山东省临沂市河东区实验中学2021年高三物理上学期期末试卷含解析

山东省临沂市河东区实验中学2021年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1.一个物体在力F1、F2、F3……等几个力的共同作用下，做匀速直线运动．若突然撤去力F1后，则物体A．可能做曲线运动

B．可能继续做直线运动C．必然沿F1的方向做直线运动D．必然沿F1的反方向做匀速直线运动参考答案：AB2.一轻质弹簧原长为8cm，在4N的拉力作用下长度变为10cm，弹簧未超出弹性限度，则该弹簧的劲度系数为A．400m/N

B．50N/m

C．200N/m

D．200m/N参考答案：C试题分析：弹簧伸长的长度为：x=2cm=0.02m，弹簧的弹力为F=4N，根据胡克定律F=kx得：．故ABD错误，C正确．故选C。KS5U【名师点睛】本题考查胡克定律的基本应用，关键要知道公式F=kx中，x是弹簧伸长的长度或缩短的长度，不是弹簧的长度．该题还应特别注意单位。3.组成星球的物质是靠万有引力吸引在一起的，这样的星球有一个最大的自转速率。如果超过了该速率，星球的万有引力将不足以维持其赤道附近的物体做圆周运动。由此能得到半径为R、密度为ρ、质量为M且均匀分布的星球的最小自转周期T。下列表达式中正确的是A．

B．

C．

D．参考答案：AC4.如图所示，一只理想变压器原线圈与频率为50Hz的正弦交流电源相连，两个阻值均为20的电阻串联后接在副线圈的两端。图中的电流表、电压表均为理想交流电表，原、副线圈分别为500匝和l00匝，电压表的示数为10V。则

A．电流表的读数为2．5A

B．流过电阻的交变电流频率为10Hz

C．交流电源的输出电压的最大值为100V

D．交流电源的输出功率为10W参考答案：D由已知得流过副线圈的电流为0.5A，由变压器匝数比与电流比的关系知流过原线圈的电流为0.1A，A错误；变压器不能改变交流电的频率，流过电阻的交变电流频率也为50Hz，B错误；又副线圈两端的电压为20V，结合变压器匝数比与电压比的关系知原线圈两端的电压为100V，故交流电源的输出电压的有效值为100V，C错误；由前所述知交流电源的输出功率为10W，D正确。5.（多选）图是质谱仪的工作原理示意图．带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2.平板S下方有强度为B0的匀强磁场．下列表述正确的是A．质谱仪是分析同位素的重要工具B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越小参考答案：AC二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，两个等大反向的水平力分别作用在物体A和B上，A和B均处于静止状态，若各个接触面均与水平地面平行，则B物体受___个力作用。参考答案：57.如图所示（a）所示，在x轴上有一个点电荷Q（图中未画出）．A，B两点的坐标分别为0.2m和0.5m．放在A，B两点的检验电荷q1，q2受到的电场力的大小和方向跟检验电荷所带电量的关系如图（b）所示．则A点的电场强度大小为2000N/C，点电荷Q的位置坐标为x=0.3m．参考答案：：解：（1）由图可知，A点的电场强度的大小为N/C．（2）同理B点的电场强度N/C，设点电荷Q的坐标为x，由点电荷的电场得：，联立以上公式解得：x=0.3m．故答案为：2000，0.38.某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验，图（a）为实验装置简图。（交流电的频率为50Hz）

（1）图（b）为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为

m/s2。（保留二位有效数字）

（2）保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的，数据如下表：实验次数12345678小车加速度a/m?s―21.901.721.491.251.000.750.500.30小车质量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.674.003.453.032.502.001.411.000.60请在方格坐标纸中画出图线，并从图线求出小车加速度a与质量倒数之间的关系式是

。

（3）保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，该同学根据实验数据作出了加速度a随合力F的变化图线如图（c）所示。该图线不通过原点，其主要原因是

。参考答案：（1）a=3.2m/s2（2）如图所示，（3）实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分9.人造卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，物体对支持面没有压力，所以在这种环境中已无法用天平称量物体的质量。针对这种环境，某兴趣小组通过查资料获知，：弹簧振子做简谐运动的周期为（其中m时振子的质量，k时弹簧的劲度系数）。他们设计了一种装置来间接测量物体的质量，如图所示，A时带夹子的金属块，金属块和夹子的总质量为m0，B时待测质量的物体（可以被A上的夹子固定），弹簧的劲度系数k未知，当他们有一块秒表。

（1）请你简要地写出测量待测物体质量的方法，测量的物理量用字母表示①______________________________；

②______________________________。（2）用所测物理量和已知物理量求待测物体质量的计算式为m＝____（3）由于在太空中受到条件限制，只能把该装置放在如图所示的粗糙的水平桌上进行操作，则该操作对该实验结果________（填“有”或“无”）影响，因为___________________参考答案：(1)

①不放B时用秒表测出弹簧振子完成30次全振动的时间t1②将B固定在A上，用秒表测出弹簧振子完成30次全振动的时间t2（此两步共4分，明确写出只测一次全振动时间的最多给2分）(2)

（2分）(3)

无（1分）

物体与支持面之间没有摩擦力，弹簧振子的周期不变。（3分）10.一列频率为2.5Hz的简谐横波沿x轴传播，在t1=0时刻波形如图中实线所示，在t2=0.7s时刻波形如图中虚线所示。则虚线时刻横坐标为x=3m的质点的速度是______________（选填“最大，零”）；在t3=0.1s时位于0<x<5m区间的质点中有一部分正向y轴正方向运动，这些质点在x轴上的坐标区间是______________。

参考答案：零，1m<x<3m11.（4分）有一电源，电动势为6Ｖ，内电阻为2Ω，将它与一台线圈电阻为1Ω的电动机和一个理想电流表串联成闭合电路，电流表读出电流为0.5Ａ，则整个电路的总功率Ｐ＝

Ｗ，电动机的输出功率Ｐ2＝

Ｗ。参考答案：

答案：3，2.2512.（选修3-3（含2-2）模块）(4分）已知某物质摩尔质量为M，密度为，阿伏加德罗常数为NA，则该物质的分子质量为___

，单位体积的分子数为

。

参考答案：答案：M/NA

（2分）；

ρNA/M（2分）13.如图所示，光滑斜面的倾角为q，有两个相同的小球，分别用光滑挡板A、B挡住，挡板A沿竖直方向。挡板B垂直于斜面，则两挡板受到小球压力的大小之比为_______，斜面受到两个小球压力大小之比为__________。参考答案：1/cosq，1/cos2q三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”，弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M，弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置，分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向（1）本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为

（2）下列不必要的实验要求是

填写选项前对应的字母）A．应测量重物M所受的重力B．弹簧测力计应在使用前校零C．拉线方向应与木板平面平行D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置（3）某次实验中，该同学保持结点O的位置不变，调整弹簧测力计B的拉力沿各种不同的方向，结果发现测力计B的读数最小值为重物M所受的重力的0.5倍，则O点与弹簧测力计A之间的细线偏离竖直方向的夹角为

参考答案：（1）3.60；（2）D；（3）30°【考点】验证力的平行四边形定则．【分析】（1）由图示弹簧测力计确定其分度值，读出其示数；（2）验证力的平行四边形定则的实验原理是：理论值与实际值的对比．合力的理论值使用作图法，需要记录两分力的大小和方向；实际值的测量则使用等效替代，需要测量结点O的位置及力的大小．另外实际值与测量值比较方法，是在同一点作出两力的图示，比较是否近似重合．（3）根据共点力平衡的条件进行分析，明确当B的方向与A的方向相互垂直时，B的拉力最小，由几何关系即可求得对应的夹角．【解答】解：（1）由图示可知，弹簧测力计分度值为0.2N，其示数为3.60N；（2）A、实验通过作出三个力的图示，来验证“力的平行四边形定则”，因此重物的重力必须要知道．故A正确；B、弹簧测力计是测出力的大小，所以要准确必须在测之前校零．故B正确；C、为了防止出现竖直方向上的分力，拉线方向应与木板平面平行；故C正确；D、由于本实验中物体的重力一定，因此两弹簧秤的拉力的合力大小方向均是一定的，所以不需要再让结点每次静止在同一位置，故D错误．本题选错误的，故选：D．（3）该同学保持结点O的位置不变，调整弹簧测力计B的拉力沿各种不同的方向变化，当B的方向与A的方向相互垂直时，B的拉力最小，此时FB=Gsinθ，因FB=，解得：θ=30°；故答案为：（1）3.60；（2）D；（3）30°15.利用“验证机械能守恒定律”的实验装置也可以测量重物运动的速度和加速度，如图是质量为m的重物自由下落过程中打点计时器在纸带上打出的一系列点，选取一条符合实验要求的纸带，O为纸带下落的起始点，A、B、C为纸带上选取的三个连续点。已知打点计时器的打点时间间隔T=0.02s，那么

(l)纸带上的B点对应的重物下落的速度为_______m/s；

(2)利用这条纸带上的测量数据也可测出纸带下落过程中加速度为_______。参考答案：四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，直角玻璃三棱镜置于空气中，已知，；一束极细的光于ＡＣ边的中点垂直ＡＣ面入射，，棱镜的折射率为，求：①光在棱镜内经一次全反射后第一次射入空气时的折射角②光从进入棱镜到第一次射入空气时所经历的时间（设光在真空中传播速度为ｃ）。参考答案：①如图所示，因为光线在D点发生全反射，由反射定律和几何知识得，，则，第一次射入空气的折射角为②设光线由O点到E点所需时间为t，则，，由数学知识得，由以上各式得17.（10分）如图所示，轻线一端系一质量为m的小球，另一端穿过光滑小孔套在正下方的图钉A上，此时小球在光滑的水平平台上做半径为a、角速度为ω的匀速圆周运动。现拔掉图钉A让小球飞出，此后细绳又被A正上方距A高为h的图钉B套住，达稳定后，小球又在平台上做匀速圆周运动。求：（1）图钉A拔掉前，轻线对小球的拉力大小，（2）从拔掉图钉A到被图钉B套住前小球做什么运动？所用的时间为多少？（3）小球最后做圆周运动的角速度。参考答案：

解析：

（1）图钉A拔掉前，轻线的拉力大小为。

（2分）

（2）小球沿切线方向飞出做匀速直线运动（2分）

直到线环被图钉B套住，小球速度为（1分），

匀速运动的位移，（1分）（如图）

则时间。（1分）

（3）v可分解为切向速度v1和法向速度v2，绳被拉紧后v2=0，小球以速度v1做匀速圆周运动，半径。由

18.（10分）如图（a）所示，质量为M=10kg的滑块放在水平地面上，滑块上固定一个轻细杆ABC，∠ABC=45°．在A端固定一个质量为m=2kg的小球，滑块与地面间的动摩擦因数为m=0.5．现对滑块施加一个水平向右的推力F1=84N，使滑块做匀加速运动．求此时轻杆对小球作用力F2的大小和方向．（取g＝10m/s2）有位同学是这样解的——小球受到重力及杆的作用力F2，因为是轻杆，所以F2方向沿杆向上，受力情况如图（b）所示．根据所画的平行四边形，可以求得：F2