河南省鄭州市第七十一中學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15分．每小題只有一個選項符合題意1.如圖所示，線圈abcd固定于分布均勻的磁場中，磁場方向垂直線圈平面。當磁場的磁感應強度B隨時間t變化時，ab邊受到的安培力恒定不變。則下列磁感應強度B隨時間t變化的圖象中可能正確的是A.B.C.D.參考答案：A當磁感應強度發(fā)生變化時，線框內產生的感應電動勢為：，感應電流為：，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，若磁場增大，則減??；若磁場減少，則增大。故A正確，BCD錯誤。2.（單選）下面哪一組單位屬于國際單位制的力學基本單位（

）A．、、 B．、、 C．、、 D．、、參考答案：【知識點】力學單位制C2【答案解析】C

解析：解：A、其中的N是導出單位，所以A錯誤；B、其中的m/s2是導出單位，所以B錯誤；C、m、kg、s分別是長度、質量、時間的單位，所以C正確；D、其中的N是導出單位，所以D錯誤．故選：C．【思路點撥】國際單位制規(guī)定了七個基本物理量．分別為長度、質量、時間、熱力學溫度、電流、光強度、物質的量．它們的在國際單位制中的單位稱為基本單位，而物理量之間的關系式推到出來的物理量的單位叫做導出單位．國際單位制規(guī)定了七個基本物理量，這七個基本物理量分別是誰，它們在國際單位制分別是誰，這都是需要學生自己記住的．3.（單選題）斜面體b的質量為M,放在粗糙的水平地面上.質量為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,整個過程中b相對地面沒有移動.由此可知

（

）A.地面對b一直有向右的摩擦力B.地面對b一直有向左的摩擦力C.地面對b的摩擦力方向先向左后向右D.地面對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，經折射形成復合光束C，則下列說法中正確的是

A、A光光子的能量比B光光子的能量大

B、在空氣中，A光的波長比B光的波長短C、在玻璃中，A光的光速小于B光的光速

D、玻璃對A光的臨界角大于對B光的臨界角參考答案：D5.

質量為m的物體從一行星表面h高度處自由下落(不計阻力)．經過時間t物體到達行星表面，則根據題設條件不可以計算出（

）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16分6.如圖為“用DIS（位移傳感器、數據采集器、計算機）研究加速度和力的關系”的實驗裝置。（1）在該實驗中必須采用控制變量法，應保持小車的總質量不變，用鉤碼所受的重力作為___________，用DIS測小車的加速度。（2）改變所掛鉤碼的數量，多次重復測量。在某次實驗中根據測得的多組數據可畫出a-F關系圖線（如圖所示）。①分析此圖線的OA段可得出的實驗結論是_________________________________。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．導軌保持了水平狀態(tài)C．所掛鉤碼的總質量太大

D．所用小車的質量太大參考答案：（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.氫原子能級及各能級值如圖所示．當大量氫原子從第4能級向第2能級躍遷時，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和圖中給出的能級值字母表示）．參考答案：【考點】：氫原子的能級公式和躍遷．【專題】：原子的能級結構專題．【分析】：根據hγ=Em﹣En，可知在何能級間躍遷發(fā)出光的頻率最?。航猓寒敶罅繗湓訌牡?能級向第2能級躍遷時，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．因為放出的光子能量滿足hγ=Em﹣En，知，從n=4能級躍遷到n=3能級發(fā)出光的頻率最??；則有：hγ=E4﹣E3，所以：γ=．故答案為：3；【點評】：解決本題的關鍵知道能級間躍遷放出或吸收光子的能量滿足hγ=Em﹣En．9.如圖所示，質量m＝0.10kg的小物塊，在粗糙水平桌面上做勻減速直線運動，經距離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摩擦因數m＝0.25，桌面高h＝0.45m，g取10m/s2．則小物塊落地點距飛出點的水平距離s＝

m，物塊的初速度v0＝

m/s。參考答案：0.904.010.如圖所示，電源電動勢E=10V，內阻r=1Ω，R1=3Ω．電鍵S斷開時，R2的功率為4W，電源的輸出功率為4.75W，則電流表的讀數為0.5A；電鍵S接通后，電流表的讀數為2A．則R3=Ω．參考答案：【考點】：閉合電路的歐姆定律．【專題】：恒定電流專題．【分析】：電鍵S斷開時，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R1的電流，即可得到R2的電流．設出R3的阻值，由串聯(lián)并聯(lián)電路求得I的表達式進而求得R3．：解：電鍵S斷開時，由P出﹣P2=I2R1得：電路中電流I===0.5A

則R2===16Ω接通電鍵S后，設電路中電流為I′：I′1=2A，

I′1=

代入數據可得：R3=故答案為：0.5

11.通電直導線A與圓形通電導線環(huán)B固定放置在同一水平面上，通有如圖所示的電流時，通電直導線A受到水平向＿＿＿的安培力作用。當A、B中電流大小保持不變，但同時改變方向時，通電直導線A所受到的安培力方向水平向＿＿＿＿。參考答案：答案：右、右12.登山運動員在登雪山時要注意防止紫外線的過度照射，尤其是眼睛更不能長時間被紫外線照射，否則將會嚴重地損壞視力。有人想利用薄膜干涉的原理設計一種能大大減小紫外線對眼睛的傷害的眼鏡。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為

▲

m；要減少紫外線進入人眼，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量電路，電源電壓恒定。閉合開關S，調節(jié)滑動變阻器由最右端滑動至最左端，兩電壓表的示數隨電流變化的圖象如圖乙所示，可知：_____（填“a”或“b”）是電壓表V2示數變化的圖象，電源電壓為_____V，電阻Rl阻值為_____Ω，變阻器最大阻值為_____Ω。參考答案：三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（8分）在衰變中常伴有一種稱為“中微子”的粒子放出。中微子的性質十分特別，因此在實驗中很難探測。1953年，萊尼斯和柯文建造了一個由大水槽和探測器組成的實驗系統(tǒng)，利用中微子與水中的核反應，間接地證實了中微子的存在。（1）中微子與水中的發(fā)生核反應，產生中子（）和正電子（），即中微子+→+，可以判定，中微子的質量數和電荷數分別是

。（填寫選項前的字母）

A.0和0

B.0和1

C.1和0

D.1和1（2）上述核反應產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，可以轉變?yōu)閮蓚€光子（），即+2

已知正電子和電子的質量都為9.1×10-31㎏，反應中產生的每個光子的能量約為

J.正電子與電子相遇不可能只轉變?yōu)橐粋€光子，原因是

。參考答案：（1）A；(2)；遵循動量守恒解析：（1）發(fā)生核反應前后，粒子的質量數和核電荷數均不變，據此可知中微子的質量數和電荷數分都是0，A項正確。（2）產生的能量是由于質量虧損。兩個電子轉變?yōu)閮蓚€光子之后，質量變?yōu)榱悖?，故一個光子的能量為，帶入數據得=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)總動量為零，故如果只產生一個光子是不可能的，因為此過程遵循動量守恒。15.如圖所示,在真空中一束平行復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,則它的波長最長,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，波長最長衍射現(xiàn)象最明顯。（2）若OD平行于CB,則折射角，三棱鏡對a色光的折射率。四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，在矩形ABCD區(qū)域內，對角線BD以上的區(qū)域存在有平行于AD向下的勻強電場，對角線BD以下的區(qū)域存在有垂直于紙面的勻強磁場（圖中未標出），矩形AD邊長為L，AB邊長為2L。一個質量為m、電荷量為+q的帶電粒子（重力不計）以初速度v0從A點沿AB方向進入電場，在對角線BD的中點P處進入磁場，并從DC邊上以垂直于DC邊的速度離開磁場（圖中未畫出），求：（1）電場強度E的大小和帶電粒子經過P點時速度v的大小和方向；（2）磁場的磁感應強度B的大小和方向。參考答案：解：（1）帶電粒子在電場中做類平拋運動，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動豎直分速度為vy，則有

代入得：

（2分）P點的速度為

（1分）速度與水平方向的夾角為

所以： （1分）（2）由幾何關系可知：粒子在磁場中轉過的圓心角為45o

（1分）

（1分）

得：

（1分）粒子在磁場中做勻速圓周運動（2分）得：（1分）磁場方向垂直紙面向外。（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點與圓弧相切，圓弧的半徑為R．一個質量為m的物體（可以看作質點）從直軌道上的P點由靜止釋放，結果它能在兩軌道間做往返運動．已知P點與圓弧的圓心O等高，物體與軌道AB間的動摩擦因數為μ．求：（1）物體做往返運動的整個過程中在AB軌道上通過的總路程s；（2）最終當物體通過圓弧軌道最低點E時，對圓弧軌道的壓力的大?。唬?）為使物體能順利到達圓弧軌道的最高點D（E、O、D為同一條豎直直徑上的3個點），釋放點距B點的距離L應滿足什么條件．參考答案：（1）因為摩擦力始終對物體做負功，所以物體最終在圓心角為2θ的圓弧上往復運動．

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

①----------1分

FN－mg＝

②----------1分

由牛頓第三定律，物體對軌道的壓力

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

④-------------------1分

對全過程由動能定理得：mgLsinθ－μmgcosθ·L－mgR（1＋cosθ）＝mv--⑤-------------------------------------------------2分

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

答案：（1）（2）（3－2cosθ）mg（3）L·R18.（13分）如圖甲所示，質量為m＝1kg的物體置于傾角為＝37°的固定且足夠長的斜面上，對物體施以平行于斜面向上的拉力F，在t1＝1s時撤去拉力，物體運動的部分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時物體的速度v的大?。畢⒖即鸢福航猓?/p>

(1)設力F作用時物體加速度為a1，對物體進行受力分析，由牛頓第二定律可知