山東省濱州市泊頭鎮(zhèn)中心中學(xué)2021年高三物理期末試卷含解析

山東省濱州市泊頭鎮(zhèn)中心中學(xué)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.如圖所示的電路中，直徑為D的圓環(huán)是用粗細均勻的電阻絲制成的，其阻值為R，圖中A，B，…，H為圓環(huán)的等分點，A點固定，P為滑片，且滑片P能沿圓環(huán)滑動，并保持良好的接觸，電源電動勢為E，內(nèi)阻不計。當(dāng)閉合電鍵S后，滑片P沿圓環(huán)順時針滑動時，圖中各表的示數(shù)會發(fā)生變化。甲、乙兩同學(xué)按此電路圖，分別做實驗，并記下當(dāng)滑片P在某些位置時各電表的示數(shù)。根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)，回答下列問題：（1）根據(jù)表1中的實驗數(shù)據(jù)，請通過計算，分析完成表1中“位置A”下的空格。

（2）根據(jù)表1、表2中的實驗數(shù)據(jù)，請通過比較、分析來說明甲、乙兩同學(xué)測得的實驗數(shù)據(jù)不同的原因：

。（3）根據(jù)（2）中的分析，請思考：當(dāng)滑片P滑到G、A之間位置X時，則表2中“位置X”下的空格可能的數(shù)據(jù)（即各電表的示數(shù)）分別是（

）A．0.05A，0.75V，5.25V

B．0.07A，1.05V，4.95VC．0.16A，2.40V，3.60V

D．0.25A，3.75V，2.25V參考答案：2.在“探究求合力的方法”的實驗中，要求每次合力與分力產(chǎn)生相同的效果，指的是（

）A．每次將橡皮條拉到同樣的位置

B．每次把橡皮條拉直C．每次準確讀出彈簧秤的示數(shù)

D.每次記準細繩方向

（2）如果“力的平行四邊形定則”得到驗證，那么圖(2)中=

．參考答案：（1）A

（2）3/43.（多選）如圖所示我國國家大劇院外部呈橢球型。假設(shè)國家大劇院的屋頂為半球形，一警衛(wèi)人員為執(zhí)行任務(wù)，必須冒險在半球形屋頂上向上緩慢爬行，他在向上爬的過程中A．屋頂對他的支持力變大

B．屋頂對他的支持力變小C．屋頂對他的摩擦力變大

D．屋頂對他的摩擦力變小參考答案：AD4.線光源a發(fā)出的光波長為480nm，線光源b發(fā)出的光波長為672nm，則A．用a做雙縫實驗，屏上與雙縫路程差為δ1=1.68μm的P處將出現(xiàn)暗條紋B．用b做雙縫實驗，P處將出現(xiàn)亮條紋C．用a做雙縫實驗，屏上與雙縫路程差為δ2=1.44μm的Q處將出現(xiàn)亮條紋D．做單縫衍射實驗，用a照射時比用b照射時的中央亮條紋更寬參考答案：AC5.下列有關(guān)熱現(xiàn)象的敘述中，正確的是（）A．一切自然過程總是沿著分子熱運動無序性減小的方向進行B．機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的實際宏觀過程是不可逆過程C．氣體可以從單一熱源吸收熱量，全部用來對外做功D．第二類永動機沒有違反能量守恒定律，但違反了熱力學(xué)第一定律E．熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，但是不可能不引起其它變化參考答案：BCE【考點】熱力學(xué)第二定律．【分析】本題根據(jù)熵增原理、熱力學(xué)第二定律進行解答．熱力學(xué)第二定律有不同的表述：不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體而不產(chǎn)生其他影響；不可能從單一熱源取熱使之完全轉(zhuǎn)換為有用的功而不產(chǎn)生其他影響．【解答】解：A、由熵增加原理知，一切自發(fā)過程總是沿著分子熱運動的無序性增大的方向進行．故A錯誤．B、根據(jù)熱力學(xué)第二定律知，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的實際宏觀過程是不可逆過程，故B正確．C、在外界的影響下，氣體可以從單一熱源吸收熱量，全部用來對外做功．故C正確．D、第二類永動機沒有違反能量守恒定律，但違反了熱力學(xué)第二定律．故D錯誤．E、根據(jù)熱力學(xué)第二定律知，熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，但是不可能不引起其它變化．故E正確．故選：BCE二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖12所示，（甲）圖是某學(xué)生測量“勻變速直線運動的加速度”的實驗裝置，由于實驗中連接重物和木塊的細線過長，所以當(dāng)重物著地后，木塊還會在木板上繼續(xù)滑行，圖（乙）所示紙帶是重物著地后的一段打點紙帶（注意圖中任兩個計數(shù)點間都有四個點沒有標出）。若打點計時器所用的交流電頻率為50Hz，則木塊的加速度為a=_____m/s2，木塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ=_____。（g=10m/s2忽略空氣阻力以及紙帶與打點計時器間的摩擦，所有結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）圖12

參考答案：

－0．50

0．050（或5．0×10－2）以a表示加速度，根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律，有a=

解得：a=-0.50m/s2

重物落地后木塊只受摩擦力的作用，用m表示木塊的質(zhì)量，根據(jù)牛頓第二定律有：

-μmg=ma

解得μ=0.0507.在某介質(zhì)中形成一列簡諧波，t＝0時刻的波形如圖中的實線所示．若波向右傳播，零時刻剛好傳到B點，且再經(jīng)過0.6s，P點也開始起振，該列波的周期T=______s，從t＝0時刻起到P點第一次到達波峰時止，O點相對平衡位置的位移y=____________cm.參考答案：0.2

－2

8.（9分）一臺小型電動機在3V電壓下工作，通過它的電流是0.2A，用此電動機提升物重4N的物體，在30秒內(nèi)可以使該物體勻速提升3m，除電動機線圈生熱之外不計其它的能量損失，則電動機的輸入電功率為__________W,在提升重物的30秒內(nèi)，電動機線圈所產(chǎn)生的熱量______J,線圈的電阻__________Ω。參考答案：

0.6W，6J，5Ω9.一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，波速大小為0.6m/s，t=0時刻波形如圖所示。質(zhì)點P的橫坐標為x=0.96m，則質(zhì)點P起動時向_______方向運動（選填“上”或“下”），t=______s時質(zhì)點P第二次到達波谷。參考答案：下，1.7s10.一衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的線速度大小為v，若地球質(zhì)量為M，引力常量為G，則該衛(wèi)星的圓周運動的半徑R為

；它在1/6周期內(nèi)的平均速度的大小為

。參考答案：；11.現(xiàn)有一個彈簧測力計（可隨便找地方懸掛），一把勻質(zhì)的長為l的有刻度、零點位于端點的直尺，一個木塊及質(zhì)量不計的細線．試用這些器件設(shè)計一實驗裝置（要求畫出示意圖），通過一次測量（彈簧測力計只準讀一次數(shù)），求出木塊的質(zhì)量和尺的質(zhì)量．（已知重力加速度為g）參考答案：找個地方把彈簧測力計懸掛好，取一段細線做成一環(huán)，掛在彈簧測力計的掛鉤上，讓直尺穿在細環(huán)中，環(huán)與直尺的接觸點就是直尺的懸掛點，它將尺分為長短不等的兩段．用細線栓住木塊掛在直尺較短的一段上，細心調(diào)節(jié)直尺懸掛點及木塊懸掛點的位置，使直尺平衡在水平位置（為提高測量精度，盡量使二懸掛點相距遠些），如圖所示．設(shè)木塊質(zhì)量為m，直尺質(zhì)量為M．記下二懸掛點在直尺上的讀數(shù)x1、x2，彈簧測力計讀數(shù)G．由平衡條件和圖中所設(shè)的直尺零刻度線的位置有

(1)

(2)(1)、(2)式聯(lián)立可得

(3)

(4)給出必要的說明占8分，求出r占10分．12.（6分）改變內(nèi)能的兩種方式：_____________和________________。參考答案：做功；熱傳遞13.有兩顆人造地球衛(wèi)星，它們的質(zhì)量之比m1:m2=1:2，它們運行的線速度之比v1:v2=1:2．那么它們運行的周期之比為

，它們所受的向心力大小之比為

．參考答案：8:11:32

三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖所示,在真空中一束平行復(fù)色光被透明的三棱鏡ABC(截面為正三角形)折射后分解為互相分離的a、b、c三種色光,分別照射到三塊板上.則:（1）若將a、b、c三種色光分別通過某狹縫,則發(fā)生衍射現(xiàn)象最明顯的是哪種色光?（2）若OD平行于CB,三棱鏡對a色光的折射率na是多少?參考答案：（1）折射率最小的是c光,則它的波長最長,衍射現(xiàn)象最明顯；（2）（1）由圖知，三種色光，a的偏折程度最大，c的偏折程度最小，知a的折射率最大，c的折射率最?。畡tc的頻率最小，波長最長衍射現(xiàn)象最明顯。（2）若OD平行于CB,則折射角，三棱鏡對a色光的折射率。15.如圖所示，一定質(zhì)量理想氣體經(jīng)歷A→B的等壓過程，B→C的絕熱過程（氣體與外界無熱量交換），其中B→C過程中內(nèi)能減少900J．求A→B→C過程中氣體對外界做的總功．參考答案：W=1500J【詳解】由題意可知，過程為等壓膨脹，所以氣體對外做功為：過程：由熱力學(xué)第一定律得：

則氣體對外界做的總功為：

代入數(shù)據(jù)解得：。四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，由導(dǎo)線制成的正方形線框邊長L，每條邊的電阻均為R，其中ab邊材料較粗且電阻率較大，其質(zhì)量為m，其余各邊的質(zhì)量均可忽略不計。線框可繞與cd邊重合的水平軸OO′自由轉(zhuǎn)動，不計空氣阻力及摩擦。若線框始終處在方向豎直向下、磁感強度為B的勻強磁場中，線框從水平位置由靜止釋放，歷時t到達豎直位置，此時ab邊的速度為v，重力加速度為g。求：（1）線框在豎直位置時，ab邊兩端的電壓及其所受安培力的大小。（2）這一過程中感應(yīng)電動勢的有效值。（3）在這一過程中，通過線框?qū)Ь€橫截面的電荷量。參考答案：（1）ab邊切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢為E=BLv線框中的電流為I=E/4Rab兩端的電壓為Uab=I·3R=BLvab邊所受安培力為F安=BIL=B2L2v/4R（2）線框下落過程中機械能的減少等于線框中產(chǎn)生的焦耳熱，所以有：mgL-mv2=Q又因Q=（E有/4R）2（4R）t，解得：E有=2（3）對于線框的下擺過程，垂直磁場線框的面積變化為ΔS=L2線框中的平均感應(yīng)電動勢為=ΔΦ/t線框中的平均電流

=通過導(dǎo)線橫截面的電荷量q=IΔt=BL2/4R17.如圖所示為用某種透明材料制成的一塊柱形棱鏡的截面圖，圓弧CD為半徑為R的四分之一的圓周，圓心為O，光線從AB面上的某點入射，入射角θ1＝45°，它進入棱鏡后恰好以臨界角射在BC面上的O點。(a)畫出光線由AB面進入棱鏡且從CD弧面射出的光路圖；(b)求該棱鏡的折射率n；(c)求光線在該棱鏡中傳播的速度大小v(已知光在空氣中的傳播速度c＝3.0×108m/s)。參考答案：(a)光路圖如圖所示。（2分，若把在棱鏡內(nèi)部多次反射的光路畫上，只要沒畫錯，給此分）(b)光線在BC面上恰好發(fā)生全反射，入射角等于臨界角CsinC＝

（2分）在AB界面上發(fā)生折射，折射角θ2＝90°－C

（1分）由折射定律：

＝n

（1分）由以上幾式解得

n＝

（1分）(c)光速

v＝＝×108m/s

（2分）

18.2016年2月11日，美國“激光干涉引力波天文臺”（LIGO）團隊向全世界宣布發(fā)現(xiàn)了引力波，這個引力波來自于距離地球13億光年之外一個雙黑洞系統(tǒng)的合并。已知光在真空中傳播的速度為c，太陽的質(zhì)量為M0，萬有引力常量為G。（1）兩個黑洞的質(zhì)量分別為太陽質(zhì)量的26倍和39倍，合并后為太陽質(zhì)量的62倍。利用所學(xué)知識，求此次合并所釋放的能量。（2）黑洞密度極大，質(zhì)量極大，半徑很小，以最快速度傳播的光都不能逃離它的引力，因此我們無法通過光學(xué)觀測直接確定黑洞的存在。假定黑洞為一個質(zhì)量分布均勻的球形天體。a．因為黑洞對其他天體具有強大的引力影響，我們可以通過其他天體的運動來推測黑洞的存在。天文學(xué)家觀測到，有一質(zhì)量很小的恒星獨自在宇宙中做周期為T，半徑為r0的勻速圓周運動。由此推測，圓周軌道的中心可能有個黑洞。利用所學(xué)知識求此黑洞的質(zhì)量M；b．嚴格解決黑洞問題需要利用廣義相對論的知識，但早在相對論提出之前就有人利用牛頓力學(xué)體系預(yù)言過黑洞的存在。我們知道，在牛頓體系中，當(dāng)兩個質(zhì)量分別為m1