廣東省東莞市茶山中學2021年高三物理期末試卷含解析一、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.下列四個圖象中，依次分別表示四個物體A、B、C、D的位移、速度、加速度和摩擦力隨時間變化的規律，其中物體可能受力平衡的是

參考答案：AD2.豎直發射的禮花上升到最大高度處恰好爆炸，數個燃燒的“小火球”以大小相同的初速度同時向空間各個方向運動。若只考慮重力作用，在“小火球”落地前，下列說法正確的是（

）A.各“小火球”均做勻變速運動B.“小火球”在運動過程中機械能守恒C.相反方向飛出的兩“小火球”之間的距離先增大后減小D.在勻速上升的觀光電梯上看到的“小火球”運動情況與地面上看到的相同參考答案：A3.宇航員在地球表面，以一定初速度豎直上拋一小球，測得小球從拋出到返回的時間為；若他在某星球表面以相同的初速度豎直上拋同一小球，小球從拋出到返回時間為。若已知該星球的半徑與地球半徑之比為R2：R1=1：4，空氣阻力不計。則

A．該星球表面的重力加速度與地球表面重力加速度之比為25：1

B．該星球的密度與地球密度之比為4：25

C．該星球與地球第一宇宙速度之比為1：10D．在該星球與地球上自相同高度處以相同初速度平拋物體的水平射程之比為25：1參考答案：BC4.參考答案：BD5.在光的雙縫干涉實驗中，如果只改變一個條件，以下說法中正確的是

A．使雙縫間距變小，則條紋間距變寬

B．使屏與雙縫距離變小，則條紋間距變寬

C．將入射光由綠光改為紅光，則條紋間距變寬

D．將入射光由綠光改為紫光，則條紋間距變寬參考答案：AC二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.為了用彈簧測力計測定木塊A和長木板B間的動摩擦因數μ，甲、乙兩同學分別設計了如圖所示的甲、乙兩個試驗方案．（1）為了用某一彈簧測力計的示數表示A和B之間的滑動摩擦力大小，你認為方案甲更易于操作．簡述理由因為甲方案拉木塊時不需要勻速拉動．（2）若A和B的重力分別為100N和150N，當甲中A被拉動時，彈簧測力計a示數為60N，b示數為110N，則A、B間的動摩擦因數為0.4．參考答案：考點：探究影響摩擦力的大小的因素．專題：實驗題．分析：（1）實驗中我們是根據拉力與摩擦力是一對平衡力的原理，才通過測力計讀出摩擦力大小的，因此，在操作時要保持物體做勻速直線運動，這也是實驗操作中較難保持的地方，方案甲很好地解決了這一問題；（2）根據公式f=μN可對動摩擦因數進行計算，但關鍵是要分析出摩擦力f的大小．解答：解：（1）由圖示實驗可知，甲方案中拉動物體A，不需要控制物體A做勻速直線運動，且彈簧測力計靜止，便于彈簧測力計讀數；乙方案中用彈簧測力計拉動A，需要控制A做勻速直線運動，難于控制A做勻速直線運動，另一當面彈簧測力計是運動的，難于準確讀數，因此甲方案更易于操作．（2）由題意可知，在甲方案中，兩物體接觸面受到的壓力等于B的重力，即N=150N，彈簧測力計a的示數等于兩物體接觸面間摩擦力的大小，即f=60N．由公式f=μN得，動摩擦因素μ===0.4．故答案為：（1）甲；因為甲方案拉木塊時不需要勻速拉動；（2）0.4．點評：本題考查了作用力與反作用力、平衡力的關系，并且要判斷在不同的情況下接觸面受到的正壓力的大小，特別是注意根據給出的各個彈簧測力計的示數，分析判斷出要用哪一個數據，是解答本題的難點，這對于學生有一定的迷惑性．7.

放射性元素的原子核在α衰變或β衰變生成新原子核時，往往會同時伴隨

輻射。已知A、B兩種放射性元素的半衰期分別為T1和T2，經過t＝T1·T2時間后測得這兩種放射性元素的質量相等，那么它們原來的質量之比mA：mB＝

。參考答案：答案：γ，2T2:2T1解析：放射性元素的原子核在α衰變或β衰變生成新原子核時，往往以γ光子的形式釋放能量，即伴隨γ輻射；根據半衰期的定義，經過t＝T1·T2時間后剩下的放射性元素的質量相同，則=，故mA：mB＝2T2:2T1。8.如圖所示，AB為勻質桿，其重為G，它與豎直墻面成角；BC為支撐AB的水平輕桿，A、B、C三處均用鉸鏈連接且位于同一豎直平面內。則BC桿對B端鉸鏈的作用力大小為_______,AB桿對A端鉸鏈的作用力與豎直方向夾角_______角(選填“大于”、“等于”或“小于”)。參考答案：、小于9.一小球在桌面上做勻加速直線運動，現用高速攝影機在同一底片上多次曝光，記錄下小球運動過程中在每次曝光時的位置，并將小球的位置編號，得到的照片如圖所示．由于底片保管不當，其中位置4處被污損．若已知攝影機連續兩次曝光的時間間隔均為1s，則利用該照片可求出：小球運動的加速度約為________m/s2.位置4對應的速度為________m/s，能求出4的具體位置嗎？________.求解方法是：____________________(不要求計算，但要說明過程)．參考答案：3.0×10－2(2.8×10－2～3.1×10－2均可)9×10－2能利用(x５－x4)－(x4－x３)＝aT2可以求出位置4的具體位置(其他方法合理均可)

對于勻變速規律的考察是很靈活的，學生要善于在新情境中抽象出物理模型．本題易錯點在于位移的計算，難點在于勻變速直線運動的瞬時速度的求解方法的選擇，利用一段時間的平均速度等于中間時刻的瞬時速度的推論是最簡單的．10.某同學為探究“合力做功與物體動能改變的關系”，設計了如下實驗，他的操作步驟是：

①按右圖所示，安裝好實驗裝置，其中小車質量M=0.20kg，鉤碼總質量m=0.05kg．②釋放小車，然后接通打點計時器的電源（電源頻率為50Hz），打出一條紙帶．（1）他在多次重復實驗得到的紙帶中選出滿意的一條，如圖所示．把打下的第一點記作0，然后依次取若干個計數點，相鄰計數點間還有4個點（圖中未畫出），用刻度尺測得各計數點到0點距離分別為d1=0.004m，d2=0.055m，d3=0.167m，d4=0.256m，d5=0.360m，d6=0.480m，……，他把鉤碼重力作為小車所受合力，取當地重力加速度g=9.8m/s2，算出從打0點到打“5”點這一過程中合力做功W=

J（結果保留三位有效數字），把打“5”點時小車動能作為小車動能的改變量，算得EK

=

J（結果保留三位有效數字）．（2）此次實驗探究的結果，他沒能得到“合力對物體做的功等于物體動能的增量”，且偏差很大．通過反思，他認為產生原因如下，其中有可能的是

．A．鉤碼質量太大，使得合力對物體做功的測量值比真實值偏大太多；B．沒有平衡摩擦力，使得合力對物體做功的測量值比真實值偏大太多；C．釋放小車和接通電源的次序有誤，使得動能增量的測量值比真實值偏小；D．計算“5”點的瞬時速度時，兩計數點間時間間隔誤取0.08s．參考答案：（1）合力做的功=0.176J；打“5”點時小車的速度此時小車動能（2）由題意可知合力對物體做功的測量值大于動能增量的測量值，分析四個選項可知，只有A、B符合題意。11.豎直上拋運動，可看成是豎直向上的

和一個豎直向下

的運動的合運動參考答案：勻速直線運動，自由落體運動12.在驗證牛頓運動定律的實驗中有如圖8（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8（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)若重力加速度取，由紙帶數據可推算出重物m與小車的質量M比為m：M=

.參考答案：（1）加速度的大小為5.0m/s2

（2）由紙帶可知，物體在D4D5區間的速度可能最大；（3）13.如圖甲所示，在光滑的斜面上，有一滑塊，一勁度系數為k的輕彈簧上端與滑塊相連，下端與斜面上的固定擋板連接，在彈簧與擋板間有一力傳感器（壓力顯示為正值，拉力顯示為負值），能將各時刻彈簧中的彈力數據實時傳送到計算機，經計算機處理后在屏幕上顯示出F﹣t圖象．現用力將滑塊沿斜面壓下一段距離，放手后滑塊將在光滑斜面上做簡諧運動，此時計算機屏幕上顯示出如圖乙所示圖象．（1）滑塊做簡諧運動的回復力是由

提供的；（2）由圖乙所示的F﹣t圖象可知，滑塊做簡諧運動的周期為s；（3）結合F﹣t圖象的數據和題目中已知條件可知，滑塊做簡諧運動的振幅為．參考答案：（1）彈簧的彈力和重力沿斜面的分力的合力（或彈簧彈力、重力和斜面支持力的合力）；（2）0.4；（3）；【考點】簡諧運動的回復力和能量．【分析】對滑塊進行受力分析，回復力指物塊所受力的合力；由F﹣t圖象分析滑塊的周期；根據胡克定律求出彈簧的伸長量和壓縮量，中間位置為平衡位置，從而可以求出振幅．【解答】解：（1）對滑塊進行受力分析，滑塊的合力為：彈簧的彈力和重力沿斜面的分力的合力，合力提供回復力．（2）由圖可以看出周期為0.4s（3）根據胡克定律：F1=KXF2=KX′振幅d==故答案為：（1）彈簧的彈力和重力沿斜面的分力的合力（或彈簧彈力、重力和斜面支持力的合力）；（2）0.4；（3）；三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.某同學研究規格為“6V，3W”的小電珠伏安特性曲線實驗中：（1）下列實驗電路圖，最合理的是________________（2）小電珠接入電路前，某同學若使用多用電表歐姆檔直接測量小電珠的電阻，應將選擇開關旋至___________檔（填“×1”或“×100”）．

（3）某同學描繪出小電珠的伏安特性曲線如圖所示，則小電珠的電阻值隨溫度的升高而__________（填“不變”、“增大”或“減小”）。實驗過程中，小電珠消耗的功率為0．6W時，小電珠兩端的電壓是__________V．參考答案：15.另一實驗小組設計了“探究加速度與合外力關系”的實驗，實驗裝置如圖所示。已知小車的質量為500克，g取10m/s2，不計繩與滑輪間的摩擦。實驗步驟如下：（1）細繩一端系在小車上，另一端繞過定滑輪后掛一個小砝碼盤。（2）在盤中放入質量為m的砝碼，用活動支柱將木板固定有定滑輪的一端墊高，調整木板傾角，恰好使小車沿木板勻速下滑。（3）保持木板傾角不變，取下砝碼盤，將紙帶與小車相連，并穿過打點計時器的限位孔，接通打點計時器電源后，釋放小車。（4）取下紙帶后，在下表中記錄了砝碼的質量m和對應的小車加速度a。（5）改變盤中砝碼的質量，重復（2）（3）步驟進行實驗。①實驗用打點計時器交流電的頻率為50Hz，紙帶的記錄如圖所示，圖中前幾個點模糊，因此從A點開始每打五個點取一個計數點，則小車的加速度為_________m/s2(結果保留三位有效數字）②某同學測量結果如下表中，請在坐標紙上作出圖象_______。上述圖象不過坐標原點的原因是：____________________。

③根據（1）問中的圖象還能求解哪些物理量？其大小為多少？________,

__________。④你認為本次實驗中小車的質量是否要遠遠大于砝碼的質量：_________（選填“是”或“否”）。參考答案：

(1).①0.75m/s2；

(2).②圖象如圖所示；

(3).求小車所受合力時，沒有考慮砝碼盤的重力；

(4).③還可以求出砝碼盤的重力

(5).0.5N；解：①根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT2，由紙帶可得△x=0.75cm，則求出加速度的大小②根據表中實驗數據在坐標系內描出對應的點，然后作出圖象，圖象如圖所示．由圖象可知，a-mg圖象與縱軸相交，當盤中砝碼質量為零時，小車已經具有加速度，說明此時小車所受合力不為零，這是因為求小車所受合力時，沒有考慮砝碼盤重力造成的．

③由圖象可知，砝碼重力為零時，小車加速度a=1m/s2，由此可知，砝碼盤的重力：G砝碼盤=m車a=0.5kg×1m/s2=0.5N．

④砝碼質量為m，設斜面傾角為θ，小車質量為M，小車勻速下滑，處于平衡狀態，由平衡條件得：Mgsinθ=f+mg，當取下砝碼盤后，小車重力沿斜面向下的分力Mgsinθ和摩擦力f不變，因此小車所受合外力為mg，由此可知，小車所受合外力與車的質量和砝碼質量無關，實驗不需要控制小車的質量遠遠大于砝碼的質量．【點睛】本題考查了作圖、實驗數據分析、實驗注意事項等問題，要掌握描點法作圖的方法；理解實驗原理、對小車正確受力分析即可正確解題．

四、計算題：本題共3小題，共計47分16.一定質量的理想氣體被活塞封閉在可導熱的氣缸內，活塞相對于底部的高度為h，可沿氣缸無摩擦地滑動。取一小盒沙子緩慢地倒在活塞的上表面。沙子倒完時，活塞下降了h/4。再取相同質量的一小盒沙子緩慢地倒在活塞的上表面。外界大氣的壓強和溫度始終保持不變，求此次沙子倒完時活塞距氣缸底部的高度。參考答案：設大氣和活塞對氣體的總壓強為，加一小盒沙子對氣體產生的壓強為，由玻意耳定律得:

①

(3分)由①式得

②

（2分）再加一小盒沙子后，氣體的壓強變為p0+2p。設第二次加沙子后，活塞的高度為h′′

③

（3分）聯立②③式解得:h′=

17.當物體從高空下落時，所受阻力會隨物體的速度增大而增大，因此經過下落一段距離后將勻速下落，這個速度稱為此物體下落的收尾速度。研究發現，在相同環境條件下，球形物體的收尾速度僅與球的半徑和質量有關．下表是某次研究的實驗數據小球編號ABCDE小球的半徑（×10－3m）0.50.51.522.5小球的質量（×10－6kg）254540100小球的收尾速度（m/s）1640402032

（1）根據表中的數據，求出B球與C球在達到終極速度時所受阻力之比．（2）根據表中的數據，歸納出球型物體所受阻力f與球