河南省洛陽市洛寧縣第三高級中學2021年高三物理上學期期末試題含解析

河南省洛陽市洛寧縣第三高級中學2021年高三物理上學期期末試題含解析一、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.（單選）如圖所示，C為兩極板水平放置的空氣平行板電容器，閉合開關(guān)S，當滑動變阻器R1、R2的滑片處于各自的中點位置時，懸在電容器C兩極板間的帶點塵埃P恰好處于靜止狀態(tài)。要使塵埃P向下加速運動，下列方法中可行的是

A.把R1的滑片向左移動

B.把R2的滑片向左移動C.把R2的滑片向右移動

D.把開關(guān)S斷開參考答案：B2.（單選）一河寬為d，某小船從A岸運動到對面的B岸，運動軌跡如圖所示，已知船在靜水中的速度大小恒為v，航行中船頭始終垂直河岸，水流的速度方向與河岸平行，則（） A．船始終做勻速運動 B． 船運動的速度越來越大 C．越接近河岸水流速度越小 D． 船渡河所用的時間t＞參考答案：考點： 運動的合成和分解．專題： 運動的合成和分解專題．分析： 軌跡彎曲的方向大致指向合力的方向，合力的方向又與水流的方向一致，可見加速度的方向先向右再向左．解答： 解：A、從軌跡曲線的彎曲形狀上可以知道，小船先具有向下游的加速度，后具有向上游的加速度，故水流是先加速后減速，即越接近河岸水流速度越小，故C正確，AB錯誤．D、由于船身方向垂直于河岸，無論水流速度是否變化，這種渡河方式耗時最短，即為，故D錯誤；故選：C．點評： 解決本題的關(guān)鍵知道小船參與了兩個運動，有兩個分速度，分別是靜水速和水流速．以及知道軌跡的彎曲大致指向合力的方向，注意垂直河岸渡河時，時間最短．3.（單選）如圖所示，一個質(zhì)量為M的物體a放在光滑的水平桌面上，當在細繩下端掛上質(zhì)量為m的物體b時，物體a的加速度為a，繩中張力為T，則（

）A．a(chǎn)=g

B．

C．T=mg

D．參考答案：D4.（單選）如圖，滑板運動員以速度v0從離地高度h處的平臺末端水平飛出，落在水平地面上．忽略空氣阻力，運動員和滑板可視為質(zhì)點，下列表述正確的是（）A．v0越大，運動員在空中運動時間越長B．v0越大，運動員落地瞬間速度越大C．運動員落地瞬間速度與高度h無關(guān)D．運動員落地位置與v0大小無關(guān)參考答案：考點：平拋運動；動能定理．專題：平拋運動專題．分析：運動員和滑板做平拋運動，根據(jù)分位移公式和分速度公式列式求解即可．解答：解：A、運動員和滑板做平拋運動，有，故運動時間與初速度無關(guān)，故A錯誤；B、C、根據(jù)動能定理，有mgh=，解得，故v0越大，運動員落地瞬間速度越大，故B正確，C錯誤；D、射程，初速度越大，射程越大，故D錯誤；故選：B．點評：本題關(guān)鍵是明確運動員和滑板做平拋運動，然后根據(jù)平拋運動的分位移公式和動能定理列式分析討論．5.在物理學的重大發(fā)現(xiàn)中科學家們創(chuàng)造出了許多物理學研究方法，如理想實驗法、控制變量法、極限思想法、類比法、科學假說法和建立物理模型法等等。以下關(guān)于所用物理學研究方法的敘述不正確的是(

)

A．在不需要考慮物體本身的大小和形狀時，用質(zhì)點來代替物體的方法叫假設(shè)法

B．根據(jù)速度定義式，當非常小時，就可以表示物體在t時刻的瞬時速度，該定義應用了極限思想法

C．在探究加速度、力和質(zhì)量三者之間的關(guān)系時，先保持質(zhì)量不變研究加速度與力的關(guān)系，再保持力不變研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，該實驗應用了控制變量法

D．在推導勻變速直線運動位移公式時，把整個運動過程劃分成很多小段，每一小段近似看做勻速直線運動，然后把各小段的位移相加，這里采用了微元法參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示，質(zhì)量m=1kg、長L=0.8m的均勻矩形薄板靜止在水平桌面上，其右端與桌子邊緣相平。板與桌面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.4?，F(xiàn)用F=5N的水平力向右推薄板，木板翻下桌子前移動的距離為______________m；使它翻下桌子力F做的功至少為______________J。

參考答案：0.4m

1.6J

7.在光電效應試驗中，某金屬的截止頻率相應的波長為，該金屬的逸出功為______。若用波長為（<0）單色光做實驗，則其截止電壓為______。已知電子的電荷量，真空中的光速和布朗克常量分別為e、c和h。參考答案：8.某實驗小組利用彈簧秤和刻度尺，測量滑塊在木板上運動的最大速度。實驗步驟如下：①用彈簧秤測量橡皮泥和滑塊的總重力，記作G；②將裝有橡皮泥的滑塊放在水平木板上，通過水平細繩和固定彈簧秤相連，如圖甲所示。在A端向右拉動木板，等彈簧秤讀數(shù)穩(wěn)定后，將讀數(shù)記作F；③改變滑塊上橡皮泥的質(zhì)量，重復步驟①②；實驗數(shù)據(jù)如下表所示：G/N1.502.002.503.003.504.00F/N0.620.830.991.221.371.61④如圖乙所示，將木板固定在水平桌面上，滑塊置于木板上左端C處，細繩跨過定滑輪分別與滑塊和重物P連接，保持滑塊靜止，測量重物P離地面的高度h；⑤滑塊由靜止釋放后開始運動,最終停在木板上D點（未與滑輪碰撞），測量C、D間距離S。完成下列作圖和填空：（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)在給定的坐標紙（見答題卡）上作出F—G圖線。（2）由圖線求得滑塊和木板間的動摩擦因數(shù)＝____________（保留2位有效數(shù)字）（3）滑塊最大速度的大?。絖_________________（用h、s、和重力加速度g表示。）參考答案：（1）如右圖所示（2）0.40（0.38、0.39、0.41、0.42均正確）（3）解析：（1）根據(jù)描點法在F-G圖象上描出各點，再連接起來，如圖所示；

（2）由圖甲可知F=μG，則F-G圖象上的直線的斜率代表μ值的大小．由F-G圖象可知μ=≈0.40；（3）當重物P剛好下落到地面時，滑塊的速度v最大，此時滑塊的位移為h，此后滑塊做加速度為μg的勻減速運動，由公式v2-v02=2as知：滑塊的最大速度vmax滿足：vmax2=2μg（S-h），則vmax=9.由某種材料制成的電器元件，其伏安特性曲線如圖所示?，F(xiàn)將該元件接在電動勢為8V，內(nèi)阻為4Ω的電源兩端，則通過該元件的電流為__________A。若將兩個這樣的元件并聯(lián)接在該電源上，則每一個元件消耗的功率為__________W。參考答案：1.0；1.510.某實驗小組的同學在進行“研究滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)”的實驗中準備的實驗器材有木塊、木板、毛巾和砝碼，在實驗中設(shè)計的實驗表格和實驗數(shù)據(jù)記錄如下表所示。實驗序數(shù)接觸面的材料正壓力（N）滑動摩擦力（N）1木塊與木板20.42木塊與木板40.83木塊與木板61.24木塊與木板81.65木塊與毛巾82.5（1）根據(jù)上面設(shè)計的表格可以知道該實驗用的實驗方法為________________.（2）分析比較實驗序數(shù)為1、2、3、4的實驗數(shù)據(jù)，可得出的實驗結(jié)論為_____________________________________________________________________________________________.（3）分析比較實驗序數(shù)為_________的兩組實驗數(shù)據(jù)，可得出的實驗結(jié)論是：壓力相同時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大.參考答案：11.一列簡諧波在t=0.8s時的圖象如圖甲所示，其x=0處質(zhì)點的振動圖象如圖乙所示，由圖象可知：簡諧波沿x軸

▲

方向傳播（填“正”或“負”），波速為

▲

m／s，t=10.0s時刻，x=4m處質(zhì)點的位移是

▲

m．參考答案：12.用頻率均為ν但強度不同的甲、乙兩種光做光電效應實驗，發(fā)現(xiàn)光電流與電壓的關(guān)系如圖所示，由圖可知，

（選填“甲”或“乙”）光的強度大。已知普朗克常量為，被照射金屬的逸出功為W0，則光電子的最大初動能為

。參考答案：甲（2分）

h－W0光電效應實驗圖線考查題。O1

（2分）。根據(jù)光的強度與電流成正比，由圖就可知道：甲的光的強度大；由愛因斯坦的光電效應方程可得：。本題是物理光學—光電效應實驗I—U圖線，在識圖時，要知道光的強度與光的電流成正比（在達到飽和電流之前），然后根據(jù)愛因斯坦光電效應方程列式即可得出最大初動能表達式。13.某同學為了探究桿子轉(zhuǎn)動時的動能表達式，設(shè)計了下圖a所示的實驗：質(zhì)量為m的均勻長直桿一端固定在光滑轉(zhuǎn)軸O處，桿由水平位置靜止釋放，用光電門測出另一端A經(jīng)過某位置時的瞬時速度vA，并記下該位置與轉(zhuǎn)軸O的高度差h。⑴設(shè)桿的有效寬度為d（d很?。珹端通過光電門的時間為t，則A端通過光電門的瞬時速度vA的表達式為

。⑵調(diào)節(jié)h的大小并記錄對應的速度vA，數(shù)據(jù)如下表。為了尋找反映vA和h的函數(shù)關(guān)系，請選擇適當?shù)臄?shù)據(jù)處理方法，并寫出處理后數(shù)據(jù)間的函數(shù)關(guān)系________________。⑶當?shù)刂亓铀俣萭取10m/s2，結(jié)合你找出的函數(shù)關(guān)系，不計一切摩擦，根據(jù)守恒規(guī)律得出此桿轉(zhuǎn)動時動能的表達式Ek=

（請用數(shù)字、質(zhì)量m、速度vA表示。）組次123456h/m0.050.100.150.200.250.30vA(m/s)1.231.732.122.462.743.00

參考答案：⑴

⑵vA2=30h

⑶三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.用圖1所示的實驗裝置，驗證m1、m2組成的系統(tǒng)機械能守恒．m2從高處由靜止開始下落，m1上拖著的紙帶打出一系列的點，對紙帶上的點跡進行測量，即可驗證機械能守恒定律．圖3給出的是實驗中獲取的一條紙帶：0是打下的第一個點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個打點（圖中未標出），計數(shù)點間的距離如圖3所示．已知m1=50g、m2=150g，取g=9.8m/s2，則（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）（1）在紙帶上打下記數(shù)點5時的速度v=

m/s；（2）在0～5過程中系統(tǒng)動能的增量△EK=

J，系統(tǒng)勢能的減少量△EP=

J；（3）若某同學作出v2﹣h圖象如圖2所示，則當?shù)氐闹亓铀俣鹊谋磉_式g=

m/s2．參考答案：（1）2.40；（2）0.58；0.59；（3）9.7【考點】驗證機械能守恒定律．【分析】（1）根據(jù)在勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度大小等于該過程中的平均速度，可以求出打下記數(shù)點5時的速度大?。唬?）根據(jù)物體的初末動能大小可以求出動能的增加量，根據(jù)物體重力做功和重力勢能之間的關(guān)系可以求出系統(tǒng)重力勢能的減小量，比較動能增加量和重力勢能減小量之間的關(guān)系可以得出機械能是否守恒；（3）根據(jù)圖象的物理意義可知，圖象的斜率大小等于物體的重力加速度大小．【解答】解：（1）x45=21.60cm=0.2160m；x56=26.40cm=0.2640m；根據(jù)在勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度大小等于該過程中的平均速度，可知打第5個點時的速度為：v5===2.4m/s；（2）物體的初速度為零，所以動能的增加量為：△Ek=（m1+m2）v52﹣0=×（0.05+0.15）×2.42=0.58J；重力勢能的減小量等于物體重力做功，故：△EP=W=（m1+m1）mgh=（0.15+0.05）×9.8×（0.384+0.216）=0.59J；（3）本題中根據(jù)機械能守恒可知，mgh=mv2，即有：v2=gh，所以出v2﹣h圖象中圖象的斜率表示重力加速度，由圖可知，斜率k=9.7，故當?shù)氐膶嶋H重力加速度g=9.7m/s2．故答案為：（1）2.40；（2）0.58；0.59；（3）9.715.某同學利用如圖甲所示的裝置測量某一彈簧的勁度系數(shù)，將該彈簧豎直懸掛起來，在自由端掛上砝碼盤。通過改變盤中砝碼的質(zhì)量，測得6組砝碼的質(zhì)量和對應的彈簧長度，畫出一圖線，對應點已在圖上標出，如圖乙所示。（重力加速度）①采用恰當?shù)臄?shù)據(jù)處理，該彈簧的勁度系數(shù)為

。（保留3位有效數(shù)字）②請你判斷該同學得到的實驗結(jié)果與考慮砝碼盤的質(zhì)量相比，結(jié)果

。(填“偏大”、“偏小”或“相同”)參考答案：①3.44

(3分)

②相同

(3分)

①該題考察了應用彈力與彈簧長度關(guān)系的圖象分析問題．m-l圖線的斜率k斜=，算出斜率即可求出勁度系數(shù)k勁．②勁度系數(shù)是根據(jù)比率計算出的，即，是否考慮砝碼盤的質(zhì)量對結(jié)果無影響?！敬鸢浮俊窘馕觥克摹⒂嬎泐}：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，豎直放置的光滑平行金屬導軌MN、PQ相距L，在M點和P點間接有一個阻值為R的電阻，在兩導軌間的矩形區(qū)域OO1O1′O′內(nèi)有垂直導軌平面向里、寬為d的勻強磁場，磁感應強度為B．一質(zhì)量為m、電阻為r的導體棒ab垂直地擱在導軌上，與磁場的上邊界相距d0．現(xiàn)使ab棒由靜止開始釋放，棒ab在離開磁場前已經(jīng)做勻速直線運動(棒ab與導軌始終保持良好接觸且下落過程中始終保持水平，導軌的電阻不計)．(1)求棒ab離開磁場的下邊界時的速度大?。?2)求棒ab在通過磁場區(qū)的過程中產(chǎn)生的焦耳熱．(3)試分析討論棒ab在磁場中可能出現(xiàn)的運動情況．參考答案：(1)設(shè)棒ab離開磁場的邊界前做勻速運動的速度為v，產(chǎn)生的感應電動勢為：E＝BLv

……1分電路中的電流I＝

……1分對棒ab，由平衡條件得：mg－BIL＝0

……1分解得：v＝

……1分(2)設(shè)整個回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q，由能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律可得：mg(d0＋d)＝Q＋mv2

……2分解得：Q＝mg(d0＋d)－

……1分故Qab＝[mg(d0＋d)－]．

……1分(3)設(shè)棒剛進入磁場時的速度為v0，由mgd0＝mv02

……1分解得：v0＝

……1分棒在磁場中勻速運動時的速度v＝，……1分則①當v0＝v，即d0＝時，棒進入磁場后做勻速直線運動……1分②當v0＜v，即d0＜時，棒進入磁場后先做加速運動，后做勻速直線運動

……1分③當v0＞v，即d0＞時，棒進入磁場后先做減速運動，后做勻速直線運動

……1分17.（19分）如圖所示，擺錘的質(zhì)量為，擺桿長為，其質(zhì)量不計，擺桿初始位置與水平面成角，釋放后擺錘繞軸無摩擦地做圓周運動，至最低點與質(zhì)量為的鋼塊發(fā)生碰撞，碰撞時間極短，碰后擺錘又上升至點，、位于同一條直線上，鋼塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為，求碰后鋼塊能滑行的距離。參考答案：