山西省陽泉市馬山中學2021年高三物理下學期期末試卷含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.（多選題）如圖所示，定值電阻R0=r（r為電源內阻），滑動變阻器的最大阻值為R（R＞2r），閉合開關S，在滑動變阻器的滑片P由左端a向右端b滑動的過程中，以下說法中正確的是（）A．電容器的帶電荷量變大B．R0消耗的功率變大C．滑動變阻器消耗的功率先變大后變小D．電源的輸出功率變小參考答案：BC【分析】當滑動變阻器滑片P由a端向b端滑動時，電路中總電阻會發生變化，抓住電動勢和內電阻不變，去分析電路中電流和路端電壓如何變化．關于電阻R0上的功率變化，因為R0是定值電阻，只要分析電流如何變化就可得知．分析滑動變阻器上功率的變化，可將R0等效到內電阻中去，根據結論，當外電阻等于內電阻時，輸出功率最大去進行分析．【解答】解：A、滑片P由a端向b端滑動的過程中，R阻值減小，回路總電阻減小，電流增大，路端電壓減小，電容器帶電荷量將減小，故A錯誤；B、由可知定值電阻消耗的功率變大，故B正確；C、將等效成電源內阻的一部分，當時，滑動變阻器消耗的功率最大，可以判斷滑動變阻器消耗的功率先變大后變小，故C正確；D、根據電源輸出功率與外電阻的關系，當時，隨的減小而增大，故D錯誤；故選：BC2.在繞地球做勻速圓周運動的空間站里，有一宇航員手里拿著一個小球，均相對空間站靜止。下列說法正確的是

A．宇航員的速度介于7．9km/s與11．2km/s之間B．宇航員所受地球引力與他在地球表面上所受重力大小相等C．若宇航員相對于空間站無初速度釋放小球，小球將相對空間站靜止不動D．若空間站繞地球做橢圓運動，則小球時而超重，時而失重參考答案：C3.（單選）如圖所示，在粗糙的水平面上，質量分別為和的物塊、用輕彈簧相連，兩物塊與水平面間的動摩擦因數相同。當用水平力作用于上，且兩物塊以相同加速度向左加速運動時，彈簧的伸長量為；當用同樣大小，方向相反的力作用于上，且兩物塊以相同加速度向右加速運動時，彈簧的伸長量為（

）A．

B．

C．

D．動摩擦因數未知，無法求出參考答案：【知識點】牛頓第二定律；胡克定律．B1C2【答案解析】A

解析：當用水平力F作用于A上，且兩物塊以相同加速度向左加速運動時，整體的加速度a=隔離對B分析，根據牛頓第二定律有：F彈-μ?2mg=2ma，解得F彈＝當用同樣大小，方向相反的力作用于B上，整體的加速度a′=隔離對A分析，根據牛頓第二定律有：F彈′-μmg=ma′，解得F彈＝.根據胡克定律得，＝kx，＝kx′，解得x′＝x．故A正確，B、C、D錯誤．故選：A．【思路點撥】對整體分析，根據牛頓第二定律求出整體的加速度，再隔離分析求出彈簧的彈力，結合胡克定律得出彈簧的伸長量．本題考查了牛頓第二定律和胡克定律的綜合運用，關鍵能夠正確地受力分析，運用整體法和隔離法進行求解．4.如圖所示，足夠長的水平傳送帶以速度v沿順時針方向運動，傳送帶的右端與光滑曲面的底部平滑連接，曲面上的A點距離底部的高度h=0.45m．一小物體從A點靜止滑下，再滑上傳送帶，經過一段時間又返回曲面．g取10m/s2，則下列說法正確的是（）A．若v=1m/s，則小物塊能回到A點B．若v=2m/s，則小物塊能回到A點C．若v=5m/s，則小物塊能回到A點D．無論v等于多少，小物塊都不能回到A點參考答案：C【考點】牛頓第二定律；勻變速直線運動的位移與時間的關系．【分析】根據機械能守恒定律求出物體滑到光滑曲面底端時的速度，根據這個速度與傳送帶的大小關系判斷物塊能否回到A點．【解答】解：設物塊滑到曲面底端時速度大小為vB，根據機械能守恒定律得：mgh=得：=A、B若v=1m/s或2m/s，物塊由于受到滑動摩擦力作用，在傳送帶先向左做勻減速運動，接著向右先做勻加速運動，速度與傳送帶相同后做勻速運動，物塊在回到傳送帶右端時速度大小為傳送帶相同，由機械能守恒得知，只有當傳送帶的速度大于等于3m/s時，所以若v=1m/s或2m/s，物塊不能回到A點．故AB錯誤．C、根據運動的對稱性可知，物塊在回到傳送帶右端時速度大小為為3m/s，由機械能守恒得知小物塊能回到A點．故C正確．D、由上可知，D錯誤．故選C5.一單色光照射某金屬時不能產生光電效應，則下述措施中可能使該金屬產生光電效應的是：

（A）延長光照時間．

（B）增大光的強度．

（C）換用波長更短的光照射．

（D）換用頻率較低的光照射．參考答案：C二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如下圖所示，是某次利用氣墊導軌探究加速度與力、質量關系的實驗裝置安裝完畢后的示意圖，圖中A為沙桶和沙砂，B為定滑輪，C為滑塊及上面添加的砝碼，D為紙帶，E為電火花計時器，F為蓄電池、電壓為6V，G是開關，請指出圖中的三處錯誤：(1)______________________________________________________________；(2)______________________________________________________________；(3)______________________________________________________________．參考答案：(1)定滑輪接滑塊的細線應水平(或與導軌平行)(2)滑塊離計時器太遠(3)電火花計時器用的是220V的交流電，不能接直流電7.探究能力是物理學研究的重要能力之一．有同學通過設計實驗來探究物體因繞軸轉動而具有的轉動動能與哪些因素有關。他以圓型砂輪為研究對象，研究其轉動動能與其質量、半徑、角速度等的具體關系。如圖所示，砂輪由動力帶動勻速旋轉，測得其角速度ω，然后讓砂輪脫離動力，用一把彈性尺子與砂輪接觸使砂輪慢慢停下，設尺和砂輪間的摩擦力恒為（轉動過程動能定理也成立。不計轉軸的質量及其與支架間的摩擦）。分別取不同質量、不同半徑的砂輪，使其以不同角速度旋轉的進行實驗，最后得到的數據如下表所示：半徑/cm質量/m0角速度/rad·s-1圈數轉動動能/J4128

41432

42216

44232

81216

161232

(1)根據題給數據計算砂輪的轉動動能Ek，并填在上面的表格里。(2)由上述數據推導出該砂輪的轉動動能Ek與質量m、角速度ω、半徑r的關系式為_____________。參考答案：（1）填空半徑/cm質量/m0角速度/rad·s-1圈數轉動動能/J41286.44143225.64221612.84423225.68121625.6161232102.4（2）

EK=kmω2r2

或者EK=mω2r2。8.（實驗）（2013?朝陽區一模）（2）某學校的學生為了測定物塊與桌面之間的動摩擦因數，想出了很多方法．①其中甲同學采用了如圖4所示的裝置進行實驗，他使物塊在重物的牽引下開始運動，當重物落地后，物塊再運動一段距離停在桌面上．實驗中甲同學用打點計時器記錄了物塊的運動，圖5為他截取的一段紙帶，記錄了物塊做勻減速運動過程的信息，1、2、3、4、5是他選取的計數點，相鄰兩個計數點之間還有四個點未畫出．已知打點計時器電源的頻率為50Hz．根據紙帶可求出物塊做減速運動過程中的加速度大小a=

m/s2（保留兩位有效數字）．若當地的重力加速度大小為9.8m/s2，則物塊與桌面的動摩擦因數μ1=

（保留兩位有效數字），該測量結果比動摩擦因數的真實值

（填“偏大”或“偏小”）．②乙同學采用了如圖6所示的另一套裝置進行實驗，使物塊A位于水平桌面的O點時，重物B剛好接觸地面．將A拉到P點，待B穩定后由靜止釋放，A最終滑到Q點．分別測量OP、OQ的長度h和s．改變h，重復以上的操作，分別測出以下幾組實驗數據．

123456h/cm10.020.030.040.050.060.0s/cm9.512.528.539.048.056.5

乙同學在圖7中已標出第1、2、3、5、6組數據對應的坐標點，請你在圖中標出第4組數據對應的坐標點，并畫出s﹣h關系圖線．實驗中測得A、B的質量之比mA：mB=4：5，則根據s﹣h圖線計算出物塊A與桌面間的動摩擦因數μ2=

．參考答案：①2.0；0.2；偏大．②0.4探究影響摩擦力的大小的因素解：①、由打點計時器電源的頻率為50Hz，相鄰兩個計數點之間還有四個點未畫出，可知相鄰計數點間的時間為T=0.1s，進而由逐差法可得加速度為：物體受摩擦力作用而減速運動，可得：μMg=Ma解得：由于實際在減速階段產生的加速度的力是滑動摩擦力和紙帶受的阻力，所以計算結果比動摩擦因素的真實值偏大．②、如圖：B下落至臨落地時根據動能定理有：在B落地后，A運動到Q，有：解得：A、B的質量之比mA：mB=4：5，在s﹣h圖象上任取一組數據h=10cm，s=9.5cm，代入可以得：．答：①2.0；0.2；偏大．②0.4．9.（4分）為了轉播火箭發射的實況，在發射場建立了發射臺用于發射廣播與電視信號，已知傳播無線電廣播所用的電磁波波長為500m，而傳輸電視信號所用的電磁波波長為0.566m，為了不讓山區擋住信號的傳播，使城市居民能收聽和收看火箭發射的實況，必須通過建在山頂上的轉發站轉發___________（選填：無線電廣播信號或電視信號）。這是因為：________________________________________________。參考答案：答案：電視信號

電視信號的波長短，沿直線傳播，受山坡阻擋，不易衍射10.用如右圖所示裝置來驗證動量守恒定律，質量為mB的鋼球B放在小支柱N上，離地面高度為H；質量為mA的鋼球A用細線拴好懸掛于O點，當細線被拉直時O點到球心的距離為L，且細線與豎直線之間夾角為α；球A由靜止釋放，擺到最低點時恰與球B發生正碰，碰撞后，A球把輕質指示針C推移到與豎直夾角為β處，B球落到地面上，地面上鋪有一張蓋有復寫紙的白紙D，用來記錄球B的落點。用圖中所示各個物理量的符號表示碰撞前后兩球A、B的動量（設兩球A、B碰前的動量分別為pA、pB；碰后動量分別為PA/、PB/，則PA=_________，PA/=_________，PB=_________，PB/

=_________。

參考答案：mA

，mA

，0，11.氫原子的能級如圖所示．氫原子從n=3能級向n=1能級躍遷所放出的光子，恰能使某種金屬產生光電效應，則該金屬的截止頻率為2.9×1015Hz；用一群處n=4能級的氫原子向低能級躍遷時所發出的光照射該金屬，產生的光電子最大初動能為0.66eV（普朗克常量h=6.63×10﹣34J?s，結果均保留2位有效數字）．參考答案：考點：氫原子的能級公式和躍遷．專題：原子的能級結構專題．分析：根據玻爾理論和愛因斯坦光電效應方程，研究該金屬的截止頻率和產生光電子最大初動能的最大值．解答：解：根據玻爾理論得到E3﹣E1=hγ，解得：γ=2.9×1015Hz；從n=4向n=1躍遷所放出的光子照射金屬產生光電子最大初動能最大，根據愛因斯坦光電方程有：Ek=（E4﹣E1）﹣hγ得：Ek=0.66eV；故答案為：2.9×1015，0.66．點評：本題是選修部分內容，在高考中，選修部分的試題難度不大，只要立足課本，緊扣考綱，掌握基本知識和基本原理，就能取得高分．12.如圖所示，從傾角為θ的足夠長斜面上的A點，先后將同一個小球以不同的初速度水平向右拋出．第一次初速度為υ1，球落到斜面上時瞬時速度方向與斜面夾角為α1；第二次初速度為υ2，球落到斜面上時瞬時速度方向與斜面夾角為α2．不計空氣阻力，若υ1>υ2，則α1

α2（填>、=、<）．參考答案：＝

13.某地區地震波中的橫波和縱波傳播速率分別約為4km/s和9km/s，一種簡易地震儀由豎直彈簧振子P和水平彈簧振子H組成．在一次地震中，震源在地震儀下方，觀察到兩振子相差10s開始振動，則彈簧振子____（選填“P”或“H”）先開始振動，震源距地震儀約______Km。參考答案：P，72

三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.某同學用如圖9所示的實驗裝置驗證牛頓第二定律，請回答下列有關此實驗的問題：（1）該同學在實驗前準備了圖9中所示的實驗裝置及下列輔助器材：A．交流電源、導線B．天平(含配套砝碼)C．秒表D．刻度尺E．細線、砂和小砂桶其中不必要的器材是

(填代號)。（2）打點計時器在小車拖動的紙帶上打下一系列點跡，以此記錄小車的運動情況。其中一部分紙帶上的點跡情況如圖10甲所示，已知打點計時器打點的時間間隔T=0.02s，測得A點到B、C點的距離分別為x1=5.99cm、x2=13.59cm，則在打下點跡B時，小車運動的速度vB=

m/s；小車做勻加速直線運動的加速度a=

m/s2。（結果保留三位有效數字）（3）在驗證“質量一定，加速度a與合外力F的關系”時，某學生根據實驗數據作出了如圖10乙所示的a-F圖象，其中圖線不過原點的原因是

，圖線在末端彎曲的原因是

。參考答案：（1）C（1分）（2）0.680

（1分）；1.61

（2分）（3）平衡摩擦力過度砂和小砂桶的總質量m不遠小于小車和砝碼的總質量M

（2分）15.一個有一定厚度的圓盤，可以繞通過中心垂直于盤面的水平軸轉動。用下面的方法近似測量它勻速轉動的角速度。實驗器材：電磁打點計時器，米尺，紙帶，復寫紙片。實驗步驟：（1）如圖1所示，將電磁打點計時器固定在桌面上，將紙帶的一端穿過打點計時器的限位孔后，固定在待測圓盤的側面上，使得圓盤轉動時，紙帶可以卷在圓盤側面上。（2）啟動控制裝置使圓盤轉動，同時接通電源，打點計時器開始打點。（3）經過一段時間，停止轉動和打點，取下紙帶，進行測量。如圖2所示，該同學在紙帶上打的點上方標上了字母a、ｂ、ｃ、ｄ…。①由已知量和測得量表示的角速度的表達=

.式中各量的意義是：

.②某次實驗測得圓盤半徑r=5.50×10-2m，得到的紙帶的一段如圖2所示。求得角速度為

.（保留兩位有效數字）參考答案：①（2分）T為電磁打點計時器打點的時間間隔，r為圓盤的半徑，x0是紙帶上選定的0點分別對應的米尺上的坐標值，14為選定的ao兩點間的打點數。（2分）②6.8/s或6.7/s（2分）四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖，豎直平面內有一直角形內徑相同的細玻璃管，A端封閉，C端開口，AB=BC=l0,且此時A、C端等高。管內水銀總長度為l0,玻璃管AB內封閉有長為的空氣柱。已知大氣壓強為l0汞柱髙。如果使玻璃管繞B點在豎直平面內順時針緩慢地轉動至BC管水平，求此時AB管內氣體的壓強為多少汞柱高？管內封入的氣體可視為理想氣體且溫度不變。參考答案：解：因BC長度為，故順時針旋轉至BC水平方向時水銀未流出。……1分

設A端空氣柱此時長為x，管內橫截面積為S，對A內氣體：……………1分

…………1分………1分

…1分

對A中密閉氣體，由玻意耳定律得……………2分

聯立解得……1分

即：（汞柱高）……………1分

17.如圖所示，在空間存在水平向里、磁感強度為B的勻強磁場和豎直向上、場強為E的勻強電場。在某點由靜止釋放一個帶負電的液滴a,它運動到最低點處，恰與一個原來處于靜止的帶正電的液滴b相撞，撞后兩液滴合為一體，沿水平方向做直線運動，已知液滴a的質量是液滴b質量的2倍；液滴a所帶電量是液滴b所帶電量的4倍。求：兩液滴初始位置之間的高度差h。（a、b之間的靜電力忽略）參考答案：、碰撞前a做曲線運動，電場力和重力做功，獲得速度v，a、b碰撞動量守恒，碰后合液滴豎直方向合力為零，沿水平方向勻速直線運動。設a電量為4q，質量為2m,b電量為q，質量為m碰前對a由動能定理對b碰前有：qE=mg

⑵a、b碰撞，動量守恒⑶碰后合液滴水平直線，力平衡，總電量3q，質量3m由⑴⑵⑶⑷聯立得18.如圖，光滑平臺左端與半徑R=0.6m的半圓光滑軌道相切，且都固定．平臺上A、B兩滑塊間壓縮有一輕質彈簧（用細線拴住），其中mA=1.5kg，mB=1kg．緊靠平臺右側放有M=4kg的木板，其上表面與平臺等高．剪斷細線后，B以vB=9m/s的速度沖上木板．已知B與木板間的動摩擦因數μ1=0.5，木板與地面間的動摩擦因數為μ2，兩滑塊都可看作質點，不考慮A與B分離后再對B運動的影響，取g=10m/s2．求：（1）A滑至半圓軌道最高點Q時，軌道對其壓力的大小；（2）要保證B不滑出木板，木板