山西省臨汾市太林中學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.某人正用一個豎直向上的拉力T將質量為的物體豎直向上提升。不計空氣阻力，重力加速度為g，物體獲得的加速度與拉力T之間的函數關系如圖所示。由圖象作出的下列判斷錯誤的是A．圖線與縱軸的交占M的值B．圖線與橫軸的交點N的值C．圖線的斜率等于物體質量的倒數D．圖線的斜率等于重力加速度為g參考答案：D解析：由牛頓第二定律有：，則，判斷D錯誤。2.A、B兩質點分別在各自的直線軌道上運動，圖甲是質點A的位移一時間圖象，圖乙是質點B的速度一時間圖象，下列說法中正確的是A.質點A在0～2s內的平均速度為零B.質點B在0～2s內的平均速度為零C.質點A在0～1s內的運動方向與在1～2s內的運動方向相反D.質點B在0～1s內的運動方向與在1～2s內的運動方向相反參考答案：AC3.質量為m的物體，從距地面h高處由靜止開始以加速度a＝g豎直下落到地面，在此過程中A．物體的重力勢能減少mgh

B．物體的動能增加mghC．物體的機械能減少mgh

D．物體的機械能保持不變參考答案：AB4.（多選）三角形傳送帶以1m/s的速度逆時針勻速轉動，兩邊的傳送帶長都是2m，且與水平方向的夾角均為37°．現有兩個小物塊A、B從傳送帶頂端均以1m/s的初速度沿傳送帶下滑，物塊與傳送帶間的動摩擦因數均為0.5．下列說法正確的是（）A．物塊A先到達傳送帶底端B．物塊A、B同時到達傳送帶底端C．傳送帶對物塊A、B均做負功D．物塊A、B在傳送帶上的劃痕長度相等參考答案：考點：牛頓第二定律；勻變速直線運動的位移與時間的關系．專題：牛頓運動定律綜合專題．分析：AB都以1m/s的初速度沿傳送帶下滑，故傳送帶對兩物體的滑動摩擦力均沿斜面向上，大小也相等，用勻變速直線運動規律解決解答：解：A、AB都以1m/s的初速度沿傳送帶下滑，故傳送帶對兩物體的滑動摩擦力均沿斜面向上，大小也相等，故兩物體沿斜面向下的加速度大小相同，滑到底端時位移大小相同，故時間相同，故A錯誤B、由A分析得，B正確C、滑動摩擦力向上，位移向下，摩擦力做負功，故C正確D、劃痕長度由相對位移決定，A物體與傳送帶運動方向相同，劃痕較少，故D錯誤故選：BC點評：滑動摩擦力與相對運動方向相反；AB都以1m/s的初速度沿傳送帶下滑，降低了本題的難度，若沒有這一條件，同學可思考一下會怎樣5.（單選題）平行板電容器與電動勢為E0的直流電源(內阻不計)連接，下極板接地．一帶電油滴位于電容器中的P點且恰好處于平衡狀態．現將平行板電容器的上極板豎直向上移動一小段距離，則（

）

A．帶電油滴將沿豎直方向向上運動B．P點的電勢將降低C．帶電油滴的電勢能將減小D．極板所帶電荷量將增大參考答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.為了探究力對物體做功與物體速度變化的關系，現提供如圖所示的器材，讓小車在橡皮筋的作用下彈出后，沿木板滑行，請思考回答下列問題(打點計時器交流電頻率為50Hz)：

(1)為了消除摩擦力的影響應采取什么措施?

(2)當我們分別用同樣的橡皮筋l條、2條、3條……并起來進行第l次、第2次、第3次……實驗時，每次實驗中橡皮筋拉伸的長度應都保持一致，我們把第l次實驗時橡皮筋對小車做的功記為W．

(3)由于橡皮筋對小車做功而使小車獲得的速度可以由打點計時器和紙帶測出，如圖所示是其中四次實驗打出的部分紙帶．(4)試根據第(2)、(3)項中的信息，填寫下表．

次數

1

2

3

4

橡皮筋對小車做功

W

小車速度V(m/s)

V2

(m2/s2)

從表中數據可得出結論：

．參考答案：（1）墊高放置打點計時器一端，使自由釋放的小車做勻速運動

次數

1

2

3

4

橡皮筋對小車做功

W

2W

3W

4W

小車速度V(m/s)

1.00

1.42

1.73

2.00

V2

(m2/s2)

1.00

2.02

2.99

4.00（2）

(3)在誤差準許的范圍內，做功與速度的平方成正比7.一個質量為70kg的人在電梯中用體重計稱量，當電梯以4m/s2向下加速運動時，讀數為

N，當電梯以4m/s2向下減速運動時，讀數為

N。參考答案：420

9808.一個氡核衰變成釙核并放出一個粒子。該核反應的方程是

氡衰變半衰期為3.8天，則1000g氡經過7.6天衰變，剩余氡的質量為

g；參考答案：①

②250根據衰變過程中質量數和電荷數守恒，由于生成物質量數減小4，電荷數減小2，所以放出的粒子是α粒子．該核反應的方程是：氡核的半衰期為3.8天，根據半衰期的定義得：，其中m為剩余氡核的質量，m0為衰變前氡核的質量，T為半衰期，t為經歷的時間。由于T=3.8天，t=7.6天，解得：9.若一定質量的理想氣體對外做了3000J的功，其內能增加了500J，表明該過程中，氣體應________(填“吸收”或“放出”)熱量________J.

參考答案：10.質量為2kg的物體，在水平推力的作用下沿水平面做直線運動，一段時間后撤去F，其運動的v-t圖像如圖所示。g取10m/s2，則物體與水平面間的動摩擦因數

；水平推力

。參考答案：0.2；6

11.為了測量兩張紙之間的動摩擦因數，某同學設計了一個實驗：如圖甲所示，在木塊A和木板B上貼上待測的紙，將木板B固定在水平桌面上，沙桶通過細線與木塊A相連。(1)調節沙桶中沙的多少，使木塊A勻速向左運動。測出沙桶和沙的總質量為m以及貼紙木塊A的質量M，則兩紙間的動摩擦因數μ= ；(2)在實際操作中，發現要保證木塊A做勻速運動比較困難，有同學對該實驗進行了改進：實驗裝置如圖乙所示，木塊A的右端接在力傳感器上(傳感器與計算機相連接，從計算機上可讀出對木塊的拉力)，使木板B向左運動時，質量為M的木塊A能夠保持靜止。若木板B向左勻速拉動時，傳感器的讀數為F1，則兩紙間的動摩擦因數μ=

；當木板B向左加速運動時，傳感器的讀數為F2，則有F2

F1(填“>”、“=”或“<”)；參考答案：m/M

F1/Mg

=（1）木塊A勻速向左運動，由牛頓第二定律得，解得。（2）質量為M的木塊A能夠保持靜止，說明木塊受到的摩擦力和傳感器對物塊的拉力是一對平衡力。不管木板B向左如何拉動，傳感器的拉力都跟AB之間的摩擦力大小相等，方向相反，即=F2。12.（4分）沿平直公路作勻變速直線運動的汽車，通過連續、、三根電線桿之間間隔所用的時間分別是和，已知相鄰兩電線桿間距為，則汽車的加速度為

。參考答案：

答案：13.根據玻爾原子結構理論，氦離子（）的能級圖如題12C-1圖所示。電子處在n=3軌道上比處在n=5軌道上離氦核的距離___▲____（選填“近”或“遠”）。當大量處在n=4的激發態時，由于躍遷所發射的譜線有___▲____條。參考答案：近

6量子數越大，軌道越遠，電子處在n=3軌道上比處在n=5軌道上離氦核的距離要近；處在n=4的激發態時，由于躍遷所發射的譜線有=6條。三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（4分）試通過分析比較，具有相同動能的中子和電子的物質波波長的大小。參考答案：粒子的動量，物質波的波長由，知，則。解析：物質波的的波長為，要比較波長需要將中子和電子的動量用動能表示出來即，因為，所以，故。15.如圖所示，水平傳送帶兩輪心O1O2相距L1=6.25m，以大小為v0=6m/s不變的速率順時針運動，傳送帶上表面與地面相距h=1.25m．現將一質量為m=2kg的小鐵塊輕輕放在O1的正上方，已知小鐵塊與傳送帶間動摩擦因數μ=0.2，重力加速度g取10m/s2，求：（1）小鐵塊離開傳送帶后落地點P距離O2的水平距離L2；（2）只增加L1、m、v0中的哪一個物理量的數值可以使L2變大．參考答案：（1）小鐵塊離開傳送帶后落地點P距離O2的水平距離為2.5m；（2）只增加L1數值可以使L2變大．解：（1）小鐵塊輕放在傳送帶上后受到摩擦力的作用，由μmg=ma得a=μg=2m/s2，當小鐵塊的速度達到6m/s時，由vt2=2ax得：x=9m由于9m＞L1=6.25m，說明小鐵塊一直做加速運動設達到O2上方的速度為v，則v==5m/s小鐵塊離開傳送帶后做平拋運動根據h=gt2得下落時間：t==0.5s由L2=vt=5×0.5=2.5m（2）欲使L2變大，應使v變大由v=可知，L1增大符合要求m、v0增大對a沒有影響，也就對v和L2沒有影響因此，只增加L1、m、v0中的L1的數值可以使L2變大．答：（1）小鐵塊離開傳送帶后落地點P距離O2的水平距離為2.5m；（2）只增加L1數值可以使L2變大．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.有人設想用如圖所示的裝置來選擇密度相同、大小不同的球狀納米顆粒．顆粒在電離室中電離后帶正電，電量與其表面積成正比．電離后，顆粒緩慢通過小孔O1進入極板間電壓為U的水平加速電場區域I（加速距離極短，忽略此過程中重力的影響），再通過小孔O2射入勻強電場區域II，區域II中極板長度為l，極板間距為d．收集室的小孔O3與O1、O2在同一條水平線上且到上下極板的距離相等．半徑為r0的顆粒，其質量為m0、電量為q0，剛好能沿O1O3直線射入收集室．（V球=πr3，S球=4πr2）（1）圖中區域II的電場強度；（2）半徑為r的顆粒通過O2時的速率；（3）落到區域II中的下極板上的顆粒半徑．參考答案：【考點】：帶電粒子在勻強電場中的運動．【專題】：帶電粒子在電場中的運動專題．【分析】：（1）帶電粒子在電場中被加速，當進入區域II內做勻速直線運動，因而根據動能定理可求出被加速的速度大小，再由洛倫茲力等于電場力，從而確定電場強度的大小與方向；（2）根據密度相同，可確定質量與半徑立方關系；根據題意，可知電量與半徑平方關系．從而由動能定理可算出粒子通過O2時的速率；（3）由半徑的不同，導致速度大小不一，從而出現洛倫茲力與電場力不等現象，根據其力大小確定向哪個極板偏轉．：解：（1）半徑為r0的粒子勻速通過電場，Eq0=m0g…①

由①式得：E=，電場強度方向豎直向上

（2）設半徑為r的粒子加速度后的速度為v，…②

又因m=

q=…③

由②③式得：v=（3）落到下極析則：mg﹣Eq=ma…④由①③④式得：

半徑大，則越容易落到下極板上，設剛好落到下極板的右邊顆粒為rm…⑤…⑥…⑦由⑤⑥⑦式得：rm=

答：（1）圖中區域II的電場強度；

（2）半徑為r的顆粒通過O2時的速率

（3）落到區域II中的下極板上的顆粒半徑為【點評】：本題考查運用動能定理求帶電粒子在電場中加速后的速度大小，再洛倫茲力與電場力關系來確定偏向何處．同時注意緊扣題意密度相同及電量與表面積成正比等隱含條件．17.如右圖示是一透明的圓柱體的橫截面，其半徑R=20cm，折射率為，AB是一條直徑。今有一束平行光沿AB方向射向圓柱體，試求：距離直線AB多遠的入射光線，折射后恰經過B點？參考答案：如右圖所示，光線經折射進入圓柱體經過點，設入射角為、折射角為，由折射定律有：

………①2分由幾何關系有：

………②3分解得：

……………2分光線離直線的距離為