山西省忻州市智村學校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，質量分別為m、2m的物體A、B由輕質彈簧相連后放置在勻速上升的電梯內，當電梯鋼索斷裂的瞬間，物體B的受力個數（

）（A）2個

（B）3個

（C）4個

（D）1個參考答案：B2.如圖所示，一質量m=0.2kg的小煤塊以vo=4m/s的初速度從最左端水平進入軸心距離L=6m的水平傳送帶,傳送帶可由一電機驅使而轉動.已知小煤塊與傳送帶間的動摩擦因數(取)（）A．若電機不開啟,傳送帶不轉動，小煤塊滑離傳送帶右端的速度大小為2m/sB．若電機不開啟,傳送帶不轉動，小煤塊在傳送帶上運動的總時間為4sC．若開啟電機，傳送帶以5m/s的速率順時針轉動，則小煤塊在傳送帶上留下的一段黑色痕跡的長度為0.5mD．若開啟電機，小煤塊在傳送帶上運動時間最短，則傳送帶至少需要以m/s速率順時針轉動參考答案：ACD3.（單選）如圖所示，轟炸機沿水平方向勻速飛行，到達山坡底端正上方時釋放一顆炸彈，并垂直擊中山坡上的目標A．已知A點高度為h，山坡傾角為θ，由此不能算出（）A．轟炸機的飛行速度B．炸彈的飛行時間C．轟炸機的飛行高度D．炸彈投出時的動能參考答案：解：畫出示意圖如圖所示．根據Lcosθ=v0t…①，H﹣Lsinθ=…②炸彈垂直擊中山坡，速度與豎直方向的夾角為θ，則得：tanθ==…③由①、②、③可求出初速度v0，即得到轟炸機的飛行速度．由②可求出炸彈的飛行時間t和轟炸機的飛行高度H．由于炸彈的做平拋運動，而平拋運動的加速度與質量無關，故無法求解質量，也就求不出炸彈投出時的動能．故ABC正確，D錯誤．本題選錯誤的，故選：D．4.（多選）矩形導線框abcd放在勻強磁場中，磁感線方向與線圈平面垂直，磁感應強度B隨時間變化的圖象如圖（1）所示。t=0時刻，磁感應強度的方向垂直于紙面向里。在0∽4s時間內，線框的ab邊受力隨時間變化的圖象（ab邊所受安培力的方向規定以向左為正方向），可能如圖（2）中的（

）參考答案：D5.關于物理學的研究方法，以下說法錯誤的是（

）

A．伽利略開創了運用邏輯推理和實驗相結合進行科學研究的方法B．卡文迪許在利用扭秤實驗裝置測量萬有引力常量時，應用了放大法C．電場強度是用比值法定義的，因而電場強度與電場力成正比，與試探電荷的電量成反比D．合力與分力、總電阻、交流電的有效值用的是“等效替代”的方法參考答案：C二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.飛機著陸后做勻減速運動，初速度為60m/s，加速度大小為10m/s2，則飛機著陸后8s內的位移是

m。參考答案：180m7.某橫波在介質中沿x軸正方向傳播，t=0時刻時波源O開始振動，振動方向沿y軸負方向，圖示為t=0.7s時的波形圖，已知圖中b點第二次出現在波谷，則該橫波的傳播速度v=10m/s；從圖示時刻開始計時，圖中c質點的振動位移隨時間變化的函數表達式為y=﹣0.03sin5πtm．參考答案：：解：由題意得：+（+T）=0.7s，得該波的周期為T=0.4s由圖知波長為λ=4m，則波速為v==10m/s橫波在介質中沿x軸正方向傳播，圖示時刻c質點向下振動，則c質點的振動位移隨時間變化的函數表達式為y=﹣Asin（t）=﹣0.03sin=﹣0.03sin5πtm故答案為：10，y=﹣0.03sin5πt．8.在驗證牛頓運動定律的實驗中有如圖（a）所示的裝置，小車放在斜面上，車前端拴有不可伸長的細線，跨過固定在斜面邊緣的小滑輪與重物相連，小車后面與穿過打點計時器的紙帶相連。開始時，小車停在靠近打點計時器的位置，重物到地面的距離小于小車到滑輪的距離。啟動計時器，釋放重物，小車在重物牽引下，由靜止開始沿斜面向上運動，重物落地后，小車會繼續向上運動一段距離。打點計時器使用的交流電頻率為50Hz。圖（b）中a、b、c是小車運動紙帶上的三段，紙帶運動方向如圖箭頭所示。（1）根據所提供的紙帶和數據，計算打c段紙帶時小車的加速度大小為

m/s2（計算結果保留兩位有效數字）。（2）打a段紙帶時，小車的加速度大小是2.5m/s2，請根據加速度的情況，判斷小車運動的最大速度可能出現在b段紙帶中的

兩點之間。（3）若g取，由紙帶數據可推算出重物m與小車的質量M之比為m：M=

。參考答案：（1）5.0（3分）；（2）D4D5（3分）；(3)1：19.質量為m的物體(可看成質點)以某一速度沖上傾角為300的固定斜面，其運動的加速度為，此物體在斜面上上升的最大高度為h，則在這個過程中物體重力勢能增加了______________，機械能損失了_________________。參考答案：，

10.已知電流表的電流從“＋”接線柱流入時指針向右偏，在如圖所示的實驗裝置中(1)合上S將線圈A插入B的過程中，電流表指針向____偏．(2)合上S將線圈A插入B后，將變阻器觸頭向左移動時，電流表指針向__

__偏．參考答案：11.如下左圖所示，質量為m，橫截面為直角三角形的物塊ABC，∠ABC=α．AB邊靠在豎直墻面上，F是垂直于斜面BC的推力．現物塊靜止不動，則摩擦力的大小為

參考答案：12.（19分）（1）同學們利用如題6圖1所示方法估測反應時間。首先，甲同學捏住直尺上端，使直尺保持豎直狀態，直尺零刻度線位于乙同學的兩指之間。當乙看見甲放開直尺時，立即用手指捏直尺，若捏住位置的刻度讀數為，則乙同學的反應時間為

（重力加速度為）。基于上述原理，某同學用直尺制作測量反應時間的工具，若測量范圍為0～0.4s，則所用直尺的長度至少為

cm（取10m/s2）；若以相等時間間隔在該直尺的另一面標記出表示反應時間的刻度線，則每個時間間隔在直尺上對應的長度是

的（選填“相等”或“不相等”）.參考答案：，80，不相等試題分析：①在人的反應時間內直尺做自由落體運動，有，解得；②反應時間最長為，需要直尺的長度為；③自由落體運動從計時開始連續相等時間的位移為1:4:9:16，而相等時間內的位移為1:3:5:7，故長度不相等。考點：本題考查研究自由落體運動的規律。13.如圖所示，邊長為L=0.2m的正方形線框abcd處在勻強磁場中，線框的匝數為N=100匝，總電阻R=1Ω，磁場方向與線框平面的夾角θ=30°，磁感應強度的大小隨時間變化的規律B=0.02+0.005t（T），則線框中感應電流的方向為

，t=16s時，ab邊所受安培力的大小為

N。參考答案：

adcba

；

0.02

N。三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖所示為山丹一中兩位同學探究“物體的加速度與其質量、所受合外力的關系”的實驗裝置圖．(1)實驗中，兩位同學安裝好實驗裝置后，首先平衡摩擦力，他們將長木板的一端適當墊高些后，在不掛砝碼盤的情況下，使小車靠近打點計時器后，先接通電源，后用手輕撥小車，小車便拖動紙帶在木板上自由運動。若打點計時器第一次在紙帶上打出的計時點越來越稀疏（從打出的點的先后順序看），則第二次打點前應將長木板底下的小木塊墊的比原先更加_______（選填“高”或“低”）些；重復以上操作步驟，直到打點計時器在紙帶上打出一系列___________的計時點，便說明平衡摩擦力合適。（2）平衡摩擦力后，在____________的條件下，兩位同學可以認為砝碼盤(連同砝碼)的總重力近似等于小車的所受的合外力。(3)接下來，這兩位同學先保持小車的質量不變的條件下，研究小車的加速度與受到的合外力的關系；下圖為某次操作中打出的一條紙帶，他們在紙帶上標出了5個計數點，在相鄰的兩個計數點之間還有4個點未標出，圖中數據的單位是cm。實驗中使用的是頻率f＝50Hz的交變電流．根據以上數據，可以算出小車的加速度a＝________m/s2。(結果保留三位有效數字)(4)然后，兩位同學在保持小車受到的拉力不變的條件下，研究小車的加速度a與其質量M的關系。他們通過給小車中增加砝碼來改變小車的質量M，得到小車的加速度a與質量M的數據，畫出a－圖線后，發現：當較大時，圖線發生彎曲。于是，兩位同學又對實驗方案進行了進一步地修正，避免了圖線的末端發生彎曲的現象，那么，兩位同學的修正方案可能是()（5）探究“物體的加速度與其質量、所受合外力的關系”實驗完成后，兩位同學又打算測出小車與長木板間的動摩擦因數。于是兩位同學先取掉了長木板右端墊的小木塊，使得長木板平放在了實驗桌上，并把長木板固定在實驗桌上，具體的實驗裝置如圖所示；在砝碼盤中放入適當的砝碼后，將小車靠近打點計時器，接通電源后釋放小車，打點計時器便在紙帶上打出了一系列的點，并在保證小車的質量M、砝碼（連同砝碼盤）的質量m不變的情況下，多次進行實驗打出了多條紙帶，分別利用打出的多條紙帶計算出了小車運動的加速度，并求出平均加速度，則小車與長木板間的動摩擦因數=________。（用m、M、、g表示）參考答案：(1)低（1分）；點間隔均勻（1分）或點間隔相等、點間距相等均給分。（2）在砝碼盤(連同砝碼)的總質量遠小于小車的質量（2分）或小車的質量遠大于砝碼盤(連同砝碼)的總質量。(3)（2分）(4)C

（2分）（5）15.某學習小組的同學擬探究小燈泡L的伏安特性曲線，可供選用的器材如下：①小燈泡L，規格“4.5V．0.5A”；②電流表A，量程0.6A，內阻r約為0.2Ω;③電壓表V，量程15V，內阻約為15kΩ；④滑動變阻器R，阻值范圍0~10Ω；⑤學生電源E，電動勢6V，內阻不計；⑥開關S及導線若干.（1）甲同學設計了下圖(左圖)所示的電路進行測量，請按照左邊電路圖把實物圖中未完成的連線補充完整.（2）乙同學經分析發現甲同學實驗精度不高，又從實驗室找來Ig=100μA,Rg=1000Ω的靈敏電流計和電阻箱（0—99999.9Ω），想把靈敏電流計改裝成量程為5V的電壓表，需要把電阻箱調成

Ω的阻值，并與靈敏電流計

（填“串”或“并”）聯在電路中來替代實驗中的電壓表.（3）乙同學用改裝的電壓表實驗得到數據，現要以縱坐標表示通過電流表A的電流I，橫坐標表示通過靈敏電流計的電流IG，畫出I-IG圖線，他已經把數據畫在坐標紙上，請幫他把圖線畫出來.（4）乙同學通過查找資料發現同等型號的小燈泡的燈絲在27℃時電阻是2.1Ω，并且小燈泡燈絲電阻值與燈絲溫度的關系為R=k(273+t)，k為比例常數。請估算靈敏電流表的電流IG=60μA時該燈泡燈絲的溫度約為

℃。參考答案：（1）（3分）（2）49000Ω（2分）

串聯

（1分）（3）（3分）連成折線的不給分，連成光滑曲線即可給分（4）840~870均可（3分）2）改裝成電壓表要串聯分壓電阻，R=（Ω）。（4）已知小燈泡燈絲在27℃時電阻是2.1Ω，由小燈泡燈絲電阻值與燈絲溫度的關系為R=k（273+t），可得2.1=k（273+27），解出k=0.007，再根據圖線讀出IG=60μA時對應電流，可求得小燈泡電阻，代入小燈泡燈絲電阻值與燈絲溫度的關系即可解得燈絲的溫度。四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖，粗糙水平面與半徑R=1.5m的光滑圓弧軌道相切于B點，靜止于A處m=1kg的物體在大小為10N方向與水平水平面成37°角的拉力F作用下沿水平面運動，到達B點時立刻撤去F，物體沿光滑圓弧向上沖并越過C點，然后返回經過B處的速度vB=15m/s。已知sAB=15m，g=10m/s2，sin37°=0.6，con37°=0.8。求：（1）物體到達C點時對軌道的壓力；（2）物體與水平面的動摩擦因數μ。

參考答案：（1）設物體在C處的速度為vc，由機械能守恒定律有

mgR+=

①在C處，由牛頓第二定律有

FC=

②

（2分）ks5u聯立①②并代入數據解得：軌道對物體的支持力FC=130N

（1分）根據牛頓第三定律，物體到達C點時對軌道的壓力FC′=130N

（1分）（2）由于圓弧軌道光滑，物體第一次通過B處與第二次通過的速度大小相等

（1分）

從A到B的過程，由動能定理有：

[Fcon37°–μ（mg－Fsin37°）]sAB=

③

解得物體與水平面的動摩擦因數μ=1/8=0.125

17.如圖所示，長為L的長木板水平放置，在木板的A端放置一個質量為m的小物塊，現緩慢地抬高A端，使木板以左端為軸轉動，當木板轉到與水平面的夾角為α時小物塊開始滑動，此時停止轉動木板，小物塊滑到底端的速度為v，則在整個過程中A.木板對物塊做功為B.摩擦力對小物塊做功為?C.支持力對小物塊做功為0D.滑動摩擦力對小物塊做功為?參考答案：AD【詳解】A項：緩慢地抬高A端過程有：，物塊下滑過程有：，所以總功為，故A正確；B、D項：摩擦力對小物塊做功為，故