山西省太原市2021届高三（上）期末物理试题（含答案）

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1、2020202020212021 学年第一学期高三年级期末考试物理试卷学年第一学期高三年级期末考试物理试卷 （考试时间（考试时间:上午上午 7:30-9:30） 说明:本试卷分第 I 卷（选择题）和第卷（非选择题）两部分。考试时间 120 分钟，满分 150 分 第第 I 卷（选择题，共卷（选择题，共 60 分）分） 一、单项选择题:本题包含 8 小题，每小题 5 分，共 0 分。请将正确选项填入第卷前的答题栏内。 1.甲、乙两车在平直公路上行驶，其 v-t 图象如图所示。t=0 时，两车间距为 s0；t0时刻，甲、乙两车相遇。 下列说法正确的是 A.0t0内甲车在前 B.02t0内，甲车平均

2、速度的大小是乙车的 2 倍 C.02t0内，甲车加速度的大小与乙车的相等 D.2t0时甲、乙两车相距为 s0 2.每年春节前后，人们都挂起红灯笼，来营造一种喜庆的氛围。如图是挂出的一只灯笼，相同的轻绳 a、b 将灯笼悬挂于 O 点， 绳 a 与水平方向的夹角为， 绳 b 水平， 灯笼保持静止。 现保持 a 绳长不变、 b 绳水平， 改变绳 b 的长度，则对于较重的灯笼 A.a 比 b 更容易断，b 越短 a 越容易断 B.a 比 b 更容易断，b 越长 a 越容易断 C.b 比 a 更容易断，b 越长 b 越容易断 D.b 比 a 更容易断，b 越短 b 越容易断 3.如图，MN 是点电荷 Q

3、 产生电场中的一条电场线。一个带正电的粒子（不计重力）从 a 到 b 穿越这条电场 线的轨迹如图中虚线所示，则 A.Q 可能带负电，且位于 M 的左侧 B.从 a 到 b 的过程中，带电粒子的速度逐渐减小 C.从 a 到 b 的过程中，带电粒子的加速度逐渐减小 D.带电粒子在 a 点具有的电势能大于在 b 点具有的电势能 4.已于 2020 年发射的“天问一号” ，将于今年 2 月中旬到达火星，开始在距火星表面高度为 h 的圆轨道上绕 火星探测；5 月中旬，将着陆火星巡视探测已知火星的半径及火星表面的重力加速度与 h 的值，根据以上信 息可以求出 A.火星的质量 B.“天问一号”绕火星探测时的

4、加速度 C.火星对绕火星探测的“天问一号”的引力 D.着陆火星后“天问一号”受到火星的引力 5.物块在轻绳的拉动下沿倾角为 30的固定斜面向上做加速度为 1m/s2匀加速运动，轻绳与斜面平行。已知 物块与斜面间的动摩擦因数为 3 3 ，取=10m/s2。若轻绳能承受的最大张力为 1100N，则物块的最大质量为 A.100kg B.110kg C.1003kg D.1103kg 6.天花板下悬挂的轻质光滑小挂钩，可绕过悬挂点的竖直轴无摩擦地转动。一根光滑细绳穿过挂钩，两端分 别连接小球 P 和 Q。当两小球同时做匀速圆周运动，且在任意时刻两球均在同一水平面上，此时细绳与竖 直方向的夹角分别为 4

5、5和 30，则 A.两球线速度的大小相等 B.两球向心加速度的大小相等 C.小球 P、Q 所受向心力的大小之比为2:1 D.小球 P、Q 的质量之比为2:2 7.为测量干粉灭火器喷出磷酸盐的速度，有人做了这样的实验:如图，人坐在小车上，手持灭火器，按压阀 门让灭火器水平向前喷射。测得在 8.0s 内，人匀加速移动的距离为 16.0m。已知人（连同设备）的总质量 为 60kg，灭火器单位时间内喷出磷酸盐的质量恒为 0.20kg/s，小车同地面间的动摩擦因数为 0.02。忽略该 过程中人总质量的变化，可估算出磷酸盐喷出的速率最接近 A.60m/s B.100m/s C.120m/s D.210m/

6、s 8.图 a 中，轻弹簧竖直固定在地面上，以弹簧正上方、与上端距离为 x0的 O 为原点，建立竖直向下的坐标 系。将质量为 m 的小球从 O 点释放小球落到弹簧上并压缩弹簧，测得小球所受弹力 F 的大小与 x 的关系如 图 b 所示。不计空气阻力，在小球向下运动的过程中 A.到达 3x0时机械能最小 B.最大速度的值为 0 3gx C.受到弹力的最大值为 2mg D.弹簧的最大弹性势能为 3mgx0 二、 多项选择题:本题包含 4 小题， 每小题 5 分， 共 20。 在每小题给出的四个选项中， 至少有两个选项正确， 全部选对的得 5 分，选对但不全的得 3 分有选错的得 0 分。请将正确选

7、项填入第卷前的答题栏内。 9.网络上有这样一段视频，一个 6 岁的小女孩，徒手、光脚，在 8.0s 的时间内，爬上了高 4m 的门厅立柱顶 端。之后保持如图的姿势，从立柱顶端顺着立柱滑到底端。下列判断正确的是 A.加速向上时，小女孩受到的摩擦力一定大于其重力 B.加速向上时，立柱对小女孩的摩擦力做正功 C.在图示位置静止时，小女孩手与立柱间的弹力越大，摩擦力越大 D.小女孩加速滑下时，受到的摩擦力一定小于重力 10.如图，位于正方形四个顶点的电极 a、b、c、d 与电源相连，在正方形区域内形成一个俘获和囚禁离子的 电场。某时刻，四个电极带电量相等、电性如图所示，已知 A、C 是 a、c 连线上

8、的两点，B、D 是 b、d 连 线上的两点，A、C、B、D 到正方形中心 O 的距离相等。则对于此刻处在其中的氢离子 A.在 A 点和 B 点时的电势能相等 B.在 A、B、C、D 时受到的电场力均指向 O 点 C.在 A 点和 D 点受到的电场力大小相等 D.在 O 点时受到的电场力为零 11.嫦娥五号返回器带着月壤初入大气层时，度高达 11km/s 为利用大气层多次减速，采用了跳跃式返回技术 太空“打水漂” 。如图，虚线球面为大气层的边界，返回器从 a 点无动力滑入大气层，然后经 b 点从 c 点“跳”出，到达最远的 d 点后以 7.9km/s 的速度从 e 点二次进入大气层。已知 d 离

9、地面高 h，地球质量为 M、半径为 R，引力常量为 G，不考虑其他变化，则返回器 A.在 b 点的机械能小于在 c 点的机械能 B.在 d 点加速度的大小为 2 () GM Rh C.在 d 点速度的大小为 GM Rh D.在 c、e 两点的动能相等 12.如图，半径为 R 的绝缘圆环固定在竖直面内，O 为圆心，AE 是环上的五个点，其中 A、B、C 位于等 边三角形的三个顶点上，BOD 水平、OE 竖直。将两个相同的带正电小环 P、Q（可视为点电荷）套在圆环 上，其中 P 固定在 A 点，Q 可沿环无摩擦滑动。现将 Q 从 B 点由静止释放，则小环 Q A.能运动到 D 点 B.到达 E 点

10、时速度的大小为2gR C.到达 C 点时速度的大小为3gR D.从 B 到 C 的过程中机械能先增大后减小 第卷答题栏第卷答题栏 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 第卷（非选择题，共第卷（非选择题，共 90 分）分） 三、实验题:本题包含 2 小题，共 22 分。将正解答案填在题中横线上或按要求作答。 13.（10 分） 某同学利用图（a）的装置验证机械能守恒定律。细绳跨过固定的轻质滑轮，两端分别挂质量为 m1=0.20kg、 m2=0.10kg 的槽码 1 和 2。用手托住 m1，让细绳伸直系统保持静止后释放 m1，测得 m2经过光电门的挡光时 间为 t。以

11、m1和 m2系统为研究对象，计算并比较从静止至 m2到光电门的过程中，系统势能的减少量Ep 与动能的增加量Ek，就可以验证 m1和 m2系统的机械能是否守恒。回答下列问题:（取 g=9.8m/s2，结果保 留两位小数） （1）用游标卡尺测 m2的厚（高） ，示数如图（b） ，则 d=_cm； （2）若 t=13.7ms，则 m2通过光电门时的速度 v=_m/s； （3）测得释放前 m2与光电门的高度差为 h=0.50m，则Ep=_J；Ek=_J； （4）本次实验的相对误差100% pk p EE e _。 14.（12 分） 某小组在测量电源的电动势和内阻时，发现电源的内阻较小，为了安全方便读

12、数和作图，于是找到一定值 电阻 Rx，设计了图（a）的电路进行实验。 （1）根据图（a） ，用笔画线代替导线，将图（b）的实物连成完整的实验电路。 （2）测量 Rx的值: 将电阻箱 R 的阻值调到最大，闭合 S； 将 S1接 a、S2接 d，调节 R 的值为 R0，记下电压表的示数 U1； 保持 R 的值为 R0不变，再将 S1接 b、S2接 c，此时电压表示数为 U2。 可知 Rx阻值的表达式为 Rx=_。 （用测得物理量的符号表示） （3）测电源的电动势 E 和内电阻 r： 将 S1接 b、S2接 c 保持不变，闭合 S。调节 R，读出的值和对应电压表的示数 U； 根据测量数据算出 U R

13、 的值，作出 U- U R 的图线如（c）所示。则 E=_，r=_； （用已 知和测得物理量的符号表示） 该小组测得 E 的值比其真实值_，r 的值比其真实值_。 （选填“偏大”或“偏小” ） 四、计算题:本题包含 5 小题，共 68 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最 后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 15.（12 分） 已于 12 月 26 日开始运行的太原地铁 2 号线，是山西省的第一条城市轨道交通线路，也是贯通太原南北的 轨道交通干线。其大南门站到体育馆站全长 1400m，运行时间为 90s。假设列车从大南门站由静止出发，先

14、做加速度为 2m/s2的匀加速直线运动，速度达到 72km/h 后开始做匀速直线运动，即将到达体育馆站时，列 车开始刹车做匀减速运动直至停下。求: （1）列车减速过程中加速度的大小； （2）减速过程中阻力与重力的比值。 （取 g=10m/s2） 16.（12 分） 春天的周末，汾河公园的上空浮动着各形各色的风筝，其中最寂寞的当属“瓦片风筝” ，可简化为如图的模 型。平板状的方形风筝，在拉线和风力的共同作用下可静止在空中。某次，在稳定的风力作用下，质量为 m 的风筝静止在空中时，细线与风筝平面的夹角=60，细线与水平方向的夹角=30。已知风力大小恒 定方向与风筝平面垂直，不计细线的重力，重力加速

15、度为 g。 （1）求风筝受风力和细线拉力的大小。 （2）为让风筝飞的更高一点，在风力及均不变的情况下，小孩以 0.9mg 的恒定拉力释放细线，求在 t 时 间内风筝上升的高度。 17.（14 分） 如图，O 点是竖直光滑墙面上的一点，轻质细线的一端固定一小球，另一端固定在 O 点，开始时，小球静 止于 A 点。N 是墙面上的钉子，NOA=60。现给小球一水平向右的初速度 v0，小球在竖直平面内绕 O 做圆周运动并恰好以最小速度通过最高点。之后，细线遇到 N 后被挡住，小球开始绕 N 运动，首次到达 N 的正下方时细线恰好被拉断。已知小球的质量为 m，细线的长度为 L，细线能承受的最大拉力为 7

16、mg。求: （1）小球初速度 v0的大小； （2）ON的距离。 18.（14 分） 如图，真空中相距为 d 的两块平行金属板 M、N 与恒压电源相连，电键 S 闭合后，M、N 间产生匀强电场， 一带电粒子， 沿平行极板方向从与 M 板相距 3 5 d 的 P 点射入电场， 恰好打在 N 板中央。 不考虑重力的影响， 为使该粒子能够飞出电场，问: （1）若保持 S 闭合，N 板应向下移动多少? （2）若断开 S，N 板应向下移动多少? 19.（16 分） 如图，质量 M=1.0104kg 的卡车，载有质量 m=6.0103kg 的货箱（可视为质点）货箱与车箱前壁的距离 L=2.4m。 已知货箱与

17、车箱底板间的动摩擦因数1=0.20， 汽车与地面间动摩擦因数2=0.50。 当汽车以 54km/h 的速度在平直的公路上匀速行驶时，由于前方事故，司机紧急制动，车轮抱死向前滑行。已知货箱与车箱 前壁的碰撞时间极短且碰后不再分开，不考虑碰撞对车辆的损害，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求 汽车从开始刹车到停止滑行的距离。 （取 g=10m/s2） 20202021 学年第一学期高三年级期末考试学年第一学期高三年级期末考试 物理参考答案物理参考答案与评分标准与评分标准 一、单项选择题:本题包含 8 小题，每小题 5 分，共 40 分。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 C A D B A

18、 C D B 二、多项选择题:本题包含 4 小题，每小题分，共 20 分全部选对得 5 分，选对但不全的得 3 分。 题号 9 10 11 12 答案 AD CD BD CD 三、实验题:本题包含 2 小题，共 22 分。 13.（10 分） （1）2.44 （2）1.78 （3）0.49 （4）0.48 （5）2.04% 评分标准:每空各 2 分。 14.（12 分） （1）如图所示 （2） 1 0 2 U R U （3）h 1 0 2 Uh R kU 偏小 偏小 评分标准:每空各 2 分。 四、计算题:本题包含 5 小题，共 68 分。 15.（12 分） （1）列车在加速、匀速和减速阶段

19、的时间分别为 t1、t2、t3，位移分别为 x1、x2、x3，列车加速和减速过程 中的加速度大小分别为 a1、a2 vm=a1t11 分 vm=a2t31 分 11 2 m v xt1 分 22m xv t 1 分 33 2 m v xt 1 分 123 tttx1 分 123 xxxx 1 分 解得:a2= 2 3 m/s21 分 （2）减速过程中阻力大小为 f f=ma23 分 减速过程中阻力与重力的比值 2 1 15 af Gg 1 分 16.（12 分） （1）风筝平衡时受三个力的作用，即重力 mg、风对风筝的力 F、细线的拉力 T。由共点力的平衡条件有 Tcos60=mgcos602

20、 分 Tsin60+mgsin60=F2 分 解得:F=3mg、T=mg2 分 （2）细线的拉力 T=0.9mg 时，风筝加速度的大小为 a，由牛顿运动定律有 Fcos30-mgcos60-T=ma3 分 解得:a=0.1g 在 t 时间内风筝发生的位移为 2 1 2 xat1 分 h=xsin301 分 解得: 2 1 40 hgt 1 分 17.（14 分） （1）设小球在最高点的速度为 v1，在最高点，重力恰好提供向心力 2 1 mv mg L 2 分 小球从 A 点到最高点的过程中，根据动能定理有 22 10 11 2 22 mgLmvmv 3 分 解得 0 5vgL1 分 （2）以

21、N 为圆心，设最低点为 M，小球到达 M 时速度为 v，有 2 7 mv mgmg r 2 分 对 A 到 M 过程中，根据动能定理有 22 0 11 22 mg hmvmv 3 分 coshL rON 1 分 L=r+ON 解得:ON= 1 5 L2 分 18.（14 分） （1）设电源电压为 U，粒子初速度为 v0，极板长为 L。当 S 闭合时，两板间电压不变 0 1 = 2 L v t 1 分 2 1 1 21 52 d a t 1 分 U E d 1 分 1 qE a m 1 分 设向下移动的距离至少为 x1，则 0 2 Lv t 1 分 2 12 2 21 52 d xa t 1 分

22、 由上式联立，解得: 1 3 5 d x 则 1 3 5 d x 1 分 （2）S 断开时，极板带电荷量 Q 不变，板间距离为 x，板间电压为 Ux，电场强度为 E x Q C U 1 分 4 S C kx 1 分 x U E x 1 分 解得: 4 kQ E S 可知，改变距离场强 E 不变，设向下移动的距离至少为 x2 2 21 2 21 52 d xat 1 分 由上式联立，得: 2 6 5 d x 2 6 5 d x2 分 19.（16 分） 汽车紧急制动时，货箱加速度的大小为 a1，汽车刹车加速度的大小为 a2 11 mgma2 分 212 ()Mm gmgMa 2 分 2 1 2/

23、am s， 2 2 6.8/am s 设经过时间 t 货箱和汽车碰撞，货箱和汽车位移分别为 x1和 x2 2 101 1 2 xv ta t1 分 2 202 1 2 xv ta t1 分 12 xxL 1 分 解得 t=1s、x2=11.6m 此时货箱和汽车的速度分别为 v1和 v2 101 13/vvatm s 1 分 202 8.2/vva tm s 1 分 货箱与汽车发生碰撞后速度为 v3 123 ()mvMvmM v2 分 解得:v3=10m/s 设汽车和货箱共同再滑行 x3后停止运动，加速度的大小为 a3 23 ()()Mm gMm a 2 分 2 333 2va x 1 分 a2=5m/s2 解得 x3=10m 汽车在地面上滑行的总距离 x=x2+x31 分 解得:x=21.6m1 分