2021年河南省周口市鹿邑縣第三高級(jí)中學(xué)高三物理下學(xué)期期末試卷含解析

2021年河南省周口市鹿邑縣第三高級(jí)中學(xué)高三物理下學(xué)期期末試卷含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.如圖所示，在水平桌面上疊放著質(zhì)量均為M的A、B兩塊木板，在木板A的上面放著一個(gè)質(zhì)量為m的物塊C，木板和物塊均處于靜止?fàn)顟B(tài)．A、B、C之間以及B與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)都為μ．若用水平恒力F向右拉動(dòng)木板A，使之從C、B之間抽出來(lái)，已知重力加速度為g，則拉力F的大小應(yīng)該滿足的條件是(已知最大靜摩擦力的大小等于滑動(dòng)摩擦力)A．F＞μ(2m＋M)gB．F＞μ(m＋2M)gC．F＞2μ(m＋M)g

D．F＞2μmg參考答案：C2.一種玩具的結(jié)構(gòu)如圖所示，豎直放置的光滑鐵環(huán)的半徑為R＝20cm，環(huán)上有一穿孔的小球m，僅能沿環(huán)做無(wú)摩擦的滑動(dòng)，如果圓環(huán)繞著過(guò)環(huán)心的豎直軸以10rad/s的角速度旋轉(zhuǎn)(取g＝10m/s2)，則小球相對(duì)環(huán)靜止時(shí)與環(huán)心O的連線與O1O2的夾角θ可能是()A．30°

B．45°

C．60°

D．75°參考答案：3.（單選）如圖所示：一理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為1∶2；副線圈電路中接有燈泡，燈泡的額定電壓為220V，額定功率為22W；原線圈電路中接有電壓表和電流表．現(xiàn)閉合開(kāi)關(guān)，燈泡正常發(fā)光．若用U和I分別表示此時(shí)電壓表和電流表的讀數(shù)，則(

)A．U=110V，I=0.2A

B．U=110V，I=0.05AC．U=110V，I=0.2A

D．U=110V，I=0.2A

參考答案：A4.（單選）某區(qū)域的電場(chǎng)線分布如圖所示，其中間一根電場(chǎng)線是直線，一帶正電的粒子從直線上的O點(diǎn)由靜止開(kāi)始在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)．取O點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿直線向右為x軸正方向，粒子的重力忽略不計(jì)．在O到A運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，下列關(guān)于粒子運(yùn)動(dòng)速度v和加速度a隨時(shí)間t的變化、粒子的動(dòng)能Ek和運(yùn)動(dòng)徑跡上電勢(shì)φ隨位移x的變化圖線可能正確的是參考答案：B5.（2015?湖北模擬）一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸的正向傳播，振幅為2cm，周期為T．已知在t=0時(shí)刻波上相距50cm的兩質(zhì)點(diǎn)a、b的位移都是cm，但運(yùn)動(dòng)方向相反，其中質(zhì)點(diǎn)a沿y軸負(fù)向運(yùn)動(dòng)，如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（）A．該列簡(jiǎn)諧橫波波長(zhǎng)可能為37.5cmB．該列簡(jiǎn)諧橫波波長(zhǎng)可能為12cmC．質(zhì)點(diǎn)a﹑質(zhì)點(diǎn)b的速度在某一時(shí)刻可以相同D．當(dāng)質(zhì)點(diǎn)b的位移為+2cm時(shí)，質(zhì)點(diǎn)a的位移為負(fù)E．在t=時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)b速度最大參考答案：BCE：【考點(diǎn)】：橫波的圖象；波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系．【專題】：振動(dòng)圖像與波動(dòng)圖像專題．【分析】：圖中a、b兩質(zhì)點(diǎn)的位移都是cm，加速度相同，運(yùn)動(dòng)方向相反，此時(shí)兩質(zhì)點(diǎn)的速度大小相等，但此后b的速度減小，a的速度增大，a到達(dá)平衡位置時(shí)，b還沒(méi)有到達(dá)波峰，顯然兩點(diǎn)不是反相點(diǎn)，結(jié)合振動(dòng)方程求出二質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的時(shí)間差，然后確定波的周期．根據(jù)質(zhì)點(diǎn)位移關(guān)系分析運(yùn)動(dòng)的加速度、速度大小關(guān)系．解：根據(jù)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程：x=Asin（ωt），設(shè)質(zhì)點(diǎn)的起振的方向向上，則：b點(diǎn)：=2sinωt1，所以：ωt1=，a點(diǎn)振動(dòng)的時(shí)間比b點(diǎn)長(zhǎng)，所以：=2sinωt2，則ωt2=，ab兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的時(shí)間差：△t=t2﹣t1=﹣==，所以ab之間的距離：△x=v△t=v=．則通式為（n+）λ=50cm；則波長(zhǎng)可以為λ=（n=0，1，2，3﹣﹣﹣）；若波長(zhǎng)為37.5cm，則n無(wú)關(guān)；故波長(zhǎng)不可能為37.5cm；故A錯(cuò)誤；B、當(dāng)n=4時(shí)，λ=12cm；故B正確；C、在兩質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)時(shí)，若兩點(diǎn)分距于上下方時(shí)，則兩物體的速度可以相同；故C正確；D、當(dāng)質(zhì)點(diǎn)的位移為2時(shí)，b到達(dá)正向位移處，此時(shí)a還未到達(dá)平衡位置；故D錯(cuò)誤；E、由以上分析可知，當(dāng)經(jīng)t=時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)b到達(dá)最大位移處，故b的速度最大；E正確；故選：BCE．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.如圖所示是半徑為5cm的玻璃球，某單色細(xì)光束AB通過(guò)此玻璃球時(shí)的折射率為，光束AB平行于過(guò)球心的直線MN，且兩線相距2.5cm，CD為出射光線。則此單色光線AB進(jìn)入玻璃球時(shí)的折射角為

，出射光線CD與MN所成的角為

。參考答案：300，300。7.如圖所示，左側(cè)是傾角為60°的斜面、右側(cè)是1/4圓弧面的物體固定在水平地面上，圓弧面底端切線水平。一根輕繩兩端分別系有質(zhì)量為m1、m2的小球跨過(guò)其頂點(diǎn)上的小滑輪。當(dāng)它們處于平衡狀態(tài)時(shí)，連結(jié)m2小球的輕繩與水平線的夾角為600，不計(jì)一切摩擦，兩小球視為質(zhì)點(diǎn)。則兩小球的質(zhì)量之比ml:m2等于

；m2小球?qū)A弧面的壓力大小為

m2g.參考答案：8.質(zhì)量為20kg的小孩，平推一質(zhì)量為4kg的物體使它得到對(duì)地4m/s的速度，若小孩靠著墻，則小孩做功為_(kāi)__________，若小孩站在光滑的冰面上，則小孩做的功將是_________。參考答案：32J，38.4J9.（5分）如圖所示，在天花板的正下方有兩點(diǎn)，已知，在天花板上尋找一點(diǎn)，在點(diǎn)與、之間各連接光滑細(xì)線，讓兩個(gè)小球分別穿在細(xì)線上，讓小球同時(shí)從點(diǎn)下滑，兩球同時(shí)滑到、點(diǎn)，則

，所用的時(shí)間為

。

參考答案：

解析：(等時(shí)園法)作、的中垂線，在中垂線上找一點(diǎn)為圓心，作一個(gè)圓，該圓與天花板切于點(diǎn)并過(guò)、兩點(diǎn)，如圖所示，則,，時(shí)間是。10.圖1為驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。圖中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為50Hz的交流電源，打點(diǎn)的時(shí)間間隔用Δt表示。在小車質(zhì)量未知的情況下，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種方法用來(lái)研究“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質(zhì)量間的關(guān)系”。（1）完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空：①平衡小車所受的阻力：小吊盤中不放物塊，調(diào)整木板右端的高度，用手輕撥小車，直到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列________的點(diǎn)。②按住小車，在小吊盤中放入適當(dāng)質(zhì)量的物塊，在小車中放入砝碼。③打開(kāi)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，釋放小車，獲得帶有點(diǎn)列的紙帶，在紙帶上標(biāo)出小車中砝碼的質(zhì)量m。④按住小車，改變小車中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟③。⑤在每條紙帶上清晰的部分，每5個(gè)間隔標(biāo)注一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)。測(cè)量相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距s1，s2，…。求出與不同m相對(duì)應(yīng)的加速度a。⑥以砝碼的質(zhì)量m為橫坐標(biāo)為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上做出關(guān)系圖線。若加速度與小車和砝碼的總質(zhì)量成反比，則與m處應(yīng)成_________關(guān)系（填“線性”或“非線性”）。（2）完成下列填空：①本實(shí)驗(yàn)中，為了保證在改變小車中砝碼的質(zhì)量時(shí)，小車所受的拉力近似不變，小吊盤和盤中物塊的質(zhì)量之和應(yīng)滿足的條件是_______________________。②設(shè)紙帶上三個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距為s1、s2、s3。a可用s1、s3和Δt表示為a=__________。圖2為用米尺測(cè)量某一紙帶上的s1、s3的情況，由圖可讀出s1=__________mm，s3=__________。由此求得加速度的大小a=__________m/s2。③圖3為所得實(shí)驗(yàn)圖線的示意圖。設(shè)圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，若牛頓定律成立，則小車受到的拉力為_(kāi)__________，小車的質(zhì)量為_(kāi)__________。參考答案：11.如圖所示，內(nèi)徑均勻的U形管豎直放置，內(nèi)部裝有水銀，溫度為27°C時(shí)在封閉端內(nèi)的空氣柱長(zhǎng)為12cm，開(kāi)口端水銀面比封閉端水銀面高2cm，已知大氣壓強(qiáng)為p0＝75cmHg，則當(dāng)溫度變?yōu)開(kāi)__________°C時(shí)，兩側(cè)水銀面高度相等，若不改變溫度而在開(kāi)口管內(nèi)加入25cm長(zhǎng)的水銀柱，則管內(nèi)空氣柱長(zhǎng)度為_(kāi)__________cm。參考答案：-5.14；9.52

12.（13分）如（a）圖，質(zhì)量為Ｍ的滑塊Ａ放在氣墊導(dǎo)軌B上，Ｃ為位移傳感器，它能將滑塊Ａ到傳感器Ｃ的距離數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到計(jì)算機(jī)上，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后在屏幕上顯示滑塊Ａ的位移－時(shí)間（s-t）圖象和速率－時(shí)間（v-t）圖象。整個(gè)裝置置于高度可調(diào)節(jié)的斜面上，斜面的長(zhǎng)度為了、高度為。（取重力加速度g=9.8m/s2，結(jié)果可保留一位有效數(shù)字）

（1）現(xiàn)給滑塊Ａ一沿氣墊導(dǎo)軌向上的初速度，Ａ的v-t圖線如（b）圖所示。從圖線可得滑塊Ａ下滑時(shí)的加速度a=

m/s2,摩擦力對(duì)滑塊Ａ運(yùn)動(dòng)的影響

。（填“明顯，不可忽略”或“不明顯，可忽略”）（2）此裝置還可用來(lái)驗(yàn)證牛頓第二定律。實(shí)驗(yàn)時(shí)通過(guò)改變

，可驗(yàn)證質(zhì)量一定時(shí)，加速度與力成正比的關(guān)系；實(shí)驗(yàn)時(shí)通過(guò)改變

，可驗(yàn)證力一定時(shí)，加速度與質(zhì)量成反比的關(guān)系。（3）將氣墊導(dǎo)軌換成滑板，滑塊Ａ換成滑塊Ａ’，給滑塊Ａ’一沿滑板向上的初速度，Ａ’的s-t圖線如（c）圖。圖線不對(duì)稱是由于造成的，通過(guò)圖線可求得滑板的傾角θ＝（用反三角函數(shù)表示），滑塊與滑板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝。

參考答案：答案：（1）6

不明顯，可忽略（2）斜面高度h

滑塊A的質(zhì)量M及斜面的高度h，且使Mh不變

（3）滑動(dòng)摩擦力

解析：（1）從圖像可以看出，滑塊上滑和下滑過(guò)程中的加速度基本相等，所以摩擦力對(duì)滑塊的運(yùn)動(dòng)影響不明顯，可以忽略。根據(jù)加速度的定義式可以得出（2）牛頓第二定律研究的是加速度與合外力和質(zhì)量的關(guān)系。當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，可以改變力的大小，當(dāng)斜面高度不同時(shí)，滑塊受到的力不同，可以探究加速度與合外力的關(guān)系。由于滑塊下滑加速的力是由重力沿斜面向下的分力提供，所以要保證向下的分力不變，應(yīng)該使不變，所以應(yīng)該調(diào)節(jié)滑塊的質(zhì)量及斜面的高度，且使Mh不變。

（3）滑板與滑塊間的滑動(dòng)摩擦力比較大，導(dǎo)致圖像成拋物線形。從圖上可以讀出，滑塊上滑和下滑時(shí)發(fā)生位移大小約為。上滑時(shí)間約為，下滑時(shí)間約為，上滑時(shí)看做反向勻加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律有：，根據(jù)牛頓第二定律有。下滑時(shí)，有，

聯(lián)立解得，13.質(zhì)量分別為60kg和70kg的甲、乙兩人，分別同時(shí)從原來(lái)靜止于光滑水平面上的小車兩端，以3m/s的水平初速度沿相反方向跳到地面上。若小車的質(zhì)量為20kg，則當(dāng)兩人跳離小車后，小車的運(yùn)動(dòng)速度為_(kāi)____________m/s，方向與（選填“甲、乙”）_____________相反。參考答案：1.5m/s，乙

三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.橡皮筋也像彈簧一樣，在彈性限度內(nèi)伸長(zhǎng)量x與彈力F成正比，即F=kx，k的值與橡皮筋未受到拉力時(shí)的長(zhǎng)度L、橫截面積S有關(guān)，理論與實(shí)際都表明，其中Y是一個(gè)由材料決定的常數(shù)，材料力學(xué)上稱之為楊氏模量。

（1）在國(guó)際單位中，楊氏模量Y的單位應(yīng)該是______．

A．N

B．m

C．N/m

D．Pa（2）在一段橫截面積是圓形的橡皮筋，應(yīng)用如圖15（甲）所示的實(shí)驗(yàn)裝置可以測(cè)量出它的楊氏模量Y的值，首先利用毫米刻度尺測(cè)得橡皮筋的長(zhǎng)度L=20．00cm，利用測(cè)量工具a測(cè)得橡皮筋未受到拉力時(shí)的直徑D=4．000mm，那么測(cè)量工具a應(yīng)該是___

_。

（3）用如圖（甲）所示的裝置就可以測(cè)出這種橡皮筋的Y值，下面的表格是橡皮筋受到的拉力F與伸長(zhǎng)量x的實(shí)驗(yàn)記錄。處理數(shù)據(jù)時(shí)，可在圖（乙）中作出F-x的圖像，由圖像可求得該橡皮筋的勁度系數(shù)k=______N/m。（保留兩位有效數(shù)字）拉力F（N）510152025伸長(zhǎng)量x（cm）1．63．24．86．48

（4）這種橡皮筋的楊氏模量Y=______。（保留一位有效數(shù)字）參考答案：（1）

D

（2）螺旋測(cè)微器（或千分尺）（3）3．1×102（4）5×106Pa

（1）根據(jù)表達(dá)式得：Y=

已知K的單位是N/m，L的單位m，S的單位是m2，

所以Y的單位是N/m2，也就是Pa，故選D．

（2）測(cè)量橡皮筋未受到拉力時(shí)的直徑用螺旋測(cè)微器．

（3）

根據(jù)F=k（l-l0）可知，圖象的斜率大小等于勁度系數(shù)大小，由圖象求出勁度系數(shù)為k=3．1×102N/m．（4）根據(jù)Y=kL/S求得，Y≈5×106

Pa．15.如圖為“用DIS（位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)）研究加速度和力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置．（1）在該實(shí)驗(yàn)中必須采用控制變量法，應(yīng)保持小車的總質(zhì)量不變，用鉤碼所受的重力作為小車所受合外力，用DIS測(cè)小車的加速度．（2）改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測(cè)量．在某次實(shí)驗(yàn)中根據(jù)測(cè)得的多組數(shù)據(jù)可畫(huà)出a﹣F關(guān)系圖線（如圖所示）．此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是AA．所掛鉤碼的總質(zhì)量太大

B．所用小車的質(zhì)量太大C．小車與軌道之間存在摩擦

D．導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)．參考答案：解：（1）探究加速度與力的關(guān)系，應(yīng)保持小車的質(zhì)量不變，用鉤碼所受的重力作為小車所受的合力．（2）由圖象OA段可知，a與F成正比，即：在小車質(zhì)量一定時(shí)，加速度a與小車受到的合力F成正比；以小車與鉤碼組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，系統(tǒng)所受的合外力等于鉤碼的重力m鉤碼g，由牛頓第二定律得：m鉤碼g=（m小車+m鉤碼）a，小車的加速度a=g，小車受到的拉力F=m小車a=g，當(dāng)m鉤碼＜＜m小車時(shí)，可以認(rèn)為小車受到的合力等于鉤碼的重力，如果鉤碼的質(zhì)量太大，則小車受到的合力小于鉤碼的重力，實(shí)驗(yàn)誤差較大，a﹣F圖象偏離直線，故A正確．故答案為（1）小車的總質(zhì)量，小車所受合外力，（2）A四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.（18分）一滑雪運(yùn)動(dòng)員以滑雪板和滑雪杖為工具在平直雪道上進(jìn)行滑雪訓(xùn)練．如圖所示，某次訓(xùn)練中，他站在雪道上第一次利用滑雪杖對(duì)雪面的作用獲得水平推力F=60N而向前滑行，其作用時(shí)間為t1=1s，撤除水平推力F后經(jīng)過(guò)t2=2s，他第二次利用滑雪杖對(duì)雪面的作用獲得同樣的水平推力且其作用時(shí)間仍為1s．已知該運(yùn)動(dòng)員連同裝備的總質(zhì)量為m=50kg，在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的滑動(dòng)摩擦力大小恒為f=10N，求：（1）第一次利用滑雪杖對(duì)雪面作用獲得的速度大小；（2）該運(yùn)動(dòng)員（可視為質(zhì)點(diǎn)）第二次撤除水平推力后滑行的最大距離．參考答案：運(yùn)動(dòng)員站在雪道上第一次利用滑雪杖對(duì)雪面作用時(shí)，加速度為

2分t1=1s時(shí)的速度為

2分第一次撤除水平推力F后，加速度為

2分撤除水平推力F后經(jīng)過(guò)t2=2s，速度為

2分第二次剛撤除水平推力F時(shí)，速度為

2分此后在水平方向僅受摩擦力作用做勻減速運(yùn)動(dòng)，滑行的最大距離為

2分解得

s=6.4m

25.（20分）一長(zhǎng)木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物塊，在木板右方有一墻壁，木板右端與墻壁的距離為4.5m，如圖（a）所示。時(shí)刻開(kāi)始，小物塊與木板一起以共同速度向右運(yùn)動(dòng)，直至?xí)r木板與墻壁碰撞（碰撞時(shí)間極短）。碰撞前后木板速度大小不變，方向相反；運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小物塊始終未離開(kāi)木板。已知碰撞后1s時(shí)間內(nèi)小物塊的圖線如圖（b）所示。木板的質(zhì)量是小物塊質(zhì)量的15倍，重力加速度大小g取10m/s2。求圖（a）

圖（b）（1）木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1及小物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2；（2）木板的最小長(zhǎng)度；（3）木板右端離墻壁的最終距離。參考答案：（1）μ1=0.1

μ2=0.4

（2）6.0m

（3）6.5m解析：(1)規(guī)定向右為正方向。木板與墻壁相碰前，小物塊和木板一起向右做勻變速運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度為a1，小物塊和木板的質(zhì)量分別為m和M。由牛頓第二定律有–μ1(m+M)g=(m+M)a1

①由圖可知，木板與墻壁碰前瞬間速度v1=4m/s，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得v1=v0+a1t1

②

③式