2021年河南省周口市人武部政委高三物理上学期期末试题含解析

2021年河南省周口市人武部政委)高三物理上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.如图甲所示，某人骑自行车在平直的路面上运动。当人停止蹬车后，阻力做功使自行车最终停止。在此过程中，阻力做的功W与人刚停止蹬车时自行车的速度v的W—v曲线如图乙所示。其中符合实际情况的是

（

）

参考答案：C2.从广州开往桂林的波音737航班，下午15点30分到达桂林两江国际机场，降落的速度为60m/s,然后以加速度大小为5m/s2做匀减速直线运动，则飞机在第14秒内的位移为A．350m

B．180m

C．0m

D．1330m参考答案：C3.（单选）如图所示，内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，让两个质量相同的小球A和小球B，紧贴圆锥筒内壁分别在水平面内做匀速圆周运动，则（

）A．A球的线速度一定大于B球的线速度B．A球的角速度一定大于B球的角速度C．A球的向心加速度一定大于B球的向心加速度D．A球对筒壁的压力一定大于B球对筒壁的压力参考答案：【知识点】向心力；线速度、角速度和周期、转速．D4【答案解析】A解析：D、两球所受的重力大小相等，支持力方向相同，根据力的合成，知两支持力大小、合力大小相等，故D错误．A、根据得F合=，合力、质量相等，r越大线速度大，所以球a的线速度大于球b的线速度，故A正确；B、F合=mω2r合力、质量相等，r越大角速度越小，a球的角速度小于b球的角速度．故B错误；C、F合=ma可知，合力、质量相等，向心加速度相等．故C错误．故选：A．【思路点拨】小球受重力和支持力，靠重力和支持力的合力提供圆周运动的向心力，根据F合=ma=m=mrω2比较线速度、角速度、向心加速度的大小解决本题的关键知道小球做匀速圆周运动，靠重力和支持力的合力提供向心力．会通过F合=ma=m=mrω2比较线速度、角速度、向心加速度的大小．4.一个原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为，则下列说法正确的是A．X是原子核中含有86个中子B．X是原子核中含有141个核子C．因为裂变释放能量，根据E＝mc2，所以裂变后的总质量数增加D．因为裂变释放能量，出现质量亏损，所以裂变后的总质量数减少参考答案：答案：A解析：由质量数守恒和电荷数守恒知：235＋1＝a＋94＋2×1，92＝b＋38，解得：a=140,b=54，其中a是X的质量数，b为X的电荷数，X核中的中子数为：a－b＝140－54＝86，由此可知A选项对，B选项错；裂变释放能量，由质能关系可知，其总质量减小，但质量数守恒，故C、D均错。5.在如图所示电路中，圈①、②处可以接小灯泡、电压表（为理想电表）。电源电动势ε、内阻r保持不变，定值电阻R1＝R2＝R3＝r，小灯电阻RL＝r，下列说法中正确的是（

）（A）要使电源总功率较大，则应该①接电压表，②接小灯泡（B）要使电源输出功率较大，则应该①接小灯泡，②接电压表（C）要使路端电压较大，则应该①接小灯泡，②接电压表（D）要使闭合电路中电源效率较高，则应该①接小灯泡，②接电压表参考答案：ACD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（6分）一个原子中含有

个质子，含有

个中子，含有

个电子。参考答案：92；146；927.1某同学用如图所示的实验装置探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系，图中A为小车，连接在小车后面的纸带穿过打点计时器B的限位孔，它们均置于水平的一端带有定滑轮的足够长的木板上，C为弹簧测力计，不计绳与滑轮的摩擦．实验时，先接通电源再松开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点．(1)该同学在一条比较理想的纸带上，从点迹清楚的某点开始记为0点，顺次选取5个点，分别测量这5个点到0之间的距离x，计算出它们与0点之间的速度平方差Δv2＝v2－v02，然后在背景方格纸中建立Δv2—x坐标系，并根据上述数据进行如图所示的描点，若测出小车质量为0.2kg。(1)请你画出Δv2—x变化图象，(2)结合图象可求得小车所受合外力的大小为________N.(3)若该同学通过计算发现小车所受合外力小于测力计读数，明显超出实验误差的正常范围，你认为主要原因是：(

)

A.实验前未平衡摩擦力

B.实验前未平衡摩擦力过大C.实验时所挂的钩码质量太大

D.实验时所挂的钩码质量太小参考答案：(1)画图（2分）

(2)0.25（2分）

(3)

AC8.某同学利用“插针法”，测定平行玻璃砖的折射率，在坐标纸上记录的情况如图所示，虚线为以入射点O为圆心做出的圆，由此计算出玻璃砖的折射率为_____，光在玻璃中的传播速度为_____m/s，(光在真空中的传播速度为c=3.0×108m/s.结果均保留两位有效数字)参考答案：(1).1.5

(2).2.0×1089.

(4分)A、B两幅图是由单色光分别射到圆孔而形成的图象，其中图A是光的

（填干涉或衍射）图象。由此可以判断出图A所对应的圆孔的孔径

（填大于或小于）图B所对应的圆孔的孔径。

参考答案：答案：衍射，小于

10.如图所示，一列简谐横波沿+x方向传播．已知在t=0时，波传播到x轴上的B质点，在它左边的A质点位于负最大位移处；在t=0.6s时，质点A第二次出现在正的最大位移处．

①这列简谐波的波速是

m/s．②t=0.6s时，质点D已运动的路程是

m．参考答案：（1）①

5；

②

0.111.模块选做题（模块3－5试题）⑴（4分）某考古队发现一古生物骸骨，考古专家根据骸骨中的含量推断出了该生物死亡的年代。已知此骸骨中的含量为活着的生物体中的1/4，的半衰期为5730年。该生物死亡时距今约

年。参考答案：答案：1.1×104（11460或1.0×104～1.2×104均可）解析：该核剩下1/4，说明正好经过两个半衰期时间，故该生物死亡时距今约2×5730年=11460年。12.如图所示为一电流随时间变化的图象。该电流的有效值为___________。参考答案：（4分）13.雨滴落到地面的速度通常仅为几米每秒，这与雨滴下落过程中受到空气阻力有关。雨滴间无相互作用且雨滴质量不变，重力加速度为g。（1）质量为m的雨滴由静止开始，下落高度h时速度为u，求这一过程中克服空气阻力所做的功W。____（2）将雨滴看作半径为r的球体，设其竖直落向地面的过程中所受空气阻力f=kr2v2，其中v是雨滴的速度，k是比例系数。a．设雨滴的密度为ρ，推导雨滴下落趋近的最大速度vm与半径r的关系式；____b．示意图中画出了半径为r1、r2（r1>r2）的雨滴在空气中无初速下落的v–t图线，其中_________对应半径为r1的雨滴（选填①、②）；若不计空气阻力，请在图中画出雨滴无初速下落的v–t图线。（

）（3）由于大量气体分子在各方向运动的几率相等，其对静止雨滴的作用力为零。将雨滴简化为垂直于运动方向面积为S的圆盘，证明：圆盘以速度v下落时受到的空气阻力f∝v2（提示：设单位体积内空气分子数为n，空气分子质量为m0）。________参考答案：

(1).

(2).

(3).①

(4).

(5).详见解析【分析】(1)对雨滴由动能定理解得：雨滴下落h的过程中克服阻做的功；(2)雨滴的加速度为0时速度最大解答；(3)由动量定理证明【详解】(1)对雨滴由动能定理得：解得：；(2)a.半径为r的雨滴体积为：，其质量为当雨滴的重力与阻力相等时速度最大，设最大速度为，则有：其中联立以上各式解得：由可知，雨滴半径越大，最大速度越大，所以①对应半径为的雨滴，不计空气阻力，雨滴做自由落体运动，图线如图：；(3)设在极短时间内，空气分子与雨滴碰撞，设空气分子的速率为U，在内，空气分子个数为：，其质量为设向下为正方向，对圆盘下方空气分子由动量定理有：对圆盘上方空气分子由动量定理有：圆盘受到的空气阻力为：联立解得：。三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后面拉动的纸带经打点计时器打出的点计算得到．(1)当M与m的大小关系满足

时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的总重力．(2)一组同学在探究加速度与质量的关系时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据．为了比较容易地得出加速度a与质量M的关系，应作出a与

图象．(3)甲同学在探究加速度与力的关系时，根据测量数据作出的a一F图线，如图a所示．则实验存在的问题是

．(4)乙、丙两同学用同一装置探究加速度与力的关系时，画出了各自得到的a一F图线，如图b所示．则两同学做实验时的哪一个物理量取值不同?答：

．(5)下图是某次实验中得到的纸带．已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，每相邻两个计数点间还有4个点未画出，利用下图给出的数据可求出小车下滑的加速度为

rn/s2．(结果保留三位有效数字)参考答案：(1)(1分)M?m

(2)(1分)

(3)(2分)平衡摩擦力时木板倾角过大(4)(2分)两小车及车上砝码的总质量不同

(5)(2分)1.5815.用如图甲所示的电路测量一节蓄电池的电动势和内电阻。蓄电池的电动势约为2V，内电阻很小。除蓄电池、开关、导线外可供使用的实验器材还有：A.电压表V（量程3V）

B.电流表A1（量程0.6A） C.电流表A2（量程3A）D.定值电阻R0（阻值4Ω，额定功率4W）E.滑动变阻器R（阻值范围0—20Ω，额定电流1A）（1）电流表应选

；(填器材前的字母代号)（2）将图乙中的实物按图甲的电路连线；（3）根据实验数据作出U—I图像（如图丙所示），则蓄电池的电动势E=

V，内阻r=

Ω；（4）定值电阻R0在电路中的作用是

（只要求写出一点）。参考答案：四、计算题：本题共3小题，共计47分16.一边长为L的正方形单匝金属线框，质量为m。电阻为R，从宽度为2L,磁感应强度为B，方向垂直向里的有界磁场上方2L处自由下落,ad边进人和离开磁场时速度恰好相等.求：（1）线框进人磁场瞬间，a,d两点的电势差U，并指明a,d两点电势的高低;（2）线框经过磁场过程中产生的焦耳热及bc边离开磁场瞬间线框的速度大小;（3）定性画出线框从开始下落到离开磁场全过程的V一t图线大概示意图。参考答案：解：（1）线框从静止开始自由下落由机械能守恒得：…………2分ad边进入磁场切割磁感线，电动势：

…………1分由全电路欧姆定律得：,

…………1分解得：

…………1分电流方向由a到d，

…………1分（2）由ad边进入磁场到ad边离开磁场，速度不变由能量守恒知，焦耳热等于重力做功：…………3分线框离开磁场产生的热与进入磁场相等所以线框穿过磁场过程中产生的焦耳热：………1分当bc边离开磁场时，整个过程由功能关系得

…………3分解得：

………1分（3）图象如图所示。运动说明：线框开始做自由落体运动，ad边进入磁场后先做加速度减小的减速运动后可能做匀速运动，线框全部进入磁场后又做匀加速运动，ad边离开磁场时先做加速度减小的减速运动后可能做匀速运动，全部离开磁场后做匀加速运动。评分说明：只要求画出v-t图线的大概示意图。画出三段匀加速（2分）和两段变减速（含匀速）（2分）。17.“太空粒子探测器”是由加速、偏转和收集三部分组成，其原理可简化如下：如图1所示，辐射状的加速电场区域边界为两个同心平行半圆弧面，圆心为O，外圆弧面AB的半径为L，电势为φ1，内圆弧面CD的半径为L，电势为φ2．足够长的收集板MN平行边界ACDB，O到MN板的距离OP=L．假设太空中漂浮着质量为m，电量为q的带正电粒子，它们能均匀地吸附到AB圆弧面上，并被加速电场从静止开始加速，不计粒子间的相互作用和其它星球对粒子引力的影响．（1）求粒子到达O点时速度的大小；（2）如图2所示，在边界ACDB和收集板MN之间加一个半圆形匀强磁场，圆心为O，半径为L，方向垂直纸面向内，则发现从AB圆弧面收集到的粒子经O点进入磁场后有能打到MN板上（不考虑过边界ACDB的粒子再次返回），求所加磁感应强度的大小；（3）同上问，从AB圆弧面收集到的粒子经O点进入磁场后均不能到达收集板MN，求磁感应强度所满足的条件．试写出定量反映收集板MN上的收集效率η与磁感应强度B的关系的相关式子．参考答案：解：（1）带电粒子在电场中加速时，由动能定理有：又U=φ1﹣φ2所以：；（2）从AB圆弧面收集到的粒子有2/3能打到MN板上，刚好不能打到MN上的粒子从磁场中出来后速度方向与MN平行，则入射的方向与AB之间的夹角是600，在磁场中运动的轨迹如图1，轨迹圆心角θ=60°根据几何关系，粒子圆周运动的半径为r=L，由牛顿第二定律得：联立解得：；（3）当沿OD方向的粒子刚好打到MN上，则由几何关系可知，由牛顿第二定律得：得：即如图2，设粒子在磁场中运动圆弧对应的圆心角为α，由几何关系可知：MN上的收集效率：．答：（1）粒子到达O点时速度的大小是；（2）所加磁感应强度的大小是；（3）试写出定量反映收集板MN上的收集效率η与磁感应强度B的关系的相关式子是．【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律．【分析】（1）根据动能定理即可求出粒子到达O点的速度；（2）作出粒子运动的轨迹，结合轨迹求出粒子的半径，然后由洛伦兹力提供向心力即可求解；（3）作出粒子运动的轨迹，结合几何知识求得粒子的收集率与粒子圆周运动转过圆心角的关系，再根据此关系求得收集率为0时对应的磁感应强度B．18.如图17所示，ab和cd是两条竖直放置的长直光滑金属导轨，MN和M′N′是两根用细线连接的金属杆，其质量分别为m和2m.竖直向上的外力F作用在杆MN上，使两杆水平静止，并刚好与导轨接触，两杆的总电阻为R，导轨间距为l.整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨所在平面垂直．导轨电阻可忽略，重力加速度为g.在t＝0时刻将细线烧断，保持F不变，金属杆和导轨始终接触良好．求：(1)细线烧断后，任意时刻两杆运动的速度大小之比；(2)两杆分别达到的最大速度．图17参考答案：(1)细线烧断之前，对整体分