辽宁省沈阳市实验中学中外友好合作学校2021年高三物理下学期期末试卷含解析

辽宁省沈阳市实验中学中外友好合作学校2021年高三物理下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.如图所示表示撑杆跳运动的三个阶段：助跑、撑杆起跳、越横杆，其中发生了弹性势能与重力势能转化的阶段是A．只有助跑阶段

B．只有撑杆起跳阶段C．只有越横杆阶段

D．撑杆起跳阶段与越横杆阶段参考答案：B2.有一个消毒用电器P，电阻为20kΩ，它只有在电压高于24V时才能工作。今用一个光敏电阻R1对它进行控制，光敏电阻在光照时为100Ω，黑暗时为1000Ω。电源电动势E为36V，内阻不计，另有一个定值电阻R2，电阻为1000Ω。下列电路电键闭合后能使消毒用电器在光照时正常工作，黑暗时停止工作的是参考答案：C3.（单选）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为4:1；电压表和电流表均为理想电表，原线圈接如图乙所示的正弦交流电，图中R′为热敏电阻（温度升高时其电阻减小），R为定值电阻．下列说法正确的是(

)A．原线圈两端电压的瞬时值表达式为VB．变压器原线圈的输入功率和副线圈的输出功率之比为1:4C．R′处温度升高时，电流表的示数变大，电压表V2的示数变大，D．电压表V2的示数为9V参考答案：D4.某物体做直线运动的v一t图象，如图2所示。根据图象提供的信息可知，该物体

A．在0～4s内与4—6s内的平均速度相等

B．在0～4s内的加速度大于7—8s内的加速度C．在4s末离起始点最远D．在6s末离起始点最远

参考答案：D5.（多选）在力学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是A.伽利略发现了行星运动的规律B.卡文迪许通过实验测出了引力常量C．牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因D．笛卡尔对牛顿第一定律的建立做出了贡献参考答案：BD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量__________(选填“越大”或“越小”)。已知氢原子的基态能量为E1(E1<0)，电子质量为m，基态氢原子中的电子吸收一频率为γ的光子被电离后，电子速度大小为___________(普朗克常量为h).参考答案：解析：频率为ν的光子的能量E=hν．氢原子中的电子离原子核越远，则能级越高，氢原子能量越大．基态中的电子吸收一频率为γ的光子后，原子的能量增大为E=E1+hν电子发生电离时其电势能为0，动能为mv2；故有E=0+mv2；

所以有E1+hν=mv2；则v=7.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。8.物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数。实验装置如图，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮，木板上有一滑块，其一端与

电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过定滑轮的细线与托盘连接。打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz。开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点。

（1）下图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如下图所示。根据图中数据计算的加速度a=

（保留三位有效数字）。（2）为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有

。（填入所选物理量前的字母）

A．木板的长度

B．木板的质量m1

C．滑块的质量m2

D．托盘和砝码的总质量m3

E．滑块运动的时间t

（3）滑块与木板间的动摩擦因数

（用被测物理量的字母表示，重力加速度为g）。与真实值相比，测量的动摩擦因数

（填“偏大”或“偏小”）。参考答案：9.为了探究加速度与力的关系，某同学设计了如图所示的实验装置，带滑轮的长木板水平放置，板上有两个光电门相距为d，滑块通过细线与重物相连，细线的拉力F大小等于力传感器的示数．让滑块从光电门1由静止释放，记下滑到光电门2的时间t，改变重物质量来改变细绳拉力大小，重复以上操作5次，得到下列表格中5组数据．

(1)若测得两光电门之间距离为d=0．5m，运动时间t=0．5s，则a=

☆

m/s2；(2)依据表中数据在坐标纸上画出a-F图象．(3)由图象可得滑块质量m=

☆

kg，滑块和轨道间的动摩擦因数=☆

.g=10m／s2)参考答案：10.如图所示，放置在竖直平面内的圆轨道AB，O点为圆心，OA水平，OB竖直，半径为m。在O点沿OA抛出一小球，小球击中圆弧AB上的中点C，vt的反向延长线与OB的延长线相交于D点。已知重力加速度g=10m/s2。小球运动时间为_________，OD长度h为_________。参考答案：s，2m11.如图所示，水平平行线代表电场线，但未指明方向，带电量为10-8C的正电微粒，在电场中只受电场力的作用，由A运动到B，动能损失2×10-4J，A点的电势为-2×103V，则微粒运动轨迹是虚线______（填“1”或“2”），B点的电势为_________V．

参考答案：

2

，

1.8×10412.用M表示地球质量，R表示地球半径，T表示地球自转周期，G表示万有引力常量，则地面上物体的重力加速度为g=

，地球同步卫星的轨道高度为h=

．参考答案：；﹣R．【考点】同步卫星．【分析】根据已知量，地球表面的物体受到的重力等于万有引力可求出近地轨道处的重力加速度；地球的同步卫星的万有引力提供向心力，可以求出地球同步卫星的高度．【解答】解：地球表面的物体受到的重力等于万有引力，有：=mg

解得：g=，地球的同步卫星的万有引力提供向心力：=m解得：r=那么地球同步卫星的轨道高度为：h=﹣R；故答案为：；﹣R．13.一个质量为M=3kg的木板与一个轻弹簧相连，在木板的上方有一质量m为2kg的物块，若在物块上施加一竖直向下的外力F，此时木板和物块一起处于静止状态，如图所示。突然撤去外力，木板和物块一起向上运动0.2m时，物块恰好与木板分离，此时木板的速度为4m/s，则物块和木板分离时弹簧的弹力为________N，木板和物块一起向上运动，直至分离的过程中，弹簧弹力做的功为________J。参考答案：０

N；

５０

J。三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图甲所示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可以验证机械能守恒定律。某同学设计了图乙装置来完成同样的实验。(1)下列关于图乙装置的说法中，能减小实验误差的是(

▲

)A．用夹子夹住纸带上端避免手提纸带因抖动而造成摩擦的增大B．用复夹和铁架台台面固定住打点计时器能使装置更加稳定C．选用重锤连接纸带要比用夹子和重物连接纸带下落时阻力小D．用图乙方式可以节省纸带，让点迹更为密集

(2)图丙是某次实验所得到的一条点迹较为清晰的纸带的一段，经过测量计算后，某同学画出了如图丁所示的E—h图线，则他所画图线选取的零势能点为图丙中打点计时器打下

▲

(选填“1点”或“11点”)时物体所在的位置，图丁中表示动能随高度变化的曲线为

▲

(选填“图线A”或“图线B”)，

(3)图丁中的h1=58.5mm和h2=390.0mm两处机械能E1与E2大小关系为E1

▲

E2(选填“大于”、“等于”或“小于”)。参考答案：15.用如图甲所示的实验装置来验证牛顿第二定律，为消除摩擦力的影响，实验前必须平衡摩擦力．（1）某同学平衡摩擦力时是这样操作的：将小车静止地放在水平长木板上．把木板不带滑轮的一端慢慢垫高，直到小车由静止开始沿木板向下滑动为止．请问这位同学的操作是否正确？答：该同学的操作不正确，正确的操作应该为给小车一个初速度，小车能够带动纸带匀速下滑．（2）如果这位同学按正确方法平衡好了摩擦力，然后不断改变对小车的拉力F，他得到在M（小车质量）保持不变情况下的a﹣F图线是图乙中的A（将选项代号的字母填在横线上）．参考答案：考点：验证牛顿第二运动定律．版权所有专题：实验题；牛顿运动定律综合专题．分析：（1）小车由静止下滑，说明重力沿斜面的分力大于摩擦力，因此平衡过度，当小车带动纸带匀速下滑时说明平衡摩擦力；（2）根据牛顿第二定律有：F=ma，因此若正确操作，平衡摩擦力后a﹣F图象应该是过原点的直线．解答：解：（1）小车由静止下滑，说明重力沿斜面的分力大于摩擦力，因此平衡过度，所以该同学的操作不正确，正确的操作应该为给小车一个初速度，小车能够带动纸带匀速下滑．（2）如果这位同学正确的平衡摩擦力，则根据牛顿第二定律有：F=ma，因此a﹣F图象应该是过原点的直线，故BCD错误，A正确．故选：A．故答案为：（1）该同学的操作不正确，正确的操作应该为给小车一个初速度，小车能够带动纸带匀速下滑；（2）A．点评：在“验证牛顿第二定律”的实验用控制变量法，本实验只有在满足平衡摩擦力和小车质量远大于钩码质量的双重条件下，才能用钩码重力代替小车所受的合力，同时加强基础物理知识在实验中的应用，加强解决实验问题的能力．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.在真空中，原来静止的原子核在进行衰变，放出粒子的动能为E0，假设衰变后产生的新核用字母Y表示，衰变时产生的能量全部以动能形式释放出来，真空中的光速为c，原子核的质量之比等于质量数之比，原子核的重力不计。

①写出衰变的核反应方程；

②求衰变过程中总的质量亏损。参考答案：(2)(9分)①衰变的核反应方程：②根据动量守恒定律

E=

2×4m0E0=2(a-4)m0Ey

Ey=E0

Ek=E0+Ey=E0

Ek=△mC2

△m=17.将一质量为的小球从地面以的速度竖直向上抛出，物体落回地面时速度大小，若小球运动中受到的空气阻力大小恒定，取g=10m/s2.求：（1）小球从抛出到落回抛出点的过程中克服阻力所做的功；（2）小球受到的阻力的大小；（3）若以地面为零势面，试求小球动能和重力势能相等时距地面的高度.参考答案：

【知识点】动能定理、功和能的关系。E2、E6。10.【答案解析】(1)由动能定理：，带入数据可得：J；（2）设小球上升的最大高度为h，用表示小球所受的阻力，对小球上升和下落过程分别运用动能定理：，由以上两式可得：，带入数据可得：；（3）设小球上升过程中重力势能和动能相等时距地面高度为，下落过程中重力势能和动能相等时距地面高度为，则由功能关系：，解得，解得【思路点拨】求解本题的关键是物体状态的选取，各力作什么功，然后由动能定理列式求解要求的物理量；第3问在列式时不要漏掉了阻力，若漏掉，就会得出错误的答案。18.如图所示的直角坐标系第、象限内存在方向向里的匀强磁场，磁感应强度大小B=0.5T，处于坐标原点O的放射源不断地放射出比荷C/kg的正离子，不计离子之间的相互作用。⑴求离子在匀强磁场中运动周期；⑵若某时刻一群离子自原点O以不同速率沿x轴正方向射出，求经过s时间这些离子所在位置构成的曲线方程；⑶若离子自原点O以相同的速率v0=2.0×106m/s沿不同方向射入第象限，要求这些离子穿过磁场区域后都能平行于y轴并指向y轴正方向运动，则题干中的匀强磁场区域应怎样调整（画图说明即可）？并求出调整后磁场区域的最小面积。参考答案：⑴根据牛顿第二定律

有

２分

运动周期

２分⑵离子运动时间

２分根据左手定则，离子沿逆时针方向作半径不同的圆周运动，转过的角度均为

１分这些离子所在位置均在过坐标原点的同一条直线上，该直线方程

２分⑶离子自原