河南省鄭州市第七十一中學(xué)2021年高三物理期末試題含解析

河南省鄭州市第七十一中學(xué)2021年高三物理期末試題含解析一、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，線圈abcd固定于分布均勻的磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直線圈平面。當(dāng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化時(shí)，ab邊受到的安培力恒定不變。則下列磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的圖象中可能正確的是A.B.C.D.參考答案：A當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化時(shí)，線框內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：，感應(yīng)電流為：，安培力為：由以上方程可得：。要使ab邊受到的安培力恒定不變，由公式可知，若磁場(chǎng)增大，則減?。蝗舸艌?chǎng)減少，則增大。故A正確，BCD錯(cuò)誤。2.（單選）下面哪一組單位屬于國(guó)際單位制的力學(xué)基本單位（

）A．、、 B．、、 C．、、 D．、、參考答案：【知識(shí)點(diǎn)】力學(xué)單位制C2【答案解析】C

解析：解：A、其中的N是導(dǎo)出單位，所以A錯(cuò)誤；B、其中的m/s2是導(dǎo)出單位，所以B錯(cuò)誤；C、m、kg、s分別是長(zhǎng)度、質(zhì)量、時(shí)間的單位，所以C正確；D、其中的N是導(dǎo)出單位，所以D錯(cuò)誤．故選：C．【思路點(diǎn)撥】國(guó)際單位制規(guī)定了七個(gè)基本物理量．分別為長(zhǎng)度、質(zhì)量、時(shí)間、熱力學(xué)溫度、電流、光強(qiáng)度、物質(zhì)的量．它們的在國(guó)際單位制中的單位稱為基本單位，而物理量之間的關(guān)系式推到出來(lái)的物理量的單位叫做導(dǎo)出單位．國(guó)際單位制規(guī)定了七個(gè)基本物理量，這七個(gè)基本物理量分別是誰(shuí)，它們?cè)趪?guó)際單位制分別是誰(shuí)，這都是需要學(xué)生自己記住的．3.（單選題）斜面體b的質(zhì)量為M,放在粗糙的水平地面上.質(zhì)量為m的滑塊a以一定的初速度沿著有摩擦的斜面向上滑,然后又返回,整個(gè)過(guò)程中b相對(duì)地面沒(méi)有移動(dòng).由此可知

（

）A.地面對(duì)b一直有向右的摩擦力B.地面對(duì)b一直有向左的摩擦力C.地面對(duì)b的摩擦力方向先向左后向右D.地面對(duì)b的支持力一直等于(M+m)g參考答案：B4.（單選）如圖所示，兩束單色光A、B自空氣射向玻璃，經(jīng)折射形成復(fù)合光束C，則下列說(shuō)法中正確的是

A、A光光子的能量比B光光子的能量大

B、在空氣中，A光的波長(zhǎng)比B光的波長(zhǎng)短C、在玻璃中，A光的光速小于B光的光速

D、玻璃對(duì)A光的臨界角大于對(duì)B光的臨界角參考答案：D5.

質(zhì)量為m的物體從一行星表面h高度處自由下落(不計(jì)阻力)．經(jīng)過(guò)時(shí)間t物體到達(dá)行星表面，則根據(jù)題設(shè)條件不可以計(jì)算出（

）A．行星表面重力加速度大小B．物體受到星球引力的大小C．行星的第一宇宙速度D．物體落到行星表面時(shí)速度的大小參考答案：C二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.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_(kāi)__________，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）。①分析此圖線的OA段可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是_________________________________。②（單選題）此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是A．小車與軌道之間存在摩擦

B．導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)C．所掛鉤碼的總質(zhì)量太大

D．所用小車的質(zhì)量太大參考答案：（1）小車所受外力，（2）①加速度與外力成正比，②C，7.參考答案：

6

8.氫原子能級(jí)及各能級(jí)值如圖所示．當(dāng)大量氫原子從第4能級(jí)向第2能級(jí)躍遷時(shí)，可以釋放出3種不同頻率的光子，所釋放的光子最小頻率為（用普朗克常量h和圖中給出的能級(jí)值字母表示）．參考答案：【考點(diǎn)】：氫原子的能級(jí)公式和躍遷．【專題】：原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)專題．【分析】：根據(jù)hγ=Em﹣En，可知在何能級(jí)間躍遷發(fā)出光的頻率最?。航猓寒?dāng)大量氫原子從第4能級(jí)向第2能級(jí)躍遷時(shí)，可以釋放出3種不同頻率的光子；分別是n=4向n=3，n=3向n=2，以及n=4向n=2三種．因?yàn)榉懦龅墓庾幽芰繚M足hγ=Em﹣En，知，從n=4能級(jí)躍遷到n=3能級(jí)發(fā)出光的頻率最??；則有：hγ=E4﹣E3，所以：γ=．故答案為：3；【點(diǎn)評(píng)】：解決本題的關(guān)鍵知道能級(jí)間躍遷放出或吸收光子的能量滿足hγ=Em﹣En．9.如圖所示，質(zhì)量m＝0.10kg的小物塊，在粗糙水平桌面上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)距離l＝1.4m后，以速度v＝3.0m/s飛離桌面，最終落在水平地面上。已知小物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)m＝0.25，桌面高h(yuǎn)＝0.45m，g取10m/s2．則小物塊落地點(diǎn)距飛出點(diǎn)的水平距離s＝

m，物塊的初速度v0＝

m/s。參考答案：0.904.010.如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E=10V，內(nèi)阻r=1Ω，R1=3Ω．電鍵S斷開(kāi)時(shí)，R2的功率為4W，電源的輸出功率為4.75W，則電流表的讀數(shù)為0.5A；電鍵S接通后，電流表的讀數(shù)為2A．則R3=Ω．參考答案：【考點(diǎn)】：閉合電路的歐姆定律．【專題】：恒定電流專題．【分析】：電鍵S斷開(kāi)時(shí)，由電源的輸出功率與R2的功率之差得到R1的功率，由公式P1=I2R1求出通過(guò)R1的電流，即可得到R2的電流．設(shè)出R3的阻值，由串聯(lián)并聯(lián)電路求得I的表達(dá)式進(jìn)而求得R3．：解：電鍵S斷開(kāi)時(shí)，由P出﹣P2=I2R1得：電路中電流I===0.5A

則R2===16Ω接通電鍵S后，設(shè)電路中電流為I′：I′1=2A，

I′1=

代入數(shù)據(jù)可得：R3=故答案為：0.5

11.通電直導(dǎo)線A與圓形通電導(dǎo)線環(huán)B固定放置在同一水平面上，通有如圖所示的電流時(shí)，通電直導(dǎo)線A受到水平向＿＿＿的安培力作用。當(dāng)A、B中電流大小保持不變，但同時(shí)改變方向時(shí)，通電直導(dǎo)線A所受到的安培力方向水平向＿＿＿＿。參考答案：答案：右、右12.登山運(yùn)動(dòng)員在登雪山時(shí)要注意防止紫外線的過(guò)度照射，尤其是眼睛更不能長(zhǎng)時(shí)間被紫外線照射，否則將會(huì)嚴(yán)重地?fù)p壞視力。有人想利用薄膜干涉的原理設(shè)計(jì)一種能大大減小紫外線對(duì)眼睛的傷害的眼鏡。他選用的薄膜材料的折射率為n=1.6，所要消除的紫外線的頻率為7.5Hz。則該紫外線在薄膜材料中的波長(zhǎng)為

▲

m；要減少紫外線進(jìn)入人眼，該種眼鏡上的鍍膜的最少厚度為

▲

m.參考答案：2.5×10-7m(2分)

1.25×10-7m13.如圖甲所示為某一測(cè)量電路，電源電壓恒定。閉合開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器由最右端滑動(dòng)至最左端，兩電壓表的示數(shù)隨電流變化的圖象如圖乙所示，可知：_____（填“a”或“b”）是電壓表V2示數(shù)變化的圖象，電源電壓為_(kāi)____V，電阻Rl阻值為_(kāi)____Ω，變阻器最大阻值為_(kāi)____Ω。參考答案：三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（8分）在衰變中常伴有一種稱為“中微子”的粒子放出。中微子的性質(zhì)十分特別，因此在實(shí)驗(yàn)中很難探測(cè)。1953年，萊尼斯和柯文建造了一個(gè)由大水槽和探測(cè)器組成的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，利用中微子與水中的核反應(yīng)，間接地證實(shí)了中微子的存在。（1）中微子與水中的發(fā)生核反應(yīng)，產(chǎn)生中子（）和正電子（），即中微子+→+，可以判定，中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分別是

。（填寫(xiě)選項(xiàng)前的字母）

A.0和0

B.0和1

C.1和0

D.1和1（2）上述核反應(yīng)產(chǎn)生的正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體后，可以轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€(gè)光子（），即+2

已知正電子和電子的質(zhì)量都為9.1×10-31㎏，反應(yīng)中產(chǎn)生的每個(gè)光子的能量約為

J.正電子與電子相遇不可能只轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)光子，原因是

。參考答案：（1）A；(2)；遵循動(dòng)量守恒解析：（1）發(fā)生核反應(yīng)前后，粒子的質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)均不變，據(jù)此可知中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分都是0，A項(xiàng)正確。（2）產(chǎn)生的能量是由于質(zhì)量虧損。兩個(gè)電子轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€(gè)光子之后，質(zhì)量變?yōu)榱?，由，故一個(gè)光子的能量為，帶入數(shù)據(jù)得=J。正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體，故系統(tǒng)總動(dòng)量為零，故如果只產(chǎn)生一個(gè)光子是不可能的，因?yàn)榇诉^(guò)程遵循動(dòng)量守恒。15.如圖所示,在真空中一束平行復(fù)色光被透明的三棱鏡ABC(截面為正三角形)折射后分解為互相分離的a、b、c三種色光,分別照射到三塊板上.則:（1）若將a、b、c三種色光分別通過(guò)某狹縫,則發(fā)生衍射現(xiàn)象最明顯的是哪種色光?（2）若OD平行于CB,三棱鏡對(duì)a色光的折射率na是多少?參考答案：（1）折射率最小的是c光,則它的波長(zhǎng)最長(zhǎng),衍射現(xiàn)象最明顯；（2）（1）由圖知，三種色光，a的偏折程度最大，c的偏折程度最小，知a的折射率最大，c的折射率最?。畡tc的頻率最小，波長(zhǎng)最長(zhǎng)衍射現(xiàn)象最明顯。（2）若OD平行于CB,則折射角，三棱鏡對(duì)a色光的折射率。四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，在矩形ABCD區(qū)域內(nèi)，對(duì)角線BD以上的區(qū)域存在有平行于AD向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，對(duì)角線BD以下的區(qū)域存在有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（圖中未標(biāo)出），矩形AD邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，AB邊長(zhǎng)為2L。一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子（重力不計(jì)）以初速度v0從A點(diǎn)沿AB方向進(jìn)入電場(chǎng)，在對(duì)角線BD的中點(diǎn)P處進(jìn)入磁場(chǎng)，并從DC邊上以垂直于DC邊的速度離開(kāi)磁場(chǎng)（圖中未畫(huà)出），求：（1）電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小和帶電粒子經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)速度v的大小和方向；（2）磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向。參考答案：解：（1）帶電粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，則水平方向：

（1分）

豎直方向：

（2分） 解得：

（1分）

在豎直方向粒子做勻變速運(yùn)動(dòng)豎直分速度為vy，則有

代入得：

（2分）P點(diǎn)的速度為

（1分）速度與水平方向的夾角為

所以： （1分）（2）由幾何關(guān)系可知：粒子在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角為45o

（1分）

（1分）

得：

（1分）粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)（2分）得：（1分）磁場(chǎng)方向垂直紙面向外。（1分）17.如圖所示，AB是傾角為θ的粗糙直軌道，BCD是光滑的圓弧軌道，AB恰好在B點(diǎn)與圓弧相切，圓弧的半徑為R．一個(gè)質(zhì)量為m的物體（可以看作質(zhì)點(diǎn)）從直軌道上的P點(diǎn)由靜止釋放，結(jié)果它能在兩軌道間做往返運(yùn)動(dòng)．已知P點(diǎn)與圓弧的圓心O等高，物體與軌道AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ．求：（1）物體做往返運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中在AB軌道上通過(guò)的總路程s；（2）最終當(dāng)物體通過(guò)圓弧軌道最低點(diǎn)E時(shí)，對(duì)圓弧軌道的壓力的大??；（3）為使物體能順利到達(dá)圓弧軌道的最高點(diǎn)D（E、O、D為同一條豎直直徑上的3個(gè)點(diǎn)），釋放點(diǎn)距B點(diǎn)的距離L應(yīng)滿足什么條件．參考答案：（1）因?yàn)槟Σ亮κ冀K對(duì)物體做負(fù)功，所以物體最終在圓心角為2θ的圓弧上往復(fù)運(yùn)動(dòng)．

對(duì)整體過(guò)程由動(dòng)能定理得：mgR·cosθ－μmgcosθ·s＝0，------2分所以總路程為s＝-----------------------------------------2分（2）對(duì)B→E過(guò)程mgR（1－cosθ）＝mv

①----------1分

FN－mg＝

②----------1分

由牛頓第三定律，物體對(duì)軌道的壓力

③-----------1分由①②③得對(duì)軌道壓力：＝（3－2cosθ）mg．-----------------1分（3）設(shè)物體剛好到D點(diǎn)，則mg＝

④-------------------1分

對(duì)全過(guò)程由動(dòng)能定理得：mgLsinθ－μmgcosθ·L－mgR（1＋cosθ）＝mv--⑤-------------------------------------------------2分

由④⑤得應(yīng)滿足條件：L·R．（或等等）------------------------------------------------1分

答案：（1）（2）（3－2cosθ）mg（3）L·R18.（13分）如圖甲所示，質(zhì)量為m＝1kg的物體置于傾角為＝37°的固定且足夠長(zhǎng)的斜面上，對(duì)物體施以平行于斜面向上的拉力F，在t1＝1s時(shí)撤去拉力，物體運(yùn)動(dòng)的部分v-t圖象如圖乙所示．重力加速度g取10m/s2．。試求：(1)拉力F的大?。?2)t＝5s時(shí)物體的速度v的大?。畢⒖即鸢福航猓?/p>

(1)設(shè)力F作用時(shí)物體加速度為a1，對(duì)物體進(jìn)行受力分析，由牛頓第二定律可知