河南省周口市现代中学2021-2022学年高三物理期末试卷含解析

河南省周口市现代中学2021-2022学年高三物理期末试卷含解析一、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.（单选）某兴趣小组以相同的烧杯盛等量的水，用相同的热源同时加热，甲杯为隔水加热，乙杯为隔油加热，丙杯为隔沙加热，加热一段时间后，测得烧杯外物质的温度分别为水温100℃、油温300℃、沙温600℃，且观察到乙、丙两烧杯中的水呈沸腾状态，则三杯水的温度高低顺序为A.甲>乙>丙 B.甲<乙<丙 C.甲<乙＝丙 D.甲＝乙＝丙参考答案：D本题考查了沸腾的知识点，意在考查考生的理解能力。甲杯外水温为100℃，所以甲杯中的水温也为100℃，乙、丙两烧杯外的物质温度虽然分别达到了300℃和600℃，但由于两烧杯中的水呈沸腾状态，所以两烧杯中的水温也同为100℃，D正确。2.如图所示，两束单色光以不同的入射角从空气射入玻璃中，若折射角相同，则下列说法正确的是

A．若此两种单色光从玻璃射入空气，则Ⅱ单色光发生全反射的临界角较小B．若此两种单色光分别通过相同的障碍物，则Ⅱ单色光比Ⅰ单色光发生的衍射现象明显C．此两种单色光相比，Ⅱ单色光的光子能量较大D．用此两种单色光分别照射某种金属，若用Ⅱ单色光照射恰好能发生光电效应，则用Ⅰ单色光照射时一定不能发生光电效应参考答案：B3.（多选题）如图所示，劲度系数为k的弹簧下悬挂一个质量为m的重物，处于静止状态，手托重物使之缓慢上移，直到弹簧恢复原长，然后放手使重物从静止开始下落，重物下落过程中的最大速度为V，不计空气阻力，则下列说法正确的是（）A．手对重物做的功B．重物从静止下落到速度最大过程中重物克服弹簧所做的功为C．弹性势能最大时小球加速度大小为gD．最大的弹性势能为参考答案：BCD【考点】动能定理的应用；牛顿第二定律．【专题】动能定理的应用专题．【分析】了解研究对象的运动过程是解决问题的前提，根据题目已知条件和求解的物理量选择物理规律解决问题．手托重物使之缓慢上移，直到弹簧恢复原长，然后放手，根据动能定理求得手对重物做的功．当重物受到向上的弹簧弹力大小等于重力时，速度达到最大，然后重物会继续向下运动，当物体下落到速度为零时，弹簧伸长最大，弹性势能最大，根据动能定理求解．【解答】解：A、劲度系数为k的弹簧下悬挂一个质量为m的重物，处于静止状态，弹簧的伸出量x=，手托重物使之缓慢上移，直到弹簧恢复原长，然后放手，根据动能定理得W1+WG+W弹=0手对重物做的功W1=+W弹，故A错误．B、重物下落过程中，当重物受到向上的弹簧弹力大小等于重力时，速度达到最大，重物从静止下落到速度最大过程中根据动能定理得W′2+W′G=﹣0重物克服弹簧所做的功为，故B正确．C、当重物受到向上的弹簧弹力大小等于重力时，速度达到最大，然后重物会继续向下运动，当物体下落到速度为零时，弹簧伸长最大，弹性势能最大，此时弹簧伸出量为2，根据牛顿第二定律得：a==g所以弹性势能最大时小球加速度大小为g，故C正确．D、当物体下落到速度为零时，弹簧伸长最大，弹性势能最大，重物从静止开始下落到速度为零时，根据动能定理研究得mg?2+W弹=0﹣0=0W弹=﹣弹簧弹力做功量度弹性势能的变化，所以最大的弹性势能为，故D正确．故选BCD．4.17

“嫦娥二号”卫星是在绕月极地轨道上运动的，加上月球的自转，卫星能探测到整个月球的表面。卫星CCD相机已对月球背面进行成像探测，并获取了月球部分区域的影像图，如图为“嫦娥二号”拍摄到的月面虹湾局部影像图。假设卫星在绕月极地轨道上做圆周运动时距月球表面高为H，绕行的周期为TM；月球绕地球公转的周期为TE，半径为R0。地球半径为RE，月球半径为RM。若忽略地球及太阳引力对绕月卫星的影响，则月球与地球质量之比为：参考答案：C5.某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4km/s和9km/s.一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成（如图）。在一次地震中，震源地地震仪下方，观察到两振子相差5s开始振动，则A.P先开始振动，震源距地震仪约36kmB.P先开始振动，震源距地震仪约25kmC.H先开始振动，震源距地震仪约36kmD.H先开始振动，震源距地震仪约25km参考答案：答案：A解析：由于纵波的传播速度快些，所以纵波先到达地震仪处，所以P先开始振动。设地震仪距震源为x，则有解得：x=36km。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.北京时间2011年3月11日在日本海域发生强烈地震，并引发了福岛核电站产生大量的核辐射，经研究，其中核辐射的影响最大的是铯137（），可广泛散布到几百公里之外，且半衰期大约是30年左右．请写出铯137发生β衰变的核反应方程：____________________．如果在该反应过程中释放的核能为，则该反应过程中质量亏损为_______．（已知碘（I）为53号元素，钡（）为56号元素）参考答案：

(1).

(2).解：根据核反应中电荷数守恒、质量数守恒得到：；

根据质能方程E=△mc2，解得：△m=7.如图为悬挂街灯的支架示意图，横梁BE质量为6kg，重心在其中点。直角杆ADC重力不计，两端用铰链连接。已知BE=3m，BC=2m，∠ACB=30°，横梁E处悬挂灯的质量为2kg，则直角杆对横梁的力矩为_______N·m，直角杆对横梁的作用力大小为_______N。（重力加速度g=l0m/s2）参考答案：150

150

8.（5分）重力势能实际上是万有引力势能在地面附近的近似表达式，其更精确的表达式为，式中G为万有引力恒量，M为地球质量，m为物体质量，r为物体到地心的距离，并以无穷远处引力势能为零。现有一质量为m的地球卫星，在离地面高度为H处绕地球做匀速圆周运动，已知地球半径为R，地球表面处的重力加速度为g，地球质量未知，则卫星做匀速圆周运动的线速度为

，卫星运动的机械能为

。参考答案：；9.地球的第一宇宙速度为V，若某行星的质量是地球的6倍，半径是地球的1.5倍，则该行星的第一宇宙速度为

。参考答案：2v10.在研究小车速度随时间变化规律的实验中，将木板倾斜，可使小车牵引纸带沿斜面下滑．小车拖动纸带，用打点计时器打出的纸带如下图所示．已知打点周期为0.02s.(1)根据纸带提供的数据，按要求计算后填写表格．实验数据分段第1段第2段第3段第4段第5段第6段时间t(s)0～0.10.1～0.20.2～0.30.3～0.40.4～0.50.5～0.6各段位移x(×10－2/m)1.452.453.554.555.606.65平均速度(m/s)

(2)作出v－t图象并求出平均加速度．参考答案：(1)0.145、0.245、0.355、0.455、0.560、0.665

(2)v-t图象如图所示,加速度a=1.04m/s2.

11.2011年3月11日本福岛核电站发生核泄漏事故，其中铯137（Cs）对核辐射的影响最大，其半衰期约为30年．①请写出铯137（Cs）发生β衰变的核反应方程[已知53号元素是碘（I），56号元素是钡（Ba）]②若在该反应过程中释放的核能为E，则该反应过程中质量亏损为（真空中的光速为c）．③泄露出的铯l37约要到公元2101年才会有87.5%的原子核发生衰变．参考答案：解：①发生β衰变的核反应方程

②根据爱因斯坦质能方程知△m=③由半衰期公式知剩余的原子核没衰变，经历了3个半衰期，即90年，要到公元2101年才会有87.5%的原子核发生衰变．

故答案为：，，210112.人造卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，所以在这种环境中已无法用天

平称量物体的质量。为了在这种环境测量物体的质量，某科学小组设计了如图所示的装置（图中O为光滑的小孔）：给待测物体一个初速度，使它在桌面上做匀速圆周运动。设卫星中具有弹簧秤、刻度尺、秒表等基本测量工具。实验时物体与桌面间的摩擦力可以忽略不计，原因是

；②实验时需要测量的物理量有

；③待测质量的表达式为m=

。（用上小题中的物理量表示）参考答案：（1）物体对支持面几乎没有压力

（2分）（2）弹簧秤读数F、小球运动周期T、小球运动圆周半径r（3分）（3）m=（2分）13.某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4km/s和9km/s，一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成．在一次地震中，震源在地震仪下方，观察到两振子相差10s开始振动，则弹簧振子____（选填“P”或“H”）先开始振动，震源距地震仪约______Km。参考答案：P，72

三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.用图甲所示的实验装置验证牛顿第二定律(交流电频率为50Hz).(一)

如图乙所示是某同学通过实验得到的一条纸带.他在纸带上取A、B、C、D、E、F、G等7个计数点(每相邻两个计数点之间还有4个点没有画出).将毫米刻度尺放在纸带上.根据图乙可知，打下E点时小车的速度为

m/s，小车的加速度为

m/s2.(计算结果均保留两位有效数字)(二)另一同学在该实验中得到如下一组实验数据(表中F表示细线对小车的拉力，a表示小车的加速度)：(1)请在图丙所示的坐标系中画出a一F图线：

(2)根据图表分析，实验操作中存在的问题可能是

(填字母序号)A．没有平衡摩擦力B．平衡摩擦力时木板倾角过小C．平衡摩擦力时木板倾角过大D．小车质量太大E．砂桶和砂的质量太大参考答案：（一）设Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ各点到Ａ点间距离分别为、、、、、，则测得：距离

测量值／cm

0.601.603.004.807.009.60在E点时小车的速度为=0.20m/s，=0.40m/s2(二)①如图（无标度、图线作成折线或曲线均不能得分）（2分）

②AB（3分）

15.（6分）某同学用实验方法测力矩盘的重心，如图，是一个半径为8cm的力矩盘，重4N，但重心不在圆心O处，圆心套在转轴上后处于如图静止状态（OA呈水平）。在A点悬挂一个1N的砝码后，半径OA将顺时针转过30°角后保持静止，则该盘重心离O点

cm。若在A处改挂一个3N的砝码后，则OA将转过

度才能平衡。参考答案：，60四、计算题：本题共3小题，共计47分16.一对正负电子相遇后转化为光子的过程被称之为湮灭.①静止的一对正负电子湮灭会产生两个同频率的光子，且两个光子呈180°背道而驰，这是为什么？②电子质量m=9.1×10-31kg，真空中光速c=3×108m/s，普朗克恒量为h=6.63×10-34J·s，求一对静止的正负电子湮灭后产生的光子的频率（结果保留两位有效数字）．参考答案：总动量要为0，遵循动量守恒。（只要合题意就得2分）2mc2=2