2021年湖南省郴州市興華實驗中學高三物理上學期期末試卷含解析

2021年湖南省郴州市興華實驗中學高三物理上學期期末試卷含解析一、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.(單選)如圖，t=0時刻，波源在坐標原點從平衡位置沿y軸正方向開始振動，振動周期為0.4s，在同一均勻介質中形成沿x軸正、負兩方向傳播的簡諧橫波。下圖中能夠正確表示t=0.6s時刻波形圖的是參考答案：C2.汽車以20m/s的速度在平直公路上行駛，急剎車時的加速度大小為5m/s2，則自駕駛員急踩剎車開始，2s與5s時汽車的位移之比為（

）A.5∶4

B.4∶5

C.3∶4

D.4∶3參考答案：C3.某物體運動的v-t圖象如圖所示，則下列說法正確的是A．物體在第1s末運動方向發(fā)生改變B．物體在第2s內和第3s內的加速度方向相反C．物體在第4s末返回到出發(fā)點D．物體在第5s末離出發(fā)點的位移為2.5m參考答案：C4.（單選）如圖甲所示，垂直紙面向里的勻強磁場的區(qū)域寬度為2a，磁感應強度的大小為B。一邊長為a、電阻為4R的正方形均勻導線框CDEF從圖示位置開始沿x軸正以速度v勻速穿過磁場區(qū)域，在乙圖中給出的線框E、F兩端的電壓UEF與線框移動距離的關系的圖象正確的是

參考答案：D5.如圖（a）所示，兩段等長輕質細線將質量分別為m、2m的小球A、B（均可視為質點）懸掛在O點，小球A受到水平向右的恒力F1的作用，小球B受到水平向左的恒力F2的作用，當系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)時，出現了如圖（b）所示的狀態(tài)，小球B剛好位于O點正下方．則F1與F2的大小關系正確的是（）A．F1=4F2 B．F1=3F2 C．2F1=3F2 D．2F1=5F2參考答案：D【考點】共點力平衡的條件及其應用；物體的彈性和彈力．【分析】運用整體法研究OA繩與豎直方向的夾角；再隔離B研究，分析AB繩與豎直方向的夾角；由幾何關系得到兩夾角相等，判斷兩個拉力的關系．【解答】解：A受到F1水平向右的力，B受到F2的水平向左的力，以整體為研究對象，分析受力如圖：設OA繩與豎直方向的夾角為α，則由平衡條件得：tanα=…①以B球為研究對象，受力如圖．設AB繩與豎直方向的夾角為β，則由平衡條件得：tanβ=…②由幾何關系得到：α=β…③聯立①②③解得：2F1=5F2故選：D二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示，一正方形導線框邊長為，質量為m，電阻為R。從某一高度豎直落入磁感應強度為B的水平勻強磁場中，磁場寬度為d，且d>l。線框邊剛進入磁場時線框恰好做勻速運動，此時線框的速度為__________。若線框邊剛要離開磁場時線框又恰好做勻速運動，則線框在穿過磁場的過程中產生的電能為__________。（已知重力加速度為g）參考答案：

試題分析：由于線框邊剛進入磁場時線框恰好做勻速運動，則，其中,代入解得：v=。因為線框邊剛要離開磁場時線框又恰好做勻速運動，同理可求得此時線框的速度仍為v,線框在穿過磁場的過程中產生的電能等于線框重力勢能的減少量，即Q=.考點：平衡狀態(tài)及電磁感應現象；能量守恒定律。7.如圖，一塊木塊用細線懸掛于O點，現用一釘子貼著細線的左側，沿與水平方向成30°角的斜面向右以速度υ勻速移動，移動中始終保持懸線豎直，到圖中虛線位置時，木塊速度的大小為，與水平方向夾角為60°．參考答案：解：橡皮沿與水平方向成300的斜面向右以速度v勻速運動，由于橡皮沿與水平方向成300的斜面向右以速度v勻速運動的位移一定等于橡皮向上的位移，故在豎直方向以相等的速度勻速運動，根據平行四邊形定則，可知合速度也是一定的，故合運動是勻速運動；根據平行四邊形定則求得合速度大小v合=2vcos30°=，方向不變和水平方向成60°．故答案為：υ，60°8.某實驗小組的同學在進行“研究滑動摩擦力的大小與哪些因素有關”的實驗中準備的實驗器材有木塊、木板、毛巾和砝碼，在實驗中設計的實驗表格和實驗數據記錄如下表所示。實驗序數接觸面的材料正壓力（N）滑動摩擦力（N）1木塊與木板20.42木塊與木板40.83木塊與木板61.24木塊與木板81.65木塊與毛巾82.5（1）根據上面設計的表格可以知道該實驗用的實驗方法為________________.（2）分析比較實驗序數為1、2、3、4的實驗數據，可得出的實驗結論為_____________________________________________________________________________________________.（3）分析比較實驗序數為_________的兩組實驗數據，可得出的實驗結論是：壓力相同時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大.參考答案：（1）控制變量法（2）接觸面相同時，滑動摩擦力大小與正壓力大小成正比（3）4、5解析：根據上面設計的表格可以知道實驗序數為1、2、3是保持接觸面材料相同，研究滑動摩擦力大小與正壓力大小關系；實驗序數為4、5是保持壓力相同，研究滑動摩擦力與接觸面材料之間的關系。該實驗用的實驗方法為控制變量法；分析比較實驗序數為1、2、3、4的實驗數據，可得出的實驗結論為接觸面相同時，滑動摩擦力大小與正壓力大小成正比。分析比較實驗序數為4、5的兩組實驗數據，可得出的實驗結論是：壓力相同時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。9.鐳核(Ra)經過一系列α衰變和β衰變，變成鉛核(Pb)，其中經過α衰變的次數是_____，鐳核(Ra)衰變成鉛核(Pb)的過程中損失了_______個中子．參考答案：51610.有關熱輻射和光的本性，請完成下列填空題：黑體輻射的規(guī)律不能用經典電磁學理論來解釋，1900年德國物理學家普朗克認為能量是由一份一份不可分割最小能量值組成，每一份稱為_________。1905年愛因斯坦從此得到啟發(fā)，提出了光子的觀點，認為光子是組成光的最小能量單位，光子的能量表達式為_________，并成功解釋了__________________現象中有關極限頻率、最大初動能等規(guī)律，寫出了著名的__________________方程，并因此獲得諾貝爾物理學獎。參考答案：能量子；；光電效應；光電效應方程（或）11.某興趣小組的同學利用如圖1所示的實驗裝置，測量木塊與長木板之間的動摩擦因數，圖中長木板水平固定。①實驗過程中，打點計時器應接 在 _______(填“直流”或“交流”)電源上，調整定滑輪的高度，使__

_____②已知重力加速度為g，測得木塊的質量為M，砝碼盤和砝碼的總質量為m，砝碼盤、砝碼和木塊的加速度大小為a，則木塊與長木板之間的動摩擦因數=______③實驗時，某同學得到一條紙帶，如圖2所示，每隔三個計時點取一個計數點，記為圖中0、1、2、3、4、5、6點。測得相鄰兩個計數點間的距離分別為s1=0.96cms2=2.88cm,s3=4.80cm,s4=6.72cm,s5=8.64cm,s6=10.56cm，打點計時器的電源頻率為50Hz0計算此紙帶的加速度大小a=_____m/s2，打計數點“4”時紙帶的速度大小v=_____m/s。（保留兩位有效數字）參考答案：打點計時器使用的是交流電源；調整定滑輪的高度，目的是使細線與長木板平行，減小實驗誤差；設細繩上的拉力為F，則，解得。利用逐差法求加速度，利用中間時刻的瞬時速度等于對應時間的平均速度求解。12.質量為m=1kg的小球由高h1=0.45m處自由下落，落到水平地面后，反跳的最大高度為h2=0.2m，從小球下落到反跳到最高點經歷的時間為Δt=0.6s，取g=10m/s2。求：小球撞擊地面過程中，球對地面的平均壓力的大小為

N。參考答案：

答案：6013.如圖所示為氫原子的能級圖。用光子能量為13.06eV的光照射一群處于基態(tài)的氫原子，可能觀測到氫原子發(fā)射的不同波長的光有

種，其中最短波長為m（已知普朗克常量h=6.63×10－34J·s）。參考答案：10

9.5×10-8三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.熱敏陶瓷是一類電阻率隨溫度發(fā)生明顯變化的新型材料，可用于測溫。某同學利用實驗室提供的一種電阻阻值隨溫度呈線性變化（關系式為：Rt=kt+b，其中k＞0，b＜0，t為攝氏溫度）的熱敏電阻，把一靈敏電流計改裝為溫度計。除熱敏電阻和靈敏電流計外，還用到如下器材：1．直流電源（電動勢為E，內阻不計）；2．滑動變阻器；3．單刀雙擲開關；4．標準溫度計；5．導線及其他輔助材料。該同學設計電路如下圖所示，按如下步驟進行操作。（1）按電路圖連接好器材（2）將滑動變阻器滑片P滑到_____（填“a”或“b”）端，單刀雙擲開關S擲于_____（填“c”或“d”）端，調節(jié)滑片P使電流計滿偏，并在以后的操作中保持滑片P位置不動，設此時電路總電阻為R，斷開電路。（3）容器中倒入適量開水，觀察標準溫度計，每當標準溫度計示數下降5℃，就將開關S置于d端，并記錄此時的溫度t和對應的電流計的示數I，然后斷開開關。請根據溫度計的設計原理和電路圖，寫出電流與溫度的關系式（用題目中給定的符號）I=_____。（4）根據對應溫度記錄的電流計示數，重新刻制電流計的表盤，改裝成溫度計。根據改裝原理，此溫度計表盤刻度線的特點是：低溫刻度在_____（填“左”或“右”）側，刻度線分布是否均勻？_____（填“是”或“否”）。參考答案：

(1).(2)a

(2).c

(3).(3)

(4).(4)右

(5).否【詳解】解：(2)根據實驗的原理可知，需要先選取合適的滑動變阻器的電阻值，結合滑動變阻器的使用的注意事項可知，開始時需要將滑動變阻器滑片P滑到a端，乙保證電流表的使用安全；然后將單刀雙擲開關S擲于c端，調節(jié)滑片P使電流表滿偏，設此時電路總電阻為R，斷開電路；(3)當溫度為時，熱敏電阻的阻值與攝氏溫度的關系為：，根據閉合電路的歐姆定律可得：(4)由上式可知，溫度越高，電流表中的電流值越小，所以低溫刻度在表盤的右側；由于電流與溫度的關系不是線性函數，所以表盤的刻度是不均勻的。15.根據資料，小燈泡的電阻和溫度之間滿足關系為T=aR0.83，其中T為熱力學溫度，單位是K；R為電阻，單位是Ω；a為常系數。為了測量系數a，某探究小組想先通過測出小燈泡的功率與電阻的關系來測室溫下小燈泡的電阻。為此，設計了如題6(2)圖1所示的電路。請回答下列問題：①滑動變阻器有兩個：A的全電阻約500Ω，B的全電阻約5Ω，該實驗應該選的滑動變阻器是_______(填代號)②兩塊電壓表可視為理想表，定值電阻R0阻值已知。若電壓表V1讀數為U1，電壓表V2讀數為U2，則小燈泡的電阻為RL=_______，小燈泡的功率為P=_______。③探究小組一共測出了八組數據，其中由第五組數據可算得R=11.05Ω、P=0.398mW，請你在R-P圖中描出該組數據對應的點(其余點已經描出，見題6(2)圖2所示)，并作出R-P圖。由圖可得到室溫下小燈泡的電阻RL=______Ω。(結果保留四位有效數字)④已知室溫為17.9℃，借助圖題6(2)圖3給出的f(x)=x0.83的函數圖像，可計算出小燈泡的電阻溫度關系系數a=______________(結果保留三位有效數字)。參考答案：①B(2分)；

②U1R0/U2，U1U2/R0；(各2分，共4分)

③圖略，阻值為10.45Ω±0.05Ω；(描點、連線、讀電阻值各1分，共3分)④a=41.48±3.00四、計算題：本題共3小題，共計47分16.某天，小李在上班途中沿人行道向一公交車站走去，發(fā)現一輛公交車正從身旁的平直公路駛過，此時小李的速度是1m/s，公交車的速度是15m/s，他們距車站的距離為50m．假設公交車在行駛到距車站25m處開始剎車，剛好到車站停下，停車10s后公交車又啟動向前開去．為了安全乘上該公交車，小李奮力向前跑去，他起跑可看做勻加速直線運動，其加速度大小為2．5m/s2，最大速度是6m/s。求：

（1）若公交車剎車過程視為勻減速運動，公交車剎車過程的加速度大小是多少？

（2）分析小李能否在該公交車停在車站時追上公交車。參考答案：17.某介質中形成一列簡諧波，t=0時刻的波形如圖中實線所示（1）若波向右傳播．零時刻剛好傳到B點，且再經過0.6s，P點也開始起振，求：①該列波的周期T；②從t=0時刻起到P點第一次達到波谷的過程中，O點對平衡位置的位移y0及其所經過的路程s0各為多少？（2）若此列波的傳播速度大小為20m/s，且波形由實線變?yōu)樘摼€需要經歷0.525s時間，則該列波的傳播方向如何？（要寫出具體判斷過程）參考答案：【考點】：橫波的圖象；波長、頻率和波速的關系．【專題】：振動圖像與波動圖像專題．【分析】：（1）波向右勻速傳播，根據傳播距離x=6m，時間t=0.6s，求出波速；由圖讀出波長，根據求出周期；當圖示時刻x=0.5m處的振動傳到P點時，P點第一次達到波谷．根據波形的平移求出從t=0時刻起到P點第一次達到波谷時所經歷的時間，分析O點對平衡位置的位移y0及其所經過的路程s0．（2）先求解波形平移的距離，看其與波長的關系，再判斷波形平移的方向．：解：（1）由圖象可知：λ=2m，A=2cm當波向右傳播時，點B的起振方向向下，包括P點在內的各質點的起振方向均向下．波速

==10m/s

由得：T=0.2s由t=0至P點第一次到達波峰止，經歷的時間：=0.75s=（3+），而t=0時O點的振動方向向上，故經△t2時間，O點振動到波谷，即y0=2cmS0=（3+1/4）×4A=0.26m（2）當波速v=20m/s時，經歷0.525s時間，波沿x軸方向傳播的距離x=vt=10.5m=（5+）λ，故波沿x軸負向傳播；答：（1）①該列波的周期T為0.2s；②從t=0時刻起到P點第一次達到波谷的過程中，O點對平衡位置的位移為2cm，其所經過的路程s0為為0.26cm；（2）若此列波的傳播速度大小為20m/s，且波形由實線變?yōu)樘摼€需要經歷0.525s時間，則該列波沿x軸負向傳播．【點評】：本題考查通過兩個時刻的波形來研究波傳播的距離、波速、周期的問題，屬于中檔題．18.如圖所示，參加某電視臺娛樂節(jié)目的選手從較高的平臺上以水平速度躍出后，落在水平傳送帶上。已知平臺與傳送帶的高度差H＝1.8m，