天津南蔡村中学2021年高三物理期末试题含解析

天津南蔡村中学2021年高三物理期末试题含解析一、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.设想如能创造一理想的没有摩擦的环境，用一个人的力量去拖一艘万吨巨轮，则从理论上可以说A．巨轮惯性太大，所以完全无法拖动B．一旦施力于巨轮，巨轮立即产生一个加速度C．由于巨轮惯性很大，施力于巨轮后，要经过一段很长时间后才会产生一具明显的加速度D．由于没有摩擦，施力于巨轮后，巨轮立即产生一个很大的速度参考答案：B2.（2013?宿迁一模）下列四幅图的有关说法中正确的是（）

（）A．分子间距离为r0时，分子间不存在引力和斥力B．水面上的单分子油膜，在测量油膜直径d大小时可把他们当做球形处理C．食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性D．猛推木质推杆，密闭的气体温度升高，压强变大，气体对外界做正功参考答案：BC解：A、分子间同时存在引力和斥力，分子间距离为r0时，分子力的合力为零，故A错误；B、从B图看出，水面上的单分子油膜，在测量油膜直径d大小时可把它们当做球形处理，故B正确；C、从C图可以看出，食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性，故C正确；D、猛推木质推杆，密闭的气体温度升高，压强变大，外界对气体做正功，故D错误；故选BC．3.如图所示，一理想变压器原线圈匝数为n1=1000匝，副线圈匝数为n2=200匝，将线圈接在的交流电压上，电阻R=100Ω，电流表A为理想电表。下列推断正确的是（

）A．交流电的频率为50Hz

B．穿过铁芯的磁通量的最大变化率为0.2Wb/sC．A的示数为0.4A

D．变压器的输入功率是16W参考答案：D4.实际探测表明：万米高空气温往往在–40℃以下．在研究大气现象时，可把温度、压强相同的一部分气体作为研究对象，叫做气团．气团的直径可达几千米，由于气团很大，边缘部分与外界的热交换对整个气团没有明显影响，可以忽略。用气团理论解释高空气温很低的原因，可能是A．地面的气团上升到高空的过程中，气团克服重力做功，重力势能增加，使气团的温度降低B．地面的气团上升到高空的过程中收缩，同时从外界吸收热量，使气团的温度降低C．地面的气团上升到高空的过程中膨胀，气团对外界做功，使气团温度降低D．地面的气团上升到高空的过程中收缩，外界对气团做功，分子势能增加，使气团温度降低参考答案：

C5.（单选）轻质弹簧A的两端分别连在质量为m1和m2的小球上，两球均可视为质点。另有两根与A完全相同的轻质弹簧B、C的一端分别与两个小球相连，日的另一端固定在天花板上，C的另一端用手牵住，如图所示。适当调节手的高度与用力的方向，保持B弹簧轴线跟竖直方向夹角为37不变（已知sin37=0.6，cos37=0.8），当弹簧C的拉力最小时，B、C两弹簧的形变量之比为

A．1：1

B．3：5

C．4:3

D．5：4参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.(选修模块3-4)一列沿着x轴正方向传播的横波，在t=O时刻的波形如图甲所示。图甲中某质点的振动图象如图乙所示。质点N的振幅是

m，振动周期为

s，图乙表示质点

(从质点K、L、M、N中选填)的振动图象。该波的波速为

m／s。参考答案：答案：0.8；4；L；0.5解析：

从甲、乙图可看出波长λ=2.0m，周期T=4s，振幅A=0.8m；乙图中显示t=0时刻该质点处于平衡位置向上振动，甲图波形图中，波向x轴正方向传播，则L质点正在平衡位置向上振动，波速v=λ/T=0.5m/s。7.用金属制成的线材（如钢丝、钢筋）受到的拉力会伸长，17世纪英国物理学家胡克发现，金属丝或金属杆在弹性限度内的伸长与拉力成正比，这就是著名的胡克定律．这个发现为后人对材料的研究奠定了重要的基础．现有一根用新材料制成的金属杆，长为4m，横截面积为0.8cm2，设计要求它受到拉力后的伸长不超过原长的1/100,由于这一拉力很大，杆又较长，直接测试有困难，就选用同种材料制成样品进行测试，通过测试取得数据如右图：(1)根据测试结果，推导出线材伸长x与材料的长度L、材料的横截面积S及拉力F的函数关系为x=

（用所给字母表示,比例系数用k表示）。(2)在寻找上述关系中，运用

科学研究方法。

参考答案：（其中k为比例系数）；

(2)控制变量法8.人造地球卫星在运行过程中由于受到微小的阻力，轨道半径将缓慢减小。在此运动过程中，卫星所受万有引力大小将

(填“减小”或“增大”)；其速度将

(填“减小”或“增大”)。

参考答案：增大，增大

9.水平面上，质量为m的滑块A以大小为v的速度碰撞质量为的静止滑块B，碰撞后A、B速度方向相同，它们的总动量为_____；若B获得的初速为v0，碰撞后A的速度为______．参考答案：mv；

10.在科学探究活动中，对实验数据进行分析归纳得出结论是非常重要的环节，下面的表格中的数据是某同学在物体作直线运动过程中测得的位移s和时间t的数据记录。物体运动的起止点所测的物理量12345A→B时间t(s)0.891.241.521.761.97位移s(m)0.250.500.751.001.25⑴请你在下列甲图的网格中作s-t图象；⑵该同学猜想图线接近于二次函数的图象，为了验证这个猜想，请你通过转换变量在乙图的网格中作相应的图象；⑶通过上述处理，你认为物体从A→B的过程中，s随t变化的规律是：

(用s、t表示，涉及数字，计算结果保留2位有效数字)。参考答案：⑴图略，见解析；⑵图略，见解析；⑶s＝0.33t2试题分析：⑴根据描点作图法，作出s-t图象如下图甲所示。⑵由于该同学猜想图线接近于二次函数的图象，为了验证这个猜想，通过转换变量来进行，即作s-t2图象，为此求得表格如下：A→B时间t(s)0.891.241.521.761.97新变量t2(s2)0.791.542.313.103.88位移s(m)0.250.500.751.001.25根据描点作图法，作出s-t2图象如上图乙所示。⑶从所作s-t2图象中看出t2、s呈线性变化关系，即从A到B的过程中s随t变化的规律是：物体作初速度为零的匀加速直线运动，由图中斜率求得，即a＝＝0.65m/s2，故s＝0.325t2题中所提供的数据均为保留2小数点后位数，因此有：s＝0.33t211.由某门电路构成的一简单控制电路如图所示，其中为光敏电阻，光照时电阻很小，R为变阻器，L为小灯泡。其工作情况是：当光敏电阻受到光照时，小灯L不亮，不受光照时，小灯L亮。①该门电路是

；②请在电路中虚线框内画出该门电路符号。参考答案：答案：非门；（图略）

12.客运电梯简化模型如图甲所示，电梯的加速度a随时间t变化的关系如图乙所示。已知电梯在t=0时由静止开始上升，电梯总质最m=2.0×103kg，忽略一切阻力。电梯在上升过程中受到的最大拉力F=

N，电梯在前2s内的速度改变量△v=

m/s。参考答案：2.2×104，1.513.图为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分.图中背景方格的边长均为2.5厘米，如果取重力加速度g=10米/秒2，那么：(1)照片的闪光频率为________Hz..(2)小球做平抛运动的初速度的大小为_______m/s参考答案：(1)10

(2)0.75三、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.（选修3—4）（7分）如图甲所示为一列简谐横波在t＝2s时的波形图，图乙是这列波中P点的振动图线，求该波的传播速度的大小，并判断该波的传播方向。

参考答案：解析：依题由甲图知该波的波长为……………(1分)

由乙图知该波的振动周期为……………(1分)

设该波的传播速度为V，有……………(1分)

又由乙图知，P点在此时的振动方向向上，……………(1分)

所以该波的传播方向水平向左。……………(2分)四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，光滑斜面末端与一个半径为R的光滑圆轨道平滑连接，两辆质量均为m的相同小车（大小可忽略），中间夹住一轻弹簧后用挂钩连接一起．两车从斜面上的某一高度由静止滑下，当两车刚滑入圆环最低点时连接两车的挂钩突然断开，弹簧将两车弹开，其中后车刚好停在圆环最低点处，前车沿圆环轨道运动恰能越过圆弧轨道最高点．已知重力加速度为g．求：（1）前车被弹出时的速度．（2）两车下滑的高度h．（3）把前车弹出过程中弹簧释放的弹性势能．参考答案：解：（1）前车恰能越过圆轨道的最高点，它越过圆轨道的最高点的速度v0为：mg=mv02/R解得：v0=(Rg)1/2

（3分）前车被弹出时的速度v1为：mv02/2+2mgR=mv21/2解得：v1=（5Rg）1/2

（3分）（2）设两车滑到圆轨道最低点时的速度为v，由动量守恒定律得：mv1=2mv解得：v=（5Rg）1/2/2

（3分）由机械能守恒定律得：两车下滑时高度h为：2mv2/2=2mgh解得：h=5R/8

（3分）

(3)把前车弹出时弹簧释放的弹性势能为：Ep=mv12/2-2mv2/2=5mgR/4

（6分）

17.某三棱镜的横截面是一直角三角形，如图所示，∠A=90°，∠B=30°，∠C=60°，棱镜材料的折射率为n，底面BC涂黑，入射光平行于底面BC，经AB面和AC面折射后出射。求①出射光线与入射光线延长线间的夹角；②为使上述入射光线能从AC面出射，折射率n的最大值为多少？参考答案：解：画出光路图如图所示。（1）因为入射光平行于BC面，i=60°由折射定律有，得（2分）光折到AC面上时，

由几何关系可得：α+β=90°（2分）

（2分）（2）要使有光线从AC面射出，应有sin≤1：即

（2分）

解得

（2分）18.在光滑水平面上固定一个竖直圆筒S，圆筒内壁光滑（右图所示为俯视图），半径为1m。圆筒圆心O处用一根不可伸长的长0.5m的绝缘细线系住一个质量为0.2kg，电量为＋5×10－5C的小球，小球体积忽略不计。水平方向有一匀强电场E=4×104N/C，方向如图所示。小球从图示位置（细线和电场线平行）以vo=10m/s垂直于场强方向运动。当细线转过900时，细线突然断裂。求：（1）细线断裂时小球的速度大小；（2）小球碰到圆筒内壁后不反弹，沿圆筒内壁继续做圆周运动中的最小速度值；（3）现在圆心O处用一根牢固的不可伸长的长为0.5m的绝缘细线系住小球（小球质量和带电量均不变），小球从原图示位置以初速度10m/s垂直于场强方向运动，为保证小球接下来的运动过程中细线都不松弛，电场强度E的大小范围（场强方向不变）。参考答