辽宁省本溪市县第一中学2021年高三物理上学期期末试题含解析

辽宁省本溪市县第一中学2021年高三物理上学期期末试题含解析一、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.（多选）我国自主研制的“嫦娥三号”，携带“玉兔”月球车已于2013年12月2日1时30分在西昌卫星发射中心发射升空，落月点有一个富有诗意的名字“广寒宫”．若已知月球质量为m月，月球半径为R，引力常量为G，忽略月球自转的影响，以下说法正确的是

A．若在月球上发射一颗绕月球做圆周运动的卫星，则最大运行速度为

B．若在月球上发射一颗绕月球做圆周运动的卫星，则最小周期为T＝C．若在月球上以较小的初速度v0竖直上抛一个物体，则物体从抛出到落回抛出点所用时间为

D．若在月球上以较小的初速度v0竖直上抛一个物体，则物体上升的最大高度为参考答案：答案：BD．解析：根据万有引力提供向心力，得：

当轨道半径r取月球半径R时，卫星的最大运行速度为，卫星的最小周期为，A错误B正确；已知月球质量为，半径为R．引力常量为G，忽略月球自转的影响，根据万有引力等于重力：

①在月球上以初速度v0竖直上抛一个物体，物体落回到抛出点所用时间t=＝,C错误；在月球上以初速度v0竖直上抛一个物体，物体上升的最大高度h=

②由以上两式解得：h=,D正确；所以正确答案BD。2.在物理学的发展过程中，科学的物理思想与方法对物理学的发展起到了重要作用，下列关于物理思想和方法说法错误的是（

）A．质点和点电荷是同一种思想方法B．重心、合力和分力、总电阻都体现了等效替换的思想C．加速度、电场强度、电势都是采取比值法定义的物理量D．牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，能用实验直接验证参考答案：D考点：物理问题的研究方法【名师点睛】对于物理学上重要的实验和发现，可根据实验的原理、内容、结论及相应的物理学家等等一起记忆，不能混淆.

3.如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab=Ubc，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知（ABD

）

A．三个等势面中，a的电势最高

B．带电质点通过P点时的电势能较Q点大

C．带电质点通过P点时的动能较Q点大

D．带电质点通过P点时的加速度较Q点大参考答案：4.2010年诺贝尔物理学奖授予安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，他们通过透明胶带对石墨进行反复的粘贴与撕开使得石墨片的厚度逐渐减小，最终寻找到了厚度只有0.34nm的石墨烯。石墨烯是碳的二维结构。如图所示为石墨、石墨烯的微观结构，根据以上信息和已学知识，下列说法中正确的是（

）

A．石墨是晶体，石墨烯是非晶体

B．石墨是单质，石墨烯是化合物

C．石墨、石墨烯与金刚石都是晶体

D．他们是通过物理变化的方法获得石墨烯的参考答案：CD5.（多选）假设地球可视为质量均匀分布的球体，已知地球表面重力加速度在两极的大小为g0，赤道的大小为g；地球自转的周期为T，引力常量为G．则地球的密度为（）A．B．C．D．参考答案：解：在两极，引力等于重力，则有：mg0=G，由此可得地球质量M=，在赤道处，引力与支持力的合力提供向心力，由牛顿第二定律，则有：G﹣mg=m，而密度公式，ρ==，故B正确，ACD错误；故选：B．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.平行光a垂直射向一半径为R的玻璃半球的平面，其截面如图所示，发现只有P、Q之间所对圆心角为60°的球面上有光射出，则玻璃球对a光的折射率为

▲

，若仅将a平行光换成b平行光，测得有光射出的范围增大，设a、b两种色光在玻璃球中的速度分别为va和vb，则va

▲

vb（选填“>”、“<”或“=”）．参考答案：7.2011年11月3日，中国自行研制的神舟八号飞船与天宫一号目标飞行器在距地球343km的轨道实现自动对接。神舟八号飞船离地面346.9km处圆轨道速度

（选填“大于”或“小于”）离地面200km处圆轨道速度；假设神舟八号在近圆轨道做匀速圆周运动时，离地高度为H，地球表面重力加速度为g，地球半径为R，则神舟八号的运行速度为

。参考答案：小于，8.为了测量所采集的某种植物种子的密度，一位同学进行了如下实验：（1）取适量的种子，用天平测出其质量，然后将这些种子装入注射器内；（2）将注射器和压强传感器相连，然后缓慢推动活塞至某一位置，记录活塞所在位置的刻度V，压强传感器自动记录此时气体的压强p；（3）重复上述步骤，分别记录活塞在其它位置的刻度V和记录相应的气体的压强p；（4）根据记录的数据，作出l／p－V图线，并推算出种子的密度。（1）根据图线，可求得种子的总体积约为_________（即）。（2）如果测得这些种子的质量为7.86×10-3kg，则种子的密度为______kg/m3。（3）如果在上述实验过程中，操作过程中用手握住注射器，使注射器内气体的温度升高，那么，所测种子的密度值_________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。参考答案：（1）（2分）（2）（2分）

（3）偏小（2分）9.在β衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出．中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测。1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中11H的核反应，间接地证实了中微子的存在．（1）中微子与水中的11H发生核反应，产生中子(01n)和正电子(＋10e)，即中微子＋11H―→01n＋＋10e

可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是________．（3分）(填写选项前的字母)A．0和0

B．0和1C．1和0

D．1和1（2）上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子(γ)，即

＋10e＋－10e―→2γ.

已知正电子和电子的质量都为9.1×10－31kg，反应中产生的每个光子的能量约为____

____J．（4分）

普朗克常量为h=6.63×10－34J·s

1u质量对应的能量为931.5MeV参考答案：10.）一束细光束由真空沿着径向射入一块半圆柱形透明体，如图（a）所示，对其射出后的折射光线的强度进行记录，发现折射O

光线的强度随着θ的变化而变化，如图（b）的图线所示.此透明体的临界角为

▲，折射率为

▲

.参考答案：60°（2分），（11.（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）12.重为500N的物体放在水平地面上，与地面的滑动摩擦因数为μ=0.2，在大小为F=500N，方向与水平面成α=37°斜向上的拉力作用下前进l=10m．在此过程中力F做功为

J，摩擦力做功为 J．参考答案：13.（8分）质量为1．0kg的物体放在可绕竖直轴转动的水平圆盘上，物体与转轴间用轻弹簧相连．物体与转盘间最大静摩擦力是重力的0．2倍，弹簧的劲度系数为600N／m，原长为4cm，此时圆盘处于静止状态，如图2—13所示．圆盘开始转动后，要使物体与圆盘保持相对静止，圆盘的最大角速度=

(2)当角速度达到2ω0时，弹簧的伸长量X=

．(g取10m／s2)参考答案：三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图．（1）平衡小车所受阻力的操作：取下

，把木板不带滑轮的一端垫高；接通电火花计时器电源，轻推小车，让小车拖着纸带运动．如果打出的纸带如图2所示，则应

（选填“减小”或“增大”）木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹

为止．（2）图3为研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量的关系”时所得的实验图象，横坐标m为小车上砝码的质量．设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿第二定律成立，则小车受到的拉力为

，小车的质量为

．参考答案：①砝码；减小；间隔相等；②；．【考点】验证牛顿第二运动定律．【分析】平衡摩擦力的标准为小车可以匀速运动，打点计时器打出的纸带点迹间隔均匀，根据牛顿第二定律写出与小车上砝码质量m的表达式，然后结合斜率与截距概念求解即可．【解答】解：①平衡摩擦力时，应不挂砝码，打出的纸带如图b所示说明小车加速运动，故应减小倾角，直到纸带上打出的点迹间隔相等（均匀）为止．②设小车的质量为m'，则有F=（m+m'）a，变形得=，所以﹣m图象的斜率为=k，所以作用力，﹣m图象的截距为=b，所以．故答案为：①砝码；减小；间隔相等；②；．15.（实验）（2012春?江西期末）某同学利用图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律．物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上（尚未到达滑轮处）．从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图议所示．打点计时器电源的频率为50Hz．①通过分析纸带数据，可判断物块在相邻计数点6和7之间某时刻开始减速．②计数点5对应的速度大小为1.00m/s，计数点6对应的速度大小为1.20m/s．（保留三位有效数字）．③物块减速运动过程中加速度的大小为a=2.00m/s2．参考答案：①6；7；②1.00；1.20；③2.00解：①从纸带上的数据分析得知：在点计数点6之前，两点之间的位移逐渐增大，是加速运动，在计数点7之后，两点之间的位移逐渐减小，是减速运动，所以物块在相邻计数点6和7之间某时刻开始减速；②v5==1.00m/s，，解得：v6=1.20m/s③由纸带可知，计数点7往后做减速运动，根据作差法得：a==﹣2.00m/s2．所以物块减速运动过程中加速度的大小为2.00m/s2故答案为：①6；7；②1.00；1.20；③2.00四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图，容积为的容器内充有压缩空气。容器与水银压强计相连，压强计左右两管下部由软胶管相连。气阀关闭时，两管中水银面同高，左管中水银面上方到气阀之间空气的体积为。打开气阀，左管中水银下降；缓慢地向上提右管，使左管中水银面回到原来高度，此时右管与左管中水银面的高度差为h。已知水银的密度为，大气压强为，重力加速度为g；空气可视为理想气体，其温度不变。求气阀打开前容器中压缩空气的压强P1。

参考答案：解析：由玻马定律得

求出：17.如图，一平行板电容器的两个极板竖直放置，在两极板间有一带电小球，小球用一绝缘清线悬挂于O点。现给电容器缓慢充电，使两级板所带电荷量分别为﹢Q和﹣Q，此时悬线与竖直方向的夹角为π/6。再给电容器缓慢充电，直到悬线和竖直方向的夹角增加到π/3，且小球与两极板不接触。求第二次充电使电容器正极板增加的电荷量。参考答案：第一次充电后，设电容器的电容为C，则第一次充电Q后，电容器两极板间电势差，两板间为匀强电场，场强，设电场中小球带电量为q，则所受电场力小球在电容器中受重力，电场力和拉力平衡，由平衡条件有：综合以上各式得：第二次充电后，电容器带电量为Q',同理可得：解得：所以18.2013年雾霾天气在我国影响范围广、持续时间长、污染浓度高，空气质量下架，引起了国内外的广泛关注．雾是由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成，是使能见度降低到1千米以内的自然现象．如图所示在雾霾的天气中有一艘质量为m=500t的轮船从某码头由静止启航做直线运动，并保持发动机的输出功率等于额定功率不变，经t0=10min后达到最大行驶速度vm=20m/s，雾也恰好散开，此时船长突然发现航线正前方s0=480m处有一只拖网渔船正以v=5m/s的速度沿垂直航线方向匀速运动，此时渔船船头恰在此时位于轮船的航线上．船长立即下令采取制动措施，附加了F=1.0×105N的制动力，结果轮船到达渔船的穿越点时，渔船的拖网也刚好穿过航线，避免了事故的发生．已知渔船连同拖网共长L=200m，轮船航行过程中所受的阻力恒定，试求：（1）轮船减速时的加速度（2）轮船的额定功率（3）发现渔船时轮船已离开码头的距离．参考答案：【考点】：功率、平均功率和瞬时功率；牛顿第二定律．【专题】：功率的计算专题．【分析】：（1）先求出渔船通过的时间，轮船运动的时间等于渔船运动的时间，根据位移时间公式即可求得加速度；（2）根据牛顿第二定律求出轮船所受阻力，最大速度行驶时，牵引力等于阻力，再根据功率P=Fvm求出功率；（3）从开始运动到看到渔船的过程中运用动能定理即可解题．：解：（1）渔船通过的时间为：t=由运动学公式有：，得：=﹣0.4m/s2（2）轮船做减速运动时，由牛顿第二定律得：﹣（F+Ff）=ma

解得：Ff=1.0×105N