2021年天津汇文中学高三物理下学期期末试卷含解析

2021年天津汇文中学高三物理下学期期末试卷含解析一、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.如图所示，在倾角为的斜面上，轻质弹簧一端与斜面底端固定，另一端与质量为M的平板A连接，一个质量为m的物体B靠在平板的右侧，A、B与斜面的动摩擦因数均为。开始时用手按住物体B使弹簧处于压缩状态，现放手．使A和B一起沿斜面向上运动距离L时，A和B达最大速度V．则以下说法正确的是.A.A和B达到最大速度V时，弹簧是自然长度B．若运动过程中A和B能够分离，则A和B恰好分离时，二者加速度大小均为g(sin+cos)C.从释放到A和B达到最大速度V的过程中，弹簧对A所做的功等于Mv+MgLsin+MgLcosD．从释放到A和B达到最大速度V的过程中．B受到的合力对它所做的功等于mv参考答案：2.（单选）一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物，当重物的速度为v1时，起重机的牵引力功率达到最大值P，此后，起重机保持该功率不变，继续提升重物。直到以最大速度v2匀速上升为止，则整个过程中，下列说法不正确的是（

）A．钢绳的最大拉力为

B．钢绳的最大拉力为C．重物的最大速度为

D．重物做匀加速运动的时间为参考答案：A。匀加速提升重物时钢绳拉力最大，且等于匀加速结束时的拉力，由P=Fv得Fm=，A错误，B正确；重物以最大速度为v2匀速上升时，F=mg，所以v2，故C正确；重物做匀加速运动的加速度a，则匀加速的时间为t，D正确．故说法不正确的是A答案。3.在同一位置以相同的速率把三个小球分别沿水平、斜向上、斜向下方向抛出，不计空气阻力，则落在同一水平地面时的速度大小A．一样大

B．水平抛的最大

C．斜向上抛的最大

D．斜向下抛的最大参考答案：A试题分析：三个小球被抛出后，均仅在重力作用下运动，三球从同一位置落至同一水平地面时，设其下落高度为h，并设小球的质量为m，根据动能定理有：mgh＝－，解得小球的末速度大小为：v＝，与小球的质量无关，即三球的末速度大小相等，故选项A正确。考点：抛体运动特点、动能定理（或机械能守恒定律）的理解与应用。4.如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，电阻R=22Ω，各电表均为理想电表.副线圈输出电压的变化规律如图乙所示.下列说法正确的是A.输入电压的频率为100Hz

B.电压表的示数为220VC.电流表的示数为1A

D.电阻R消耗的电功率是22W参考答案：BD5.氢原子的能级如图所示。已知可见光的光子能量在1.62eV～3.11eV之间，由此可推出，氢原子A．从n=2能级向n=1能级跃迁时发出的光为可见光B．从n=3能级向n=2能级跃迁时发出的光为可见光C．从高能级向n=2能级跃迁时发出的光均为可见光D．从高能级向n=3能级跃迁时发出的光均为可见光参考答案：B从n=2能级向n=1能级跃迁时发出的光子能量为12.2eV，为不可见光，从n=3能级向n=2能级跃迁时发出的光子能量为1.89eV，为可见光，选项A错误B正确；从高能级向n=2能级跃迁时，放出的光子能量最大为3.40eV，大于3.11eV，故C错误．从高能级向n=3能级跃迁时发出的光的能量最大为1.51eV，小于可见光的能量，故D错误。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案。如图所示，将一个小球和一个滑块用细绳连接，跨在斜面上端。开始时小球和滑块均静止，剪断细绳后，小球自由下落，滑块沿斜面下滑，可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，保持小球和滑块释放的位置不变，调整挡板位置，重复以上操作，直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音。用刻度尺测出小球下落的高度H、滑块释放点与挡板处的高度差h和沿斜面运动的位移。测出H=1m，h=0.3m，x=0.5m。（空气阻力对本实验的影响可以忽略,g取10m／s2）。①物体下滑的加速度表达式为

，计算得a=

m/s2。②滑块与斜面间的动摩擦因数表达式为__________________，计算得动摩擦因数等于

。参考答案：7.参考答案：8.质量为0.4kg的小球甲以速度3m/s沿光滑水平面向右运动，质量为4kg的小球乙以速度5m/s沿光滑水平面与甲在同一直线上向左运动，它们相碰后，甲球以速度8m/s被弹回，则此时乙球的速度大小为

m/s，方向

。参考答案：3.9

水平向左9.甲车以加速度3m/s2由静止开始作匀加速直线运动，乙车落后2s在同一地点由静止出发，以加速度4m/s2作匀加速直线运动，两车运动方向致，在乙车追上甲车之前，两车距离的最大值是

。参考答案：（24m）10.一定质量的理想气体，等压膨胀，压强恒为2×105帕，体积增大0.2升，内能增大了10焦耳，则该气体

（吸收、放出）

焦耳的热量。参考答案：

答案：吸收，50

11.在电梯上有一个质量为100kg的物体放在地板上，它对地板的压力随时间的变化曲线如图所示，电梯从静止开始运动，在头两秒内的加速度的大小为________，在4s末的速度为________，在6s内上升的高度为________。参考答案：12.从正六边形ABCDEF的一个顶点A向其余五个顶点作用着五个力F1、F2、F3、F4、F5(图)，已知F1=f，且各个力的大小跟对应的边长成正比，这五个力的合力大小为_____，参考答案：6f13.（6分）利用扫描隧道显微镜(STM)可以得到物质表面原子排列的图像，从而可以研究物质的构成规律。图的照片是一些晶体材料表面的STM图像，通过观察、比较，可以看到这些材料都是由原子在空间排列而构成的，具有一定的结构特征。则构成这些材料的原子在物质表面排列的共同特点是：

a._________________________；b._________________________。参考答案：a.原子在确定方向上有规律地排列，在不同方向上原子的排列规律一般不同(3分)；b.原子排列具有一定对称性。(3分)命题立意：本题是一条联系高新科技实际的题目,考查考生收集、处理信息和获取新知识的能力。解题关键：观察原子排列是否有规律,是否对称,然后确定原子排列的共同特点。错解剖析：本题是一条新信息题,部分学生不知从何处下手,使解题受阻。避错技巧：新信息题往往与高新科技综合，有些知识是完全陌生的，但解决问题的方法可将中学常见的基本方法迁移过来。三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（选修3-5模块）（4分）2008年北京奥运会场馆周围80％～90％的路灯将利用太阳能发电技术来供电，奥运会90％的洗浴热水将采用全玻真空太阳能集热技术．科学研究发现太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应，即在太阳内部4个氢核（H）转化成一个氦核（He）和两个正电子（e）并放出能量.已知质子质量mP=1.0073u，α粒子的质量mα=4.0015u，电子的质量me=0.0005u．1u的质量相当于931.MeV的能量．①写出该热核反应方程；②一次这样的热核反应过程中释放出多少MeV的能量?（结果保留四位有效数字）参考答案：

答案：①4H→He+2e（2分）②Δm=4mP－mα－2me=4×1.0073u－4.0015u－2×0.0005u=0.0267u（2分）ΔE=Δmc2

=0.0267u×931.5MeV/u＝24.86MeV

（2分）15.（09年大连24中质检）（选修3—4）（5分）半径为R的半圆柱形玻璃，横截面如图所O为圆心，已知玻璃的折射率为，当光由玻璃射向空气时，发生全反射的临界角为45°．一束与MN平面成45°的平行光束射到玻璃的半圆柱面上，经玻璃折射后，有部分光能从MN平面上射出．求①说明光能从MN平面上射出的理由?

②能从MN射出的光束的宽度d为多少?参考答案：解析：①如下图所示，进入玻璃中的光线a垂直半球面，沿半径方向直达球心位置O，且入射角等于临界角，恰好在O点发生全反射。光线a右侧的光线（如：光线b）经球面折射后，射在MN上的入射角一定大于临界角，在MN上发生全反射，不能射出。光线a左侧的光线经半球面折射后，射到MN面上的入射角均小于临界角，能从MN面上射出。（1分）最左边射向半球的光线c与球面相切，入射角i=90°折射角r=45°。故光线c将垂直MN射出（1分）

②由折射定律知（1分）

则r=45°

（1分）

所以在MN面上射出的光束宽度应是

（1分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图17所示，在倾角θ＝30o的斜面上放置一段凹槽B，B与斜面间的动摩擦因数μ＝，槽内靠近右侧壁处有一小物块A(可视为质点)，它到凹槽左侧壁的距离d＝0.10m。A、B的质量都为m=2.0kg，B与斜面间的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力，不计A、B之间的摩擦，斜面足够长。现同时由静止释放A、B，经过一段时间，A与B的侧壁发生碰撞，碰撞过程不计机械能损失，碰撞时间极短。取g=10m/s2。求：（1）物块A和凹槽B的加速度分别是多大；（2）物块A与凹槽B的左侧壁第一次碰撞后瞬间A、B的速度大小；（3）从初始位置到物块A与凹槽B的左侧壁发生第三次碰撞时B的位移大小。参考答案：见解析（1）设A的加速度为a1，则mgsin?=ma1，a1=gsin?????×sin30°=5.0m/s2…………1分设B受到斜面施加的滑动摩擦力f，则==10N，方向沿斜面向上

B所受重力沿斜面的分力=2.0×10×sin30°=10N，方向沿斜面向下因为，所以B受力平衡，释放后B保持静止，则凹槽B的加速度a2=0………1分

（2）释放A后，A做匀加速运动，设物块A运动到凹槽B的左内侧壁时的速度为vA0，根据匀变速直线运动规律得

vA0===1.0m/s………1分

因A、B发生弹性碰撞时间极短，沿斜面方向动量守恒，A和B碰撞前后动能守恒，设A与B碰撞后A的速度为vA1，B的速度为vB1，根据题意有

………1分

………1分解得第一次发生碰撞后瞬间A、B的速度分别为vA1=0，vB1=1.0m/s

………1分

（3）A、B第一次碰撞后，B以vB1=1.0m/s做匀速运动，A做初速度为0的匀加速运动，设经过时间t1，A的速度vA2与B的速度相等，A与B的左侧壁距离达到最大，即

vA2=，解得t1=0.20s设t1时间内A下滑的距离为x1，则解得x1=0.10m因为x1=d，说明A恰好运动到B的右侧壁，而且速度相等，所以A与B的右侧壁恰好接触但没有发生碰撞。………1分设A与B第一次碰后到第二次碰时所用时间为t2，A运动的距离为xA1，B运动的距离为xB1，A的速度为vA3，则xA1=，xB1=vB1t2，xA1=xB1解得t2=0.40s，xB1=0.40m，vA3=a1t2=2.0m/s………1分第二次碰撞后，由动量守恒定律和能量守恒定律可解得A、B再次发生速度交换，B以vA3=2.0m/s速度做匀速直线运动，A以vB1=1.0m/s的初速度做匀加速运动。用前面第一次碰撞到第二次碰撞的分析方法可知，在后续的运动过程中，物块A不会与凹槽B的右侧壁碰撞，并且A与B第二次碰撞后，也再经过t3=0.40s，A与B发生第三次碰撞。………1分设A与B在第二次碰后到第三次碰时B运动的位移为xB2，则

xB2=vA3t3=2.0×0.40=0.80m；设从初始位置到物块A与凹槽B的左内侧壁发生第三次碰撞时B的位移大小x，则x=xB1+xB2=0.40+0.80=1.2m

………1分17.如图所示，两根足够长的平行金属导轨MN、PQ与水平面的夹角为α=30°，导轨光滑且电阻不计，导轨处在垂直导轨平面向上的有界匀强磁场中.两根电阻都为R=2Ω、质量都为m=0.2kg的完全相同的细金属棒ab和cd垂直导轨并排靠紧的放置在导轨上，与磁场上边界距离为x=1.6m，有界匀强磁场宽度为3x=4.8m．先将金属棒ab由静止释放，金属棒ab刚进入磁场就恰好做匀速运动，此时立即由静止释放金属棒cd，金属棒cd在出磁场前已做匀速运动.两金属棒在下滑过程中与导轨接触始终良好(取重力加速度g=10m/s2).求：（1）金属棒ab刚进入磁场时棒中电流I；（2）金属棒cd在磁场中运动的过程中通过回路某一截面的电量q；（3）两根金属棒全部通过磁场的过程中回路产生的焦耳热Q．参考答案：，

（1分）

（1分）

（1分）

（1分）

18.1897年汤姆孙发现电子后，许多科学家为测量电子的电荷量做了大量的探索．1907年﹣1916年密立根用带电油滴进行试验，发现油滴所带的电荷量是某一数值e的整数倍，于