2021-2022學(xué)年河南省開(kāi)封市山魏中學(xué)高三物理上學(xué)期期末試題

2021-2022學(xué)年河南省開(kāi)封市山魏中學(xué)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.【物理——選修3—4】(15分)(1)(5分)如圖所示，兩束單色光a、b從水下面射向A點(diǎn)，光線(xiàn)經(jīng)折射后合成一束光c，則下列說(shuō)法正確的是()(填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分；每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分)A．用同一雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置分別以a、b光做實(shí)驗(yàn)，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距B．用a、b光分別做單縫衍射實(shí)驗(yàn)時(shí)它們的衍射條紋寬度都是均勻的C．在水中a光的速度比b光的速度小D．在水中a光的臨界角大于b光的臨界角E．若a光與b光以相同入射角從水射向空氣，在不斷增大入射角時(shí)水面上首先消失的是a光F．a(chǎn)比b更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象(2)(10分)取一根柔軟的彈性繩，將繩的右端固定在豎直墻壁上，繩的左端自由，使繩處于水平伸直狀態(tài)．從繩的端點(diǎn)開(kāi)始用彩筆每隔0.50m標(biāo)記一個(gè)點(diǎn)，依次記為A、B、C、D……如圖所示．現(xiàn)用振動(dòng)裝置拉著繩子的端點(diǎn)A沿豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，若A點(diǎn)起振方向向上，經(jīng)0.1s第一次達(dá)正向最大位移，此時(shí)C點(diǎn)恰好開(kāi)始起振，則①繩子形成的波是橫波還是縱波？簡(jiǎn)要說(shuō)明判斷依據(jù)，并求波速為多大；②從A開(kāi)始振動(dòng)，經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間J點(diǎn)第一次向下達(dá)到最大位移？③畫(huà)出當(dāng)J點(diǎn)第一次向下達(dá)到最大位移時(shí)的波形圖象．參考答案：（1）（5分）ADF(2)解析：（1）橫波（1分）．因?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直．（1分）由題意知，波的周期T=0.4s（1分），波長(zhǎng)為λ=4m，所以波速v==10m/s.（1分）（2）（3分）從A開(kāi)始振動(dòng)，設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t1,J點(diǎn)開(kāi)始起振t1==s=0.45s設(shè)J點(diǎn)向上起振后經(jīng)t2時(shí)間第一次到負(fù)向最大位移，則t2=T=0.3s，所以，所求時(shí)間t=t1＋t2=0.75s.（3）波形圖象如圖所示．（3分）16.如圖，在光滑水平桌面上有一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、電阻為R的正方形導(dǎo)線(xiàn)框；在導(dǎo)線(xiàn)框右側(cè)有一寬度為d（d＞L）的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)的邊界與導(dǎo)線(xiàn)框的一邊平行，磁場(chǎng)方向豎直向下。導(dǎo)線(xiàn)框以某一初速度向右運(yùn)動(dòng)，t=0是導(dǎo)線(xiàn)框的的右邊恰與磁場(chǎng)的左邊界重合，隨后導(dǎo)線(xiàn)框進(jìn)入并通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域。下列v-t圖像中，可能正確描述上述過(guò)程的是參考答案：D3.下列說(shuō)法中正確的是()．A．做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)速度一定改變，加速度可能不變B．質(zhì)點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)，速度增量與所用時(shí)間成正比，方向豎直向下C．質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它的合外力總是垂直于速度D．質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，合外力等于它做圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力參考答案：ABC物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，速度方向時(shí)刻變化，加速度可能不變，如平拋運(yùn)動(dòng)，故A正確；平拋運(yùn)動(dòng)的加速度等于g，故B正確；質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，合外力充當(dāng)向心力，故合外力方向始終與速度方向垂直，C正確；質(zhì)點(diǎn)做非勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，D說(shuō)法不正確。4.如圖所示，P是位于水平粗糙桌面上的物塊，用跨過(guò)光滑輕質(zhì)定滑輪的輕繩將P與小盤(pán)相連，小盤(pán)內(nèi)有砝碼，小盤(pán)與砝碼的總質(zhì)量為m，在P向右加速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，桌面以上的繩子始終是水平的，關(guān)于物體P受到的拉力和摩擦力的以下描述中正確的是A．P受到的拉力的施力物體就是m，大小等于mgB．P受到的拉力的施力物體不是m，大小等于mgC．P受到的摩擦力方向水平向左，大小一定小于mgD．P受到的摩擦力方向水平向左，大小有可能等于mg參考答案：C5.（單選）如圖所示，在傾角為θ的斜面上，輕質(zhì)彈簧一端與斜面底端固定，另一端與質(zhì)量為M的平板A連接，一個(gè)質(zhì)量為m的物體B靠在平板的右側(cè)，A、B與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ．開(kāi)始時(shí)用手按住物體B使彈簧處于壓縮狀態(tài)，現(xiàn)放手，使A和B一起沿斜面向上運(yùn)動(dòng)距離L時(shí)，A和B達(dá)到最大速度v．則以下說(shuō)法正確的是（）A．A和B達(dá)到最大速度v時(shí)，彈簧是自然長(zhǎng)度B．若運(yùn)動(dòng)過(guò)程中A和B能夠分離，則A和B恰好分離時(shí)，二者加速度大小均為g（sinθ+μcosθ）C．從釋放到A和B達(dá)到最大速度v的過(guò)程中．彈簧對(duì)A所做的功等于mv2+MgLsinθ+μMgLcosθD．從釋放到A和B達(dá)到最大速度v的過(guò)程中，B受到的合力對(duì)它做的功大于mv2參考答案：解：A：對(duì)物體B和平板A整體分析可知，A和B達(dá)到最大速度時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足kx=（m+M）gsinθ+μ（m+M）gcosθ，說(shuō)明彈簧仍處于壓縮狀態(tài)，所以A錯(cuò)誤；B：根據(jù)題意可知，A和B恰好分離時(shí)，彈簧正好恢復(fù)原長(zhǎng)，對(duì)A和B整體由牛頓第二定律得：（m+M）gsinθ+μ（m+M）gcosθ=（m+M）a，解得：a=gsinθ+μgcosθ=g（sinθ+μcosθ），所以B正確；C：對(duì)A從釋放到速度達(dá)到最大的過(guò)程由動(dòng)能定理可得：W彈﹣Mg（xm﹣x）sinθ﹣μMg（xm﹣x）cosθ﹣FN（xm﹣x）=Mv2，其中xm是彈簧壓縮的最大長(zhǎng)度，x是速度最大時(shí)彈簧壓縮的長(zhǎng)度，F(xiàn)N是B對(duì)A的壓力大小，比較可知C錯(cuò)誤；D：對(duì)B從釋放到A和B達(dá)到最大速度的過(guò)程由動(dòng)能定理可得：W總=﹣0，即B受到的合力對(duì)它做的功等于，所以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6.一個(gè)電流表的滿(mǎn)偏電流值Ig=0.6mA，內(nèi)阻Rg=50Ω，面板如圖所示，如果要把這個(gè)電流表改裝成量程為3V的電壓表，那么應(yīng)該在Rg上串聯(lián)一個(gè)電阻Rs，Rs的大小應(yīng)是______Ω；如果將這個(gè)量程為0.6mA的電流表與=10Ω的電阻并聯(lián)后改裝成一個(gè)量程大一些的電流表，用來(lái)測(cè)某一電流，指針指到圖中所示位置，則該電流值

Ma參考答案：、4950（2分）

2.047.甲、乙是兩顆繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星，其線(xiàn)速度大小之比為，則這兩顆衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)半徑之比為_(kāi)_______，運(yùn)轉(zhuǎn)周期之比為_(kāi)_______。參考答案：；

8.某同學(xué)為了探究桿子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能表達(dá)式，設(shè)計(jì)了下圖a所示的實(shí)驗(yàn)：質(zhì)量為m的均勻長(zhǎng)直桿一端固定在光滑轉(zhuǎn)軸O處，桿由水平位置靜止釋放，用光電門(mén)測(cè)出另一端A經(jīng)過(guò)某位置時(shí)的瞬時(shí)速度vA，并記下該位置與轉(zhuǎn)軸O的高度差h。⑴設(shè)桿的有效寬度為d（d很?。?，A端通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間為t，則A端通過(guò)光電門(mén)的瞬時(shí)速度vA的表達(dá)式為

。⑵調(diào)節(jié)h的大小并記錄對(duì)應(yīng)的速度vA，數(shù)據(jù)如下表。為了尋找反映vA和h的函數(shù)關(guān)系，請(qǐng)選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理方法，并寫(xiě)出處理后數(shù)據(jù)間的函數(shù)關(guān)系________________。⑶當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭取10m/s2，結(jié)合你找出的函數(shù)關(guān)系，不計(jì)一切摩擦，根據(jù)守恒規(guī)律得出此桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)動(dòng)能的表達(dá)式Ek=

（請(qǐng)用數(shù)字、質(zhì)量m、速度vA表示。）組次123456h/m0.050.100.150.200.250.30vA(m/s)1.231.732.122.462.743.00

參考答案：⑴

⑵vA2=30h

⑶9.一個(gè)氡核衰變成釙核并放出一個(gè)粒子。該核反應(yīng)的方程是▲

氡衰變半衰期為3.8天，則1000g氡經(jīng)過(guò)7.6天衰變，剩余氡的質(zhì)量為

▲

g；參考答案：①

（2分）

②25010.（3分）一個(gè)質(zhì)量為m的皮球，從距地面高為h處自由落下，反彈回去的高度為原來(lái)的3/4，若此時(shí)立即用力向下拍球，使球再次反彈回到h高度。設(shè)空氣阻力大小不變，且不計(jì)皮球與地面碰撞時(shí)的機(jī)械能損失，則拍球時(shí)需對(duì)球做的功為

。參考答案：mgH/211.用測(cè)電筆接觸市電相線(xiàn)，即使赤腳站在地上也不會(huì)觸電，原因是

；另一方面，即使穿絕緣性能良好的電工鞋操作，測(cè)電筆仍會(huì)發(fā)亮，原因是

。參考答案：測(cè)電筆內(nèi)阻很大，通過(guò)與之串聯(lián)的人體上的電流（或加在人體上的電壓）在安全范圍內(nèi)；（2分）市電為交流電，而電工鞋相當(dāng)于一電容器，串聯(lián)在電路中仍允許交流電通過(guò)．（3分）12.如圖為頻率f=1Hz的波源產(chǎn)生的橫波，圖中虛線(xiàn)左側(cè)為A介質(zhì)，右側(cè)為B介質(zhì)。其中x=14m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向向上。則該波在A、B兩種介質(zhì)中傳播的速度之比vA：vB=

。若圖示時(shí)刻為0時(shí)刻，則經(jīng)0．75s處于x=6m的質(zhì)點(diǎn)位移為

cm。

參考答案：

2∶3（2分）

5（13.（8分）一輛摩托車(chē)能達(dá)到的最大速度為30m/s，要想在3min內(nèi)由靜止起沿一條平直公路追上在前面1000m處以20m/s的速度勻速行駛的汽車(chē)，則摩托車(chē)至少以多大的加速度起動(dòng)?甲同學(xué)的解法是：設(shè)摩托車(chē)恰好在3min時(shí)追上汽車(chē)，則at2=vt+s0，代入數(shù)據(jù)得：a=0.28m/s。乙同學(xué)的解法是：設(shè)摩托車(chē)追上汽車(chē)時(shí)，摩托車(chē)的速度恰好是30m/s，則=2as=2a（vt+s0），代入數(shù)據(jù)得：a=0.1m/s2。你認(rèn)為甲、乙的解法正確嗎?若錯(cuò)誤請(qǐng)說(shuō)明其理由，并寫(xiě)出正確的解題過(guò)程。參考答案：解析：

三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（簡(jiǎn)答）如圖13所示,滑塊A套在光滑的堅(jiān)直桿上,滑塊A通過(guò)細(xì)繩繞過(guò)光滑滑輪連接物塊B,B又與一輕質(zhì)彈贊連接在一起，輕質(zhì)彈簧另一端固定在地面上,’開(kāi)始用手托住物塊.使繩子剛好伸直處于水平位位置但無(wú)張力。現(xiàn)將A由靜止釋放.當(dāng)A下滑到C點(diǎn)時(shí)(C點(diǎn)圖中未標(biāo)出)A的速度剛好為零，此時(shí)B還沒(méi)有到達(dá)滑輪位置，已知彈簧的勁度系數(shù)k=100N/m,滑輪質(zhì)量和大小及摩擦可忽略不計(jì)，滑輪與桿的水平距離L=0.3m,AC距離為0.4m，mB=lkg,重力加速度g=10m/s2。試求：(1)滑'塊A的質(zhì)量mA(2)若滑塊A質(zhì)量增加一倍,其他條件不變，仍讓滑塊A從靜止滑到C點(diǎn),則滑塊A到達(dá)C點(diǎn)時(shí)A、B的速度大小分別是多少？參考答案：（1）

（2）

（3），功能關(guān)系．解析：（1）開(kāi)始繩子無(wú)張力，對(duì)B分析有kx1=mBg，解得：彈簧的壓縮量x1=0.1m（1分）當(dāng)物塊A滑到C點(diǎn)時(shí)，根據(jù)勾股定理繩伸出滑輪的長(zhǎng)度為0.5m，則B上升了0.2m,所以彈簧又伸長(zhǎng)了0.1m。（1分）由A、B及彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，又彈簧伸長(zhǎng)量與壓縮量相等則彈性勢(shì)能變化量為零所以mAgh1=mBgh2（2分）其中h1=0.4m，h2=0.2m所以mA=0.5kg（1分）（2）滑塊A質(zhì)量增加一倍，則mA=1kg，令滑塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)A、B的速度分別為v1和v2

由A、B及彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒得（2分）又有幾何關(guān)系可得AB的速度關(guān)系有vAcosθ=vB（1分）其中θ為繩與桿的夾角且cosθ=0.8解得：（1分）（1分）（1）首先由物體靜止條件求出彈簧壓縮的長(zhǎng)度，再根據(jù)幾何知識(shí)求出物體B上升的距離，從而可求出彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度，然后再根據(jù)能量守恒定律即可求解物體A的質(zhì)量；題（2）的關(guān)鍵是根據(jù)速度合成與分解規(guī)律求出物體B與A的速度關(guān)系，然后再根據(jù)能量守恒定律列式求解即可．15.（4分）圖為一簡(jiǎn)諧波在t=0時(shí)，對(duì)的波形圖，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)P做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y=4sin5xl，求該波的速度，并指出t=0.3s時(shí)的波形圖(至少畫(huà)出一個(gè)波長(zhǎng))

參考答案：解析：由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式可知，t=0時(shí)刻指點(diǎn)P向上運(yùn)動(dòng)，故波沿x軸正方向傳播。由波形圖讀出波長(zhǎng)，；由波速公式，聯(lián)立以上兩式代入數(shù)據(jù)可得。t=0.3s時(shí)的波形圖如圖所示。

四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.有三根長(zhǎng)度皆為l=1.00m的不可伸長(zhǎng)的絕緣輕線(xiàn)，其中兩根的一端固定在天花板上的O點(diǎn)，另一端分別拴有質(zhì)量皆為m=1.00×10－2kg的帶電小球A和B，它們的電量分別為－q和+q，q=1.00×10－7C。A、B之間用第三根線(xiàn)連接起來(lái)?？臻g中存在大小為E=1.00×106N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)方向沿水平向右，平衡時(shí)A、B球的位置如圖所示?，F(xiàn)將O、B之間的線(xiàn)燒斷，由于有空氣阻力，A、B球最后會(huì)達(dá)到新的平衡位置再次靜止。（不計(jì)兩帶電小球間相互作用的靜電力,g=10m/s2,結(jié)果保留三位有效數(shù)字）（1）細(xì)線(xiàn)燒斷前AB間細(xì)線(xiàn)的拉力（2）從燒斷細(xì)線(xiàn)到重新平衡過(guò)程中兩球克服阻力做功之和參考答案：（1）對(duì)A球Ｔ0Aｃｏｓ60°＋ＴAB＝ｑＥ

Ｔ0Aｓｉｎ60°＝ｍｇ解得：ＴAB＝（1-)mg＝0.0423（N）(2)圖2中虛線(xiàn)表示A、B球原來(lái)的平衡位置，實(shí)線(xiàn)表示燒斷后重新達(dá)到平衡的位置，其中α、β分別表示細(xì)線(xiàn)OA、AB與豎直方向的夾角。

A球受力如圖2所示：重力mg，豎直向下；電場(chǎng)力qE，水平向左；細(xì)線(xiàn)OA對(duì)A的拉力Ｔ１，方向如圖3；細(xì)線(xiàn)AB對(duì)A的拉力Ｔ２，方向如圖3。由平衡條件

Ｔ１ｓｉｎα＋Ｔ２ｓｉｎβ＝ｑＥ

Ｔ１ｃｏｓα＝ｍｇ＋Ｔ２ｃｏｓβB球受力如圖4所示：重力mg，豎直向下；電場(chǎng)力qE，水平向右；細(xì)線(xiàn)AB對(duì)B的拉力Ｔ２，方向如圖。由平衡條件

Ｔ２ｓｉｎβ＝ｑＥＴ２ｃｏｓβ＝ｍｇ

聯(lián)立以上各式并代入數(shù)據(jù)，得：α＝0

β＝45°由此可知，A、B球重新達(dá)到平衡的位置如圖5所示。與原來(lái)位置相比，A球的重力勢(shì)能減少了ＥＡ＝ｍｇｌ（1－ｓｉｎ60°）

B球的重力勢(shì)能減少了ＥＢ＝ｍｇｌ（1－ｓｉｎ60°＋ｃｏｓ45°）

A球的電勢(shì)能增加了ＷＡ＝ｑＥｌｃｏｓ60°

B球的電勢(shì)能減少了ＷＢ＝ｑＥｌ（ｓｉｎ45°－ｃｏｓ30°）

根據(jù)能量守恒，兩種勢(shì)能總和減少量等于兩球克服阻力做功之和

Ｗ＝ＷＢ－ＷＡ＋ＥＡ＋ＥＢ