湖南省株洲市火田中学2021年高三物理上学期期末试卷含解析

湖南省株洲市火田中学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.如图所示，一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球A和物块B，跨过固定于斜面体顶端的小滑轮O，倾角为30°的斜面体置于水平地面上。A的质量为m，B的质量为4m。开始时，用手托住A，使OA段绳恰处于水平伸直状态（绳中无拉力），OB绳平行于斜面，此时B静止不动。将A由静止释放，在其下摆过程中，斜面体始终保持静止，下列判断中正确的是

A．物块B受到的摩擦力先减小后增大

B．地面对斜面体的摩擦力方向一直向右

C．小球A的机械能守恒

D．小球A的机械能不守恒，A、B系统的机械能守恒参考答案：

答案：ABC2.从同一地点同时开始沿同一直线运动的两个物体Ⅰ、Ⅱ的速度图象如图所示。在0—t0时间内，下列说法中正确的是A．Ⅰ、Ⅱ两个物体所受的合外力都在不断减小B．Ⅰ物体的加速度不断增大，Ⅱ物体的加速度不断减小C．Ⅰ、Ⅱ两个物体在t1时刻相遇D．Ⅰ、Ⅱ两个物体的平均速度大小都是参考答案：A3.如图所示，物块A、B静止在光滑的水平面上，质量均为1kg，B通过轻弹簧与墙相连，弹簧处于自然伸长状态，现给A一个向左的初速度v0=10m/s，使A向B撞去并瞬间锁定在一起，当弹簧被压缩至最短时解除锁定，物块A最终会被反弹出来，则下列说法正确的是（

）A.弹簧能获得的最大弹性势能为25JB.物块A最终的速度大小为5m/sC.整个过程中物块B对物块A产生的冲量大小为15N·sD.整个过程中的机械能损失37.5J参考答案：ABC【分析】AB碰撞动量守恒，但是在碰撞过程中机械能有损失，但是在与弹簧相互作用过程中系统机械能守恒，根据动量守恒定律和能量守恒进行接题即可；【详解】A、当A与B相撞过程中动量守恒，则，则，当AB速度为零时，弹簧被压缩到最短时二者速度为零，此时弹性势能最大，则获得最大弹性势能为：，故选项A正确；B、由于水平面光滑且反弹时AB间的锁定解除，故A、B在弹簧恢复原长时分离，根据能量守恒可知，弹性势能又转变为二者的动能，则分离时物块A的速度为，故选项B正确；C、以物块A为研究对象，整个过程中根据动量定理可知：，故选项C正确；D、因碰撞后压缩弹簧过程在中只有弹力做功，机械能守恒，故只有碰撞过程机械能有损失，即整个过程的机械能损失为：，故选项D错误。【点睛】本题考查动量守恒和能量守恒，同时也考查了动量定理，关键知道在碰撞过程中机械能出现损失。4.如图所示，在水平面和竖直墙壁之间放置质量为m、高为h的木块A和质量为M、半径为R的球B，各接触面均光滑，木块A受到水平向右的外力F作用，系统处于静止状态。O为B的球心，C为A、B接触点，CO与竖直方向夹角为=600。现撤去水平外力F，则（

）A．撤去F时，球B的加速度aB=0

B．撤去F时，墙壁对球B的弹力FB=0C．撤去F时，木块A的加速度aA=D．若球B着地前瞬间速度为v，则此时木块速度为参考答案：D5.如图所示，小车沿水平地面向右匀加速直线运动，固定在小车上的直杆与水平地面的夹角为θ，杆顶端固定有质量为m的小球。当小车的加速度逐渐增大时，杆对小球的作用力变化的受力图(OO′为沿杆方向)是（

）参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.电梯内的水平地板上，竖直放置一根轻质弹簧，弹簧上端固定质量为m的物体。当电梯沿竖直方向匀速运动时，弹簧被压缩了x；当电梯接着做减速运动时，弹簧又被继续压缩了0.1x。重力加速度大小为g。则弹簧的劲度系数k=________；该电梯做匀速运动时的速度方向为_________，电梯做减速运动时的加速度大小是________。参考答案：mg/x，向下，0.1g（提示：弹簧继续被压缩，说明弹力大于重力，加速度向上，由于是减速运动，因此速度一定是向下。）7.镭核(Ra)经过一系列α衰变和β衰变，变成铅核(Pb)，其中经过α衰变的次数是_____，镭核(Ra)衰变成铅核(Pb)的过程中损失了_______个中子．参考答案：5168.某种物质分子间作用力表达式，则该物质固体分子间的平均距离大约为

；液体表面层的分子间的距离比

（填“大”或“小“）。参考答案：⑵

大分子之间的作用力等于0时，由，所以：，故，液体表面层分子之间表现为引力，故分子间距离大于平衡距离。9.（1）在“长度的测量”实验中，调整游标卡尺两测量爪间距离，主尺和游标尺的位置如图甲所示，此时卡尺两测量爪间狭缝宽度

mm。在数控实验室，工人师傅测量某金属丝直径时的情景如图乙所示，螺旋测微器测出的金属丝的直径是

mm。（2）某同学设计了一个“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验。如图a为实验装置简图，A为小车，B为电火花打点计时器（打点频率为50Hz），C为装有砝码的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车的拉力F等于C的总重量，小车运动的加速度a可用纸带上的点求得。①图b为某次实验得到的纸带，其中每两个计数点之间有四个点没有画出，根据纸带可求出小车的加速度大小为

m/s2。（保留两位有效数字）②下列说法正确的是

。A每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力B．实验时应先释放小车后接通电源C．本实验中小车A的质量应远大于C的质量D．为了更直观方便地探究加速度与质量的关系，应作a—M图象（M为小车质量）③实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的a—F图象可能是图c中的图线

。（填“甲”、“乙”或“丙”）参考答案：（1）

0.65

mm；

1.500

mm（2）①

0.49m/s2或0.50m/s2；②

C

；③

丙10.甲、乙两车以相同的速率在水平地面上相向做匀速直线运动，某时刻乙车先以大小为a的加速度做匀减速运动，当速率减小到0时，甲车也以大小为a的加速度做匀减速运动。为了避免碰车，在乙车开始做匀减速运动时，甲、乙两车的距离至少应为_________.参考答案：11.飞机着陆后做匀减速运动，初速度为60m/s，加速度大小为10m/s2，则飞机着陆后8s内的位移是

m。参考答案：180m12.为了定性研究阻力与速度的关系，某同学设计了如图所示的实验。接通打点计时器，将拴有金属小球的细线拉离竖直方向—个角度后释放，小球撞击固定在小车右端的挡板，使小车和挡板一起运动，打点计时器在纸带上打下了一系列的点，用刻度尺测出相邻两点间的距离，可以判断小车所受的阻力随速度的减小而____________（填“增大”或“减小”），判断的依据是_______________________。参考答案：减小，相邻相等时间内的位移差减小13.已知电流表的电流从“＋”接线柱流入时指针向右偏，在如图所示的实验装置中(1)合上S将线圈A插入B的过程中，电流表指针向____偏．(2)合上S将线圈A插入B后，将变阻器触头向左移动时，电流表指针向__

__偏．参考答案：三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，有交流（频率为50Hz）和直流两种输出．重锤从高处由静止开始落下，拖动纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。①一同学按如下步骤进行实验：A．用天平测量出重锤的质量；B．按图示的装置安装器件；C．将打点计时器接到电源的直流输出端上；D．先接通电源，后释放悬挂纸带的夹子，打出一条纸带；E．换用纸带，重复步骤D；F．选取合适的纸带；G．测量所选纸带上某些点之间的距离；H．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。指出其中没有必要进行的步骤是；操作不恰当的步骤是

。②利用这个装置也可以测量重锤的加速度数值。这位同学打出的纸带如图所示，A点为打下的第一个点，0、1、2、3、4、5、6为连续的计数点，现测得s1、s2、s3、s4、s5、s6分别为4.03cm、4.42cm、4.80cm、5.18cm、5.57cm、5.95cm，请你根据这条纸带推算此落体过程的加速度a为

m/s2。(保留三位有效数字)③某同学根据第②问求得的加速度数值计算重力势能的变化量ΔEP

，验证机械能守恒定律定律。试分析其合理性。

。参考答案：(1)A，C（4分）

（2）9.58（4分）（3）不合理．由于阻力的存在，第（2）问中求得的结果不是当地的重力加速度，不能用它来计算重力势能的改变量．15.（实验）测量一未知电阻的阻值。（1）某同学首先用多用电表粗测电阻的大小,将多用表选择开关置于×10Ω挡,调零后,将红黑表笔分别接电阻两端,发现指针读数如下图所示,则所测阻值为

Ω。（2）接着该同学计划用伏安法准确测量电阻的阻值,提供的实验器材有:8V直流电源 电压表（0~10V,内阻约20kΩ）电流表（内阻约10Ω）滑动变阻器（1A）0~50mA,0~20Ω,开关和导线请根据实验要求和提供的器材,参考下面未完全连接好的实物电路在下面虚线方框内画出实验电路图,并完成下面实物电路未连接的导线。（3）在上述（2）的实验中,连接好电路后,闭合开关,发现电流表和电压表皆没有读数,该同学用多用电表检查电路故障。他的操作如下:选用多用电表的直流电压挡,将红、黑表笔分别接在:电源正负极间;变阻器电阻丝的两端;电流表“-”接线柱和电压表“+”接线柱之间,结果多用电表的指针均发生偏转,则可能是连接

之间的导线发生了断路。（4）实验中移动变阻器滑动头,记下多组电流表、电压表读数（U、I）,然后在坐标纸上作出U－I图线,图线的

大小表示待测电阻阻值。在这个实验中,测量值

真实值。（填“>”“=或（”）“<”）参考答案：(1)200(2)(3)连接电压表和电流表（4）斜率

<四、计算题：本题共3小题，共计47分16.为了研究鱼所受水的阻力与其形状的关系，小明同学用石蜡做成两条质量均为m、形状不同的“A鱼”和“B鱼”，如图所示．在高出水面H处分别静止释放“A鱼”和“B鱼”，“A鱼”竖直下潜hA后速度减为零，“B鱼”竖直下潜hB后速度减为零．“鱼”在水中运动时，除受重力外，还受浮力和水的阻力．已知“鱼”在水中所受浮力是其重力的倍，重力加速度为g，“鱼”运动的位移值远大于“鱼”的长度．假设“鱼”运动时所受水的阻力恒定，空气阻力不计．求：(1)“A鱼”入水瞬间的速度vA1；(2)“A鱼”在水中运动时所受阻力fA.(3)“A鱼”与“B鱼”在水中运动时所受阻力之比fA∶fB.参考答案：(1)“A鱼”在入水前做自由落体运动，有vA12－0＝2gH（3分）解得：vA1＝（3分）(2)“A鱼”在水中运动时受重力、浮力和阻力的作用，做匀减速运动，设加速度为aA，有F浮＋fA－mg＝maA（3分）0－vA12＝－2aAhA（3分）由\o"全品高考网欢迎您"题意：F浮＝mg综合上述各式，解得fA＝mg（2分）(3)考虑到“B鱼”的受力、运动情况与“A鱼”相似，有fB＝mg（2分）解得＝（2分）17.如图所示，在xOy平面直角坐标系中，直角三角形MNL内存在垂直于xOy平面向里磁感应强度为B的匀强磁场，三角形的一直角边ML长为6a，落在y轴上，∠NML=30°，其中位线OP在x轴上.电子束以相同的速度v0从y轴上-3a≤y≤0的区间垂直于y轴和磁场方向射入磁场，已知从y轴上y=-2a的点射入磁场的电子在磁场中的轨迹恰好经过点.若在直角坐标系xOy的第一象限区域内，加上方向沿y轴正方向、大小为E=Bv0的匀强电场，在x=3a处垂直于x轴放置一平面荧光屏，与x轴交点为Q.忽略电子间的相互作用，不计电子的重力.试求：（1）电子的比荷；（2）电子束从+y轴上射入电场的纵坐标范围；（3）从磁场中垂直于y轴射入电场的电子打到荧光屏上距Q点的最远距离。参考答案：见解析（1）由题意可知电子在磁场中的轨迹半径为r=a

(1分)由牛顿第二定律得：

(2分)电子的比荷：

(1分)（2）电子能进入电场中，且离O点上方最远，电子在磁场中运动圆轨迹恰好与边MN相切，电子运动轨迹的圆心为O′点，如图所示。则：

(1分)有：

=a

(1分)即粒子从D点离开磁场进入电场时，离O点上方最远距离为(1分)所以电子束从y轴射入电场的范围为0≤y≤2a(1分)（3）假设电子没有射出电场就打到荧光屏上，有，，所以，电子应射出电场后打到荧光屏上。(1分)电子在电场中做类平抛运动，设电子在电场的运动时间为，竖直方向位移为y，水平位移为x，水平：(1分)竖直：(1分)代入得：

(1分)设电子最终打在光屏的最远点距Q点为H，电子射出电场时的夹角为θ有：

(2分)

有：，(2