山西省忻州市奇村中學2021年高三物理上學期期末試題含解析

山西省忻州市奇村中學2021年高三物理上學期期末試題含解析一、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.理關系式不僅反映了物理量之間的關系，也確定了單位間的關系。如關系式U=IR既反映了電壓、電流和電阻之間的關系，也確定了V（伏）與A（安）和（歐）的乘積等效。現(xiàn)有物理量單位：m（米）、s（秒）、N（牛）、J（焦）、W（瓦）、C（庫）、F（法）、A（安）、（歐）和T（特），由他們組合成的單位都與電壓單位V（伏）等效的是（

）A．J/C和N/C

B．C/F和T·m2/sC．W/A和C·T·m/s

D．W·Ω和T·A·m參考答案：B2.如圖甲中一水平輕桿在右端的P點系有兩根細線，一根斜上拉且固定，另一根豎直向下連接質量為m的物體而處于平衡，圖乙中水平輕桿右端固定，左端連接一個光滑滑輪，用細線繞過滑輪，上端固定而下端連接與甲同樣的物體處于平衡。下列說法中正確的是：（

）A、甲、乙圖中斜拉線受到的拉力大小相等B、甲、乙圖中斜拉線受到的拉力大小不相等C、甲圖中輕桿對P點的作用力與乙圖中輕桿對滑輪的作用力大小相等D、甲圖中輕桿對P點的作用力與乙圖中輕桿對滑輪的作用力大小不相等參考答案：答案：BD3.如圖所示，在豎直平面內放一個光滑絕緣的半圓形軌道，水平方向的勻強磁場與半圓形軌道所在的平面垂直。一個帶正電荷的小滑塊由靜止開始從半圓軌道的最高點M滑下，則下列說法中正確的是

A.滑塊經(jīng)過最低點時的速度比磁場不存在時大

B.滑塊從M點到最低點所用的時間比磁場不存在時短

C.滑塊經(jīng)過最低點時的速度與磁場不存在時相等

D.滑塊從M點滑到最低點所用的時間與磁場不存在時相等參考答案：CD4.(單選)一物體在地球表面上的重力為16N,它在以5m/s2的加速度加速上升的火箭中的視重為9N,則此時火箭離地面的高度是地球半徑R的A.2倍

B.3倍

C.4倍

D.0.5倍參考答案：B5.一簡諧橫波以4m/s的波速沿x軸正方向傳播．已知t＝0時的波形如圖11所示，則()A．波的周期為1sB．x＝0處的質點在t＝0時向y軸負向運動C．x＝0處的質點在t＝s時速度為0D．x＝0處的質點在t＝s時速度值最大參考答案：AB二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.某同學在做研究彈簧的形變與外力的關系實驗時，將一輕彈簧豎直懸掛讓其自然下垂，測出其自然長度；然后在其下部施加外力F，測出彈簧的總長度L，改變外力F的大小，測出幾組數(shù)據(jù)，作出外力F與彈簧總長度L的關系圖線如圖所示（實驗過程是在彈簧的彈性限度內進行的）．由圖可知該彈簧的自然長度為____cm；該彈簧的勁度系數(shù)為____N／m．參考答案：10

507.在如圖（甲）所示的電路中，電阻R1和R2都是純電阻，它們的伏安特性曲線分別如圖（乙）中Oa、Ob所示。電源的電動勢=7.0V，內阻忽略不計。（1）調節(jié)滑動變阻器R3，使電阻R1和R2消耗的電功率恰好相等，則此時電阻R1和R2的阻值為

Ω，R3接入電路的阻值為

Ω。（2）調節(jié)滑動變阻器R3，使R3＝0，這時電阻R1的電功率P1＝

W，R2的電功率P2＝

W。參考答案：（1）1000，800；（2）1.05×10－2，1.4×10－2

8.（4分）如圖，金屬棒ab置于水平放置的U形光滑導軌上，在ef右側存在有界勻強磁場B，磁場方向垂直導軌平面向下，在ef左側的無磁場區(qū)域cdef內有一半徑很小的金屬圓環(huán)L，圓環(huán)與導軌在同一平面內。當金屬棒ab在水平恒力F作用下從磁場左邊界ef處由靜止開始向右運動后，圓環(huán)L有__________（填收縮、擴張）趨勢，圓環(huán)內產(chǎn)生的感應電流_______________（填變大、變小、不變）。參考答案：收縮，變小解析：由于金屬棒ab在恒力F的作用下向右運動，則abcd回路中產(chǎn)生逆時針方向的感應電流，則在圓環(huán)處產(chǎn)生垂直于只面向外的磁場，隨著金屬棒向右加速運動，圓環(huán)的磁通量將增大，依據(jù)楞次定律可知，圓環(huán)將有收縮的趨勢以阻礙圓環(huán)的磁通量將增大；又由于金屬棒向右運動的加速度減小，單位時間內磁通量的變化率減小，所以在圓環(huán)中產(chǎn)生的感應電流不斷減小。9.如圖所示為氫原子的能級圖。用光子能量為13.06eV的光照射一群處于基態(tài)的氫原子，可能觀測到氫原子發(fā)射的不同波長的光有

種，其中最短波長為m（已知普朗克常量h=6.63×10－34J·s）。參考答案：10

9.5×10-810.讀出多組電阻箱的示數(shù)R和對應的電壓表示數(shù)U，由測得的數(shù)據(jù)，繪出了如圖所示的—圖線．由此可求得電源電動勢E和電源內阻r，其中E=

V，r=______Ω。（保留兩位小數(shù)）．參考答案：

2.86V，5.71Ω

11.（12分）完成下列核反應方程，并說明其應類型（1）

,屬

（2）

,屬

參考答案：（1），裂變；（2），聚變12.電梯內的水平地板上，豎直放置一根輕質彈簧，彈簧上端固定質量為m的物體。當電梯沿豎直方向勻速運動時，彈簧被壓縮了x；當電梯接著做減速運動時，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=________；該電梯做勻速運動時的速度方向為_________，電梯做減速運動時的加速度大小是________。參考答案：mg/x，向下，0.1g（提示：彈簧繼續(xù)被壓縮，說明彈力大于重力，加速度向上，由于是減速運動，因此速度一定是向下。）13.（4分）如圖所示，質量為的小球在半徑為的半球形容器中從上部邊緣由靜止開始下滑，下滑到最低點時，對容器底的壓力為，則在最低點時小球運動的速度大小為

，在下滑過程中克服摩擦力做的功為

。參考答案：

答案：

三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.“水立方”國家游泳中心是北京為2008年夏季奧運會修建的主游泳館．水立方游泳館共有8條泳道的國際標準比賽用游泳池，游泳池長50m、寬25m、水深3m．設水的摩爾質量為M＝1.8×10-2kg／mol，試估算該游泳池中水分子數(shù)．參考答案：1.3×1032個解：游泳池中水的質量為m，阿伏加德羅常數(shù)為，游泳池中水的總體積為。則游泳池中水的物質的量為；所含的水分子數(shù)為個15.（10分）在其他能源中，核能具有能量密度大，地區(qū)適應性強的優(yōu)勢，在核電站中，核反應堆釋放的核能被轉化為電能。核反應堆的工作原理是利用中子轟擊重核發(fā)生裂變反應，釋放出大量核能。(1)核反應方程式，是反應堆中發(fā)生的許多核反應中的一種，n為中子，X為待求粒子，為X的個數(shù)，則X為________，=__________，以、分別表示、、核的質量，，分別表示中子、質子的質量，c為光的真空中傳播的速度，則在上述核反應過程中放出的核能（2）有一座發(fā)電能力為的核電站，核能轉化為電能的效率為。假定反應堆中發(fā)生的裂變反應全是本題(1)中的核反應，已知每次核反應過程中放出的核能，核的質量，求每年(1年=3.15×107s)消耗的的質量。參考答案：解析：(1)

(2)反應堆每年提供的核能

①其中T表示1年的時間以M表示每年消耗的的質量，得：

②解得:代入數(shù)據(jù)得：M=1.10×103（kg）

③四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖甲所示，一半徑R＝1m、圓心角等于143°的豎直圓弧形光滑軌道，與斜面相切于B處，圓弧軌道的最高點為M，斜面傾角θ＝37°，t＝0時刻有一物塊從斜面底端A處沿斜面上滑，其在斜面上運動的速度變化規(guī)律如圖乙所示．若物塊恰能到達M點，(取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)，求：(1)物塊經(jīng)過B點時的速度；(2)物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ.參考答案：解：由題意知：在M點，

mg＝m

1分mgR(1＋cos37°)＝mv－mv

2分代入數(shù)據(jù)可求得：vB＝m/s

1分(2)v－t圖可知物塊運動的加速度a＝10m/s2

1分由牛頓第二定律得：mgsin37°＋μmgcos37°＝ma

1分∴物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ＝＝0.5

1分17.某品牌汽車在某次測試過程中數(shù)據(jù)如下表所示，請根據(jù)表中數(shù)據(jù)回答問題。整車行駛質量1500kg

額定功率75kW加速過程車輛從靜止加速到108km/h所需時間為10s制動過程車輛以36km/h行駛時的制動距離為5.0m已知汽車在水平公路上沿直線行駛時所受阻力f跟行駛速率v和汽車所受重力mg的乘積成正比，即f=kmgv，其中k=2.0×10-3s/m。取重力加速度g=10m/s2。（1）若汽車加速過程和制動過程都做勻變速直線運動，求這次測試中加速過程的加速度大小a1和制動過程的加速度大小a2；（2）求汽車在水平公路上行駛的最大速度vm；（3）把該汽車改裝成同等功率的純電動汽車，其他參數(shù)不變。若電源功率轉化為汽車前進的機械功率的效率η=90％。假設1kW·h電能的售價為0.50元（人民幣），求電動汽車在平直公路上以最大速度行駛的距離s=100km時所消耗電能的費用。結合此題目，談談你對電動汽車的看法。參考答案：見解析（1）加速過程的加速度大小

【3分】制動過程滿足：

【2分】解得加速度大小

【1分】（2）當汽車的速度達到最大時，汽車受到牽引力與阻力相等。滿足：

，即

【3分】

解得：vm=50m/s

【3分】（3）以最大速度行駛過程中，克服阻力所做的功

【2分】代入數(shù)據(jù)，解得：

【1分】消耗電能

【1分】所以，以最大速度行駛100km的費用

【1分】

可以從行駛費用、環(huán)保和減排等角度說明。

【1分】18.圖18甲所示，平行金屬板PQ、MN水平地固定在地面上方的空間，金屬板長l=20cm，兩板間距d=10cm，兩板間的電壓UMP=100V。在距金屬板M端左下方某位置有一粒子源A，從粒子源豎直向上連續(xù)發(fā)射速度相同的帶電粒子，射出