2021年山西省运城市体育中学高三物理期末试卷含解析

2021年山西省运城市体育中学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.（多选）.如图所示的变压器，接如图甲所示的交流电时.灯泡正常发光，电容器能正常工作.现将电源换成如图乙所示的交流电.则(

)A.由于乙交变电流的周期变短，因此灯泡比第一次亮B.由于乙的频率比甲的大，因此电容器有可能被击穿C.无论接甲，还是接乙电源，若滑动触头P向上移动.灯泡都变暗D.若将原线圈n1的匝数增加，灯泡消耗的功率将变小参考答案：CD2.“自由落体”演示实验装置如图所示，当牛顿管被抽成真空后，将其迅速倒置，管内两个轻重不同的物体从顶部下落到底端，下列说法正确的是（）A．真空环境下，物体的重力变为零B．重的物体加速度大C．轻的物体加速度大D．两个物体同时落到底端参考答案：D【考点】自由落体运动．【分析】轻重不同的物体在真空管中，不受阻力，做自由落体运动．根据h=比较运动的时间．【解答】解：真空中轻重不同的两物体均做自由落体运动，加速度相同，均为g，高度相同，根据h=知，运动时间相等，即两个物体同时落地．故D正确，A、B、C错误．故选：D．3.（单选）如图，一滑块从固定斜面上匀速下滑，取斜面底为零势面，能正确描述滑块的动能Ek、势能EP、机械能E、下滑位移S与时间t关系的是（）A．B．C．D．参考答案：考点：机械能守恒定律．专题：机械能守恒定律应用专题．分析：对物体受力分析，受重力、支持力、拉力和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律列式求解加速度，然后推导出位移和速度表达式，再根据功能关系列式分析．解答：解：A、物体匀速下滑，动能不变，动能不随时间变化，故A错误；B、重力势能：EP=mgh=mg（H﹣s）?sinθ=mg（H﹣vt）?sinθ，随时间增加，重力势能与t是一次函数关系，故B正确；C、物体匀速下滑，要克服阻力做功，机械能减少，故C错误；D、物体做匀速直线运动，位移：s=vt，s与t成正比，故D正确；故选：BD．点评：本题关键明确物体的运动规律，然后根据功能关系得到表达式分析图象．4.介子衰变的方程为，其中介子和介子带负的元电荷e，π0介子不带电．如图所示，两匀强磁场方向相同，以虚线MN为理想边界，磁感应强度分别为B1、B2．今有一个介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场B1中，其轨迹为圆弧AP，P在MN上，在P点时的速度为v，方向与MN垂直．在P点该介子发生了上述衰变．衰变后产生的介子沿v反方向射出，其运动轨迹为如图虚线所示的“心”形图线．则以下说法正确的是A．介子的运行轨迹为PENCMDPB．介子运行一周回到P用时为C．B1＝4B2D．π0介子做匀速直线运动参考答案：BD解析：根据左手定则可知介子的运行轨迹为PDMCNEP，所以A选项错误；在磁场B1中的半径，在磁场B2中的半径，由图可知r2=2r1，所以B1=2B2，所以C选项错误；介子运行一周回到P用时为，所以B选项正确；π0介子不带电，将做匀速直线运动，故D正确。5.如图，一人站在斜坡上，推着一个重力大小为G的大雪球，若雪球刚好处在一处倾角为θ的光滑斜面上，且始终处于静止状态，此人的推力通过雪球的球心，则（）A．此人的推力最小值为Gtanθ B．此人的推力最小值为GsinθC．此人的推力最大值为D．此人的推力最大值为Gcosθ参考答案：B【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．【分析】对雪球进行受力分析，运用作图法，确定什么条件下此人的推力最小，并求出最小值．【解答】解：A、B、以雪球为研究对象，分析受力情况：受重力G、推力F和斜面的支持力FN，作出F和FN的合力示意图，由平衡条件知，F和FN的合力与重力G大小相等，方向相反，作出推力在三个不同方向时力的合成图，根据数学知识得知，当F⊥FN时，F有最小值，而且最小值为Fmin=Gsinθ．故A错误，B正确；C、D、由图，从理论上讲，只要人能平衡，推力可以取任意值，没有最大，只有更大，故C错误，D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.如图所示实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素，其中电容器左侧极板和静电计外壳接地，电容器右侧极板与静电计金属球相连．（1）使电容器带电后与电源断开①将左极板上移，可观察到静电计指针偏转角变大（选填变大，变小或不变）；②将极板间距离减小时，可观察到静电计指针偏转角变小（选填变大，变小或不变）；③两板间插入一块玻璃，可观察到静电计指针偏转角变小（选填变大，变小或不变）；④由此可知平行板电容器的电容与两板正对面积、两板距离和两板间介质有关有关．（2）下列关于实验中使用静电计的说法中正确的有AA．使用静电计的目的是观察电容器电压的变化情况B．使用静电计的目的是测量电容器电量的变化情况C．静电计可以用电压表替代D．静电计可以用电流表替代．参考答案：考点：电容器的动态分析．专题：电容器专题．分析：（1）抓住电容器的电荷量不变，根据电容的决定式C=判断电容的变化，结合U=判断电势差的变化，从而得出指针偏角的变化．（2）静电计可测量电势差，根据指针张角的大小，观察电容器电压的变化情况．静电计与电压表、电流表的原理不同，不能替代．解答：解：（1）①根据电容的决定式C=知，上移左极板，正对面积S减小，则电容减小，根据U=知，电荷量不变，则电势差增大，指针偏角变大．②根据电容的决定式C=知，将极板间距离减小时，电容增大，根据U=知，电荷量不变，则电势差减小，指针偏角变小．③根据电容的决定式C=知，两板间插入一块玻璃，电容增大，根据U=知，电荷量不变，则电势差减小，指针偏角变小．④由此可知平行板电容器的电容与两板正对面积、两板距离和两板间介质有关；（2）A、B、静电计可测量电势差，根据指针张角的大小，观察电容器电压的变化情况，无法判断电量的变化情况．故A正确，B错误．C、D、静电计与电压表、电流表的原理不同，不能替代．电流表、电压表线圈中必须有电流通过时，指针才偏转．故CD错误．故选：A．故答案为：（1）变大，变小，变小，两板正对面积、两板距离和两板间介质有关；（2）A．点评：解决本题的关键知道静电计测量的是电容器两端的电势差，处理电容器动态分析时，关键抓住不变量，与电源断开，电荷量保持不变，结合电容的决定式和定义式进行分析．7.如图所示是一定质量的理想气体由状态A经过状态B变为状态C的V-T图象．已知气体在状态A时的压强是1.5×105Pa．试分析：①根据图象提供的信息，计算气体在图中A点时温度TA=

K，及C点时压强pC=

Pa；②由状态A变为状态B的过程中，气体对

(选填“内”或“外”)做功；由状态B变为状态C的过程中，气体

(选填“吸收”或“放出”)热量；由状态A变为状态C的过程中，气体分子的平均动能

(选填“增大”、“减小”或“不变”)．参考答案：8.如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，A、B、C是x轴上的三点。已知波长大于3m且小于5m，周期T＝0.1s，AB＝5m。在t＝0时刻，波恰好传播到了B点，此时刻A点在波谷位置。经过0.5s，C点第一次到达波谷，则这列波的波长为__________m，AC间的距离为__________m。参考答案：

答案：4；24

9.如图所示，在竖直平面内存在着若干个无电场区和有理想边界的匀强电场区，两区域相互间隔，竖直高度均为h，电场区域水平方向无限长，每一电场区域场强的大小均为E，且E=mg/q，场强的方向均竖直向上。一个质量为m，带正电的、电荷量为q的小球（看作质点），从第一无电场区域的上边缘由静止下落，不计空气阻力。则小球从开始运动到刚好离开第n个电场区域的过程中，在无电场区域中所经历的时间为__________，在第n个电场区域中所经历的时间为________。参考答案：，10.一条细线下面挂一小球，让小角度自由摆动，它的振动图像如图所示。根据数据估算出它的摆长为________m，摆动的最大偏角正弦值约为________。参考答案：11.T14列车时刻表停靠站到达时间开车时间里程（千米）上海－18︰000蚌埠22︰2622︰34484济南03︰1303︰21966北京08︰00－1463（2分）第四次提速后，出现了“星级列车”。从其中的T14次列车时刻表可知，列车在蚌埠至济南区间段运行过程中的平均速率为

千米/小时。参考答案：答案：103.6612.某实验小组设计了“探究加速度与合外力关系”的实验，实验装置如图所示。已知小车的质量为500克，g取10m/s2，不计绳与滑轮间的摩擦。实验步骤如下：（1）细绳一端系在小车上，另一端绕过定滑轮后挂一个小砝码盘。（2）在盘中放入质量为m的砝码，用活动支柱将木板固定有定滑轮的一端垫高，调整木板倾角，恰好使小车沿木板匀速下滑。（3）保持木板倾角不变，取下砝码盘，将纸带与小车相连，并穿过打点计时器的限位孔，接通打点计时器电源后，释放小车。（4）取下纸带后，在下表中记录了砝码的质量m和对应的小车加速度a。（5）改变盘中砝码的质量，重复（2）（3）步骤进行实验。实验次数1234567m/kg0.020.040.050.060.070.080.101.401.792.012.202.382.613.02

①在坐标纸上作出图象。②上述图象不过坐标原点的原因是：

。

③根据（1）问中的图象还能求解哪些物理量？其大小为多少？

。④你认为本次实验中小车的质量是否要远远大于砝码的质量：

（选填“是”或“否”）。参考答案：13.某同学为了探究“恒力做功与物体动能变化的关系”，他设计了如下实验：他的操作步骤是：①安装好实验装置如图。②将质量为200g的小车拉到打点计时器附近，并按住小车。③在质量为10g、30g、50g的三种钩码中，他挑选了一个质

量为50g的钩码挂在拉线P上。④先接通打点计时器的电源，后释放小车，打出一条纸带。在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条，经测量、计算，得到如下数据：（g=9.8m/s2）①第一个点到第N个点的距离为40.00cm.②打下第N点时小车的速度大小为1.20m/s。该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力，算出从打下第一点到打下第N点拉力对小车做的功为

J，小车动能的增量为

-----

J。（计算结果保留三位有效数字）

此次实验探究结果的误差很大，显然，在实验探究过程中忽视了某些产生误差的因素。请你根据该同学的实验装置和操作过程帮助他分析一下，造成较大误差的主要原因是：①

②

。参考答案：

①小车质量没有远大于钩码的质量；②没有平衡摩擦力；三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（选修模块3－4）如图所示是一种折射率n=1.5的棱镜用于某种光学仪器中。现有一束光线沿MN的方向射到棱镜的AB界面上，入射角的大小。求光在棱镜中传播的速率及此束光线射出棱镜后的方向（不考虑返回到AB面上的光线）。

参考答案：解析：由得（1分）

由得，（1分）

由＜，可知C＜45°（1分）

而光线在BC面的入射角＞C，故光线在BC面上发生全反射后，垂直AC面射出棱镜。（2分）

15.（10分）如图所示，气缸放置在水平台上，活塞质量为5kg，面积为25cm2，厚度不计，气缸全长25cm，大气压强为1×105pa，当温度为27℃时，活塞封闭的气柱长10cm，若保持气体温度不变，将气缸缓慢竖起倒置．g取10m/s2．

（1）气缸倒置过程中，下列说法正确的是__________A．单位时间内气缸单位面积上气体分子撞击次数增多B．单位时间内气缸单位面积上气体分子撞击次数减少C．吸收热量，对外做功D．外界气体对缸内气体做功，放出热量（2）求气缸倒置后气柱长度；（3）气缸倒置后，温度升至多高时，活塞刚好接触平台(活塞摩擦不计)?参考答案：(1)BC(2)15cm(3)227℃四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示电路中，电源电动势E=10v，内电阻不计，电阻R1=14Ω，R2=6.0Ω，R3=2.0Ω，R4=8.0Ω，R5=10Ω，电容器的电容C=2μF，求：（1）电容器所带的电荷量．并说明电容器哪个极板带正电．（2）若R2突然断路，将有多少电荷量通过R5？电流的方向如何？参考答案：考点：闭合电路的欧姆定律；电容．专题：电容器专题．分析：（1）当电路稳定时，R1与R2串联，R3与R4串联，两条支路并联．R5上没有电流流过．根据欧姆定律求解，结合电路电势关系求出a、b两点间的电势差，即为电容器的电压，再求电量．电势高的极板为正极板，带正电荷（2）R2断路，当再度达到稳定后，电容器电压等于R4两端的电压，根据电容器上电压的变化判断电容器充电或放电，分析通过R5的电荷解答：解：（1）由图可知：UR1：UR2=R1：R2=14：6且UR1+UR2=10V得：UR1=7V，UR2=3V同理可得：UR3=2V，UR4=8V令d点的电势为零电势，即?d=0则有：UR2=?a﹣?d=3V且：UR4=?b﹣?d=8V可知：?a=3V，?b=8V，b点电势高，下极板带正电

Uba=?b﹣?a=5VQ=CUba=2×10﹣6×5=1×10﹣5C；（2）R2断路后：Uab=UR3=2VQ′=CUab=2×10﹣6×2C=4×10﹣6C此时下极板带负电，则流过R5电荷量为：△Q=Q+Q′=1.4×10﹣5C；电流由上到下！答：（1）电容器所带的电荷量为1×10﹣5C，下极板为正；（2）将有1.4×10﹣5C电荷量通过R5，电流由上到下．点评：本题是电路桥式电路，对于电容器，关键求电压．本题电路稳定时，电容器的电压等于电容器这一路同侧两个电阻的电压之差．17.（13分）如图所示，轻杆BC的C点用光滑铰链与墙壁固定，杆的B点通过水平细绳AB使杆与竖直墙壁保持30°的夹角．若在B点悬挂一个定滑轮(不计重力)，某人用它匀速地提起重物。已知重物的质量m＝30kg，人的质量M＝50kg，g取10m/s2，取1.73，求：（1）此时地面对人的支持力；（2）轻杆BC和绳AB所受力的大小．参考答案：18.水上滑梯可简化成如图所示的模型：倾角为θ=37°斜滑道AB和水平滑道BC平滑连接，起点A距水面的高度H=7.0m，BC长d=2.0m，端点C距水面的高度h=1.0m.一质量m