山西省呂梁市興縣城鎮(zhèn)中學2021年高三物理期末試卷含解析

山西省呂梁市興縣城鎮(zhèn)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.如圖所示，修建鐵路、公路的路堤和路塹時，允許的邊坡傾角最大值叫做“自然休止角”ycy

，如果邊坡傾角超過自然休止角α會導致路基不穩(wěn)定，關于自然休止角α與土壤顆粒之間的動摩擦因數(shù)μ的關系式正確的是（

）

A．cotα=μ

B．tanα=μ

C．cosα=μ

D．sinα=μ參考答案：B2.（單選）在下列說法中正確的是(

)A．在分子間距離增大的過程中，分子間的作用力可能增加可能減小B．當氣體膨脹時，氣體分子之間的勢能減小，因而氣體的內能減少C．布朗運動說明懸浮在液體中花粉顆粒的分子在永不停息地做熱運動D．給自行車輪胎打氣，越來越費力，主要是由于打氣過程中分子間斥力逐漸增大，引力逐漸減小的緣故參考答案：A3.（多選題）如圖所示，一勁度系數(shù)為k的輕質彈簧，上端固定，下端連一質量為m的物塊A，A放在質量也為m的托盤B上，初始時，在豎直向上的力F作用下系統(tǒng)靜止，且彈簧處于原長狀態(tài)．以N表示B對A的作用力，x表示彈簧的伸長量，現(xiàn)改變力F的大小，使B以的加速度勻加速向下運動（g為重力加速度，空氣阻力不計），此過程中N或F的大小隨x變化的圖象正確的是（）A． B． C． D．參考答案：BD【考點】牛頓第二定律；胡克定律．【分析】分析物體的運動情況，根據(jù)牛頓第二定律求解二者之間的彈力為零時的位移大小，根據(jù)N和F的變化情況進行解答．【解答】解：設物塊和托盤間的壓力為零時彈簧的伸長量為X，則有：mg﹣kx=ma，解得：x=；在此之前，根據(jù)﹣N﹣kx=ma可知，二者之間的壓力N由開始運動時的線性減小到零，故B圖可能．而力F由開始時的mg線性減小到，A圖可能．此后托盤與物塊分離，力F保持不變，D圖可能．故BD正確，AC錯誤．故選：BD．4.“天宮一號”（Tiangong-1）是中國第一個目標飛行器，于2011年9月29日在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射，在此之后還將發(fā)射“神舟八號”，并且完成與“天宮一號”對接試驗。某同學得知上述消息后，畫出“天宮一號”和“神舟八號”繞地球做勻速圓周運動的假想圖如圖所示，A代表“天宮一號”，B代表“神舟八號”，虛線為各自的軌道。由此假想圖，可以判斷（

）A．“天宮一號”的運行速率大于“神舟八號”的運行速率B．“天宮一號”的周期小于“神舟八號”的周期C．“天宮一號”的向心加速度大于“神舟八號”的向心加速度D．“神舟八號”選擇合適的時機加速可以與“天宮一號”實現(xiàn)對接參考答案：D5.2012年6月9日晚.受沿線焚燒秸桿產生煙霧影響,寧洛高速公路安徽省蒙城段發(fā)生多起多點車輛追尾事故。假設髙速公路上甲、乙兩車在同一車道上同向行駛.甲車在前.乙車在后.速度均為v0=30m/s.距離s0=l00m.t=0時刻甲車遇緊急情況后，甲、乙兩車的加速度隨時間變化如圖所示.取運動方向為正方向.下面說法锘誤的是A.t=6s時兩車等速

B.t=6s時兩車距離最近C.0-6s內兩車位移之差為90m

D.兩車0-9s在內會相撞參考答案：D二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.某同學為了探究物體在斜面上運動時摩擦力與斜面傾角的關系，設計實驗裝置如圖。長直平板一端放在水平桌面上，另一端架在一物塊上。在平板上標出A、B兩點，B點處放置一光電門，用光電計時器記錄滑塊通過光電門時擋光的時間。實驗步驟如下：A用游標卡尺測量滑塊的擋光長

度d,用天平測量滑塊的質量mB用直尺測量AB之間的距離s，A點到水平桌面的垂直距離h1，B點到

水平桌面的垂直距離h2C將滑塊從A點靜止釋放，由光電計時器讀出滑塊的擋光時間tD重復步驟C數(shù)次，并求擋光時間的平均值E利用所測數(shù)據(jù)求出摩擦力f和斜面傾角的余弦值cosαF多次改變斜面的傾角，重復實驗步驟BCDE，做出f--cosα關系曲線用測量的物理量完成下列各式（重力加速度為g）滑塊通過光電門時的速度υ=

滑塊運動時所受到的摩擦阻力f=

參考答案：7.一群氫原子處于量子數(shù)n=4能級狀態(tài)，氫原子的能級圖如圖所示，氫原子可能發(fā)射

種頻率的光子；氫原子由量子數(shù)n＝4的能級躍遷到n＝2的能級時輻射光子的能量是

eV；用n＝4的能級躍遷到n＝2的能級時輻射的光子照射下表中幾種金屬，

金屬能發(fā)生光電效應。幾種金屬的逸出功金屬銫鈣鎂鈦逸出功W/eV1.92.73.74.1參考答案：6

2.55

銫8.（4分）冬天到了，很多同學用熱水袋取暖?，F(xiàn)有某一熱水袋內水的體積約為400cm3，它所包含的水分子數(shù)目約為

個。（計算結果保留1位有效數(shù)字，已知1mol水的質量約為18g，阿伏伽德羅常數(shù)取6.0×1023mol－1）參考答案：答案：1×1025（4分）9.某同學用如圖a所示的電路測量電源的電動勢和內阻，其中R是電阻箱，R0是定值電阻，且R0=3000Ω，G是理想電流計。改變R的阻值分別讀出電流計的讀數(shù)，做出1/R—1/I圖像如圖b所示，則：電源的電動勢是

，內阻是

參考答案：3v

1Ω10.一置于鉛盒中的放射源發(fā)射的a、b和g射線，由鉛盒的小孔射出，在小孔外放一鋁箔后，鋁箔后的空間有一勻強電場。進入電場后，射線變?yōu)閍、b兩束，射線a沿原來方向行進，射線b發(fā)生了偏轉，如圖所示，則圖中的射線a為__________射線，射線b為_______________射線。參考答案：11.某種紫外線波長為300nm，該紫外線光子的能量為

▲

J．金屬鎂的逸出功為5.9×10－19J，則讓該紫外線照射金屬鎂時逸出光電子的最大初動能為

▲

J(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s)．參考答案：6.63×10－19，7.3×10－20；12.一簡諧橫波沿x軸正向傳播，t=0時刻的波形如圖（a）所示，x=0.30m處的質點的振動圖線如圖（b）所示，該質點在t=0時刻的運動方向沿y軸_________（填“正向”或“負向”）。已知該波的波長大于0.30m，則該波的波長為_______m。參考答案：正向0.813.由某門電路構成的一簡單控制電路如圖，其中為光敏電阻，光照時電阻很小，R為變阻器，L為小燈泡。其工作情況是：當光敏電阻受到光照時，小燈L不亮，不受光照時，小燈L亮。該門電路是________；符號是________。參考答案：

答案：非門；

三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（11分）簡述光的全反射現(xiàn)象及臨界角的定義，并導出折射率為的玻璃對真空的臨界角公式。參考答案：解析：光線從光密介質射向光疏介質時，折射角大于入射角，若入射角增大到某一角度C，使折射角達到，折射光就消失。入射角大于C時只有反射光，這種現(xiàn)象稱為全反射，相應的入射角C叫做臨界角。

光線由折射率為的玻璃到真空，折射定律為：

①

其中分別為入射角和折射角。當入射角等于臨界角C時，折射角等于，代入①式得

②15.（簡答）如圖12所示，一個截面為直角三角形的劈形物塊固定在水平地面上.斜面,高h=4m，a=37°,一小球以Vo=9m/s的初速度由C點沖上斜面.由A點飛出落在AB面上.不計一切阻力.(Sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)求.(l)小球到達A點的速度大??；(2)小球由A點飛出至第一次落到AB面所用時間；(3)小球第一次落到AB面時速度與AB面的夾角的正切值參考答案：(1)1(2)0.25s（3）6.29N機械能守恒定律．解析：(1)從C到A對小球運用動能定理]，解得v0=1m/s(2)將小球由A點飛出至落到AB面的運動分解為沿斜面（x軸）和垂直于斜面（y軸）兩個方向;則落回斜面的時間等于垂直于斜面方向的時間所以（3）小球落回斜面時沿斜面方向速度垂直斜面方向速度vy=1m/s，所以（1）由機械能守恒定律可以求出小球到達A點的速度．

（2）小球離開A后在豎直方向上先做勻減速直線運動，后做自由落體運動，小球在水平方向做勻速直線運動，應用運動學公式求出小球的運動時間．

（3）先求出小球落在AB上時速度方向與水平方向間的夾角，然后再求出速度與AB面的夾角θ的正切值．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖為一半徑為R的固定半圓柱玻璃磚的橫截面，OA為水平直徑MN的中垂線，足夠大的光屏PQ緊靠在玻璃磚的右側且平行OA放置。一束復色光沿與AO成θ角（θ=30°）的半徑方向射向O點并在光屏上形成彩色光帶和一個光斑，光帶的最高點與N點的距離為；增大入射角，當θ=45°時，光屏上恰好只出現(xiàn)一個光斑，求：（i）玻璃對復色光的折射率范圍；（ii）當θ=30°時，彩色光帶的寬度。參考答案：(1)

(2)解：（i）當θ=30°時，光路圖如圖所示由題意可知，即α=30°，所以最大折射角β=60°；由折射率定義可知最大折射率，因為θ=45°，所有光線均發(fā)生全反射，光屏上的光帶消失，反射光束在光屏上形成一個光斑，由全反射規(guī)律及題意可知所以玻璃對復色光的折射率范圍（ii）當θ=30°時的光線的折射角為45°，彩色光帶的寬度為；17.（14分）如圖所示，一輕質彈簧豎直固定在地面上，自然長度，上面連接一個質量的物體A，平衡時物體距地面，此時彈簧的彈性勢能。在距物體A正上方高為處有一個質量的物體B自由下落后，與彈簧上面的物體A碰撞并立即以相同的速度運動，已知兩物體不粘連，且可視為質點，求：（1）碰撞結束瞬間兩物體的速度大小；（2）兩物體一起運動第一次具有豎直向上最大速度時彈簧的長度；（3）兩物體第一次剛要分離時物體B的速度大小。參考答案：解析：（1）設物體B自由下落與物體A相碰時的速度為，則

1分

設A與B碰撞結束后的瞬間速度為，根據(jù)動量守恒定律

2分

得

1分

（2）設物體A靜止在彈簧上端時彈簧的壓縮量為，彈簧的勁度系數(shù)為，根據(jù)胡克定律得

1分

得

1分

兩物體向上運動的過程中，彈簧彈力等于兩物體總重力時具有最大的速度，設此時彈簧的壓縮量為，則

1分

得

1分

設此時彈簧的長度為，則

1分

（3）兩物體向上運動過程中彈簧達到原長時分離，從碰后到分離的過程，物體和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，則

4分

得

1分18.如圖所示，粒子源O產生初速度為零、電荷量為q、質量為m的正離子，被電壓為的加速電場加速后通過直管，在到兩極板等距離處垂直射入平行板間的偏轉電場，兩平行板間電壓為2。離子偏轉后通過極板MN上的小孔S離開電場。已知ABC是一個外邊界為等腰三角形的勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直