河南省南陽市第二十一中學2021-2022學年高三物理上學期期末試題含解析

河南省南陽市第二十一中學2021-2022學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.在平直公路上行駛的汽車中，某人從車窗相對于車靜止釋放一個小球，不計空氣阻力，用固定在路邊的照相機對汽車進行閃光照相，照相機閃兩次光，得到兩張清晰的照片，對照片進行分析，知道了如下信息：①兩次閃光的時間間隔為0.5s；②第一次閃光時，小球剛釋放，第二次閃光時，小球剛好落地；③兩次閃光的時間間隔內，汽車前進了5m；④兩次閃光時間間隔內，小球位移的大小為5m。根據(jù)以上信息尚不能確定的是（

）A．小球釋放點離地的高度

B．第一次閃光時汽車的速度C．汽車做勻加速直線運動

D．兩次閃光的時間間隔內汽車的平均速度參考答案：C2.如圖A、B兩物體疊放在一起，用手托住，讓它們靜靠在豎直墻邊，然后釋放，它們同時沿墻面向下滑，已知mA＞mB，則物體B(

)A．只受重力一個力

B．受到重力和一個摩擦力C．受到重力、一個彈力和一個摩擦力

D．受到重力、一個摩擦力和兩個彈力參考答案：A3.下列有關物理學史或物理理論的說法中，不正確的是（）A．牛頓第一定律涉及了兩個重要的物理概念：力和慣性B．“如果電場線與等勢面不垂直，那么電場強度沿著等勢面方向就有一個分量，在等勢面上移動電荷時靜電力就要做功”，用的是歸納法C．電場和磁場是一種客觀存在的物質，是相互聯(lián)系的，統(tǒng)稱為電磁場，它具有能量和動量，以有限速度﹣﹣光速在空間中傳播D．伽利略通過實驗和合理的推理提出質量并不是影響落體運動快慢的原因參考答案：B【考點】物理學史．【分析】牛頓第一定律的內容：一切物體在沒有受到任何力的作用時，總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)．牛頓第一定律又稱慣性定律．電場和磁場都是一種客觀存在的物質，是相互聯(lián)系的，統(tǒng)稱為電磁場．伽利略的觀點是：力是改變物體運動狀態(tài)的原因，物體下落的快慢與物體的輕重沒有關系．【解答】解：A、牛頓第一定律的內容：一切物體在沒有受到任何力的作用時，總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)，牛頓第一定律揭示了力和運動的關系：力是改變物體運動狀態(tài)的原因，闡明了慣性的概念：物體具有的保持原來運動狀態(tài)的性質，所以牛頓第一定律又稱慣性定律．故A正確．B、“如果電場線與等勢面不垂直，那么電場強度沿著等勢面方向就有一個分量，在等勢面上移動電荷時靜電力就要做功”．采用的是假設法，故B錯誤．C、根據(jù)麥克斯韋電磁場理論得知電場和磁場是一種客觀存在的物質，是相互聯(lián)系的，統(tǒng)稱為電磁場．它們都具有能量和動量，在真空中傳播速度等于光速，故C正確．D、伽利略通過實驗和合理的推理提出物體下落的快慢與物體的輕重沒有關系，即質量并不影響落體運動快慢．故D正確．本題選不正確的，故選：B．4.如圖所示，兩根光滑的金屬導軌，平行放置在傾角為的斜面上，導軌的左端接有電阻R，導軌所在空間有一與導軌平面垂直的勻強磁場。導軌上有一個金屬棒，金屬棒與兩導軌垂直且接觸良好，在沿著斜面向上且與棒垂直的拉力F作用下，金屬棒沿導軌勻速上滑，則下列說法正確的是（

）A．拉力做的功等于棒的機械能的增量B．合力對棒做的功等于棒的動能的增量C．拉力與棒受到的磁場力的合力為零D．拉力對棒做的功與棒重力做的功之差等于回路中產(chǎn)生的電能參考答案：B5.如圖所示，表示甲．乙兩運動物體相對同一原點的位移﹣時間圖象，下列說法正確的是（）A．甲和乙都做勻變速直線運動B．甲和乙運動的出發(fā)點相距x0C．乙運動的速率小于甲運動的速率D．乙比甲早出發(fā)t1時間參考答案：B解：A、x﹣t圖象的斜率等于物體運動的速度，由圖可知兩圖象的斜率保持不變，故運動的速度不變，即兩物體都做勻速直線運動．故A錯誤；B、由圖可知乙從原點出發(fā)，甲從距原點x0處出發(fā)．故兩物體的出發(fā)點相距x0．故B正確；C、由于兩物體相遇時通過的路程相同，而甲運動的時間大于乙運動的時間，故乙的速率大于甲的速率．故C錯誤；D、甲在t1=0時刻開始運動，而乙在t1時刻開始運動，故甲比乙早出發(fā)t1時間．故D錯誤．故選：B．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示是一定質量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的V-T圖象．已知氣體在狀態(tài)A時的壓強是1.5×105Pa．試分析：①根據(jù)圖象提供的信息，計算氣體在圖中A點時溫度TA=

K，及C點時壓強pC=

Pa；②由狀態(tài)A變?yōu)闋顟B(tài)B的過程中，氣體對

(選填“內”或“外”)做功；由狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的過程中，氣體

(選填“吸收”或“放出”)熱量；由狀態(tài)A變?yōu)闋顟B(tài)C的過程中，氣體分子的平均動能

(選填“增大”、“減小”或“不變”)．參考答案：7.第一代核反應堆以鈾235為裂變燃料，而在天然鈾中占99%的鈾238不能被利用，為了解決這個問題，科學家們研究出快中子增殖反應堆，使鈾238變成高效核燃料。在反應堆中，使用的核燃料是钚239，裂變時釋放出快中子，周圍的鈾238吸收快中子后變成鈾239，鈾239（）很不穩(wěn)定，經(jīng)過_____次β衰變后變成钚239（）。參考答案：28.在研究彈簧的形變與外力的關系的實驗中，將彈簧水平放置測出其自然長度，然后豎直懸掛讓其自然下垂，在其下端豎直向下施加外力F，實驗過程是在彈簧的彈性限度內進行的.用記錄的外力F與彈簧的形變量作出的F－圖線如下圖1所示，由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為

。圖線不過原點的原因是由于

。參考答案：9.某物理興趣小組采用如圖所示的裝置深入研究平拋運動。質量分別為和的A、B小球處于同一高度，M為A球中心初始時在水平地面上的垂直投影。用小錘打擊彈性金屬片，使A球沿水平方向飛出，同時松開B球，A球落到地面N點處，B球落到地面P點處。測得=0.04kg，=0.05kg，B球距地面的高度是1.225m，M、N點間的距離為1.500m，則B球落到P點的時間是____________s，A球落地時的動能是__________J。（忽略空氣阻力，g取9.8，結果保留兩位有效數(shù)字）參考答案：0.5s

0.66J10.一個靜止的钚核94239Pu自發(fā)衰變成一個鈾核92235U和另一個原了核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”核符號為______；(2)钚核的質量為239.0522u，鈾核的質量為235.0439u，X核的質量為4.0026u，已知1u相當于931MeV，則該衰變過程放出的能量是______MeV；(3)假設钚核衰變釋放出的能量全部轉變?yōu)殁櫤撕蚗核的動能，則X核與鈾核的動能之比是______。參考答案：(1)He

(2)5.31(±0.02都可)

(3)58.7(±0.1都可)11.圖示為簡單歐姆表原理示意圖，其中電流表的偏電流=300A,內阻Rg=100，可變電阻R的最大阻值為10k，電池的電動勢E=1.5V,內阻r=0.5，圖中與接線柱A相連的表筆顏色應是

色，接正確使用方法測量電阻Rx的阻值時，指針指在刻度盤的正中央，則Rx=

k.若該歐姆表使用一段時間后，電池電動勢變小，內阻變大，但此表仍能調零，按正確使用方法再測上述Rx其測量結果與原結果相比較

（填“變大”、“變小”或“不變”）。參考答案：紅；5；變大12.如圖為“用DIS（位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機）研究加速度和力與質量的關系”的實驗裝置。（1）該實驗應用的研究方法是_________________________法；（2）在小車總質量不變時，改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復測量，可畫出關系圖線（如圖所示）。①分析此圖線的OA段可得出的實驗結論是________________。②此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是____。（3）若保持所掛鉤砝數(shù)量不變，改變小車質量，多次重復測量，可以研究加速度a與質量m的關系，則應該繪制什么關系圖線？答：___________。參考答案：（1）控制變量法（2）質量一定的情況下，加速度與合外力成正比（3）沒有使小車質量遠大于鉤碼質量（4）是13.（4分）

叫裂變，

叫聚變。參考答案：原子核被種子轟擊后分裂成兩塊質量差不多的碎塊，這樣的核反應叫裂變；兩個輕核結合成質量較大的核，這樣的核反應叫聚變三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（4分）在“測定金屬的電阻率”的學生實驗中，備有下列器材：待測金屬絲RX、電源E、電壓表V、電流表A、滑動變阻器R、開關S、導線若干，請在下面右邊所給的器材中，選擇適當?shù)牧砍?，將它們按左邊的電路圖連接起來.參考答案：答案：實物連線圖如圖所示：

15.（8分）某探究學習小組的同學欲驗證“動能定理”，他們在實驗室組裝了一套如圖所示的裝置，另外他們還找到了打點計時器所用的學生電源、導線、復寫紙、紙帶、小木塊、細沙．當滑塊連接上紙帶，用細線通過滑輪掛上空的小沙桶時，釋放小桶，滑塊處于靜止狀態(tài)．若你是小組中的一位成員，要完成該項實驗，則：（1）你認為還需要的實驗器材有__________________．

（2）實驗時為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，沙和沙桶的總質量應滿足的實驗條件是____________________________，實驗時首先要做的步驟是________________________________________．

（3）在（2）的基礎上，某同學用天平稱量滑塊的質量M．往沙桶中裝入適量的細沙，用天平稱出此時沙和沙桶的總質量m．讓沙桶帶動滑塊加速運動，用打點計時器記錄其運動情況，在打點計時器打出的紙帶上取兩點，測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小v1與v2（v1<v2）．則本實驗最終要驗證的數(shù)學表達式為______________________（用題中的字母表示實驗中測量得到的物理量）．參考答案：答案：（1）天平，刻度尺（2分）；（2）沙和沙桶的總質量遠小于滑塊的質量（2分），平衡摩擦力（2分）；（3）（2分）。（每空2分）四、計算題：本題共3小題，共計47分16.輕質彈簧原長為2r，將彈簧豎直放置在地面上，如圖甲所示，在其頂端將一質量為4m的物體由靜止釋放，當彈簧被壓縮到最短時，彈簧長度為r，現(xiàn)將該彈簧水平放置，如圖乙所示，一端固定在A點，另一端與物塊P接觸但不連接．AB是長度為5r的水平軌道，B端與半徑為r的光滑半圓軌道BCD相切，半圓的直徑BD豎直，物塊P與AB間的動摩擦因數(shù)μ=0.5．用外力推動物塊P，將彈簧壓縮至長度r后，撤去外力，P由靜止開始沿軌道運動，重力加速度大小為g，彈簧處于彈性限度內．（1）若P的質量為m，求P到達B點時速度的大小；（2）若P能滑上圓軌道，且仍能沿圓軌道滑下，求物塊P質量的取值范圍．參考答案：解：（1）當彈簧豎直放置時，長度被壓縮至r時，由機械能守恒定律知，彈簧的彈性勢能Ep=4mgr設P到達B點時速度的大小為vB．由能量守恒定律知：

Ep=μmg（5r﹣r）+聯(lián)立解得vB=2（2）設P的質量為M，為使P能滑上圓軌道，它到達B點的速度不能小于零，由此可知，Ep＞μMg?4r即4mgr＞μMg?4r解得M＜2m要使P仍能沿圓弧軌道滑回，P在圓軌道上上升的高度不能超過半圓弧的中點C．P從B沿圓弧上滑的過程，由機械能守恒定律知≤MgrP從釋放到B的過程，由能量守恒定律得

Ep=μMg（5r﹣r）+聯(lián)立解得M≥m所以P質量范圍為m≤M＜2m答：（1）若P的質量為m，P到達B點時速度的大小是2；（2）若P能滑上圓軌道，且仍能沿圓軌道滑下，物塊P質量的取值范圍為m≤M＜2m．【考點】功能關系；動能定理的應用．【分析】（1）先研究彈簧豎直放置時彈簧的彈性勢能，即可得到用外力推動物塊P，將彈簧壓縮至長度r時彈簧的彈性勢能．P從釋放到B的過程，由能量守恒定律求P到達B點時速度的大??；（2）若P能滑上圓軌道，且仍能沿圓軌道滑下，則物塊P到達B點的速度不能等于零．沿圓弧上升的最大高度不能超過C點，由能量守恒定律求P質量的取值范圍．17.一光滑圓環(huán)固定在豎直平面內，環(huán)上套著兩個小球A和B（中央有孔），A、B間由輕細繩連接著，它們處于圖中所示位置時恰好都能保持靜止狀態(tài).B球與環(huán)中心O處于同一水平面上，A、B間的細繩呈伸直狀態(tài),與水平線成30夾角.已知B球的質量為m，求：（1）細繩對B球的拉力

（2）A球的質量參考答案：F=2mg

2m18.如圖所示,傾角為30°的光滑斜面的下端有