河南省南陽(yáng)市第二十一中學(xué)2021-2022學(xué)年高三物理上學(xué)期期末試題含解析

河南省南陽(yáng)市第二十一中學(xué)2021-2022學(xué)年高三物理上學(xué)期期末試題含解析一、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.在平直公路上行駛的汽車中，某人從車窗相對(duì)于車靜止釋放一個(gè)小球，不計(jì)空氣阻力，用固定在路邊的照相機(jī)對(duì)汽車進(jìn)行閃光照相，照相機(jī)閃兩次光，得到兩張清晰的照片，對(duì)照片進(jìn)行分析，知道了如下信息：①兩次閃光的時(shí)間間隔為0.5s；②第一次閃光時(shí)，小球剛釋放，第二次閃光時(shí)，小球剛好落地；③兩次閃光的時(shí)間間隔內(nèi)，汽車前進(jìn)了5m；④兩次閃光時(shí)間間隔內(nèi)，小球位移的大小為5m。根據(jù)以上信息尚不能確定的是（

）A．小球釋放點(diǎn)離地的高度

B．第一次閃光時(shí)汽車的速度C．汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

D．兩次閃光的時(shí)間間隔內(nèi)汽車的平均速度參考答案：C2.如圖A、B兩物體疊放在一起，用手托住，讓它們靜靠在豎直墻邊，然后釋放，它們同時(shí)沿墻面向下滑，已知mA＞mB，則物體B(

)A．只受重力一個(gè)力

B．受到重力和一個(gè)摩擦力C．受到重力、一個(gè)彈力和一個(gè)摩擦力

D．受到重力、一個(gè)摩擦力和兩個(gè)彈力參考答案：A3.下列有關(guān)物理學(xué)史或物理理論的說法中，不正確的是（）A．牛頓第一定律涉及了兩個(gè)重要的物理概念：力和慣性B．“如果電場(chǎng)線與等勢(shì)面不垂直，那么電場(chǎng)強(qiáng)度沿著等勢(shì)面方向就有一個(gè)分量，在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)靜電力就要做功”，用的是歸納法C．電場(chǎng)和磁場(chǎng)是一種客觀存在的物質(zhì)，是相互聯(lián)系的，統(tǒng)稱為電磁場(chǎng)，它具有能量和動(dòng)量，以有限速度﹣﹣光速在空間中傳播D．伽利略通過實(shí)驗(yàn)和合理的推理提出質(zhì)量并不是影響落體運(yùn)動(dòng)快慢的原因參考答案：B【考點(diǎn)】物理學(xué)史．【分析】牛頓第一定律的內(nèi)容：一切物體在沒有受到任何力的作用時(shí)，總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．牛頓第一定律又稱慣性定律．電場(chǎng)和磁場(chǎng)都是一種客觀存在的物質(zhì)，是相互聯(lián)系的，統(tǒng)稱為電磁場(chǎng)．伽利略的觀點(diǎn)是：力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，物體下落的快慢與物體的輕重沒有關(guān)系．【解答】解：A、牛頓第一定律的內(nèi)容：一切物體在沒有受到任何力的作用時(shí)，總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，牛頓第一定律揭示了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，闡明了慣性的概念：物體具有的保持原來運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)，所以牛頓第一定律又稱慣性定律．故A正確．B、“如果電場(chǎng)線與等勢(shì)面不垂直，那么電場(chǎng)強(qiáng)度沿著等勢(shì)面方向就有一個(gè)分量，在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)靜電力就要做功”．采用的是假設(shè)法，故B錯(cuò)誤．C、根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論得知電場(chǎng)和磁場(chǎng)是一種客觀存在的物質(zhì)，是相互聯(lián)系的，統(tǒng)稱為電磁場(chǎng)．它們都具有能量和動(dòng)量，在真空中傳播速度等于光速，故C正確．D、伽利略通過實(shí)驗(yàn)和合理的推理提出物體下落的快慢與物體的輕重沒有關(guān)系，即質(zhì)量并不影響落體運(yùn)動(dòng)快慢．故D正確．本題選不正確的，故選：B．4.如圖所示，兩根光滑的金屬導(dǎo)軌，平行放置在傾角為的斜面上，導(dǎo)軌的左端接有電阻R，導(dǎo)軌所在空間有一與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。導(dǎo)軌上有一個(gè)金屬棒，金屬棒與兩導(dǎo)軌垂直且接觸良好，在沿著斜面向上且與棒垂直的拉力F作用下，金屬棒沿導(dǎo)軌勻速上滑，則下列說法正確的是（

）A．拉力做的功等于棒的機(jī)械能的增量B．合力對(duì)棒做的功等于棒的動(dòng)能的增量C．拉力與棒受到的磁場(chǎng)力的合力為零D．拉力對(duì)棒做的功與棒重力做的功之差等于回路中產(chǎn)生的電能參考答案：B5.如圖所示，表示甲．乙兩運(yùn)動(dòng)物體相對(duì)同一原點(diǎn)的位移﹣時(shí)間圖象，下列說法正確的是（）A．甲和乙都做勻變速直線運(yùn)動(dòng)B．甲和乙運(yùn)動(dòng)的出發(fā)點(diǎn)相距x0C．乙運(yùn)動(dòng)的速率小于甲運(yùn)動(dòng)的速率D．乙比甲早出發(fā)t1時(shí)間參考答案：B解：A、x﹣t圖象的斜率等于物體運(yùn)動(dòng)的速度，由圖可知兩圖象的斜率保持不變，故運(yùn)動(dòng)的速度不變，即兩物體都做勻速直線運(yùn)動(dòng)．故A錯(cuò)誤；B、由圖可知乙從原點(diǎn)出發(fā)，甲從距原點(diǎn)x0處出發(fā)．故兩物體的出發(fā)點(diǎn)相距x0．故B正確；C、由于兩物體相遇時(shí)通過的路程相同，而甲運(yùn)動(dòng)的時(shí)間大于乙運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，故乙的速率大于甲的速率．故C錯(cuò)誤；D、甲在t1=0時(shí)刻開始運(yùn)動(dòng)，而乙在t1時(shí)刻開始運(yùn)動(dòng)，故甲比乙早出發(fā)t1時(shí)間．故D錯(cuò)誤．故選：B．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.如圖所示是一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的V-T圖象．已知?dú)怏w在狀態(tài)A時(shí)的壓強(qiáng)是1.5×105Pa．試分析：①根據(jù)圖象提供的信息，計(jì)算氣體在圖中A點(diǎn)時(shí)溫度TA=

K，及C點(diǎn)時(shí)壓強(qiáng)pC=

Pa；②由狀態(tài)A變?yōu)闋顟B(tài)B的過程中，氣體對(duì)

(選填“內(nèi)”或“外”)做功；由狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的過程中，氣體

(選填“吸收”或“放出”)熱量；由狀態(tài)A變?yōu)闋顟B(tài)C的過程中，氣體分子的平均動(dòng)能

(選填“增大”、“減小”或“不變”)．參考答案：7.第一代核反應(yīng)堆以鈾235為裂變?nèi)剂?，而在天然鈾中?9%的鈾238不能被利用，為了解決這個(gè)問題，科學(xué)家們研究出快中子增殖反應(yīng)堆，使鈾238變成高效核燃料。在反應(yīng)堆中，使用的核燃料是钚239，裂變時(shí)釋放出快中子，周圍的鈾238吸收快中子后變成鈾239，鈾239（）很不穩(wěn)定，經(jīng)過_____次β衰變后變成钚239（）。參考答案：28.在研究彈簧的形變與外力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，將彈簧水平放置測(cè)出其自然長(zhǎng)度，然后豎直懸掛讓其自然下垂，在其下端豎直向下施加外力F，實(shí)驗(yàn)過程是在彈簧的彈性限度內(nèi)進(jìn)行的.用記錄的外力F與彈簧的形變量作出的F－圖線如下圖1所示，由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為

。圖線不過原點(diǎn)的原因是由于

。參考答案：9.某物理興趣小組采用如圖所示的裝置深入研究平拋運(yùn)動(dòng)。質(zhì)量分別為和的A、B小球處于同一高度，M為A球中心初始時(shí)在水平地面上的垂直投影。用小錘打擊彈性金屬片，使A球沿水平方向飛出，同時(shí)松開B球，A球落到地面N點(diǎn)處，B球落到地面P點(diǎn)處。測(cè)得=0.04kg，=0.05kg，B球距地面的高度是1.225m，M、N點(diǎn)間的距離為1.500m，則B球落到P點(diǎn)的時(shí)間是____________s，A球落地時(shí)的動(dòng)能是__________J。（忽略空氣阻力，g取9.8，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）參考答案：0.5s

0.66J10.一個(gè)靜止的钚核94239Pu自發(fā)衰變成一個(gè)鈾核92235U和另一個(gè)原了核X，并釋放出一定的能量．其核衰變方程為：94239Pu→92235U＋X。(1)方程中的“X”核符號(hào)為______；(2)钚核的質(zhì)量為239.0522u，鈾核的質(zhì)量為235.0439u，X核的質(zhì)量為4.0026u，已知1u相當(dāng)于931MeV，則該衰變過程放出的能量是______MeV；(3)假設(shè)钚核衰變釋放出的能量全部轉(zhuǎn)變?yōu)殁櫤撕蚗核的動(dòng)能，則X核與鈾核的動(dòng)能之比是______。參考答案：(1)He

(2)5.31(±0.02都可)

(3)58.7(±0.1都可)11.圖示為簡(jiǎn)單歐姆表原理示意圖，其中電流表的偏電流=300A,內(nèi)阻Rg=100，可變電阻R的最大阻值為10k，電池的電動(dòng)勢(shì)E=1.5V,內(nèi)阻r=0.5，圖中與接線柱A相連的表筆顏色應(yīng)是

色，接正確使用方法測(cè)量電阻Rx的阻值時(shí)，指針指在刻度盤的正中央，則Rx=

k.若該歐姆表使用一段時(shí)間后，電池電動(dòng)勢(shì)變小，內(nèi)阻變大，但此表仍能調(diào)零，按正確使用方法再測(cè)上述Rx其測(cè)量結(jié)果與原結(jié)果相比較

（填“變大”、“變小”或“不變”）。參考答案：紅；5；變大12.如圖為“用DIS（位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)）研究加速度和力與質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置。（1）該實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的研究方法是_________________________法；（2）在小車總質(zhì)量不變時(shí)，改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測(cè)量，可畫出關(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此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是____。（3）若保持所掛鉤砝數(shù)量不變，改變小車質(zhì)量，多次重復(fù)測(cè)量，可以研究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系，則應(yīng)該繪制什么關(guān)系圖線？答：___________。參考答案：（1）控制變量法（2）質(zhì)量一定的情況下，加速度與合外力成正比（3）沒有使小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量（4）是13.（4分）

叫裂變，

叫聚變。參考答案：原子核被種子轟擊后分裂成兩塊質(zhì)量差不多的碎塊，這樣的核反應(yīng)叫裂變；兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，這樣的核反應(yīng)叫聚變?nèi)?、?shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（4分）在“測(cè)定金屬的電阻率”的學(xué)生實(shí)驗(yàn)中，備有下列器材：待測(cè)金屬絲RX、電源E、電壓表V、電流表A、滑動(dòng)變阻器R、開關(guān)S、導(dǎo)線若干，請(qǐng)?jiān)谙旅嬗疫吽o的器材中，選擇適當(dāng)?shù)牧砍?，將它們按左邊的電路圖連接起來.參考答案：答案：實(shí)物連線圖如圖所示：

15.（8分）某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗(yàn)證“動(dòng)能定理”，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖所示的裝置，另外他們還找到了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊、細(xì)沙．當(dāng)滑塊連接上紙帶，用細(xì)線通過滑輪掛上空的小沙桶時(shí)，釋放小桶，滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)．若你是小組中的一位成員，要完成該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，則：（1）你認(rèn)為還需要的實(shí)驗(yàn)器材有__________________．

（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，沙和沙桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的實(shí)驗(yàn)條件是____________________________，實(shí)驗(yàn)時(shí)首先要做的步驟是________________________________________．

（3）在（2）的基礎(chǔ)上，某同學(xué)用天平稱量滑塊的質(zhì)量M．往沙桶中裝入適量的細(xì)沙，用天平稱出此時(shí)沙和沙桶的總質(zhì)量m．讓沙桶帶動(dòng)滑塊加速運(yùn)動(dòng)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄其運(yùn)動(dòng)情況，在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上取兩點(diǎn)，測(cè)出這兩點(diǎn)的間距L和這兩點(diǎn)的速度大小v1與v2（v1<v2）．則本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為______________________（用題中的字母表示實(shí)驗(yàn)中測(cè)量得到的物理量）．參考答案：答案：（1）天平，刻度尺（2分）；（2）沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量（2分），平衡摩擦力（2分）；（3）（2分）。（每空2分）四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.輕質(zhì)彈簧原長(zhǎng)為2r，將彈簧豎直放置在地面上，如圖甲所示，在其頂端將一質(zhì)量為4m的物體由靜止釋放，當(dāng)彈簧被壓縮到最短時(shí)，彈簧長(zhǎng)度為r，現(xiàn)將該彈簧水平放置，如圖乙所示，一端固定在A點(diǎn)，另一端與物塊P接觸但不連接．AB是長(zhǎng)度為5r的水平軌道，B端與半徑為r的光滑半圓軌道BCD相切，半圓的直徑BD豎直，物塊P與AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5．用外力推動(dòng)物塊P，將彈簧壓縮至長(zhǎng)度r后，撤去外力，P由靜止開始沿軌道運(yùn)動(dòng)，重力加速度大小為g，彈簧處于彈性限度內(nèi)．（1）若P的質(zhì)量為m，求P到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度的大小；（2）若P能滑上圓軌道，且仍能沿圓軌道滑下，求物塊P質(zhì)量的取值范圍．參考答案：解：（1）當(dāng)彈簧豎直放置時(shí)，長(zhǎng)度被壓縮至r時(shí)，由機(jī)械能守恒定律知，彈簧的彈性勢(shì)能Ep=4mgr設(shè)P到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度的大小為vB．由能量守恒定律知：

Ep=μmg（5r﹣r）+聯(lián)立解得vB=2（2）設(shè)P的質(zhì)量為M，為使P能滑上圓軌道，它到達(dá)B點(diǎn)的速度不能小于零，由此可知，Ep＞μMg?4r即4mgr＞μMg?4r解得M＜2m要使P仍能沿圓弧軌道滑回，P在圓軌道上上升的高度不能超過半圓弧的中點(diǎn)C．P從B沿圓弧上滑的過程，由機(jī)械能守恒定律知≤MgrP從釋放到B的過程，由能量守恒定律得

Ep=μMg（5r﹣r）+聯(lián)立解得M≥m所以P質(zhì)量范圍為m≤M＜2m答：（1）若P的質(zhì)量為m，P到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度的大小是2；（2）若P能滑上圓軌道，且仍能沿圓軌道滑下，物塊P質(zhì)量的取值范圍為m≤M＜2m．【考點(diǎn)】功能關(guān)系；動(dòng)能定理的應(yīng)用．【分析】（1）先研究彈簧豎直放置時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能，即可得到用外力推動(dòng)物塊P，將彈簧壓縮至長(zhǎng)度r時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能．P從釋放到B的過程，由能量守恒定律求P到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度的大??；（2）若P能滑上圓軌道，且仍能沿圓軌道滑下，則物塊P到達(dá)B點(diǎn)的速度不能等于零．沿圓弧上升的最大高度不能超過C點(diǎn)，由能量守恒定律求P質(zhì)量的取值范圍．17.一光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，環(huán)上套著兩個(gè)小球A和B（中央有孔），A、B間由輕細(xì)繩連接著，它們處于圖中所示位置時(shí)恰好都能保持靜止?fàn)顟B(tài).B球與環(huán)中心O處于同一水平面上，A、B間的細(xì)繩呈伸直狀態(tài),與水平線成30夾角.已知B球的質(zhì)量為m，求：（1）細(xì)繩對(duì)B球的拉力

（2）A球的質(zhì)量參考答案：F=2mg

2m18.如圖所示,傾角為30°的光滑斜面的下端有