江西省九江市柳洲中学2021年高三物理上学期期末试卷含解析

江西省九江市柳洲中学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.（单选）伽利略用两个对接的斜面，一个斜面固定，让小球从斜面上滚下，又滚上另一个倾角可以改变的斜面，斜面倾角逐渐改变至零，如图所示．伽利略设计这个实验的目的是为了说明（） A．如果没有摩擦，小球将运动到与释放时相同的高度 B．如果没有摩擦，物体运动时机械能守恒 C．维持物体作匀速直线运动并不需要力 D．如果物体不受到力，就不会运动参考答案：考点： 牛顿第一定律．专题： 实验分析法．分析： 本题考查了伽利略斜面实验的物理意义，伽利略通过“理想斜面实验”推翻了力是维持运动的原因的错误观点．解答： 解：伽利略的斜面实验证明了：运动不需力来维持，物体不受外力作用时，总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态，故ABD错误，C正确．故选C．点评： 伽利略“理想斜面实验”在物理上有着重要意义，伽利略第一个把实验引入物理，标志着物理学的真正开始．2.（单选）下列说法正确的是（

）A.竖直上抛物体到达最高点时，物体处于平衡状态B.电梯匀速上升时，电梯中的人不处于平衡状态

C.在小车的水平光滑表面上静置一小木块，当平板车加速运动时，小物块仍处于平衡状态D.竖直弹簧上端固定，下端挂一重物，平衡后，用力F将它再拉下一段距离后停止，当突然撤去力F时，重物仍处于平衡状态参考答案：C3.在光滑绝缘水平面的P点正上方O点固定了一电荷量为+Q的正点电荷，在水平面上的N点，由静止释放质量为m，电荷量为-q的负检验电荷，该检验电荷经过P点时速度为v，图中θ=60°，规定电场中P点的电势为零。则在+Q形成的电场中A．N点电势高于P点电势B．N点电势为C．P点电场强度大小是N点的2倍D．检验电荷在N点具有的电势能为参考答案：B4.如图所示，两束相同的平行细激光束，垂直射到玻璃半圆柱的MON侧面上。已知光线“1”沿直线穿过玻璃，它的入射点是O，光线“2”的入射点为A，穿过玻璃后两条光线交于P点。已知玻璃柱截面的圆半径为R，OA=，OP=，光在真空中的传播速度为c。据此可知A．光线“2”在圆弧面的入射角为45°B．此种玻璃材料对该光线的折射率为C．该光线在玻璃中传播速度为D．光线“1”在玻璃中传播时间为参考答案：D5.如图所示，M、N、P三点位于直角三角形的三个顶点上，∠PMN=30°，∠MNP=60°，一负点电荷位于三角形所在平面上．已知M点和N点的电势相等，P点的电势与MN的中点F的电势相等，则下列说法正确的是（）A．M点和P点的电场强度相等B．N点和P点的电场强度相等C．同一正电荷在M点时的电势能大于在P点的电势能D．同一正电荷在M点时的电势能小于在P点的电势能参考答案：C【考点】电势差与电场强度的关系；电场强度；电势能．【分析】负点电荷Q应位于MN连线的垂直平分线和PF连线的垂直平分线上，通过作图找到点电荷Q的位置，再结合点电荷的电场的特点依次分析即可．【解答】解：A、由M点和N点的电势相等，P点的电势与F点的电势相等，则知负点电荷Q应位于MN连线的垂直平分线和PF连线的垂直平分线上，作图得到Q的位置如图．可知，P点比M点离Q近，场强较大，故A错误．B、N点比P点离Q较远，则N点的场强比P点的小，故B错误．C、D、P点比M点离负电荷Q近，所以P点的电势低，正电荷从M点运动到P点，电场力做正功，电势能减小，故C正确，D错误．故选：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（选修3-4模块）（4分）如图所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率．在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心O，在玻璃砖（图中实线部分）另一侧垂直纸面插大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，连接OP3．图中MN为分界面，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点．设AB的长度为l1，AO的长度为l2，CD的长度为l3，DO的长度为l4，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量

（用上述给出量的字母表示），则玻璃砖的折射率可表示为

．参考答案：

答案：l1、l3；l1/l37.某物理兴趣小组利用学校的数字实验室设计了一个测量小车瞬时速度的实验。设计的实验装置如图所示。将长直木板B支成斜面，小车C的前端固定挡光片P，光电门G固定在木板的侧面A处，让小车在斜面上的同一位置O由静止释放，用光电计时器（未画出）记录挡光片通过光电门时挡光的时间。兴趣小组共准备了宽度不同的五块挡光片，分别做了五次实验（每次实验时挡光片的前沿均与小车的前端对齐），并计算出各次挡光片通过光电门的平均速度。记录的数据如下表所示：实验顺序1250.50.3962495.00.42136137.50.43648174.50.459510212.00.472完成下列作图和填空：（1）根据表中给出的数据，在如图给出的坐标纸上画出图线；（2）由所画出的图线，得出小车的加速度大小为__________;（3）由所画出的图线，得出小车前端过A处的瞬时速度大小为_________m/s。（以上两空均保留3位有效数字）参考答案：（1）（3分）如下图（2）（3分）0.930（0.900-0.960均给分）（3）（3分）0.375（0.360-0.390均给分）8.（4分）图为人手臂面骨骼与肌肉的生理结构示意图，手上托着重量为G的物体，（1）在方框中画出前臂受力示意图（手、手腕、尺骨和挠骨看成一个整体，所受重力不计，图中O点看作固定转动轴，O点受力可以不画）。（2）根据图中标尺估算出二头肌此时的收缩约为

。

参考答案：答案：13．（1）前臂受力示意图如下；（2）8G

9.如图所示，两个已知质量分别为m1和m2的物块A和B，分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端(m1>m2)，1、2是两个光电门．用此装置验证机械能守恒定律．(1)实验中除了记录物块B通过两光电门时的速度v1、v2外，还需要测量的物理量是________．(2)用已知量和测量量写出验证机械能守恒的表达式_____________．参考答案：(1)，两光电门之间的距离h10.面积为S的矩形线框abcd，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与线框面成角（见图），当线框以ab为轴顺时针转90°时，穿过abcd面的磁通量变化量_____。参考答案：11.固定在水平地面上的光滑半球形曲面，半径为R，已知重力加速度为g。一小滑块从顶端静止开始沿曲面滑下，滑块脱离球面时的向心加速度大小为＿＿＿＿，角速度大小为＿＿＿＿＿。参考答案：，12.约里奥·居里夫妇因发现人工放射性而获得了1935年的诺贝尔化学奖，他们发现的放射性元素衰变成的同时放出另一种粒子，这种粒子是．是的同位素，被广泛应用于生物示踪技术．1mg随时间衰变的关系如图所示，请估算4mg的经天的衰变后还剩0.25mg。参考答案：正电子

56天核反应方程式为：，由质量数守恒知X的质量数为0，由电荷数守恒知X的质子数为1，所以X为正电子；由图象知半衰期大约为14天，由公式，得。13.如图，ABCD是一个正方形的匀强磁场区域，经相等加速电压加速后的甲、乙两种带电粒子分别从A、D射入磁场，均从C点射出，已知。则它们的速率

▲

，它们通过该磁场所用时间

▲

。参考答案：

【答案】三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图所示，一定质量理想气体经历A→B的等压过程，B→C的绝热过程（气体与外界无热量交换），其中B→C过程中内能减少900J．求A→B→C过程中气体对外界做的总功．参考答案：W=1500J【详解】由题意可知，过程为等压膨胀，所以气体对外做功为：过程：由热力学第一定律得：

则气体对外界做的总功为：

代入数据解得：。15.如图所示，质量为m带电量为+q的小球静止于光滑绝缘水平面上，在恒力F作用下，由静止开始从A点出发到B点，然后撤去F，小球冲上放置在竖直平面内半径为R的光滑绝缘圆形轨道，圆形轨道的最低点B与水平面相切，小球恰能沿圆形轨道运动到轨道末端D，并从D点抛出落回到原出发点A处．整个装置处于电场强度为E=的水平向左的匀强电场中，小球落地后不反弹，运动过程中没有空气阻力．求：AB之间的距离和力F的大小．参考答案：AB之间的距离为R，力F的大小为mg．考点： 带电粒子在匀强电场中的运动；牛顿第二定律；平抛运动；动能定理的应用．专题： 带电粒子在电场中的运动专题．分析： 小球在D点，重力与电场力的合力提供向心力，由牛顿第二定律即可求出D点的速度，小球离开D时，速度的方向与重力、电场力的合力的方向垂直，小球做类平抛运动，将运动分解即可；对小球从A运动到等效最高点D过程，由动能定理可求得小球受到的拉力．解答： 解：电场力F电=Eq=mg

电场力与重力的合力F合=mg，方向与水平方向成45°向左下方，小球恰能到D点，有：F合=解得：VD=从D点抛出后，只受重力与电场力，所以合为恒力，小球初速度与合力垂直，小球做类平抛运动，以D为原点沿DO方向和与DO垂直的方向建立坐标系（如图所示）．小球沿X轴方向做匀速运动，x=VDt

沿Y轴方向做匀加速运动，y=at2a==所形成的轨迹方程为y=直线BA的方程为：y=﹣x+（+1）R解得轨迹与BA交点坐标为（R，R）AB之间的距离LAB=R从A点D点电场力做功：W1=（1﹣）R?Eq

重力做功W2=﹣（1+）R?mg；F所做的功W3=F?R有W1+W2+W3=mVD2，有F=mg答：AB之间的距离为R，力F的大小为mg．点评： 本题是动能定理和向心力知识的综合应用，分析向心力的来源是解题的关键．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，竖直平面内的3/4圆弧形光滑轨道半径R=1m，A端与圆心O等高，AD为水平面，B点为光滑轨道的最高点且在O的正上方。一小球在A点正上方由静止释放，自由下落至A点进入圆轨道并恰好能通过B点（从A点进入圆轨道时无机械能损失），最后落到水平面C点处。求：（1）小球通过轨道B点的速度大小。（2）释放点距A点的竖直高度。（3）落点C到A点的水平距离。参考答案：解：（1）小球恰能通过最高点B时

①

得

（3分）（2）设释放点到A高度h，则有

②

联立①②解得：

（3分）（3）小球由C到D做平抛运动

③

水平位移

④

联立①③④解得：

所以落点C与A点的水平距离为：

（4分）

17.有一种地下铁道，站台的路轨建得比正常路轨高些，车辆进站时上坡，出站时下坡，如图所示。水平站台的路轨BC全长L，比正常路轨高出h，所有进出站台的机车进站时到达坡底A速度均为v0，关闭动力滑行进站，机车在坡道和站台上无动力滑行时所受路轨的摩擦阻力为正压力的k倍，忽略机车长度，路轨在A、B、C处均为平滑连接。（1）求机车关闭动力后沿坡道从A点滑行到B点时，克服路轨摩擦阻力所做的功与坡道AB的水平距离x之间的关系；（2）若机车在A点关闭动力后滑行，刚好能停在水平站台C点，求坡道AB的水平距离x1；（3）在不使用制动的条件下，为确保安全运行，站台设计时坡道AB的水平距离x必须控制在什么范围？参考答案：（1）设斜面倾角为θ，AB的长度为s，则机车在坡道上受到的支持力为FN=mgcosθ受到的阻力为Ff=kFN（1分）W克=（1分）

W克=

（1分）（2）当机车刚好停在C点时，由动能定理得

（2分）

得

（1分）（3）x越大，机车在坡道上克服阻力做功越多，在站台上的停车点越靠近B点。当机车刚好停在B点时有x2，由动能定理得

（2分）解得：

（1分）所以站台坡道AB间的水平距离需满足（1分）

18.低空跳伞大赛受到各国运动员的喜爱。如图所示为某次跳伞大赛运动员在一座高为H=179m的悬崖边跳伞时的情景。运动员离开悬崖时先做自由落体运动，一段时间后，展开降落伞，以a=8m/s2的加速度匀减速下降，已知运动员和伞包的总质量为80kg，为了运动员的安全，运动员落地时的速度不能超过4m/s，求：(1)运动员含伞包展开降落伞后所受的空气阻力f；(2)为了运动员的安全，展开伞时的最大速度是多少？(3)如果以下落的快慢决定比赛的胜负，为了赢得比赛的胜利，运动员在空中运动的最短时间是多大？参考答案：（1）1440N，方向向上；