山西省运城市下坪中学2021年高三物理期末试卷含解析

山西省运城市下坪中学2021年高三物理期末试卷含解析一、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，倾角为θ=37°的传送带以速度v1=2m/s顺时针匀速转动。将一块以v2=8m/s的速度从传送带的底端滑上传送带。已知小物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5，传送带足够长，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2，下列说法正确的是（）A.小物块运动的加速度大小恒为10m/s2B.小物块向上运动的时间为0.6sC.小物块向上滑行的最远距离为4mD.小物块最终将随传送带一起向上匀速运动参考答案：C开始时物块相对传送带向上运动,滑动摩擦力沿斜面向下，根据牛顿第二定律可得：，解得：a1=10m/s2。物块速度小于传送带后相对斜面向下运动,滑动摩擦力力沿斜面面向上有：，解得：a2=2m/s2，所以物块运动的加速度大小不是恒为10m/s2，故A错误；两段运动的时分别为：，解得：，又有：，解得：，所以向上运动的总时间为：，故B错误；两端运动的位移分别为：，，小物块向上滑行的最远距离为，故C正确；由上可知小物块先向上减速到零，在向下加速，故D错误。所以C正确，ABD错误。2.如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地。一带电油滴位于容器中的P点且恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离（

）A.带点油滴将沿竖直方向向上运动

B.P点的电势将降低C.带点油滴的电势能将减少

D.若电容器的电容减小，则极板带电量将增大参考答案：B3.放射性元素钚核经过多次α、β衰变后变为铅核，下列说法正确的是

A．共经过了9次α衰变、8次β衰变B．β衰变是由放射性元素的原子的核外电子电离时产生的C．钚核比铅核多22个中子D．放射性元素钚核衰变过程中产生的γ射线常用与金属探伤参考答案：D4.如图9所示，一个小球（视为质点）从H＝12m高处由静止开始通过光滑弧形轨道ab进入半径R＝4m的竖直圆环，圆环轨道的动摩擦因数处处相等，当小球到达圆环轨道的顶点c时对轨道的压力刚好为零；沿cb滑下后进入光滑弧形轨道bd，且到达高度为h的d点时速度为零，则h值可能为（g取10m/s2）（

） A．9m

B．8m

C．10m

D．7m参考答案：A5.如图所示，n=10匝的矩形闭合线圈ABCD在匀强磁场中绕垂直于磁场方向OO＇轴匀速转动。转轴OO＇过AC边和BD边的中点。若从图示位置开始计时，穿过线圈的磁通量Φ随时间t的变化关系可以表示为Φ=0.1cos(10πt)（Wb），时间t的单位为s。已知矩形线圈的电阻为10Ω(取π=3.14，π2=9.86)，则下列说法中正确的是

A．在任意ls时间内，线圈克服安培力所做的功为49.3JB．任意1s时间内，线圈中电流方向改变20次C．电流的有效值为3.14AD．穿过线圈磁通量的最大值为0.1Wb参考答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.

（选修3—3含2—2）（6分）布朗运动是大量液体分子对悬浮微粒撞击的

引起的，是大量液体分子不停地做无规则运动所产生的结果．布朗运动的激烈程度与

和

有关。参考答案：答案：不平衡；微粒的质量；液体的温度．（每空2分）7.用能量为E0的光子照射基态氢原子，刚好可使该原子中的电子成为自由电子，这一能量E0称为氢的电离能．现用一频率为v的光子从基态氢原子中击出一电子（电子质量为m)。该电子在远离核以后速度的大小为

，其德布罗意波长为

（普朗克常全为h)参考答案：

8.某实验小组设计了如图甲所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图线，如图乙所示。

滑块和位移传感器发射部分的总质量m=

kg；滑块和轨道间的动摩擦因数μ=

。（重力加速度g取10m／s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力）参考答案：0.5

0.29.设地球的质量为M，半径为R，则环绕地球飞行的第一宇宙速度v的表达式为______________；某行星的质量约为地球质量的，半径约为地球半径的，那么在此行星上的“第一宇宙速度”与地球上的第一宇宙速度之比为______________（已知万有引力常量为G）。参考答案：v=，/3︰110.某同学利用验证牛顿第二定律的实验装置来验证动能定理。在一端带滑轮的长木板上固定放置两个光电门，其中光电门乙固定在靠近滑轮处，光电门甲的位置可移动。与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间。改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使小车上的遮光片从紧靠光电门甲处由静止开始运动，用米尺测量甲、乙之间的距离s，并记下相应的时间t。测得小车的质量为M，钩码的质量为m，并满足M远远大于m。则：外力对小车做功为W=

，小车动能的增量为△EK=

。（用题中的字母表示）为减小实验误差，你认为实验操作之前必须进行的操作是：

。参考答案：11.如图所示的实验装置可以探究加速度与物体质量．物体受力的关系．小车上固定一个盒子，盒子内盛有沙子．沙桶的总质量（包括桶以及桶内沙子质量）记为m，小车的总质量（包括车．盒子及盒内沙子质量）记为M．（木板上表面光滑）

（1）验证在质量不变的情况下，加速度与合外力成正比：从盒子中取出一些沙子，装入沙桶中，称量并记录沙桶的总重力mg，将该力视为合外力F，对应的加速度a则从打下的纸带中计算得出．多次改变合外力F的大小，每次都会得到一个相应的加速度．本次实验中，桶内的沙子取自小车中，故系统的总质量不变．以合外力F为横轴，以加速度a为纵轴，画出a－F图象，图象是一条过原点的直线．

①a－F图象斜率的物理意义是______________．

②你认为把沙桶的总重力mg当作合外力F是否合理？

答：________．（填“合理”或“不合理”）

③本次实验中，是否应该满足Mm这样的条件？

答：________（填“是”或“否”）；

（2）验证在合外力不变的情况下，加速度与质量成反比：保持桶内沙子质量m不变，在盒子内添加或去掉一些沙子，验证加速度与质量的关系．本次实验中，桶内的沙子总质量不变，故系统所受的合外力不变．用图象法处理数据时，以加速度a为纵横，应该以______倒数为横轴．参考答案：（1）①②合理③否（2）M＋m12.（单选）某同学做了一个小实验：先把空的烧瓶放到冰箱冷冻，一小时后取出烧瓶，并迅速把一个气球紧密地套在瓶颈上，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图所示．这是因为烧瓶里的气体吸收了水的__________，温度__________，体积__________．

参考答案：13.如图为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分，图中背景方格的边长均为5cm，如果取g=10m/s2，那么（1）闪光频率是__________Hz。（2）小球运动中水平分速度的大小是__________m/s。（3）小球经过B点时的速度大小是__________m/s。参考答案：（1）10Hz

（2）1.5m/s

（3）2.5m/s。三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.利用图1所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度。斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动。当带有遮光片的滑块自斜面顶部滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t。改变光电门甲的位置进行多次测量s（mm）180295357425466495t（ms）100180230310370450s/t（m/s）1.801.641.551.371.261.10，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用毫米尺测量甲、乙之间的距离s，记下相应的t值，所得数据如右表所示。完成下列填空和作图：（1）设滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度大小a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度v1、测量值s和t四个物理量之间所满足的关系式是__________________________。（2）根据表中给出的数据，在图2给出的坐标纸上描点画出s/t－t图线（3）由所画出的s/t－t图线，得出滑块加速度的大小a＝______m/s2（保留2位有效数字）。参考答案：.(1

)s=v1t-at2/2

(2)如右图

(3)4.015.打点计时器是高中物理中重要的物理实验仪器，下图中甲、乙两种打点计时器是高中物理实验中常用的，请回答下面的问题

（1）甲图是

打点计时器，电源采用的是

。（2）乙图是

打点计时器，电源采用的是

。（3）某次实验中得到一条纸带，如图所示，从比较清晰的点起，每5个计时点取一个计数点，分别标明0、l、2、3、4……，量得0与1两点间距离x1=30mm，1与2两点间距离x2=36mm，2与3两点间距离x3=42mm，3与4两点间的距离x4=48mm，则小车在打计数点2时的瞬时速度为___________m/s，小车的加速度为___________m/s2。参考答案：（1）电磁，低压交流电4-6V（2）电火花，交流电220V（3）

0.39

；

0.6

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.半径R=4500km的某星球上有一倾角为30o的固定斜面，一质量为1kg的小物块在力F作用下从静止开始沿斜面向上运动，力F始终与斜面平行．如果物块和斜面间的摩擦因数，力F随时间变化的规律如图所示（取沿斜面向上方向为正），2s末物块速度恰好又为0．引力恒量G=6.67×10-11Nm2/kg2．试求：（1）该星球的质量大约是多少？（2）要从该星球上抛出一个物体，使该物体不再落回星球，至少需要多大速度？（计算结果保留二位有效数字）参考答案：17.在xOy平面内，第Ⅲ象限内的直线OM是电场与磁场的边界，0M与x轴负方向成45°角。在x＜0且OM的左侧空间存在着x轴负方向的匀强电场，场强E大小为50N/C；在y＜0且OM的右侧空间存在着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=0.2T。如图所示。一不计重力的带负电的微粒，从坐标原点O沿y轴负方向以v0=4×103m/s的初速度进入磁场，已知微粒的电荷量q=-4×10-18C，质量m=1×10-24kg，求：

（1）带电微粒第一次经过电、磁场边界OM的坐标；（2）带电微粒离开电、磁场时的位置的坐标；（3）带电微粒在电、磁场区域运动的总时间。

参考答案：见解析解：(1)第一次经过磁场边界上的A点，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律得：qv0B＝m

解得：r＝＝5×10－3m

（2分）A点位置坐标为(－5×10－3m，－5×10－3m)

（2分）经过磁场边界时速度方向与OM夹角为450；与电场平行。

（1分）(2)微粒从C点沿y轴正方向进入电场，做类平抛运动a＝，解得：a＝2.0×108m/s2

（1分）Δx＝at＝2r

解得：t1＝1×10－5s

（2分）Δy＝v0t1

代入数据解得Δy＝0.04m

（1分)y＝Δy－2r＝(0.04－2×5×10－3)m＝3.0×10－2m

（2分）离开电、磁场时的位置D的坐标为(0,3.0×10－2m)

（1分）(3)带电微粒在磁场中运动的周期T＝在磁场中运动的时间t2＝tOA＋tAC＝T＋T代入数据解得：t2＝T＝s

（2分）带电微粒第一次进入电场中做直线运动的时间t3＝2＝4.0×10－5s

（2分）带电微粒在电、磁场区域运动的总时间t＝t1＋t2＋t3＝s

（2分）18.有人设计了一种带电颗粒的速率分选装置，其原理如题23图所示。两带电金属板间有匀强电场，方向竖直向上，其中PQNM矩形区域内还有方向垂直纸面向外的匀强磁场。一束比荷（电荷量与质量之比）均为l/k的带正电颗粒，