河北省石家莊市職業(yè)藝術(shù)中學(xué)2021年高三物理期末試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.（單選）物理學(xué)家通過對(duì)α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析（）A．提出了原子的葡萄干蛋糕模型B．確認(rèn)在原子內(nèi)部存在α粒子C．認(rèn)定α粒子發(fā)生大角度散射是受到電子的作用D．認(rèn)識(shí)到原子的全部正電荷和幾乎全部的質(zhì)量都集中在一個(gè)很小的核內(nèi)參考答案：解：a粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為：絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后仍沿原來(lái)的方向前進(jìn)，但有少數(shù)α粒子發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)，并有極少數(shù)α粒子的偏轉(zhuǎn)超過90°，有的甚至幾乎達(dá)到180°而被反彈回來(lái)．盧瑟福根據(jù)該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型：原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外空間里繞著核旋轉(zhuǎn)，A、湯姆生提出原子的葡萄干蛋糕模型，故A錯(cuò)誤；BCD、由上分析可知，故BC錯(cuò)誤，D正確．故選：D．2.如圖所示,地面上A、B兩處的中點(diǎn)處有一點(diǎn)光源S，甲觀察者站在光源旁,乙觀察者乘坐速度為v（接近光速）的光火箭沿AB方向飛行.兩觀察者身邊各有一只事先在地面校準(zhǔn)了的相同的時(shí)鐘.下列對(duì)相關(guān)現(xiàn)象的描述中，正確的是（

）A.甲測(cè)得的AB間的距離大于乙測(cè)得的AB間的距離B.甲認(rèn)為飛船中的鐘變慢了，乙認(rèn)為甲身邊的鐘變快了C.甲測(cè)得光速為c，乙測(cè)得的光速為c-vD.當(dāng)光源S發(fā)生一次閃光后，甲認(rèn)為A、B兩處同時(shí)接收到閃光，乙則認(rèn)為A先接收到閃光參考答案：A【分析】利用相對(duì)論的重要結(jié)論，如時(shí)間變慢、長(zhǎng)度收縮假說(shuō)、質(zhì)速關(guān)系式和質(zhì)能關(guān)系式分析現(xiàn)象.【詳解】A．由愛因斯坦的長(zhǎng)度收縮原理，可知運(yùn)動(dòng)的速度v越大，測(cè)出的距離越短，則乙測(cè)得的AB間的距離小于甲測(cè)得的AB間的距離；故A正確.B．由時(shí)間變慢假說(shuō)，可知運(yùn)動(dòng)的速度v越大，時(shí)間變慢，即乙測(cè)得的時(shí)間變長(zhǎng)；故B錯(cuò)誤.C．根據(jù)愛因斯坦的光速不變?cè)?，可知甲乙在兩種不同的參考系里測(cè)出的光速都為c；故C錯(cuò)誤.D．甲乙在兩種不同的參考系里測(cè)出的光速都為c,距離恒定，則AB兩處都是同時(shí)接收到閃光；故D錯(cuò)誤.故選A.【點(diǎn)睛】本題考查了愛因斯坦的相對(duì)論知識(shí)，明確不同參考系中光速不變，在接近光速的參考系中時(shí)間變慢，長(zhǎng)度變短，質(zhì)量變大.3.如圖所示，已知帶電小球A、B的電荷量分別為QA、QB，OA=OB，都用長(zhǎng)L的絕緣絲線懸掛在絕緣墻角O點(diǎn)處．靜止時(shí)A、B相距為d．為使平衡時(shí)AB間距離減為d/2，可采用以下哪些方法（）A.將小球A、B的質(zhì)量都增加到原來(lái)的2倍B.將小球B的質(zhì)量增加到原來(lái)的4倍C.將小球A、B的電荷量都減小到原來(lái)的一半D.將兩小球的電荷量都減小到原來(lái)的一半，同時(shí)將小球B的質(zhì)量增加到原來(lái)的2倍參考答案：D【詳解】如圖所示B受重力、繩子的拉力及庫(kù)侖力；將拉力及庫(kù)侖力合成，其合力應(yīng)與重力大小相等方向相反；由幾何關(guān)系可知，；而庫(kù)侖力；即；；；則要使d變?yōu)榭梢允官|(zhì)量增大到原來(lái)的8倍而保證上式成立；故AB錯(cuò)誤；或?qū)⑿∏駻、B的電荷量都減小到原來(lái)的一半，同時(shí)小球B的質(zhì)量增加到原來(lái)的2倍，也可保證等式成立；故C錯(cuò)誤，D正確；4.一質(zhì)量為m的運(yùn)動(dòng)員托著質(zhì)量為M的重物從下蹲狀態(tài)（圖甲）緩慢運(yùn)動(dòng)到站立狀態(tài)（圖乙），該過程重物和人的肩部相對(duì)位置不變，運(yùn)動(dòng)員保持乙狀態(tài)站立△t時(shí)間后再將重物緩慢向上舉，至雙臂伸直（圖丙）。甲到乙、乙到丙過程重物上升高度分別為h1、h2，經(jīng)歷的時(shí)間分別為t1、t2，則A.地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的沖量為(M+m)g(t1+t2+△t)，地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員做的功為0B.地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的沖量為(M+m)g(t1+t2)，地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員做的功為(M+m)g(h1+h2)C.運(yùn)動(dòng)員對(duì)重物的沖量為Mg(t1+t2+△t)，運(yùn)動(dòng)員對(duì)重物做的功為Mg(h1+h2)D.運(yùn)動(dòng)員對(duì)重物的沖量為Mg(t1+t2)，運(yùn)動(dòng)員對(duì)重物做的功為0參考答案：AC【詳解】因運(yùn)動(dòng)員將重物緩慢上舉，則可認(rèn)為是平衡狀態(tài)，地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力為：(M+m)g，整個(gè)過程的時(shí)間為(t1+t2+△t)，根據(jù)I=Ft可知地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的沖量為(M+m)g(t1+t2+△t)；因地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力沒有位移，可知地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員做的功為0，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)員對(duì)重物的作用力為Mg，作用時(shí)間為(t1+t2+△t)，根據(jù)I=Ft可知運(yùn)動(dòng)員對(duì)重物的沖量為Mg(t1+t2+△t)，重物的位移為(h1+h2)，根據(jù)W=Fs可知運(yùn)動(dòng)員對(duì)重物做的功為Mg(h1+h2)，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。5.（單選）伽利略在對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究過程中，開創(chuàng)了如下框圖所示的一套科學(xué)研究方法，其中方框2和4中的方法分別是（）A．實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，數(shù)學(xué)推理B．?dāng)?shù)學(xué)推理，實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)C．提出假設(shè)，實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)D．實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，合理外推參考答案：【考點(diǎn)】：伽利略研究自由落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)和推理方法．【專題】：常規(guī)題型．【分析】：教材中介紹了伽利略對(duì)落體規(guī)律的研究以及“理想斜面實(shí)驗(yàn)”，通過這些知識(shí)的學(xué)習(xí)，可以明確伽利略所創(chuàng)造的這一套科學(xué)研究方法．：解：這是依據(jù)思維程序排序的問題，這一套科學(xué)研究方法，要符合邏輯順序，即通過觀察現(xiàn)象，提出假設(shè)，根據(jù)假設(shè)進(jìn)行邏輯推理，然后對(duì)自己的邏輯推理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，緊接著要對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行修正推廣．故ABD錯(cuò)誤，C正確；故選：C．【點(diǎn)評(píng)】：伽利略將可靠的事實(shí)和理論思維結(jié)合起來(lái)，以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為基礎(chǔ)，開辟了嶄新的研究物理的方法道路，同學(xué)們要從中汲取營(yíng)養(yǎng)，提高科學(xué)素質(zhì)．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.在圖（a）所示的電路中，合上電鍵S，變阻器的滑動(dòng)頭C從A端滑至B端的過程中，電源的輸出功率P與路端電壓U、路端電壓U與總電流I的關(guān)系曲線分別如圖（b）、（c）所示。不計(jì)電表、導(dǎo)線對(duì)電路的影響。則電源電動(dòng)勢(shì)E=__________V，電源內(nèi)阻r=________Ω。參考答案：12，37.一列向右傳播的簡(jiǎn)諧波在t＝1s時(shí)刻的波形如圖所示，再經(jīng)過0.7s，x=7m處的質(zhì)點(diǎn)P第一次從平衡位置向上振動(dòng)，此時(shí)O處質(zhì)點(diǎn)處于

(選填“波峰”、“波谷”、“平衡位置”)，這列波的周期T=

s。參考答案：平衡位置（2分）0.2s（2分）機(jī)械波考查題。G2 由波形圖和傳播方向可知：波長(zhǎng)為2m，從A點(diǎn)到P點(diǎn)相距3個(gè)波長(zhǎng)，要使它第一次從平衡位置向上振動(dòng)，經(jīng)歷了3.5個(gè)周期，即有：，由此可知O處質(zhì)點(diǎn)正在平衡位置。求解本題的關(guān)鍵是識(shí)波形，讀出波長(zhǎng)，根據(jù)不同時(shí)刻的波形圖求出波的振動(dòng)周期，也就是要會(huì)畫出不同時(shí)刻的波形圖，這樣根據(jù)波的傳播就可求出相關(guān)答案了。8.（1）在一次探究活動(dòng)中，某同學(xué)用如圖（a）所示的裝置測(cè)量鐵塊A與放在光滑水平桌面上的金屬板B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，已知鐵塊A的質(zhì)量mA=1.5㎏，用水平恒力F向左拉金屬板B，使其向左運(yùn)動(dòng)，彈簧秤示數(shù)的放大情況如圖所示，g取10m/s2，則A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)=

（2）該同學(xué)還設(shè)計(jì)性地將紙帶連接在金屬板B的后面，通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下一些計(jì)時(shí)點(diǎn)，取時(shí)間間隔為0.1s的幾個(gè)點(diǎn)，如圖（b）所示，各相鄰點(diǎn)間距離在圖中標(biāo)出.則在打C點(diǎn)時(shí)金屬板被拉動(dòng)的速度=

m/s.（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）參考答案：（1）0.29～0.30（3分）

（2）0.80（3分）9.如圖所示，虛線框內(nèi)存在一沿水平方向、且與紙面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)?，F(xiàn)通過圖示裝置來(lái)測(cè)量該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小、并判定其方向。所用器材已在圖中給出，其中D為位于紙面內(nèi)的U形金屬框，其底邊水平，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，兩側(cè)邊豎直且等長(zhǎng)；直流電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r；R為電阻箱；S為開關(guān)。此外還有細(xì)沙、天平和若干輕質(zhì)導(dǎo)線。已知重力加速度為g。先將開關(guān)S斷開，在托盤內(nèi)加放適量細(xì)沙，使D處于平衡狀態(tài)，然后用天平稱出細(xì)沙質(zhì)量m1。閉合開關(guān)S，將電阻箱阻值調(diào)節(jié)至R1=r，在托盤內(nèi)重新加入細(xì)沙，使D重新處于平衡狀態(tài)，用天平稱出此時(shí)細(xì)沙的質(zhì)量為m2且m2＞m1。（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小為___________，方向垂直紙面____________（選填“向里”或“向外”）；

（2）將電阻箱阻值調(diào)節(jié)至R2=2r，則U形金屬框D_________（選填“向下”或“向上”）加速，加速度大小為___________。六．計(jì)算題（共50分）參考答案：（1），向外；（2）向上，10.一支300m長(zhǎng)的隊(duì)伍，以1m/s的速度行軍，通訊員從隊(duì)尾以3m/s的速度趕到隊(duì)首，并立即以原速率返回隊(duì)尾，求通訊員的位移和路程各是多少？參考答案：675m

225m18.圖為一小球做平拋運(yùn)動(dòng)的閃光照片的一部分.圖中背景方格的邊長(zhǎng)均為2.5厘米，如果取重力加速度g=10米/秒2，那么：(1)照片的閃光頻率為________Hz..(2)小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度的大小為_______m/s參考答案：(1)10

(2)0.7512.電梯內(nèi)的水平地板上，豎直放置一根輕質(zhì)彈簧，彈簧上端固定質(zhì)量為m的物體。當(dāng)電梯沿豎直方向勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧被壓縮了x；當(dāng)電梯接著做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧又被繼續(xù)壓縮了0.1x。重力加速度大小為g。則彈簧的勁度系數(shù)k=________；該電梯做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度方向?yàn)開________，電梯做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小是________。參考答案：，向下，0.1g勻速運(yùn)動(dòng)物體處于平衡狀態(tài)，。減速運(yùn)動(dòng)時(shí)又被繼續(xù)壓縮0.1，則此時(shí)彈力，物體加速度，方向向上。物體勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度向上，說(shuō)明速度方向向下。13.（選修3－3（含2－2）模塊）（6分）如圖所示，絕熱氣缸開口向下豎直放置，內(nèi)有一定質(zhì)量的氣體，缸內(nèi)活塞可無(wú)摩擦的自由滑動(dòng)且不漏氣，活塞質(zhì)量為m0，面積為S，在其下掛一砂桶，砂桶裝滿砂子時(shí)質(zhì)量為m1，此時(shí)活塞恰好靜止，此時(shí)外界氣壓為p0，則此時(shí)氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)大小為

?，F(xiàn)在把砂桶底部鉆一個(gè)小洞，細(xì)砂慢慢漏出，則氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)將

。氣缸內(nèi)氣體的內(nèi)能將

（填增大、減小、不變）。參考答案：答案：p0-(m0+m1)g/s增大增大（各2分）三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.某同學(xué)用如圖所示裝置測(cè)量重力加速度g，所用交流電頻率為50Hz。在所選紙帶上取某點(diǎn)為0號(hào)計(jì)數(shù)點(diǎn)，然后每3個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，所有測(cè)量數(shù)據(jù)及其標(biāo)記符號(hào)如題圖所示。該同學(xué)用兩種方法處理數(shù)據(jù)（T為相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔）：①?gòu)膶?shí)驗(yàn)裝置看，該同學(xué)所用交流電的電壓為_______伏特。②從數(shù)據(jù)處理方法看，在S1、S2、S3、S4、S5、S6中，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果起作用的，方法A中有_____________；方法B中有______________。因此，選擇方法__________（A或B）更合理。參考答案：15.（1）如圖甲是“測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)電路，如果采用新電池進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器在阻值較大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時(shí)，電壓表變化

（填“明顯”或“不明顯”）；（2）為了較精確地測(cè)量一節(jié)新電池的內(nèi)阻，可用以下給定的器材和一些導(dǎo)線來(lái)完成實(shí)驗(yàn)，器材：量程3V的理想電壓表V，量程0.6A的電流表A（具有一定內(nèi)阻），定值電阻R0（R0＝1.50Ω），滑動(dòng)變阻器R1（0~10Ω），滑動(dòng)變阻器R2（0~200Ω），開關(guān)S。相比于圖甲，圖乙中的電阻R0有哪些的作用？

（3）為方便實(shí)驗(yàn)調(diào)節(jié)且能較準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用

（填R1或R2）；（4）用筆畫線代替導(dǎo)線在圖丙中完成實(shí)物連接圖；（5）實(shí)驗(yàn)中，改變滑動(dòng)變阻器的阻值，測(cè)出當(dāng)電流表讀數(shù)為I1時(shí)，電壓表讀數(shù)為U1；當(dāng)電流表讀數(shù)為I2時(shí)，電壓表讀數(shù)為U2，則新電池內(nèi)阻的表達(dá)式r=

（用I1、I2、U1、U2和R0表示）；（6）處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，測(cè)出兩組U、I值，便可計(jì)算出電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，這樣做雖然簡(jiǎn)單，但誤差可能較大。處理數(shù)據(jù)時(shí)如何減少實(shí)驗(yàn)誤差，請(qǐng)你提出一種處理方法：

。參考答案：（1）不明顯（1分）（2）方便實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)測(cè)量；防止變阻器電阻過小時(shí)，電池被短路或電流表被燒壞（寫出以上兩個(gè)方面的得2分，只寫出一個(gè)方面的得1分）（3）R1（2分）

（4）如右圖所示，有一處畫錯(cuò)不給分（2分）（5）（2分）（6）盡可能多測(cè)幾組U、I值，分別求出每組的E、r值，最后求平均值（或作U-I圖像利用圖線在坐標(biāo)軸上截距求出E、r）（2分）四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.某均勻介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)A做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，t=0時(shí)刻起其振動(dòng)圖象如圖所示，t=10s時(shí)，距A質(zhì)點(diǎn)10m處的B質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)．求：

①該波的波速大小v；

②該波的波長(zhǎng)λ．參考答案：①波速v==1m/s ②波長(zhǎng)λ=vT=4m

17.（15分）翼型飛行器有很好的飛行性能。其原理是通過對(duì)降落傘的調(diào)節(jié)，使空氣升力和空氣阻力都受到影響。同時(shí)通過控制動(dòng)力的大小而改變飛行器的飛行狀態(tài)。已知：飛行器的動(dòng)力F始終與飛行方向相同，空氣升力F1與飛行方向垂直，大小與速度的平方成正比，F(xiàn)1=C1v2；空氣阻力F2與飛行方向相反，大小與速度的平方成正比，F(xiàn)2=C2v2。其中C1、C2相互影響，可由運(yùn)動(dòng)員調(diào)節(jié)，滿足如圖1所示的關(guān)系。飛行員和裝備的總質(zhì)量為90kg。（1）若飛行員使飛行器以速度在空中沿