山西省長治市石圪節(jié)中學(xué)2021年高三物理期末試卷含解析

山西省長治市石圪節(jié)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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.（單選）一汽車運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖所示，則汽車在0～2s內(nèi)和2s～3s內(nèi)相比A．位移大小相等

B．平均速度相等C．運(yùn)動(dòng)方向相反D．加速度相同參考答案：B

解析：A、速度圖象與坐標(biāo)軸所圍的“面積”物體的位移大小，由圖知，0～2s內(nèi)位移較大．故A錯(cuò)誤；B、汽車在0～2s內(nèi)平均速度為，汽車在2s～3s內(nèi)平均速度為．故B正確．C、圖像都在t軸上方，所以運(yùn)動(dòng)方向沒有發(fā)生變化，故C錯(cuò)誤．C、根據(jù)速度圖象的斜率等于加速度可知，在0～2s內(nèi)汽車的加速度沿正方向，而在2s～3s內(nèi)加速度沿負(fù)方向，所以加速度不相等．故D錯(cuò)誤．故選B2.下列運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒的是（

）（A）跳傘運(yùn)動(dòng)員打開降落傘在豎直方向向下做勻速直線運(yùn)動(dòng)

（B）懸點(diǎn)固定的單擺擺球獲得一初速后在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)

（C）摩天輪在豎直平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，艙內(nèi)的乘客做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

（D）帶電小球僅在電場(chǎng)力作用下做加速運(yùn)動(dòng)參考答案：B3.一個(gè)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，初速度為0.5m/s，第9s內(nèi)的位移比第5s內(nèi)的位移多4m，則該質(zhì)點(diǎn)的加速度、9s末的速度和質(zhì)點(diǎn)在9s內(nèi)通過的位移分別是(

)A．a(chǎn)＝1m/s2，v9＝9m/s，x9＝40.5m

B．a(chǎn)＝1m/s2，v9＝9m/s，x9＝45mC．a(chǎn)＝1m/s2，v9＝9.5m/s，x9＝45m

D．a(chǎn)＝0.8m/s2，v9＝7.7m/s，x9＝36.9m參考答案：：由x9-x5=4aT2解得a＝1m/s2；9s末的速度v9=v0+at=0.5m/s+1×9m/s＝9.5m/s，質(zhì)點(diǎn)在9s內(nèi)通過的位移x9＝v0t+at2=45m，選項(xiàng)C正確。4.如圖所示，質(zhì)量為m的物體在力F的作用下，貼著天花板沿水平方向向右做加速運(yùn)動(dòng)，若力F與水平面夾角為，物體與天花板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，則物體的加速度為A．

B．C．

D．

參考答案：D5.美國宇航局計(jì)劃2025年前載人登陸小行星，圖為暢想登陸小行星的宇航員。為訓(xùn)練宇骯員能在失重狀態(tài)下工作和生活，需要?jiǎng)?chuàng)造一種失重的環(huán)境。在地球表面附近，當(dāng)飛機(jī)模擬某些在重力作用下的運(yùn)動(dòng)時(shí)，就可以在飛機(jī)座艙內(nèi)實(shí)現(xiàn)短時(shí)間的完全失重狀態(tài)?，F(xiàn)要求一架飛機(jī)在速度大小為v1=500m/s時(shí)進(jìn)人失重狀態(tài)試驗(yàn)，在速度大小為V2=1000m/s時(shí)退出失重狀態(tài)試驗(yàn)。重力加速度A.可以是飛機(jī)模擬斜拋運(yùn)動(dòng)B.可以是飛機(jī)模擬向下的減速運(yùn)動(dòng)C.如果是豎直上拋運(yùn)動(dòng)，可計(jì)算失重時(shí)間是150sD.如果是豎直下拋運(yùn)動(dòng)可計(jì)算失重時(shí)間是50s參考答案：當(dāng)飛機(jī)作加速度的大小為重力加速度g，加速度的方向豎直向下的運(yùn)動(dòng)時(shí)，座艙內(nèi)的試驗(yàn)者便處于完全失重狀態(tài)。這種運(yùn)動(dòng)可以是飛機(jī)模擬無阻力下的豎直下拋運(yùn)動(dòng)或豎直上拋運(yùn)動(dòng)，也可以是斜拋運(yùn)動(dòng)，所以A正確，B錯(cuò)誤；如果是豎直上拋運(yùn)動(dòng)，可計(jì)算時(shí)間是150秒，如果是豎直下拋運(yùn)動(dòng)可計(jì)算時(shí)間是50秒，因此可得C、D正確。二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.小明同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)來探究自行車的初速度與其克服阻力作功的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)的主要步驟是：①找一段平直的路面，并在路面上畫一道起點(diǎn)線；②騎上自行車用較快速度駛過起點(diǎn)線，并從車把手處自由釋放一團(tuán)很容易辨別的橡皮泥；③車駛過起點(diǎn)線后就不再蹬自行車腳蹬，讓車依靠慣性沿直線繼續(xù)前進(jìn)；④待車停下，記錄自行車停下時(shí)的位置；⑥用卷尺量出起點(diǎn)線到橡皮泥落地點(diǎn)間的距離s、起點(diǎn)線到終點(diǎn)的距離L及車把手處離地高度h。若自行車在行駛中所受的阻力為f并保持恒定。（1）自行車經(jīng)過起點(diǎn)線時(shí)的速度v=；（用己知的物理量和所測(cè)量得到的物理量表示）（2）自行車經(jīng)過起點(diǎn)線后克服阻力做功W=；（用己知的物理量和所測(cè)量得到的物理量表示）（3）多次改變自行車經(jīng)過起點(diǎn)時(shí)的初速度，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟②~④，則每次只需測(cè)量上述物理量中的和，就能通過數(shù)據(jù)分析達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒖即鸢福海?），（2）fL，（3）s

L解析：橡皮泥做平拋運(yùn)動(dòng)，由s=vt，h=gt2/2聯(lián)立解得，v=；自行車經(jīng)過起點(diǎn)線后克服阻力做功W=fL。多次改變自行車經(jīng)過起點(diǎn)時(shí)的初速度，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟②~④，則每次只需測(cè)量上述物理量中的s和L，就能通過數(shù)據(jù)分析達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?.在《研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律》實(shí)驗(yàn)中，小車拖紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列點(diǎn)，處理時(shí)每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)記數(shù)點(diǎn)，測(cè)出的數(shù)據(jù)如圖。則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下C點(diǎn)時(shí)小車的速度vC=

m/s，小車運(yùn)動(dòng)的加速度a=

m/s2。參考答案：2,

2.48.一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，t＝0時(shí)刻的波形如圖中實(shí)線所示，t＝0.2s時(shí)刻的波形如圖中的虛線所示，則此列簡諧橫波的波速為

m/s.

參考答案：10(4n+1)

n=0、1、2、3…9.一個(gè)靜止的钚核94239Pu自發(fā)衰變成一個(gè)鈾核92235U和另一個(gè)原了核X，并釋放出一定的能量．其核衰變方程為：94239Pu→92235U＋X。(1)方程中的“X”核符號(hào)為______；(2)钚核的質(zhì)量為239.0522u，鈾核的質(zhì)量為235.0439u，X核的質(zhì)量為4.0026u，已知1u相當(dāng)于931MeV，則該衰變過程放出的能量是______MeV；(3)假設(shè)钚核衰變釋放出的能量全部轉(zhuǎn)變?yōu)殁櫤撕蚗核的動(dòng)能，則X核與鈾核的動(dòng)能之比是______。參考答案：(1)He

(2)5.31(±0.02都可)

(3)58.7(±0.1都可)10.如圖所示，一個(gè)半徑為R、透明的球體放置在水平面上，一束藍(lán)光從A點(diǎn)沿水平方向射入球體后經(jīng)B點(diǎn)射出，最后射到水平面上的C點(diǎn)。已知，該球體對(duì)藍(lán)光的折射率為。則它從球面射出時(shí)的出射角

▲

。若換用一束紫光同樣從A點(diǎn)射入該球體，則它從球體射出后落到水平面上形成的光點(diǎn)與C點(diǎn)相比，位置

▲

（填“偏左”、“偏右”或“不變”）。參考答案：由折射率的定義式可得,由幾何關(guān)系可知=30°，故60°。在同種介質(zhì)中，紫光的偏折程度大于藍(lán)光，故紫光從球體射出后落到水平面上形成的光點(diǎn)與C點(diǎn)相比，位置偏左。11.一條細(xì)線下面掛一小球，讓小角度自由擺動(dòng)，它的振動(dòng)圖像如圖所示。根據(jù)數(shù)據(jù)估算出它的擺長為________m，擺動(dòng)的最大偏角正弦值約為________。參考答案：12.在x軸上的和處各有一個(gè)做簡諧振動(dòng)、頻率為的波源，兩波源在同種均勻介質(zhì)中形成兩列簡諧橫波，時(shí)刻的波形如圖所示，則兩列波的傳播速度大小為______，在時(shí)刻之后的內(nèi)處質(zhì)點(diǎn)的位移為______，兩列波在處疊加以后的振幅是否為零______。參考答案：

(1).

(2).5cm

(3).不為零【詳解】由圖知，兩列波的波長為，傳播速度大小均為。波的周期為。在時(shí)刻，處質(zhì)點(diǎn)正向上運(yùn)動(dòng)，在0之后的內(nèi)即內(nèi)，處質(zhì)點(diǎn)到達(dá)波峰，位移為5cm。在處的質(zhì)點(diǎn)到和的路程差為，所以處并不是振動(dòng)減弱的點(diǎn)，其振幅不為0。13.如圖所示是用光電門傳感器測(cè)定小車瞬時(shí)速度的情境，軌道上ac間距離恰等于小車長度，b是ac中點(diǎn)．某同學(xué)采用不同的擋光片做了三次實(shí)驗(yàn)，并對(duì)測(cè)量精確度加以比較．擋光片安裝在小車中點(diǎn)處，光電門安裝在c點(diǎn)，它測(cè)量的是小車前端P抵達(dá)____點(diǎn)（選填a、b或c）時(shí)的瞬時(shí)速度；若每次小車從相同位置釋放，記錄數(shù)據(jù)如表所示，那么測(cè)得瞬時(shí)速度較精確的值為_____m/s．參考答案：（1）b

（2分）,

（2）1.90

三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（簡答）如圖所示，在水平地面上固定一傾角θ=37°、表面光滑的斜面，物體A以初速度v1沿斜面上滑，同時(shí)在物體A的正上方，有一物體B以初速度v2=2.4m/s水平拋出，當(dāng)A上滑到最高點(diǎn)時(shí)，恰好被B物體擊中．A、B均可看作質(zhì)點(diǎn)，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2．求：（1）物體A上滑時(shí)的初速度v1；（2）物體A、B間初始位置的高度差h．參考答案：（1）物體A上滑時(shí)的初速度v1是6m/s．（2）物體A、B間初始位置的高度差h是6.8m．解：（1）物體A上滑過程中，由牛頓第二定律得：mgsinθ=ma設(shè)物體A滑到最高點(diǎn)所用時(shí)間為t，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：0=v1﹣at物體B做平拋運(yùn)動(dòng)，如圖所示，由幾何關(guān)系可得：水平位移x=；其水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則x=v2t聯(lián)立可得：v1=6m/s（2）物體B在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，則hB=物體A在豎直方向：hA=如圖所示，由幾何關(guān)系可得：h=hA+hB聯(lián)立得：h=6.8m答：（1）物體A上滑時(shí)的初速度v1是6m/s．（2）物體A、B間初始位置的高度差h是6.8m．15.（10分）在其他能源中，核能具有能量密度大，地區(qū)適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，在核電站中，核反應(yīng)堆釋放的核能被轉(zhuǎn)化為電能。核反應(yīng)堆的工作原理是利用中子轟擊重核發(fā)生裂變反應(yīng)，釋放出大量核能。(1)核反應(yīng)方程式，是反應(yīng)堆中發(fā)生的許多核反應(yīng)中的一種，n為中子，X為待求粒子，為X的個(gè)數(shù)，則X為________，=__________，以、分別表示、、核的質(zhì)量，，分別表示中子、質(zhì)子的質(zhì)量，c為光的真空中傳播的速度，則在上述核反應(yīng)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(zhuǎn)化為電能的效率為。假定反應(yīng)堆中發(fā)生的裂變反應(yīng)全是本題(1)中的核反應(yīng)，已知每次核反應(yīng)過程中放出的核能，核的質(zhì)量，求每年(1年=3.15×107s)消耗的的質(zhì)量。參考答案：解析：(1)

(2)反應(yīng)堆每年提供的核能

①其中T表示1年的時(shí)間以M表示每年消耗的的質(zhì)量，得：

②解得:代入數(shù)據(jù)得：M=1.10×103（kg）

③四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，在xoy平面內(nèi)，第Ⅲ象限內(nèi)的直線OM是電場(chǎng)與磁場(chǎng)的邊界，OM與負(fù)x軸成45°角．在x＜0且OM的左側(cè)空間存在著負(fù)x方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)E，場(chǎng)強(qiáng)大小為0.32N/C；在y＜0且OM的右側(cè)空間存在著垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.1T．一不計(jì)重力的帶負(fù)電的微粒，從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿y軸負(fù)方向以v0=2×103m/s的初速度進(jìn)入磁場(chǎng)，最終離開電磁場(chǎng)區(qū)域．已知微粒的電荷量q=5×10-18C，質(zhì)量m=1×10-24kg，求：（1）帶電微粒第一次經(jīng)過磁場(chǎng)邊界的位置坐標(biāo)；（2）帶電微粒在磁場(chǎng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間；（3）帶電微粒最終離開電、磁場(chǎng)區(qū)域的位置坐標(biāo)．參考答案：（1）帶電微粒從O點(diǎn)射入磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖，第一次經(jīng)過磁場(chǎng)邊界上的A點(diǎn)，由洛倫茲力公式和牛頓第二定律得：……①（1分）m…………②（1分）A點(diǎn)位置坐標(biāo)（-4×10-3m,-4×10-3m……③（1分）（2）設(shè)帶電微粒在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為……④（分）

t=tOA+tAC=…⑤（1分）代入數(shù)據(jù)解得t=T=1.256×10-5s……⑥（1分）（3）微粒從C點(diǎn)沿y軸正方向進(jìn)入電場(chǎng)，做類平拋運(yùn)動(dòng)

……⑦（1分）

……⑧（1分）……⑨（1分）代入數(shù)據(jù)解得m

…⑩（1分）m=0.192m

…（1分）離開電、磁場(chǎng)時(shí)的位置坐標(biāo)(0,

0.192m)………（1分）

17.如圖所示，金屬棒ab從高為h處自靜止起沿光滑的弧形導(dǎo)軌下滑，進(jìn)入光滑導(dǎo)軌的水平部分．導(dǎo)軌的水平部分處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在水平部分導(dǎo)軌上靜止有另一根金屬棒cd，兩根導(dǎo)體棒的質(zhì)量均為m．整個(gè)水平導(dǎo)軌足夠長并處于廣闊的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，忽略一切阻力，重力加速度g．求：（1）金屬棒ab進(jìn)入磁場(chǎng)前的瞬間，ab棒的速率v0；（2）假設(shè)金屬棒ab始終沒跟金屬棒cd相碰，兩棒的最終速度大?。唬?）在上述整個(gè)過程中兩根金屬棒和導(dǎo)軌所組成的回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q；（4）若已知導(dǎo)軌寬度為L，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，上述整個(gè)過程中通過導(dǎo)體棒cd橫截面的電量q．參考答案：解：（1）對(duì)ab由機(jī)械能守恒得：mgh=解得：v0=（2）兩桿最終速度相等，由動(dòng)量守恒得：mv0=2mv解得：v=（3）由能量守恒得：Q=mgh﹣（4）對(duì)cd桿由動(dòng)量定理：BIL×t=mv﹣0q=I?t=答：（1）金屬棒ab進(jìn)入磁場(chǎng)前的瞬間，ab棒的速率；（2）假設(shè)金屬棒ab始終沒跟金屬棒cd相碰，兩棒的最終速度大小為；（3）在上述整個(gè)過程中兩根金屬棒和導(dǎo)軌所組成的回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q為；（4）若已知導(dǎo)軌寬度為L，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，上述整個(gè)過程中通過導(dǎo)體棒cd橫截面的電量q為．【考點(diǎn)】導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．【分析】（1）有機(jī)械能守恒即可求出速度（2）有動(dòng)量守恒求出最終速度（3）由能量守恒即可求出產(chǎn)生的焦耳熱（4）由動(dòng)量定理及電量q=It即可求出過導(dǎo)體棒cd橫截面的電量18.若一條魚兒正在水下10m處戲水，吐出的一個(gè)體積為1cm3的氣泡．氣泡內(nèi)的氣體視為理想氣體，且氣體質(zhì)量保持不變，大氣壓強(qiáng)為P0=1.0×105Pa，g=10m/s2，湖水溫度保持不變．（1）氣泡在上升的過程中，氣體吸熱還是放熱？請(qǐng)