河南省平頂山市陵頭第三中學2021年高三物理上學期期末試卷含解析

河南省平頂山市陵頭第三中學2021年高三物理上學期期末試卷含解析一、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1.2019年1月3日，嫦娥四號探測器登陸月球，實現(xiàn)人類探測器首次月球背面軟著陸。為給嫦娥四號探測器提供通信支持，我國于2018年5月21日成功發(fā)射嫦娥四號中繼星“鵲橋號”如圖所示，“鵲橋號”中繼星圍繞地月拉格朗日L2點旋轉(zhuǎn)，“鵲橋號”與L2點的距離遠小于L2點與地球的距離。已知位于地月拉格朗日L1、L2點處的小物體都能夠在地月的引力作用下，幾乎不消耗燃料，便可與月球同步繞地球做圓周運動。下列說法正確（）A.“鵲橋號”的發(fā)射速度大于11.2km/sB.“鵲橋號”繞地球運動的周期約等于月球繞地球運動的周期C.同一衛(wèi)星在L2點受地月引力的合力比在L1點受地月引力的合力小D.衛(wèi)星在L2處繞地球運動的線速度小于月球繞地球運動的線速度參考答案：B【詳解】A.11.2km/s是衛(wèi)星脫離地球的引力的第二宇宙速度，“鵲橋”的發(fā)射速度應(yīng)小于11.2km/s，故A錯誤；B.根據(jù)題意知中繼星“鵲橋”繞地球轉(zhuǎn)動的周期與月球繞地球轉(zhuǎn)動的周期相同，故B正確；C.“鵲橋”中繼星在的L2點是距離地球最遠的拉格朗日點，由Fn＝mω2r可知在L2點所受月球和地球引力的合力比在L1點要大，故C錯誤；D.“鵲橋號”繞地球運動的半徑大于月球繞地球運動的半徑。由，可知衛(wèi)星在L2處繞地球運動的線速度大于月球繞地球運動的線速度，故D錯誤；2.在傾角為θ的斜面上固定兩根足夠長的光滑平行金屬導軌PQ、MN，相距為L，導軌處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直導軌平面向下．有兩根質(zhì)量均為m的金屬棒a、b，先將a棒垂直導軌放置，用跨過光滑定滑輪的細線與物塊c連接，連接a棒的細線平行于導軌，由靜止釋放c，此后某時刻，將b也垂直導軌放置，a、c此刻起做勻速運動，b棒剛好能靜止在導軌上．a(chǎn)棒在運動過程中始終與導軌垂直，兩棒與導軌電接觸良好，導軌電阻不計．則A．物塊c的質(zhì)量是2msinθB．b棒放上導軌前，物塊c減少的重力勢能等于a、c增加的動能C．b棒放上導軌后，物塊c減少的重力勢能等于回路消耗的電能D．b棒放上導軌后，a棒中電流大小是參考答案：AD3.下列關(guān)于熱學的判斷，正確的是A．對一定質(zhì)量的氣體加熱，其內(nèi)能一定增加B．一定質(zhì)量的理想氣體，當它的壓強、體積都增大時，其內(nèi)能一定增加C．物體溫度升高時，物體內(nèi)的每個分子的速率都將增大D．滿足能量守恒定律的宏觀過程都可以自發(fā)地進行參考答案：B4.將一物塊分成相等的A、B兩部分靠在一起，下端放置在地面上，上端用繩子拴在天花板，繩子處于豎直伸直狀態(tài)，整個裝置靜止。則A．繩子上拉力可能為零B．地面受的壓力可能為零C．地面與物體間可能存在摩擦力D．AB之間可能存在摩擦力參考答案：AD5.(單選)如圖所示，位于光滑固定斜面上的小物塊P受到一水平向右的推力F的作用。已知物塊P沿斜面加速下滑?，F(xiàn)保持F的方向不變，使其減小，則加速度(

)A．一定變小B．一定變大C．一定不變

D．可能變小，可能變大，也可能不變參考答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.為了“探究動能改變與合外力做功”的關(guān)系，某同學設(shè)計了如下實驗方案：A.第一步:把帶有定滑輪的木板有滑輪的一端墊起，把質(zhì)量為M的滑塊通過細繩與質(zhì)量為m的帶夾重錘相連，然后跨過定滑輪，重錘夾后連一紙帶，穿過打點計時器，調(diào)整木板傾角，直到輕推滑塊后，滑塊沿木板向下勻速運動，如圖甲所示.B.第二步:保持長木板的傾角不變，將打點計時器安裝在長木板靠近滑輪處，取下細繩和鉤碼，將滑塊與紙帶相連，使其穿過打點計時器，然后接通電源釋放滑塊，使之從靜止開始向下加速運動，打出紙帶，如圖乙所示.V打出的紙帶如下圖：試回答下列問題：①已知O、A、B、C、D、E、F相鄰計數(shù)的時間間隔為△t，根據(jù)紙帶求滑塊速度，當打點計時器打A點時滑塊速度vA=_____________,打點計時器打B點時滑塊速度vB=___________.②已知重錘質(zhì)量m，當?shù)氐闹丶铀俣萭，要測出某一過程合外力對滑塊做的功還必須測出這一過程滑塊________(寫出物理名稱及符號,只寫一個物理量)，合外力對滑塊做功的表達式W合=__________.③測出滑塊運動OA段、OB段、OC段、OD段、OE段合外力對滑塊所做的功，WA、WB、WC、WD、WE，以v2為縱軸,以W為橫軸建坐標系,描點作出v2-W圖像,可知它是一條過坐標原點的傾斜直線,若直線斜率為k，則滑塊質(zhì)量M=_______.參考答案：①由時間中點的瞬時速度等于這段時間的平均速度VA=OB/2⊿t=x1/2⊿t

VB=(x3-x1)/2⊿t

②整個系統(tǒng)按圖甲運動，撤去重錘后，滑塊下滑時所受合外力就是重錘的重力，由動能定理，只要知道滑塊下滑的位移x，就可得到合力所做的功，合力功為mgx.③由動能定理可得W=Mv2/2,若描點作出v2-W圖像,是一條過坐標原點的傾斜直線,直線斜率為k,滑塊質(zhì)量M=2/k.7.如圖所示，把電量為-6×10C的電荷，從電場中的A點移到B點，其電勢能_______(選填“增大”、“減小”或“不變”)；若A點的電勢為=16V，B點的電勢為=10V，則此過程中電場力做的功為___________J。參考答案：答案：增大：-3.6

8.南北朝傅翕曾寫下這樣一首詩：“空手把鋤頭，步行騎水牛．人在橋上走，橋流水不流．”其中“橋流水不流”一句應(yīng)理解成其選擇的參考系是（）A．水B．橋C．人D．地面參考答案：A解：“橋流水不流”可以理解為“橋動水不動”，意思就是說橋在運動，水在靜止．A、以水的參照物，則水就是靜止的，而橋和水的位置發(fā)生了變化，則橋是運動的，與題意相符，故A正確；B、以橋為參照物，則橋是靜止的，而水與橋的位置發(fā)生了變化，則水是運動的，與題意不符，故B錯誤；C、以人為參照物，因為人在橋上走，人與橋的位置發(fā)生了變化，橋是運動的，而水與人的位置也發(fā)生了變化，所以水也是運動的，與題意不符，故C錯誤；D、以地面為參照物，地面與橋的位置沒有發(fā)生變化，橋是靜止的，水與地面的位置發(fā)生了變化，所以水也是運動的，故D也是錯誤的．故選A．9.某同學在研究性學習中，利用所學的知識解決了如下問題：一輕彈簧豎直懸掛于某一深度為h=25.0cm,且開口向下的小筒中（沒有外力作用時彈簧的下部分位于筒內(nèi)，但測力計可以同彈簧的下端接觸），如圖(甲)所示，如果本實驗的長度測量工具只能測量出筒的下端彈簧的長度l，現(xiàn)要測出彈簧的原長l0和彈簧的勁度系數(shù)，該同學通過改變l而測出對應(yīng)的彈力F，作出F-變化的圖線如圖（乙）所示.,則彈簧的勁度系數(shù)為

N/m.彈簧的原長l0=

參考答案：10.氫原的能級如圖所示，一大群處于第一激發(fā)態(tài)的氫原子吸收2.55eV能量后從高能級向低能級躍遷，能發(fā)出

種不同頻率的光子，這些光子中能使截止頻率為8.07×1014Hz的鋅板發(fā)生光電效應(yīng)的有

種。已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s。參考答案：11.兩同學用圖（a）中的實驗裝置做“研究加速與質(zhì)量關(guān)系”的實驗．

（1）該實驗中采用控制變量法，保持小車所受拉力不變，用砂和砂桶所受的重力作為小車所受拉力，為了減小實驗誤差，應(yīng)使砂和砂桶質(zhì)量盡量

些.(填“大”或“小“）

（2）保持小車所受拉力不變，改變小車的質(zhì)量，多次重復測量．在某次實驗中根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)可畫出關(guān)系圖線．

一同學在實驗中并沒有采取平衡摩擦力的措施，則畫出的圖線可能（b）中的

。（填“甲”或“乙”或“丙”）

（3）另一同學在實驗過程中保持水車的質(zhì)量不變，改變砂和砂桶的質(zhì)量，畫出的a一F圖線如圖(c)所示，造成這種現(xiàn)象的主要原因是

。

A．木板與水平面間的夾角太大

B．木板與水平面間的夾角太小

C．砂和砂桶的總質(zhì)量較大

D．所用小車的質(zhì)量較大參考答案：12.（4分）用活塞壓縮汽缸里的空氣，對空氣做了900J的功，同時汽缸向外散熱210J，汽缸里空氣的內(nèi)能

（填“增加”或“減少”）了

J。參考答案：

增加

690J13.如圖，在斜面頂端先后水平拋出同一小球，第一次小球落到斜面中點，第二次小球落到斜面底端。則兩次小球運動時間之比t1∶t2=___；兩次小球落到斜面上時動能之比EK1∶EK2=_____。參考答案：；

三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.有一個小燈泡上標有“4V

2W”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法描繪這個燈泡的U-I圖線，有下列器材供選用；電壓表（0～5V，內(nèi)阻10K）

B.電壓表（0～10V，內(nèi)阻20K）C.電流表（0～0.3A，內(nèi)阻1）

D.電流表（0～0.6A，內(nèi)阻0.4）E.滑動變阻器（5，10A）

F.滑動變阻器（500，0.2A）實驗中電壓表應(yīng)選用

，電流表應(yīng)選用

.（用序號字母表示）為使實驗誤差盡量減小，要求電壓表從零開始變化且多取幾組數(shù)據(jù)，滑動變阻器應(yīng)選用

（用序號字母表示）。請在方框內(nèi)畫出滿足實驗要求的電路圖，并把圖中所示的實驗器材用實線連接成相應(yīng)的實物電路圖。參考答案：（1）A

D（2）E

(3)見解析

（1）因燈泡的額定電壓為4V，為保證安全選用的電壓表量程應(yīng)稍大于4V，但不能大太多，量程太大則示數(shù)不準確；故只能選用0～5V的電壓表，故選A；

由P=UI得，燈泡的額定電流I==0.5A；故電流表應(yīng)選擇0～0.6A的量程，故選D；

(2)由題意要求可知，電壓從零開始變化，并要多測幾組數(shù)據(jù)，故只能采用滑動變阻器分壓接法，而分壓接法中應(yīng)選總阻值小的滑動變阻器，故選E；

（3）

燈泡內(nèi)阻R==8Ω；故說明電壓表內(nèi)阻遠大于燈泡內(nèi)阻，應(yīng)采用電流表外接法；

而由以上分析知，滑動變阻器應(yīng)選擇分壓接法；

故電路圖和實物連接圖如圖所示．【答案】【解析】15.“用DIS研究機械能守恒定律”的實驗中，用光電門測定擺錘在某一位置的瞬時速度，從而求得擺錘在該位置的動能，同時輸入擺錘的高度（實驗中A、B、C、D四點高度為、、、，已由計算機默認），求得擺錘在該位置的重力勢能，進而研究勢能與動能轉(zhuǎn)化時的規(guī)律。（1）實驗時，把

點作為零勢能點，光電門應(yīng)分別放在

點上，以便分別測出小球經(jīng)過這些點時的速度。（2）（多選題）實驗測得D點的機械能明顯偏小，造成這個誤差的原因可能是（

）A．擺錘釋放的位置高于A點

B．擺錘釋放的位置在AB之間C．擺錘在A點不是由靜止釋放的D．光電門沒有放在D點參考答案：（1）D；BCD（2）BD；四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（17分）如圖甲所示，足夠長的金屬導軌MN和PQ與一阻值為R的電阻相連，平行地放在水平桌面上，質(zhì)量為m的金屬桿可以無摩擦地沿導軌運動．導軌與ab桿的電阻不計，導軌寬度為L，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直穿過整個導軌平面．現(xiàn)給金屬桿ab一個初速度v0，使ab桿向右滑行．回答下列問題：（1）簡述金屬桿ab的運動狀態(tài)，并在圖乙中大致作出金屬桿的v一t圖象（2）求出回路的最大電流值Im并指出電流流向（3）當滑行過程中金屬桿ab的速度變?yōu)関時，求桿ab的加速度a（4）電阻R上產(chǎn)生的最大熱量Q.

參考答案：解析：（1）做加速度減小的減速運動直到停止運動。（3分）

圖象如答圖1

（2分）

（2）金屬桿在導軌上做減速運動，剛開始時速度最大，感應(yīng)電動勢也最大，有：

Em=BLv0

（1分）

所以回路的最大電流Im=

（2分）

金屬桿上電流方向從a到b

（1分）

（3）

E=BLv

（1分）

F=BIL

（1分）

由閉合電路歐姆定律得：I= （1分）

由牛頓第二定律得：F=ma

（1分）

解得：a=

B2L2v/(mR)

（2分）

（4）由能的轉(zhuǎn)化和守恒有：Q=mv20

（2分）17.用F=135N的水平力拉質(zhì)量m=30kg的箱子，使箱子在水平地面上由靜止開始做勻加速直線運動，當箱子的速度達到v=10m/s時撤去力F．已知箱子運動過程中所受滑動摩擦力的大小f=75N，取重力加速度g=10m/s2．求：（1）箱子與地面間的動摩擦因數(shù)；（2）水平力F的作用時間；（3）在撤去力F后，箱子在水平地面上滑行的最大距離．參考答案：解：（1）箱子運動過程中所受摩擦力f=μmg解得μ=0.25（2）設(shè)箱子在水平地面上做勻加速運動的加速度大小為a1，根據(jù)牛頓第二定律有F﹣f=ma1根據(jù)運動學公式v=a1t解得力F作用時間t=5.0s（3）設(shè)撤去力F后，箱子在水平地面上減速滑行的加速度為a2，滑行的最大距離為x，則μmg=ma2，解得a2=2.5m/s2根據(jù)運動學公式有v2=2a2x解得x=20m答：（1）箱子與地面間的動摩擦因數(shù)為0.25；（2）水平力F的作用時間為5.0s；（3）在撤去力F后，箱子在水平地面上滑行的最大距離為20m．18.在水平長直的軌道上，有一長度為L的平板車在外力控制下始終保持速度v0做勻速直線運動．某時刻將一質(zhì)量為m的小滑塊輕放到車面的中點，滑塊與車面間的動摩擦因數(shù)為μ．（1）證明：若滑塊最終停在小車上，滑塊和車摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能與動摩擦因數(shù)μ無關(guān)，是一個定值．（2）已知滑塊與車面間動摩擦因數(shù)μ=0.2，滑塊質(zhì)量m=1kg，車長L=2m，車速v0=4m/s，取g=10m/s2，當滑塊放到車面中點的同時對該滑塊施加一個與車運動方向相同的恒力F，要保證滑塊不能從車的左端掉下，恒力F大小應(yīng)該滿足什么條件？（3）在（2）的情況下，力F取最小值，要保證滑塊不從車上掉下，力F的作用時間應(yīng)該在什么范圍內(nèi)？參考答案：

考點：牛頓第二定律；勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系．專題：牛頓運動定律綜合專題．分析：（1）滑塊和車摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能等于滑塊和車之間摩擦力做的功，該功等于滑動摩擦力×滑塊相對于小車的位移；（2）滑塊