河南省新乡市小店中学2021年高三物理下学期期末试卷含解析

河南省新乡市小店中学2021年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，两质量均为m的小球，通过长为L的不可伸长轻绳水平相连，从某一高处自由下落，下落过程中绳处于水平伸直状态．在下落h高度时，绳中点碰到水平放置的光滑钉子O，重力加速度为g，则（

）A．轻绳与钉子相碰后的瞬间，小球的加速度大小为gB．从轻绳与钉子相碰到小球刚到达最低点的过程，重力的功率一直减小C．小球刚到达最低点时速度大小为D．小球刚到达最低点时，绳子对小球的拉力大小为参考答案：D考点：牛顿第二定律，机械能守恒。2.（单选）把一个物体竖直向上抛出去，该物体上升的最大高度是h，若物体的质量为m，所受的空气阻力恒为f，则在从物体被抛出到落回地面的全过程中（）

A．重力所做的功为mghB．重力所做的功为2mgh

C．空气阻力做的功为零D．空气阻力做的功为﹣2fh参考答案：考点：功的计算；竖直上抛运动．专题：功的计算专题．分析：重力做功与路径无关，由初末位置的高度差决定．空气阻力做功与路径有关，在整个运动过程中，空气阻力一直做负功．解答：解：A、物体被抛出到落回抛出点的全过程中，初末位置相同，高度差为零，所以重力做功为零．故AB错误．C、在上升的过程中，空气阻力做功为﹣fh，在下降的过程中，空气阻力做功为﹣fh，则整个过程中空气阻力做功为﹣2fh．故C错误，D正确．故选D．3.甲和乙两个物体在同一直线上运动,它们的v－t图像分别如图中的a和b所示.在t1时刻(

)A．它们的运动方向相同

B．它们的运动方向相反C．他们的加速度方向相同

D．他们的加速度方向相反参考答案：AD4.（多选）从某一装置输出的交流电常常既有高频成分，又有低频成分.如果只需要把低频成分输送到下一级装置，可采用的电路是参考答案：AD本题考查了电感、电容对电流的影响。电容器“通交流、隔直流；通高频、阻低频”；电感线圈“通直流、阻交流；通低频、阻高频”，选项AD正确。5.根据分子动理论知，物质分子之间的距离为r0时，分子所受的斥力和引力相等，以下关于分子力和分子势能的说法正确的是（

）

A．当分子间距离为r0时，分子具有最大势能

B．当分子间距离为r0时，分子具有最小势能

C．当分子间距离为r0时，引力和斥力都是最大值

D．当分子间距离为r0时，引力和斥力都是最小值参考答案：B分子间的引力和斥力随着分子间距离增加而减小，选项CD错误；分子力做正功，分子势能减少；分子力做负功，分子势能增加，因而选项A错误，B正确。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，有两根长均为L、质量均为m的细导体棒a、b，其中a被水平放置在倾角为45°的绝缘光滑斜面上，b被水平固定在斜面的右侧，且与a在同一水平面上，a、b相互平行．当两细棒中均通以大小为I的同向电流时，a恰能在斜面上保持静止．则b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度B的大小为，若使b竖直向下移动一小段距离，则a将沿斜面下移（选填“沿斜面上移”、“沿斜面下移”或“仍保持静止”）．参考答案：考点：安培力；共点力平衡的条件及其应用．分析：通电导线在磁场中的受到安培力作用，由公式F=BIL求出安培力大小，由左手定则来确定安培力的方向，并根据受力平衡来确定b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度大小与方向，判断受力即可．解答：解：当导体a处于匀强磁场的磁感应强度B的方向竖直向上，则水平向右的安培力、支持力与重力，处于平衡状态，因夹角为45°，则大小B=当b竖直向下移动，导体棒间的安培力减小，根据受力平衡条件，当a受力的安培力方向顺时针转动时，只有大小变大才能保持平衡，而安培力在减小，因此不能保持静止，将沿斜面下移；故答案为：

沿斜面下移点评：学会区分左手定则与右手螺旋定则，前者是判定安培力的方向，而后者是电流周围磁场的方向，并学会受力分析，同时掌握力的合成与分解的法则．7.（6分）如图所示，在光滑的水平面上，有一个弹簧振子，在振动过程中当弹簧压缩到最短时，突然加上一个沿水平向右的恒力，此后振子的振幅将

(填“变大”、“变小”、“不变”)参考答案：

变大8.一列简谐横波沿x轴的正方向传播，t=0时刻的波形如图所示，此时该波恰好传播到x=4m处，t=0.1s时，质点a第一次到达最低点，则该波的传播速度为10m/s；t=0.6s时，位于x=8m处的质点b恰好第一次沿y轴负方向通过平衡位置．参考答案：解：简谐横波沿x轴的正方向传播，图示时刻a质点正向下运动，经过T第一次到达最低点，即有T=0.1s，得T=0.4s由图知λ=4m，则波速v===10（m/s）当图示时刻a质点的状态传到b点处时，质点b恰好第一次沿y轴负方向通过平衡位置，则所用时间为t==s=0.6s，即t=0.6s时，位于x=8m处的质点b恰好第一次沿y轴负方向通过平衡位置．故答案为：10，0.6．9.如图所示，实线是一列简谐横波在t时刻的波形图，虚线是在t时刻后时刻的波形图．已知，若波速为15m/s，则质点M在t时刻的振动方向为

▲

；则在时间内，质点M通过的路程为

▲

m．参考答案：向下

（2分）

0.3m10.为探究橡皮条被拉伸到一定长度的过程中，弹力做的功和橡皮条在一定长度时具有的弹性势能的关系（其中橡皮条的弹性势能表达式为，k是劲度系数），某同学在准备好橡皮条、弹簧测力计、坐标纸、铅笔、直尺等器材后，进行了以下操作：a．将橡皮条的一端固定，另一端拴一绳扣，用直尺从橡皮条的固定端开始测量橡皮条的原长l0，记录在表格中；b．将弹簧测力计挂在绳扣上，测出在不同拉力F1、F2、F3…的情况下橡皮条的长度l1、l2、l3…；c．以橡皮条的伸长量△l为横坐标，以对应的拉力F为纵坐标，在坐标纸上建立坐标系，描点、并用平滑的曲线作出F-△l图象；d．计算出在不同拉力时橡皮条的伸长量△l1、△l2、△l3…；e．根据图线求出外力克服橡皮条的弹力做的功．f.根据弹性势能表达式求出橡皮条具有的弹性势能.（1）以上操作合理的顺序是______________；（2）实验中，该同学作出的F-△l图象如图所示，从图象可求出△l=9cm过程中外力克服橡皮条的弹力做的功约为_____J，计算出△l=9cm时橡皮条具有的弹性势能约为_____J.（保留二位有效数字）（3）由实验可得出的结论是______________________________________________参考答案：（1）abdcef

（2）0.11

，0.11

（3）在误差允许范围内克服弹力做的功等于橡皮条弹性势能的增量11.物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数。实验装置如图甲所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与穿过电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz。开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列点。图乙给出的是实验中获取的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出连续的5个计数点A、B、C、D、E，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），测出各计数点到A点之间的距离如图所示。请完成下列小题：

(l)根据图中数据计算：①打C点时滑块的速度的大小为___________m/s；

②滑块的加速度a=___________（保留两位有效数字）；

⑧若在计算过程中不小心将交流电的频率当成60Hz，则计算出的加速度值将__________

（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

(2)为了测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的是____________。A．木板的长度LB．木板的质量C．滑块的质量D.托盘和砝码的总质量E．滑块运动的时间t(3)滑块与木板间的动摩擦因数＝______(用被测物理量的字母表示，重力加速度为g)参考答案：12.如图所示是一定质量的理想气体由状态A经过状态B变为状态C的V-T图象．已知气体在状态A时的压强是1.5×105Pa．试分析：①根据图象提供的信息，计算气体在图中A点时温度TA=

K，及C点时压强pC=

Pa；②由状态A变为状态B的过程中，气体对

(选填“内”或“外”)做功；由状态B变为状态C的过程中，气体

(选填“吸收”或“放出”)热量；由状态A变为状态C的过程中，气体分子的平均动能

(选填“增大”、“减小”或“不变”)．参考答案：13.如图所示，由导热材料制成的气缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体，将一细管插入液体，利用虹吸现象，使活塞上方液体缓慢流出，在此过程中，大气压强与外界的温度均保持不变，下列各个描述理想气体状态变化的图象中与上述过程相符合的是________图，该过程为________过程(选填“吸热”、“放热”或“绝热”)参考答案：三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（选修3—3（含2—2））（7分）如图所示是一定质量的气体从状态A经状态B到状态C的p－T图象，已知气体在状态B时的体积是8L，求气体在状态A和状态C的体积分别是多大？并判断气体从状态B到状态C过程是吸热还是放热？参考答案：解析：由图可知：从A到B是一个等温过程，根据玻意耳定律可得：……(2分)

代入数据解得：……………(1分)

从B到C是一个等容过程，

……………(1分)

【或由，代入数据解得：】

由图可知气体从B到C过程为等容变化、温度升高，……(1分)故气体内能增大，……(1分)由热力学第一定律可得该过程气体吸热。……………(1分)15.（6分）小明在有关媒体上看到了由于出气孔堵塞，致使高压锅爆炸的报道后，给厂家提出了一个增加易熔片（熔点较低的合金材料）的改进建议。现在生产的高压锅已普遍增加了含有易熔片的出气孔（如图所示），试说明小明建议的物理道理。参考答案：高压锅一旦安全阀失效，锅内气压过大，锅内温度也随之升高，当温度达到易熔片的熔点时，再继续加热易熔片就会熔化，锅内气体便从放气孔喷出，使锅内气压减小，从而防止爆炸事故发生。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.有一颗地球卫星绕地球做匀速圆周运动，卫星与地心的距离为地球半径R0的2倍，卫星圆形轨道平面与地球赤道平面重合。卫星上的太阳能收集板可以把光能转化为电能，太阳能收集板的面积为S，在阳光下照射下每单位面积提供的最大电功率为P。已知地球表面重力加速度为g，近似认为太阳光是平行光，试估算：（1）卫星做匀速圆周运动的周期；（2）太阳能收集板在卫星绕地球一周的时间内最多转化的电能？参考答案：（1）地球卫星做匀速圆周运动，根据万有引力提高向心力有：，在地球表面有：，∴

卫星做匀速圆周运动的周期为：。（2）如图所示，当卫星在阴影区时不能接受阳光，据几何关系：∠AOB=∠COD=，∴卫星绕地球一周，太阳能收集板工作时间为：t=T=，最多转化的电能：。17.如图在xoy平面内第二象限的某区域存在一个矩形匀强磁场区，磁场方向垂直xoy平面向里，边界分别平行于x轴和y轴．一电荷量为e、质量为m的电子，从坐标原点O以速度v0射入第二象限，速度方向与y轴正方向成45o角，经过磁场偏转后，通过P（0，a）点，速度方向垂直于y轴，不计电子的重力．（1）若磁场的磁感应强度大小为B0，求电子在磁场中的运动时间t；（2）为使电子完成上述运动，求磁感应强度B的大小应满足的条件；（3）若电子到达y轴上P点时，撤去矩形匀强磁场，同时在y轴右侧加方向垂直xoy平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B1，在y轴左侧加方向垂直xoy平面向里的匀强磁场，电子在第（k+1）次从左向右经过y轴（经过P点为第1次）时恰好通过坐标原点，求y轴左侧磁场磁感应强度的大小B2及上述过程电子的运动时间t．参考答案：（1）如图甲所示，电子在磁场中转过的角度

运动周期

解得

ks5u

（2）设磁感应强度最小值为Bmin，对应最大回旋半径为R，圆心O1，则有

解得

则磁感应强度B应满足的条件为

（3）设电子在y轴右侧和左侧做圆周运动的半径分别为r1和r2，则有，

如图乙的几何关系可知

解得

设电子在y轴右侧和左侧做圆周运动的周期分别为T1和T2，则

，