河南省南阳市新兴中学2021年高三物理下学期期末试题含解析

河南省南阳市新兴中学2021年高三物理下学期期末试题含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1.（单选）物块A、B的质量分别为m和2m，用轻弹簧连接后放在光滑的水平面上。对B施加向右的水平拉力F，稳定后A、B相对静止地在水平面上运动，此时弹簧长度为l1；若撤去拉力F，换成大小仍为F的水平推力向右推A，稳定后A、B相对静止地在水平面上运动，此时弹簧长度为l2。则下列判断正确的是A．弹簧的原长为B．两种情况下稳定时弹簧的形变量相等C．两种情况下稳定时两物块的加速度不相等D．弹簧的劲度系数为参考答案：D解：A、C、D以整体法为研究对象，根据牛顿第二定律得知，两种情况下加速度相等，而且加速度大小为设弹簧的原长为l0．根据牛顿第二定律得：

第一种情况：对A：k（l1-l0）=ma

①

第二种情况：对A：k（l0-l2）=2ma②

由①②解得，．故AC错误，D正确．

B、第一种情况弹簧的形变量为；第二种情况弹簧的形变量为；故B错误．

故选D2.如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，从波传到x=5m的M点时开始计时，已知P点第二次出现波峰的时刻为t=0.05s，下面说法中正确的

[

]A．这列波的传播速度是10m/s。B．质点Q（x=9m）在时刻t=0.35s才第一次到达波峰。C．M点以后各质点开始振动时的方向都是向下。D.质点Q第一次到达波峰时，质点M的加速度沿y轴负方向。参考答案：D3.某同学在物理学习中记录了一些与地球、月球有关的数据资料如下：地球半径R＝6400km，月球半径r＝1740km，地球表面重力加速度g0＝9.80m／s2，月球表面重力加速度g′＝1.56m／s2，月球绕地球中心转动的线速度v＝lkm／s，月球绕地球转动一周时间为T＝27.3天，光速c＝2.998×105km／s.1969年8月1日第一次用激光器向位于头顶的月球表面发射出激光光束，经过约t=2.565s接收到从月球表面反射回来的激光信号，利用上述数据可估算出地球表面与月球表面之间的距离s，则下列方法正确的是

A．

B．C．

D．参考答案：AB4.氢原子发出a、b两种频率的光，经平行玻璃砖折射后的光路如图所示。若a光是由能级n=4向n=1跃迁时发出的，则b光可能是

（

）A．从能级n=5向n=1跃迁时发出的B．从能级n=3向n=1跃迁时发出的C．从能级n=5向n=2跃迁时发出的D．从能级n=3向n=2跃迁时发出的参考答案：A5.（单选）某空间区域有竖直方向的电场（图1中只画出了一条电场线），一个质量为m、电荷量为q的带正电的小球，在电场中从A点由静止开始沿电场线竖直向下运动，不计一切阻力，运动过程中物体的机械能E与物体位移x关系的图象如图2所示，由此可以判断（）A．物体所处的电场为非匀强电场，且场强不断减小，场强方向向上B．物体所处的电场为匀强电场，场强方向向下C．物体可能先做加速运动，后做匀速运动D．物体一定做加速运动，且加速度不断减小参考答案：【考点】：电势差与电场强度的关系；电场强度．【专题】：电场力与电势的性质专题．【分析】：从图象中能找出电场力的做功情况，根据电场力的做功情况判断出受力，继而判断出电场，在利用牛顿第二定律求的加速度：解：A、物体的机械能先减小，后保持不变，故电场力先做负功，后不做功，故电场强度方向向上，再根据机械能的变化关系可知，电场力做功越来越小，故电场强度不断减小，故A正确，B错误；C、根据牛顿第二定律可知，物体受重力与电场力，且电场力越来越小，故加速度越来越大，故C错误，D错误；故选：A【点评】：本题主要考查了电场力做功与与物体机械能的变化关系，明确电场力做正功，电势能增加，电场力做负功，电场力减小即可二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.利用氦—3（He）和氘进行的聚变安全无污染，容易控制．月球上有大量的氦—3，每个航天大国都将获得的氦—3作为开发月球的重要目标之一．“嫦娥一号”探月卫星执行的一项重要任务就是评估月球中氦—3的分布和储量．已知两个氘核聚变生成一个氦—3和一个中子的核反应方程是H＋H→He十n．已知H的质量为m1，n的质量为m2，He的质量为m3．它们质量之间的关系式应为____________参考答案：2m1>m2+m37.将两支铅笔并排放在一起，中间留一条狭缝，通过这条狭缝去看与其平行的日光灯，能观察到彩色条纹，这是由于光的_____（选填“折射”“干涉”或“衍射”）．当缝的宽度______（选填“远大于”或“接近”）光波的波长时，这种现象十分明显．参考答案：（1）.衍射（2）.接近【详解】通过两支铅笔中间缝能看到彩色条纹，说明光绕过缝而到人的眼睛，所以这是由于光的衍射现象，由发生明显衍射条件可知，当缝的宽度与光波的波长接近或比光波的波长少得多时能发生明显衍射现象；8.（4分）从某高度处水平抛出一物体，着地瞬间的速度方向与水平方向成角，则抛出时物体的动能与重力势能(以地面为参考平面)之比为

。参考答案：

答案：

9.在使两个分子间的距离由很远(r＞10-9m)变到很难再靠近的过程中,分子间的作用力的大小将(

)

(A)先减小后增大

(B)先增大后减小(C)先增大后减小再增大

(D)先减小后增大再减小参考答案：C10.甲、乙两个物体静止在光滑的水平桌面上，m甲＞m乙，当甲物体获得某一速度后与静止的乙物体发生弹性正碰，碰撞后，系统的总动量不变（选填“减小”、“增大”或“不变”），甲的速度小于乙的速度（选填“大于”、“小于”或“等于”）．参考答案：考点：动量守恒定律．分析：两物体碰撞过程系统动量守恒，应用动量守恒定律与机械能守恒定律可分析答题．解答：解：两物体组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，碰撞后系统总动量不变；设甲的初速度为v0，以甲的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：m甲v0=m甲v甲+m乙v乙﹣﹣﹣①物体发生弹性碰撞，机械能守恒，由机械能守恒定律得：m甲v02=m甲v甲2+m乙v乙2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②解得：v甲=，v乙=，已知：m甲＞m乙，则v甲＜v乙；故答案为：不变，小于．点评：本意主要考查了碰撞过程中动量守恒定律得应用，注意弹性碰撞机械能守恒，难度适中．11.（多选题）一个面积S=4×10﹣2m2，匝数n=100匝的线圈，放在匀强磁场中，磁场方向垂直平面，磁感应强度的大小随时间变化规律如图所示，在开始2秒内穿过线圈的磁通量的变化率等于

，在第3秒末感应电动势大小为

．参考答案：8×10﹣2Wb/s；8V．【考点】法拉第电磁感应定律；磁通量．【分析】由图象看出，磁感应强度随时间均匀增大，从而得出磁通量的变化率，再由法拉第电磁感应定律求出线圈中产生的感应电动势，从而即可求解．【解答】解：由图象的斜率求出=T/s=2T/s，因此=S=2×4×10﹣2Wb/s=8×10﹣2Wb/s，开始的2s内穿过线圈的磁通量的变化量为8×10﹣2Wb/s，根据法拉第电磁感应定律得：E=n=nS=100×2×4×10﹣2V=8V，可知它们的感应电动势大小为8V；由图看出，第3s末感应电动势为8V；故答案为：8×10﹣2Wb/s；8V．12.如图所示,某实验小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的分解.A、B为两个相同的双向力传感器,该型号传感器在受到拉力时读数为正,受到压力时读数为负.A连接质量不计的细绳,可沿固定的板做圆弧形移动.B固定不动,通过光滑铰链连接长0.3m的杆.将细绳连接在杆右端O点构成支架（O点为支架的圆心）.保持杆在水平方向,按如下步骤操作①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB＝θ②对两个传感器进行调零③用另一根绳在O点悬挂一个钩码,记录两个传感器的读数④取下钩码,移动传感器A改变θ角重复上述实验步骤,得到表格.

F11.0010.580…1.002…F2－0.868－0.291…0.865…θ30°60°…150°…

(1)根据表格,A传感器对应的是表中力________(选填“F1”或“F2”).钩码质量为________kg(保留1位有效数字)(2)本实验中多次对传感器进行调零,对此操作说明正确的是()A．因为事先忘记调零

B．何时调零对实验结果没有影响C．为了消除横杆自身重力对结果的影响

D．可以完全消除实验的误差参考答案：(1)F10.05(2)C13.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t＝0时刻的波形如图中实线所示，t＝0.2s时刻的波形如图中的虚线所示，则此列简谐横波的波速为

m/s.

参考答案：10(4n+1)

n=0、1、2、3…三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.一列简谐横波在t=时的波形图如图（a）所示，P、Q是介质中的两个质点，图（b）是质点Q的振动图像。求（i）波速及波的传播方向；（ii）质点Q的平衡位置的x坐标。参考答案：（1）波沿负方向传播；

（2）xQ=9cm本题考查波动图像、振动图像、波动传播及其相关的知识点。（ii）设质点P、Q平衡位置的x坐标分别为、。由图（a）知，处，因此

④由图（b）知，在时Q点处于平衡位置，经，其振动状态向x轴负方向传播至P点处，由此及③式有⑤由④⑤式得，质点Q的平衡位置的x坐标为

⑥15.（09年大连24中质检）（选修3—3）（5分）在图所示的气缸中封闭着温度为100℃的理想气体．一重物用绳索经滑轮与缸中活塞相连接．重物和活塞均处于平衡状态，这时活塞离缸底的高度为20cm．如果缸内气体变为0℃，问：

①重物是上升还是下降？说明理由。②这时重物将从原处移动多少厘米？（设活塞与气缸壁问无摩擦）（结果保留一位小数）参考答案：

解析：

①缸内气体温度降低，压强减小，故活塞下移，重物上升。（2分）

②分析可知缸内气体作等压变化，设活塞截面积为S㎝2，气体初态体积V1=20S㎝3，温度T1=373K，末态温度T2=273K，体积设为V2=hS㎝3（h为活塞到缸底的距离）

据

（1分）

可得h=14.6㎝

则重物上升高度

（1分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.一长木板在水平地面上运动，在t=0时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上，以后木板运动的速度﹣时间图象如图所示．己知物块与木板的质量相等，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上．取重力加速度的大小g=10m/s2，求：（1）物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数；（2）从t=0时刻到物块与木板均停止运动时，物块相对于木板的位移的大小．参考答案：解：（1）设物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数分别为μ1和μ2，木板与物块的质量均为m．v﹣t的斜率等于物体的加速度，则得：在0﹣0.5s时间内，木板的加速度大小为=m/s2=8m/s2．对木板：地面给它的滑动摩擦力方向与速度相反，物块对它的滑动摩擦力也与速度相反，则由牛顿第二定律得

μ1mg+μ2?2mg=ma1，①对物块：0﹣0.5s内，物块初速度为零的做匀加速直线运动，加速度大小为a2==μ1gt=0.5s时速度为v=1m/s，则v=a2t②由①②解得μ1=0.20，μ2=0.30（2）0.5s后两个物体都做匀减速运动，假设两者相对静止，一起做匀减速运动，加速度大小为a=μ2g由于物块的最大静摩擦力μ1mg＜μ2mg，所以物块与木板不能相对静止．根据牛顿第二定律可知，物块匀减速运动的加速度大小等于a2==μ1g=2m/s2．0.5s后物块对木板的滑动摩擦力方向与速度方向相同，则木板的加速度大小为a1′==4m/s2故整个过程中木板的位移大小为x1=+=1.625m物块的位移大小为x2==0.5m所以物块相对于木板的位移的大小为s=x1﹣x2=1.125m答：（1）物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数分别为0.20和0.30；（2）从t=0时刻到物块与木板均停止运动时，物块相对于木板的位移的大小是1.125m．【考点】匀变速直线运动的图像．【分析】（1）由v﹣t图象分析可知，0.5s时刻以前木板做匀减速运动，而物块做匀加速运动，t=0.5s时刻两者速度相等．根据v﹣t的斜率等于物体的加速度，由数学知识求出木板的加速度大小，由运动学公式和牛顿第二定律结合求解动摩擦因数；（2）根据牛顿第二定律判断速度相同后两个物体能否一起做匀减速运动，求出加速度，由运动学公式求出两个物体的总位移，两者之差即为相对位移．17.特警队员从悬停在空中离地235米高的直升机上沿绳下滑进行降落训练，某特警队员和他携带的武器质量共为80kg，设特警队员用特制的手套轻握绳子时可获得200N的摩擦阻力，紧握绳子时可获得1000N的摩擦阻力，下滑过程中特警队员不能自由落体，至少轻握绳子才能确保安全。g取10m/s2.求：⑴特警队员轻握绳子降落时的加速度是多大？⑵如果要求特警队员在空中下滑过程中先轻握绳子加速下降，再紧握绳子减速下降，且着地时的速度等于5m/s，则下落时间是多少？参考答案：：(1)轻握时mg-F=ma1

（3分）

a1=7.5m/s2

（2分）

(2)紧握时F’-mg=ma2

（2分）a2=2.5m/s2(取负值)

设第一阶段运动的时间为t1，末速度为v1，第一阶段运动的时间为t2，最后着地的速度为v2，总高度为h

（3分）

且

（2分）代入数据得（2分）18.如图所示，坐标系xOy在竖直平面内，水平轨道AB和斜面BC均光滑且绝缘，AB和BC的长度均为L，斜面BC与水平地面间的夹角θ=60°，有一质量为m、电量为+q的带电小球（可看成质点）被放在A点．已知在第一象限分布着互相垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上，场强大小，磁场为水平方向（图中垂直纸面向外），磁感应强度大小为B；在第