又有粒子性D．光子具有质量、能量和动量参考答案：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.为了探究受到空气阻力时，物体运动速度随时间的变化规律，某同学采用了“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置(如图所示)．实验时，平衡小车与木板之间的摩擦力后，在小车上安装一薄板，以增大空气对小车运动的阻力．(1)往砝码盘中加入一小砝码，在释放小车________(选填“之前”或“之后”)接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点．(2)从纸带上选取若干计数点进行测量，得出各计数点的时间t与速度v的数据如下表：时间t/s00.501.001.502.002.50速度v/(m·s－1)0.120.190.230.260.280.29请根据实验数据作出小车的v－t图象．

(3)通过对实验结果的分析，该同学认为：随着运动速度的增加，小车所受的空气阻力将变大．你是否同意他的观点？请根据v－t图象简要阐述理由．参考答案：（1）

之前

；

（2）（绘图略）

（3）答：正确，有v-t图像知v越大，a越小，

合力越小，风阻力越大。7.为了“探究动能改变与合外力做功”的关系，某同学设计了如下实验方案：A.第一步他把带有定滑轮的木板有滑轮的一端垫起，把质量为的滑块通过细绳与质量为的带夹重锤相连，然后跨过定滑轮，重锤夹后连一纸带，穿过打点计时器，将打点计时器固定好。调整木板倾角，直到轻推滑块后，滑块沿木板匀速运动如图甲所示B.第二步保持长木板的倾角不变，将打点计时器安装在长木板靠近滑轮处，取下细绳和重锤，将滑块与纸带相连，使其穿过打点计时器，然后接通电源释放滑块，使之从静止开始加速运动，打出纸带，如图乙所示

打出的纸带如下图：试回答下列问题：①已知O、A、B、C、D、E、F相邻计数的时间间隔为，根据纸带求滑块速度，当打点计时器打点时滑块速度____________，打点计时器打点时滑块速度_____________。②已知重锤质量，当地的重加速度，要测出某一过程合外力对滑块做的功还必须测出这一过程滑块_________（写出物理名称及符号），合外力对滑块做功的表达式W合=____________。③测出滑块运OA段、OB段、OC段、OD段、OE段合外力对滑块所做的功，VA、VB、VC、VD、VE以为纵轴，以W为横轴建坐标系，描点作出图象，可知它是一条过坐标原点的倾斜直线，若直线斜率为，则滑块质量_____________参考答案：①___

，

______

②___下滑的位移__（写出物理名称及符号），W合=_______。③__________8.图示为探究牛顿第二定律的实验装置，该装置由气垫导轨、两个光电门、滑块和沙桶等组成。光电门可以测出滑块分别通过两个光电门的瞬时速度，导轨标尺可以测出两个光电门间的距离，另用天平测出滑块和沙桶的质量分别为M和m.下面说法正确的是_______A．用该装置可以测出滑块的加速度B．用该装置探究牛顿第二定律时，要保证拉力近似等于沙桶的重力，因此必须满足m<<MC．可以用该装置验证机械能守恒定律，但必须满足m<<MD．可以用该装置探究动能定理，但不必满足m<<M参考答案：AB9.右图为小车做直线运动的s－t图，则小车在BC段做______运动，图中B点对应的运动状态的瞬时速度大小是______m/s。参考答案：匀速，1.6~1.9

10.到2007年底为止，人类到达过的地球以外的星球有

；牛顿有一句名言：“我之所以比别人看得高，是因为我站在巨人的肩上”，请您说说，这些巨人是谁：

。参考答案：答案：月球、哥白尼，开普勒，伽利略11.在电梯中，把一重物置于台秤上，台秤与力传感器相连，当电梯从静止开始先加速上升，然后又匀速运动一段时间，最后停止运动；传感器的屏幕上显示出其受的压力与时间的关系（N-t）图像，如图所示，则电梯在启动阶段经历了_______s加速上升过程；电梯的最大加速度是______m/s2。（g=10m/s）

参考答案：

答案：4，

6.7

12.在“用打点计时器测速度”的实验中，交流电源频率为50HZ，打出一段纸带如图所示．纸带经过2号计数点时，测得的瞬时速度υ=

m/s．若实验时交流电源频率大于50Hz，则纸带经过2号点的实际速度

（选填“大于”、“小于”、“等于”）测量速度．参考答案：0.36；大于．【考点】探究小车速度随时间变化的规律．【分析】根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上2点时小车的瞬时速度大小．【解答】解：从0点开始每5个点取一个计数点，所以相邻计数点间的时间间隔为0.02×5=0.1s根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上2点时小车的瞬时速度大小．小车到计数点2时的瞬时速度v2==m/s=0.36m/s，如果在某次实验中，交流电的频率偏离50Hz，交流电的频率偏高而未被发觉，那么实际打点周期变小，据v=可知，测出的速度数值将比真实值偏小．根据运动学公式△x=at2得：真实的加速度值就会偏小，所以测量的加速度值与真实的加速度值相比是偏大．故答案为：0.36；大于．13.汽车发动机的功率为50kW，若汽车总质量为5×103kg，在水平路面上行驶时，所受阻力大小恒为5×103N，则汽车所能达到的最大速度为________m/s，若汽车以0.5m/s2的加速度由静止开始做匀加速运动，这一过程能维持的时间为________s。参考答案：10

40/3三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.(3-5模块)(5分)有两个质量为m的均处于基态的氢原子A、B，A静止，B以速度v0与之发生碰撞．己知：碰撞前后二者的速度均在一条直线上，碰撞过程中部分动能有可能被某一氢原子吸收。从而该原子由基态跃迁到激发态，然后，此原子向低能级态跃迁，并发出光子．如欲碰后发出一个光子，则速度v0至少需要多大？己知氢原子的基态能量为E1(E1<0)。参考答案：解析：，--------------(1分)

，--------------(1分)

，--------------(1分)

--------------(2分)15.（简答）如图13所示,滑块A套在光滑的坚直杆上,滑块A通过细绳绕过光滑滑轮连接物块B,B又与一轻质弹贊连接在一起，轻质弹簧另一端固定在地面上,’开始用手托住物块.使绳子刚好伸直处于水平位位置但无张力。现将A由静止释放.当A下滑到C点时(C点图中未标出)A的速度刚好为零，此时B还没有到达滑轮位置，已知弹簧的劲度系数k=100N/m,滑轮质量和大小及摩擦可忽略不计，滑轮与杆的水平距离L=0.3m,AC距离为0.4m，mB=lkg,重力加速度g=10m/s2。试求：(1)滑'块A的质量mA(2)若滑块A质量增加一倍,其他条件不变，仍让滑块A从静止滑到C点,则滑块A到达C点时A、B的速度大小分别是多少？参考答案：（1）

（2）

（3），功能关系．解析：（1）开始绳子无张力，对B分析有kx1=mBg，解得：弹簧的压缩量x1=0.1m（1分）当物块A滑到C点时，根据勾股定理绳伸出滑轮的长度为0.5m，则B上升了0.2m,所以弹簧又伸长了0.1m。（1分）由A、B及弹簧组成的系统机械能守恒，又弹簧伸长量与压缩量相等则弹性势能变化量为零所以mAgh1=mBgh2（2分）其中h1=0.4m，h2=0.2m所以mA=0.5kg（1分）（2）滑块A质量增加一倍，则mA=1kg，令滑块到达C点时A、B的速度分别为v1和v2

由A、B及弹簧组成的系统机械能守恒得（2分）又有几何关系可得AB的速度关系有vAcosθ=vB（1分）其中θ为绳与杆的夹角且cosθ=0.8解得：（1分）（1分）（1）首先由物体静止条件求出弹簧压缩的长度，再根据几何知识求出物体B上升的距离，从而可求出弹簧伸长的长度，然后再根据能量守恒定律即可求解物体A的质量；题（2）的关键是根据速度合成与分解规律求出物体B与A的速度关系，然后再根据能量守恒定律列式求解即可．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，质量为M=1kg、长L=m、高h=0.2m的矩形滑块A置于水平面上，上表面的左端有一质量为m=1kg的小物块B，A与B、地面间的动摩擦因数分别为μ1=0.2、μ2=0.1，用水平力打击滑块A的右端，使之获得向左的速度v0，重力加速度g=10m/s2．（1）开始运动时，滑块A的加速度；（2）要使小物块B不滑出滑块，v0应满足的条件；（3）如果v0=3m/s，则小物块B落地时，跟滑块A右端的距离．参考答案：解：（1）当滑块A开始运动时，上下表面均受到摩擦力的作用：μ1mg+μ2（m+M）g=Ma1m/s2=4m/s2方向向右（2）当小物块B滑到大物块的最右端时，速度相同，则小物块不滑出，对小物块B：μ1mg=maBaB=速度为：vB=aBt=2t位移为对大滑块A：aA=﹣a1=﹣4m/s2速度为：vA=v0+aAt=v0﹣4t位移为为：由vA=vB，xA﹣xB=L联立以上各式解得：v0=2m/s即给大滑块的速度不大于2m/s（3）此时小滑块一定从大滑块上滑下，滑出后做平抛运动，大滑块做减速运动；由x′A﹣x′B=L联立解得：取小滑块滑出后，B的速度为：vB=aBt′=A的速度为：B平抛，竖直方向上有：H=水平位移为：xB=vBt″联立解得：A滑块做减速运动时的加速度为：μ2Mg=Ma′A做减速时的位移：相距距离为：△x=xA﹣xB=0.43m答：（1）开始运动时，滑块A的加速度为4m/s2，方向向右；（2）要使小物块B不滑出滑块，v0应满足的条件不大于2m/s（3）如果v0=3m/s，则小物块B落地时，跟滑块A右端的距离为0.43m17.如图所示，半径R=0．40m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内，半圆环与粗糙的水平地面相切于圆环的端点A。一质量m=0．10kg的小球，以初速度v0=7．0m/s在水平地面上向左作加速度a=3．0m/s2的匀减速直线运动，运动4．0m后，冲上竖直半圆环，最后小球落在C点。求A．C间的距离（取重力加速度g=10m/s2）。参考答案：（1）由题意得摩托车匀加速运动最长时间，位移

，

所以摩托车在达到最大速度之前没有追上卡车。当追上卡车前二者速度相等时相距最大，设从开始经过t2时间速度相等，最大间距为Sm，于是有，则:最大间距

（2）设从开始经t时间摩托车追上卡车，则有

解得

t=32.5s