广东省肇庆市石咀中学2021年高三物理期末试题含解析

广东省肇庆市石咀中学2021年高三物理期末试题含解析一、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.如图所示，质量分别为M和m的两物块与竖直轻弹簧相连，在水平面上处于静止状态，现将m竖直向下压缩弹簧一段距离后由静止释放，当m到达最高点时，M恰好对地面无压力．已知弹簧劲度系数为k，弹簧形变始终在弹性限度内，重力加速度为g，则（）A．当m到达最高点时，m的加速度为(1+)gB．当m到达最高点时，M的加速度为gC．当m速度最大时，弹簧的形变最为D．当m速度最大时，M对地面的压力为Mg参考答案：A【考点】牛顿第二定律；力的合成与分解的运用．【分析】当m到达最高点时，M恰好对地面无压力．此时M受到的弹簧的拉力等于M的重力，在对m受力分析，根据牛顿第二定律求得加速度，当m速度最大时，m的加速度为0，即可判断【解答】解：A、当弹簧处于伸长至最长状态时，M刚好对地面没有压力，可知弹簧对M的拉力为Mg，所以弹簧对m的作用力也是Mg，所以m的加速度为：．故A正确；B、当弹簧处于伸长至最长状态时，M刚好对地面没有压力，可知弹簧对M的拉力为Mg，M受到的合力为零，加速度为零，故B错误；C、由题可知开始时弹簧对m的弹力大于m的重力，m向上做加速运动，当弹簧的弹力小于m的重力时，m做减速运动，所以弹簧中弹力等于Mg时此时M有最大速度，由胡克定律得：mg=kx，得：x=．故C错误；D、对M受力分析FN+kx﹣Mg=0，解得FN=Mg﹣mg．故D错误．故选：A2.（单选）如图是一质点做直线运动的v—t图像。在0—8s过程中A.

第1个2s内的位移和第4个2s内的位移相同 B.

第4s末与第6s末的位置相同C.

第5s内的加速度与第6s内的加速度方向相反D.

前4s的平均速度与后4s的平均速度相同参考答案：B解析：A、由图看出，物体在0～2s内沿正方向运动，6s～8s内沿负方向运动，故位移方向一定不同．故A错误；B、从开始计算，根据图像与坐标轴围成的面积表示位移，前4s的位移，前6s的位移，第4s末与第6s末的位置相同，故B正确；C、根据斜率表示加速度，前2s加速度为正，4-6s加速度为负方向，故C错误；D、前4s平均速度，4-8s位移为，所以平均速度，故D错误，故选B3.如图所示，甲、乙两物块用跨过定滑轮的轻质细绳连接，分别静止在斜面AB、AC上，滑轮两侧细绳与斜面平行。甲、乙两物块的质量分别为m1、m2。AB斜面粗糙，倾角为，AC斜面光滑，倾角为，不计滑轮处摩擦，则以下分析正确的是A．若，则甲所受摩擦力沿斜面向上B．若在乙物块上面再放一个小物块后，甲、乙仍静止，则甲所受的摩擦力一定变小C．若在乙物块上面再放一个小物块后，甲、乙仍静止，则甲所受的拉力一定变大D．若在甲物块上面再放一个小物块后，甲、乙仍静止，则甲所受拉力一定变大参考答案：AC由力的平衡知识可得，若，则甲物体有沿斜面向下运动的趋势，故甲所受静摩擦力方向沿斜面向上，A正确；在乙物块上面再放一个小物块后，相当于增大m2，由于开始时甲所受静摩擦力的方向不确定，则f的大小变化不确定，可能增大也可能减小，B错误；隔离乙物体分析可知，甲所受拉力即绳上的拉力等于乙物体重力沿斜面方向的分力的大小，故选项C正确D错误。4.一定质量的理想气体从某一状态开始，先发生等容变化，接着又发生等压变化，能正确反映该过程的图像为下列图中的

（

）参考答案：A5.如右图所示，水平传送带A、B两端点相距x=4m,以υ0=2m/s的速度（始终保持不变）顺时针运转今将一小煤块（可视为质点）无初速度地轻放至A点处，已知小煤块与传送带间的动摩擦因数为0.4，g取10m/s2由于小煤块与传送带之间有相对滑动，会在传送带上留下划痕，则小煤块A运动到B的过程中（

）

A.小煤块从A运动到B的时间是

B.划痕长度是0.5mC.小煤块从A运动到B的时间是2.5S

D.划痕长度是4m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.如图所示，匀强磁场竖直向上穿过水平放置的金属框架，框架宽L，足够长且电阻不计，右端接有电阻R。磁场的磁感强度为B。一根质量为m，电阻不计的金属棒以v0的初速沿框架向左运动。棒与框架间的动摩擦因数为μ。测得棒在整个运动过程中，通过电阻的电量为q，则棒能运动的距离为______________，电阻R上消耗的电能为______________。

参考答案：，

7.质量为m=60kg的人站在质量为M=100kg的小车上，一起以v=3m/s的速度在光滑水平地面上做匀速直线运动．若人相对车以u=4m/s的速率水平向后跳出，则车的速率变为4.5m/s．参考答案：考点：动量守恒定律．专题：动量定理应用专题．分析：首先要明确参考系，一般选地面为参考系．其次选择研究的对象，以小车和车上的人组成的系统为研究对象．接着选择正方向，以小车前进的方向为正方向．最关键的是明确系统中各物体的速度大小及方向，跳前系统对地的速度为v0，设跳离时车对地的速度为v，人对地的速度为﹣u+v．最后根据动量守恒定律列方程求解．解答：解：选地面为参考系，以小车和车上的人为系统，以小车前进的方向为正方向，跳前系统对地的速度为v0，设跳离时车对地的速度为v，人对地的速度为﹣u+v，根据动量守恒定律：（M+m）v0=Mv+m（﹣u+v′），解得：v′=v+u，代入数据解得：v′=4.5m/s；故答案为：4.5．点评：运动动量守恒定律时，一定要注意所有的速度都是相对于同一个参考系，因此该题的难点是人对地的速度为多大．8.如图所示，质量分别为mA、mB的两物块A、B，叠放在一起，共同沿倾角为的斜面匀速下滑，斜面体放在水平地面上，且处于静止状态。则B与斜面间动摩擦因数为

，A所受滑动摩擦力大小为

。参考答案：；以整体为研究对象有：（mA+mB）gsinθ=（mA+mB）gμcosθ，即有gsinθ=μgcosθ，解得μ=；隔离出A来，A所受的静摩擦力与其重力沿斜面的分力大小相等，即f=mAgsinθ。9.如图7甲所示为用打点计时器记录小车运动情况的装置，开始时小车在水平玻璃板上做匀速直线运动，后来在薄布面上做匀减速直线运动，所打出的纸带如图乙所示(附有刻度尺)，纸带上相邻两点对应的时间间隔为0.02s.图7从纸带上记录的点迹情况可知，A、E两点迹之间的距离为________cm，小车在玻璃板上做匀速直线运动的速度大小为________m/s，小车在布面上运动的加速度大小为________m/s2.参考答案：7.20(7.19～7.21均可)；0.90(0.89～0.91均可)；5.0(4.9～5.1均可)10.如图所示，在匀强电场中有a、b、c三点，a、b相距4cm，b、c相距10cm，ab与电场线平行，bc与电场线成60°角．将一个带电荷量为+2×10-8C的电荷从a点移到b点时，电场力做功为4×10-6J．则a、b间电势差为________V，匀强电场的电场强度大小为________V/m，a、c间电势差为________V。参考答案：11.如图，带电量为+q的点电荷与均匀带电薄板相距为2d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。若图中a点处的电场强度为零，根据对称性，带电薄板在图中b点处产生的电场强度大小为＿＿＿＿＿＿，方向＿＿＿＿＿＿。(静电力恒量为k)参考答案：答案：，水平向左(或垂直薄板向左)

12.（选修3—3（含2—2）模块）（6分）某压力锅结构如图所示，盖好密封锅盖，将压力阀套在出气孔上，给压力锅加热，当锅内气体压强达到一定值时，气体就把压力阀顶起．已知大气压强P随海拔高度H的变化满足P=P0(1–aH)，其中常数a＞0，随海拔高度H的增大，大气压强P

（填“增大”、“减小”或“不变”），阀门被顶起时锅内气体压强

（填“增大”、“减小”或“不变”），结合查理定律分析可知，在不同海拔高度使用压力锅，阀门被顶起时锅内气体的温度随着海拔高度的增加而

．（填“升高”、“降低”或“不变”）参考答案：答案：减小（2分）；减小（2分）；降低．（2分）13.某研究性学习小组进行了如下实验：如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个红蜡做成的小圆柱体R。将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与Y轴重合，在R从坐标原点以速度v=3cm/s匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正方向做初速为零的匀加速直线运动。同学们测出某时刻R的坐标为（4，6）,此时R的速度大小为

cm/s，R在上升过程中运动轨迹的示意图是

。（R视为质点）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所示，用包有白纸的质量为1.00kg的圆柱棒替代纸带和重物；蘸有颜料的毛笔固定在电动机的飞轮上并随之匀速转动，以替代打点计时器．烧断悬挂圆柱棒的线后，圆柱棒竖直自由下落，毛笔就在圆柱棒面的纸上画出记号，如图2所示．设毛笔接触棒时不影响棒的运动，测得记号之间的距离依次为26.0mm、50.0mm、74.0mm、98.0mm、122.0mm、146.0mm，由此可验证机械能守恒定律．已知电动机铭牌上标有“1200r/min“字样．根据以上内容固答下列问题：（1）毛笔面相邻两条线的时间间隔T=

．（2）根据图中所给的数据可知：在毛笔面下记号“3“到面下记号“6“的这段时间内，棒的动能的增加量为

J，重力势能的减少量为

．由此可得出的结论是

．（g=9.8m/s2，结果保留三位有效数字）参考答案：（1）0.05（2）2.82

2.88

在误差允许范围内圆柱下落过程中机械能守恒解：（1）毛笔画相邻两条线的时间间隔为电动机的转动周期．已知电动机铭牌上标有“1200r/min”字样，即每秒转20周，所以T=0.05s（2）根据中间时刻的瞬时速度等于该短时间内的平均速度得：3到6之间棒的动能的变化量为△EK=EK6﹣EK3==2.82J根据重力势能的定义式得：重力势能减小量△Ep=mgh=1.0×9.8×（0.122+0.098+0.074）J=2.88J．重力势能减小量略大于3、6之间棒的动能的变化量，所以在误差允许范围内圆柱下落过程中机械能守恒．15.某同学到实验室做《测电源电动势和内阻》的实验时，发现实验台上有以下器材：待测电源(电动势未知，内阻约为2Ω)；一个阻值未知的电阻R0；多用电表一只；电压表两只；电流表一只；滑动变阻器一只；开关一个，导线若干。（1）该同学首先用多用电表粗略测量电源的电压，电表指针和选择开关分别如图所示，则该电表读数为_______V；（2）为较准确地测量该电源的电动势和内电阻并同时测出定值电阻R0的阻值，他设计了如图所示的电路。实验时他用U1、U2、I分别表示电表V1、V2、A的读数，在将滑动变阻器的滑片移动到不同位置时，记录了U1、U2、I的一系列值。并作出下列三幅U～I图线来处理实验数据，从而计算电源电动势、内阻以及定值电阻R0的值。其中，可直接算出电源电动势和内电阻的图是__________，可直接算出定值电阻R0的图是__________。（3）本实验中定值电阻的测量存在误差，造成这一误差的原因是（

）A.由电压表V1、V2分流共同造成B.由电压表V1、V2分流及电流表A分压共同造成C.只由电压表V2分流造成D.由电流表A、滑动变阻器R分压共同造成参考答案：（1）0.15（2）A、C

（3）C四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，水平光滑地面上停放着一辆小车，左侧靠在竖直墙壁上，小车的四分之一圆弧轨道AB光滑，在最低点B与水平轨道BC相切，BC的长度L＝2m，圆弧半径R＝1m，整个轨道处于同一竖直平面内，可视为质点的物块从C点以8m/s初速度向左运动，物块与BC部分的动摩擦因数μ＝0.7，已知物块质量为m＝1kg，小车的质量M＝3.5kg(g＝10m/s2)求：(1)物块到达圆弧轨道最低点B时对轨道的压力及离开B点上升的最大高度．(2)物块滑回B点后再经多长时间离开小车及小车运动的最大速度．参考答案：解：(1)物块由C到B的过程对物块由动能定理得－μmgL＝mv－mv2据牛顿第二定律：FN－mg＝由牛顿第三定律FN＝－FN′，FN′的大小为46N，方向竖直向下．由机械能守恒定律：mgh＝mv，解得：h＝1.8m.(2)设物块滑回B点至轨道末端C处分离用时t，对物块由牛顿第二定律μmg＝ma1对小车有：μmg＝Ma2vBt－a1t2－a2t2＝L解得：t＝s分离时小车速度最大v车＝a2t解得：v车＝1.33m/s.1