河南省濮陽市第五中學2021年高三物理期末試卷含解析

河南省濮陽市第五中學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.物理學中用到了大量的科學探究方法，下面哪一個描述使用了等效替代的（）A．探究分力、合力的關(guān)系B．卡文迪許用扭秤實驗測出了萬有引力常量C．輕繩、輕桿、輕彈簧概念的引入D．研究導(dǎo)體電阻R與電阻率、長度、橫截面積的關(guān)系參考答案：A【考點】物理學史；物理模型的特點及作用．【分析】物理學中用到大量的科學方法，要注意明確各種物理方法在探究物理規(guī)律中的應(yīng)用．【解答】解：A、建立“合力與分力”采用等效替代的方法．故A正確；B、卡文迪許用扭秤實驗測出了萬有引力常量采用了放大法，故B錯誤；C、輕繩、輕桿、輕彈簧概念的引入采用了理想化的模型方法；故C錯誤；D、究導(dǎo)體電阻R與電阻率、長度、橫截面積的關(guān)系時，采用了控制變量法，故D錯誤．故選：A．2.如圖所示，一列簡諧橫波向右傳播，P、Q兩質(zhì)點平衡位置相距0.15m。當P運動到上方最大位移處時，Q剛好運動到下方最大位移處，則這列波的波長可能是A.0.60mB.0.30mC.0.20mD.0.15m參考答案：B可以畫出PQ之間的最簡單的波形，如圖所示：同時由于PQ可以含有多個完整的波形，則：整理可以得到：當時，當時，，故選項B正確，ACD錯誤。點睛：解決機械波的題目關(guān)鍵在于理解波的周期性，即時間的周期性或空間的周期性，得到波長的通項，再求解處波長的特殊值。3.（單選）物理學的發(fā)展豐富了人類對物質(zhì)世界的認識，推動了科學技術(shù)的創(chuàng)新和革命，促進了物質(zhì)生產(chǎn)的繁榮與人類文明的進步，下列表述不正確的是（） A． 牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律 B． 伽利略首創(chuàng)了理想實驗的研究方法 C． 卡文迪許第一次在實驗室里測出了萬有引力常量 D． 開普勒研究了行星運動的規(guī)律從中發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律參考答案：考點： 物理學史．分析： 根據(jù)物理學史和常識解答，記住著名物理學家的主要貢獻即可．解答： 解：A、牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，故A正確；B、伽利略首創(chuàng)了理想實驗的研究方法，故B正確；C、卡文迪許第一次在實驗室里測出了萬有引力常量，故C正確；D、開普勒得出了行星運動的規(guī)律，牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，故D錯誤；本題選不正確的，故選：D．點評： 本題考查物理學史，是常識性問題，對于物理學上重大發(fā)現(xiàn)、發(fā)明、著名理論要加強記憶，這也是考試內(nèi)容之一．4.（4分）如圖所示是用光照射某種金屬時逸出的光電子的最大初動能隨入射光頻率的變化圖線，（直線與橫軸的交點坐標4.27，與縱軸交點坐標0.5）。由圖可知___________A．該金屬的截止頻率為4.27×1014ＨzB．該金屬的截止頻率為5.5×1014ＨzC．該圖線的斜率表示普朗克常量D．該金屬的逸出功為0.5eV參考答案：

答案：AC5.如圖，在坐標系的第一和第二象限內(nèi)存在磁感應(yīng)強度大小分別為和B、方向均垂直于紙面向外的勻強磁場。一質(zhì)量為m、電荷量為q（q>0）的粒子垂直于x軸射入第二象限，隨后垂直于y軸進入第一象限，最后經(jīng)過x軸離開第一象限。粒子在磁場中運動的時間為A. B. C. D.參考答案：B【詳解】運動軌跡如圖:即運動由兩部分組成,第一部分是個周期,第二部分是個周期,故總時間為B選項的結(jié)果.二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.在使兩個分子間的距離由很遠(r＞10-9m)變到很難再靠近的過程中,分子間的作用力的大小將(

)

(A)先減小后增大

(B)先增大后減小(C)先增大后減小再增大

(D)先減小后增大再減小參考答案：C7.如圖1所示，寒假前，某同學利用DIS系統(tǒng)對封閉在注射器內(nèi)的一定質(zhì)量的氣體作了兩次等溫過程的研究．第一次是在室溫下通過推、拉活塞改變氣體體積，并記錄體積和相應(yīng)的壓強；第二次在較高溫度環(huán)境下重復(fù)這一過程．（1）結(jié)束操作后，該同學繪制了這兩個等溫過程的p﹣1/V關(guān)系圖線，如圖．則反映氣體在第二次實驗中的p﹣1/V關(guān)系圖線的是1（選填“1”或“2”）；（2）該同學是通過開啟室內(nèi)暖風空調(diào)實現(xiàn)環(huán)境溫度升高的．在這一過程中，注射器水平地放置在桌面上，活塞可以自由伸縮，管內(nèi)的氣體經(jīng)歷了一個等壓（選填“等壓”“等溫”或“等容”）的變化過程．參考答案：考點：理想氣體的狀態(tài)方程；熱力學第一定律．專題：理想氣體狀態(tài)方程專題．分析：（1）由圖看出p﹣圖象是過原點的傾斜直線，斜率一定，根據(jù)數(shù)學知識研究出斜率等于pV，即可根據(jù)氣態(tài)方程分析．（2）注射器水平地放置在桌面上，以活塞為研究對象，受力分析，根據(jù)平衡條件列方程，進而分析作何種變化．解答：解：（1）由圖2看出p﹣圖象是過原點的傾斜直線，其斜率等于pV，斜率不變，則pV不變，根據(jù)氣態(tài)方程=c，可知氣體的溫度不變，均作等溫變化．由氣態(tài)方程得知T與pV正比，即T與圖線的斜率成正比，所以可知反映氣體在第二次實驗中的p﹣關(guān)系圖線的是1．（2）注射器水平地放置在桌面上，設(shè)注射器內(nèi)的壓強為P，大氣壓強為P0，活塞橫截面積為S，活塞移動過程中速度緩慢，認為活塞處于平衡狀態(tài)，則：PS=P0S即P=P0可知，管內(nèi)的氣體壓強等于大氣壓，保持不變，所以管內(nèi)氣體經(jīng)歷了一個等壓變化．故答案為：（1）1；（2）等壓．點評：對于氣體的圖象，往往要研究其斜率、面積等方面的數(shù)學意義，來分析其物理意義．確定封閉氣體壓強時通常是以封閉氣體的活塞為研究對象受力分析通過平衡條件列方程來確定．8.如圖所示，將邊長為a、質(zhì)量為m、電阻為R的正方形導(dǎo)線框豎直向上拋出，穿過寬度為b、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，磁場的方向垂直紙面向里。線框向上離開磁場時的速度剛好是進入磁場時速度的一半，線框離開磁場后繼續(xù)上升一段高度，然后落下并勻速進入磁場。整個運動過程中始終存在著大小恒定的空氣阻力Ff，且線框不發(fā)生轉(zhuǎn)動，則：線框在上升階段剛離開磁場時的速度v1=

，線框在上升階段通過磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q=

。參考答案：9.質(zhì)量為2噸的打樁機的氣錘，從5m高處白由落下與地面接觸0.2s后完全靜止下來，空氣阻力不計、g取10m/s2，則在此過程中地面受到氣錘的平均打擊力為___________N。參考答案：10.傾角為30°的直角三角形底邊長為2l，底邊處在水平位置，斜邊為光滑絕緣導(dǎo)軌．現(xiàn)在底邊中點O處固定一正電荷Q，讓一個質(zhì)量為m、帶正電的點電荷q沿斜邊頂端A滑下（不脫離斜面）．測得它滑到斜邊上的垂足D處時速度為υ，加速度為a，方向沿斜面向下．該點電荷滑到斜邊底端C點時的速度υc=，加速度ac=g﹣a．（重力加速度為g）參考答案：考點：電勢差與電場強度的關(guān)系．專題：電場力與電勢的性質(zhì)專題．分析：根據(jù)幾何知識分析得到B、C、D三點在以O(shè)為圓心的同一圓周上，三點的電勢相等，電荷q從D到C過程中只有重力做功，根據(jù)動能定理求出質(zhì)點滑到斜邊底端C點時的速度．分析質(zhì)點q在C點的受力情況，根據(jù)牛頓第二定律和庫侖定律求出質(zhì)點滑到斜邊底端C點時加速度．解答：解：由題，BD⊥AC，O點是BC的中點，根據(jù)幾何知識得到B、C、D三點在以O(shè)為圓心的同一圓周上，三點在點電荷Q產(chǎn)生的電場中是等勢點，所以，q由D到C的過程中電場中電場力作功為零．由動能定理得：mgh=而h==，所以vC=質(zhì)點在D點受三個力的作用；電場F，方向由O指向D點；重力mg，方向豎直向下；支持力N，方向垂直于斜面向上．由牛頓第二定律，有

mgsin30°﹣Fcos30°=ma…①質(zhì)點在C受三個力的作用；電場F，方向由O指向C點；重力mg，方向豎直向下；支持力N，方向垂直于斜面向上．由牛頓第二定律，有

mgsin30°+Fcos30°=maC…②由①②解得：aC=g﹣a．故答案為：；g﹣a．點評：本題難點在于分析D與C兩點電勢相等，根據(jù)動能定理求速度、由牛頓第二定律求加速度都常規(guī)思路．11.如圖所示，虛線框內(nèi)存在一沿水平方向、且與紙面垂直的勻強磁場?，F(xiàn)通過圖示裝置來測量該磁場的磁感應(yīng)強度大小、并判定其方向。所用器材已在圖中給出，其中D為位于紙面內(nèi)的U形金屬框，其底邊水平，長度為L，兩側(cè)邊豎直且等長；直流電源電動勢為E，內(nèi)阻為r；R為電阻箱；S為開關(guān)。此外還有細沙、天平和若干輕質(zhì)導(dǎo)線。已知重力加速度為g。先將開關(guān)S斷開，在托盤內(nèi)加放適量細沙，使D處于平衡狀態(tài)，然后用天平稱出細沙質(zhì)量m1。閉合開關(guān)S，將電阻箱阻值調(diào)節(jié)至R1=r，在托盤內(nèi)重新加入細沙，使D重新處于平衡狀態(tài)，用天平稱出此時細沙的質(zhì)量為m2且m2＞m1。（1）磁感應(yīng)強度B大小為___________，方向垂直紙面____________（選填“向里”或“向外”）；

（2）將電阻箱阻值調(diào)節(jié)至R2=2r，則U形金屬框D_________（選填“向下”或“向上”）加速，加速度大小為___________。參考答案：（1），向外；（2）向上，12.氫原子第n能級的能量為En=，其中E1為基態(tài)能量．當氫原子由第5能級躍遷到第3能級時，發(fā)出光子的頻率為；若氫原子由第3能級躍遷到基態(tài)，發(fā)出光子的頻率為，則=

。參考答案：13.一質(zhì)量為0.5kg的小球以2m/s的速度和原來靜止在光滑水平面上的質(zhì)量為1kg的另一小球發(fā)生正碰，碰后以0.2m/s的速度被反彈，則碰后兩球的總動量是______kg·m/s，原來靜止的小球獲得的速度大小是________m/s[jf22]

。參考答案：1，1.1三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（6分）題11圖2為一列沿x軸正方向傳播的簡諧機械橫波某時刻的波形圖，質(zhì)點P的振動周期為0.4s.求該波的波速并判斷P點此時的振動方向。參考答案：；P點沿y軸正向振動考點：本題考查橫波的性質(zhì)、機械振動與機械波的關(guān)系。15.為了測量木塊與長木板間的動摩擦因數(shù)，某同學用鐵架臺將長板傾斜支在水平桌面上，組成如圖甲所示的裝置，所提供的器材有：長木板、木塊（其前端固定有用于擋光的窄片K）、光電計時器、米尺、鐵架臺等，在長木板上標出A、B兩點，B點處放置光電門（圖中未畫出），用于記錄窄片通過光電門時的擋光時間，該同學進行了如下實驗：（1）用游標尺測量窄片K的寬度d如圖乙所示，則d=______mm，測量長木板上A、B兩點間的距離L和豎直高度差h。（2）從A點由靜止釋放木塊使其沿斜面下滑，測得木塊經(jīng)過光電門時的檔光時間為△t=2.50×10-3s，算出木塊經(jīng)B點時的速度v=_____m/s，由L和v得出滑塊的加速度a。（3）由以上測量和算出的物理量可以得出木塊與長木板間的動摩擦因數(shù)的表達式為μ=_______（用題中所給字母h、L、a和重力加速度g表示）參考答案：

(1).(1)2.50；

(2).（2）1.0；

(3).（3）試題分析：(1)游標卡尺的讀數(shù)是主尺讀數(shù)加上游標讀數(shù)；(2)擋光片通過光電門的時間很短，因此可以用其通過的平均速度來代替瞬時速度；(3)根據(jù)牛頓運動定律寫出表達式，求動摩擦因數(shù)的大小。解：(1)主尺讀數(shù)是2mm，游標讀數(shù)是，則窄片K的寬度；(2)木塊經(jīng)B點時的速度(3)對木塊受力分析，根據(jù)牛頓運動定律有：據(jù)運動學公式有其中、聯(lián)立解得：四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，△ABC為等腰直角三棱鏡的橫截面，∠C=90°，一束激光a沿平行于AB邊射入棱鏡，經(jīng)一次折射后射到BC邊時，剛好能發(fā)生全反射，求①該棱鏡的折射率②棱鏡中的光速。參考答案：解：①如圖，

，（1分），

（1分），

（1分）得：

（1分）②v=c/n=×108m/s（1分）17.如圖所示，一塊底面鍍銀的矩形玻璃磚放入水槽中，一束細單色光以入射角i=53°從真空斜射入水中，經(jīng)過折射和反射后從水面射出．測得光束入射點和出射點的距離為x，玻璃磚厚度為d，玻璃磚上表面到水面高度為h，已知水的折射率為n1=，sin53°=0.8．①求細光束在玻璃磚上表面的入射角．②玻璃磚的折射率n2與測得量d、h、x的關(guān)系式．參考答案：解：①根據(jù)題意，畫出光路圖，光束在水面折射時，由折射定律得：n=解得：sinα=0.6，得：α=37°由幾何知識可知，細光束在玻璃磚上表面的入射角為37°．②細光束射向玻璃磚的上表面時，由折射定律得：=解得：sinβ=0.45n2由圖中幾何關(guān)系有：x=2htanα+2dtanβ聯(lián)立解得：x=1.5h+答：①細光束在玻璃磚上表面的入射角為37°．②玻璃磚的折射率n2與測得量d、h、x的關(guān)系式為：x=1.5h+．【考點】光的折射定律．【分析】①畫出光路圖，根據(jù)折射定律求光線在水面的折射角，由幾何知識得到細光束在玻璃磚上表面的入射角．②細光束射向玻璃磚的上表面時，由折射定律求出折射角，由幾何關(guān)系求玻璃磚的折射率n2與測得量d、h、x的關(guān)系式．18.如圖，MN、PQ兩條平行的光滑金屬軌道與水平面成q=300角固定，軌距為L=1m，質(zhì)量為m的金屬桿ab水平放置在軌道上，其阻值忽略不計?？臻g存在勻強磁場，磁場方向垂直于軌道平面向上，磁感應(yīng)強度為B=0.5T。P、M間接有阻值R1的定值電阻，Q、N間接變阻箱R。現(xiàn)從靜止釋放ab，改變變阻箱的阻值R，測得最大速度為vm，得到與的關(guān)系如圖所示。若軌道足夠長且電阻不計，重力加速度g取l0m/s2。求：（1）金屬桿的質(zhì)量m和定值電阻的阻值R1；（2）當變阻箱R取4Ω時