2021年河南省周口市中學(xué)高三物理下學(xué)期期末試題含解析

2021年河南省周口市中學(xué)高三物理下學(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.如圖所示，一長(zhǎng)木板放置在水平地面上，一根輕彈簧右端固定在長(zhǎng)木板上，左端連接一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊，小物塊可以在木板上無摩擦滑動(dòng)．現(xiàn)在用手固定長(zhǎng)木板，把小物塊向左移動(dòng)，彈簧的形變量為x1；然后，同時(shí)釋放小物塊和木板，木板在水平地面上滑動(dòng)，小物塊在木板上滑動(dòng)；經(jīng)過一段時(shí)間后，長(zhǎng)木板達(dá)到靜止?fàn)顟B(tài)，小物塊在長(zhǎng)木板上繼續(xù)往復(fù)運(yùn)動(dòng)．長(zhǎng)木板靜止后，彈簧的最大形變量為x2．已知地面對(duì)長(zhǎng)木板的滑動(dòng)摩擦力大小為f．當(dāng)彈簧的形變量為x時(shí)，彈性勢(shì)能，式中k為彈簧的勁度系數(shù)．由上述信息可以判斷（）A．整個(gè)過程中小物塊的速度可以達(dá)到B．整個(gè)過程中木板在地面上運(yùn)動(dòng)的路程為C．長(zhǎng)木板靜止后，木板所受的靜摩擦力的大小不變D．若將長(zhǎng)木板改放在光滑地面上，重復(fù)上述操作，則運(yùn)動(dòng)過程中物塊和木板的速度方向可能相同參考答案：解：A、整個(gè)過程根據(jù)動(dòng)能定理得：=，所以速度不能達(dá)到，故A錯(cuò)誤；B、當(dāng)木板靜止時(shí)，小物塊在長(zhǎng)木板上繼續(xù)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，只有彈簧彈力做功，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，所以當(dāng)木板剛靜止時(shí)，系統(tǒng)具有的機(jī)械能為，從開始到木板剛靜止的過程中，根據(jù)能量守恒得：=fs解得：，故B正確；C、長(zhǎng)木板靜止后，對(duì)木板進(jìn)行受力分析，水平方向受地面的靜摩擦力和彈簧彈力，彈簧彈力隨木塊的運(yùn)動(dòng)而發(fā)生改變，所以木板受的靜摩擦力也發(fā)生改變，故C錯(cuò)誤；D、若將長(zhǎng)木板改放在光滑地面上，系統(tǒng)所受合外力為零，動(dòng)量守恒，則運(yùn)動(dòng)過程中物塊和木板的速度方向肯定相反，故D錯(cuò)誤．故選B2.如圖所示，一質(zhì)量為M的直角劈B放在粗糙的水平面上，在劈的斜面上放一質(zhì)量為m的物體A，A與B接觸面粗糙，用一沿斜面向上的力F作用于A上，使AB都保持靜止。接著在斜面上，貼著A，放置一光滑小球C，保持F力不變，A、B、C仍然保持靜止，下列關(guān)于放上物體C后的說法正確的是（

）A．斜面對(duì)A物體的摩擦力一定變大B．斜面對(duì)A物體的摩擦力一定變小C．地面對(duì)B物體的彈力變大D．地面對(duì)B物體摩擦力變大參考答案：C3.設(shè)某放射性同位素A的半衰期為T，另一種放射性同位素B的半衰期為。在初始時(shí)刻，A的原子核數(shù)目為N0，B的原子核數(shù)目為4N0，則：（

）A．經(jīng)過時(shí)間T，A、B的原子核數(shù)目都等于B．經(jīng)過時(shí)間2T，A、B的原子核數(shù)目都等于C．經(jīng)過時(shí)間3T，A、B的原子核數(shù)目都等于D．經(jīng)過時(shí)間4T，A、B的原子核數(shù)目都等于參考答案：B根據(jù)衰變規(guī)律，結(jié)合題中已知條件計(jì)算，易知只有選項(xiàng)B正確。4.飛機(jī)在水平地面上空的某一高度水平勻速飛行，每隔相等時(shí)間投放一個(gè)物體．如果以第一個(gè)物體a的落地點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)、飛機(jī)飛行方向?yàn)闄M坐標(biāo)的正方向，在豎直平面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系，如圖所示是第5個(gè)物體e離開飛機(jī)時(shí)，拋出的5個(gè)物體(a、b、c、d、e)在空間位置的示意圖，其中可能的是()．參考答案：CD5.在光滑的水平地面上，與豎直墻平行放置著一個(gè)截面為1/4圓的柱狀物體，在柱狀物體與墻之間放一光滑圓球，在柱狀物體的右側(cè)豎直面上施加一水平向左的推力F，使整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)將柱狀物體向左推過一段較小的距離，若使球與柱狀物體仍保持靜止?fàn)顟B(tài)，則與原來相比：A．推力F變小。B．地面受到的壓力變小。C．墻對(duì)球的彈力變大。D．球?qū)χ鶢钗矬w的彈力變大。參考答案：A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，兩根細(xì)線把兩個(gè)相同的小球懸于同一點(diǎn)，并使兩球在同一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其中小球1的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑較大，則兩小球轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小關(guān)系為ω1

ω2，兩根線中拉力大小關(guān)系為T1

T2，（填“＞”“＜”或“=”）參考答案：=；＞【考點(diǎn)】物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件．【分析】?jī)蓚€(gè)小球均做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，對(duì)它們受力分析，找出向心力來源，可先求出角速度．【解答】解：對(duì)其中一個(gè)小球受力分析，如圖，受重力，繩子的拉力，由于小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故合力提供向心力；將重力與拉力合成，合力指向圓心，由幾何關(guān)系得合力：F=mgtanθ…①；由向心力公式得：F=mω2r…②設(shè)繩子與懸掛點(diǎn)間的高度差為h，由幾何關(guān)系，得：r=htanθ…③；由①②③三式得：ω=，與繩子的長(zhǎng)度和轉(zhuǎn)動(dòng)半徑無關(guān)，故二者角速度相等；繩子拉力T=，則T1＞T2；故答案為：=；＞7.如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體發(fā)生如圖所示的狀態(tài)變化，狀態(tài)A與狀態(tài)B的體積關(guān)系為VA

▲VB(選填“大于”、“小于”或“等于”)；若從A狀態(tài)到C狀態(tài)的過程中氣體對(duì)外做了100J的功，則此過程中____▲___(選填“吸熱”或“放熱”)參考答案：小于

,

吸熱8.He一Ne激光器產(chǎn)生的波長(zhǎng)為6.3×10-7m的譜線是Ne原子從激發(fā)態(tài)能級(jí)（用E1表示）向能量較低的激發(fā)態(tài)能級(jí)（用E2表示）躍遷時(shí)發(fā)生的；波長(zhǎng)為3.4×10-6m的譜線是Ne原子從能級(jí)E1向能級(jí)較低的激發(fā)態(tài)能級(jí)（用E3表示）躍遷時(shí)發(fā)生的．已知普朗克常量h與光速c的乘積hc=1.24×10-6m·eV．則波長(zhǎng)為3.4×10-6m的譜線對(duì)應(yīng)的能量

▲

（填“大于”或“小于”）波長(zhǎng)為6.3×10-7m的譜線對(duì)應(yīng)的能量。并求出Ne的激發(fā)態(tài)能級(jí)E3與E2的能級(jí)差為

▲

eV（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）．參考答案：小于

1.6（9.一枚靜止時(shí)長(zhǎng)30m的火箭以0.6c的速度從觀察者的身邊掠過，火箭上的人測(cè)得火箭的長(zhǎng)度為

m，觀察者測(cè)得火箭的長(zhǎng)度為

m。參考答案：30m，24m10.如圖所示，虛線a、b、c代表電場(chǎng)中三個(gè)等勢(shì)面，相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等，即Uab=Ubc，實(shí)線為一帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)僅在電場(chǎng)力作用下通過該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，P、Q是這條軌跡上的兩點(diǎn)，由此可知，P點(diǎn)電勢(shì)小于Q點(diǎn)電勢(shì)；帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)具有的電勢(shì)能大于在Q點(diǎn)具有的電勢(shì)能；帶電質(zhì)點(diǎn)通過P點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能小于通過Q點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能；帶電質(zhì)點(diǎn)通過P點(diǎn)時(shí)的加速度大于通過Q點(diǎn)時(shí)的加速度．（均選填：“大于”，“小于”或“等于”）參考答案：考點(diǎn)：電場(chǎng)線；牛頓第二定律．版權(quán)所有分析：作出電場(chǎng)線，根據(jù)軌跡彎曲的方向可知，負(fù)電荷受力的方向向下，電場(chǎng)線向上．故c的電勢(shì)最高；根據(jù)推論，負(fù)電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能小，可知電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能大；總能量守恒；由電場(chǎng)線疏密確定出，P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)小，電場(chǎng)力小，加速度?。獯穑航猓贺?fù)電荷做曲線運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力指向曲線的內(nèi)側(cè)；作出電場(chǎng)線，根據(jù)軌跡彎曲的方向和負(fù)電荷可知，電場(chǎng)線向上，故c等勢(shì)面電勢(shì)最高，則Q點(diǎn)的電勢(shì)最高，利用推論：負(fù)電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能小，知道質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)電勢(shì)能大，只有電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能和動(dòng)能之和守恒，故帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)的動(dòng)能與電勢(shì)能之和等于在Q點(diǎn)的動(dòng)能與電勢(shì)能之和，P點(diǎn)電勢(shì)能大，動(dòng)能小，等差等勢(shì)面的疏密可以表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱，P處的等勢(shì)面密，所以P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大，粒子受到的電場(chǎng)力大，粒子的加速度大．故答案為：小于、大于、小于、大于點(diǎn)評(píng)：根據(jù)電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直，作出電場(chǎng)線，得到一些特殊點(diǎn)（電場(chǎng)線與等勢(shì)面交點(diǎn)以及已知點(diǎn)）的電場(chǎng)力方向，同時(shí)結(jié)合能量的觀點(diǎn)分析是解決這類問題常用方法．11.如圖所示是一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖，已知波的傳播速度v=2m/s．試回答下列問題：①寫出x=0.5m處的質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式：

cm；②x=0.5m處質(zhì)點(diǎn)在0～5.5s內(nèi)通過的路程為

cm．參考答案：①y＝5cos2πt

(2分)

110cm(2分)

12.（5分）從地面上以初速度豎直上拋一物體，相隔時(shí)間后又以初速度從地面上豎直上拋另一物體，要使、能在空中相遇，則應(yīng)滿足的條件是

。參考答案：解析：在同一坐標(biāo)系中作兩物體做豎直上拋運(yùn)動(dòng)的圖像，如圖所示。要A、B在空中相遇，必須使兩者相對(duì)于拋出點(diǎn)的位移相等，即要求圖線必須相交，據(jù)此可從圖中很快看出：物體最早拋出時(shí)的臨界情形是物體落地時(shí)恰好與相遇；物體最遲拋出時(shí)的臨界情形是物體拋出時(shí)恰好與相遇。故要使能在空中相遇，應(yīng)滿足的條件為：。13.光電效應(yīng)和

都證明光具有粒子性，

提出實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性。參考答案：康普頓效應(yīng)，德布羅意三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（9分）(1)如圖甲所示，在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中，同組同學(xué)已經(jīng)完成部分導(dǎo)線的連接，請(qǐng)你在實(shí)物接線圖中完成余下導(dǎo)線的連接。（2）某同學(xué)從標(biāo)稱為“220V25W”、“220V500W”的3只燈泡中任選一只，正確使用多用電表測(cè)量燈泡阻值如圖乙所示。該燈泡的阻值是___________，標(biāo)稱的額定功率為______________。參考答案：（1）如圖；（2）150，“220V300W”解析：本題考查多用電表和電路設(shè)計(jì)。（1）如圖所示。實(shí)驗(yàn)要求電壓從零開始調(diào)整，滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法。（2）15×10=150Ω，P=，標(biāo)稱300W的燈泡。15.如圖所示是某次實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，A、B、C、D、E分別表示紙帶上連續(xù)打的點(diǎn)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的電阻屏率為50Hz，根據(jù)提示數(shù)據(jù)可知（1）紙帶做運(yùn)動(dòng)是

；（2）相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為

；（3）打B點(diǎn)時(shí)紙帶的瞬時(shí)速度為

．參考答案：解：（1）由紙帶可知，BC=6.24﹣2.92=3.32cm；CD=9.95﹣6.24=3.71cm；DE=14.04﹣9.95=4.09，則可知，△x=0.39cm，為定值，則可知物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；（2）由于電源頻率為50Hz，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.02s；（3）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上B點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大小，XAC=6.24cm=0.0624m；根據(jù)平均速度的定義得AC段的平均速度==m/s=1.56m/s；故答案為：（1）勻加速度直線運(yùn)動(dòng)；（2）0.02s；（3）1.56．四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，固定在地面上的光滑圓弧面底端與車C的上表面平滑相接，在圓弧面上有一滑塊A，其質(zhì)量mA=2kg，在距車的水平面高h(yuǎn)=1.25m處由靜止下滑，車C的質(zhì)量為mC=6kg。在車C的左端有一質(zhì)量mB=2kg的滑塊B，滑塊B與A均可視為質(zhì)點(diǎn)，滑塊A與B碰撞后立即粘合在一起共同運(yùn)動(dòng)，最終沒有從車C上滑落。已知滑塊A、B與車C的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5，車C與水平面間的摩擦忽略不計(jì)，取g=10m/s2。試求：（1）滑塊A滑到圓弧面底端時(shí)的速度大小；（2）滑塊A與B碰撞后瞬間的共同速度大小，以及C車的最短長(zhǎng)度。參考答案：(1)5m/s(2)0.375m

解析：（1）設(shè)滑塊A滑到圓弧末端時(shí)的速度大小為v1，由機(jī)械能守恒定律有代入數(shù)據(jù)解得v1=5m/s

（2）設(shè)A、B碰撞后瞬間的共同速度為v2，由于碰撞瞬間相互作用力巨大，C給A和B的摩擦可以忽略，故A與B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒。所以mAv1=(mA+mB)v2

代入數(shù)據(jù)解得v2=2.5m/s

設(shè)車C的最短長(zhǎng)度為L(zhǎng)，滑塊A與B最終沒有從車C上滑出，三者的最終速度相同，設(shè)其共同速度為v3。根據(jù)動(dòng)量守恒和能量守恒定律可得(mA+mB)v2=(mA+mB+mC)v3

解以上兩式可得L=0.375m

17.（14分）一路燈距地面的高度為h，身高為l的人以速度勻速行走，如圖所示。（1）試證明人的頭頂?shù)挠白幼鲃蛩龠\(yùn)動(dòng)；（2）求人影的長(zhǎng)度隨時(shí)間的變化率。參考答案：解析：（1）設(shè)t=0時(shí)刻，人位于路燈的正下方O處，在時(shí)刻t，人走到S處，根據(jù)題意有

OS=

①

過路燈P和人頭頂?shù)闹本€與地面的交點(diǎn)M為t

時(shí)刻人頭頂影子的位置，如圖所示，OM為人頭頂影子到O點(diǎn)的距離。

由幾何關(guān)系，有

②

解①②式得

③

因OM與時(shí)間t成正比，故人頭頂?shù)挠白幼鲃蛩龠\(yùn)動(dòng)。

（2）由圖可知，在時(shí)刻t，人影的長(zhǎng)度為SM，由幾何關(guān)系，有SM=OM－OS

④

由①③④式得

⑤

可見影長(zhǎng)SM與時(shí)間t成正比，所以影長(zhǎng)隨時(shí)間的變化率

⑥18..質(zhì)量為150kg的摩托車，由靜止開始沿傾角為10°的斜坡以1m／s2.的加速度上行駛，若所受阻力是車重的0.03倍，則