河北省唐山市灤縣雷莊鎮(zhèn)雷莊中學(xué)2021年高三物理期末試卷含解析

河北省唐山市灤縣雷莊鎮(zhèn)雷莊中學(xué)2021年高三物理期末試卷含解析一、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.（單選）如圖，在光滑水平面上有一質(zhì)量為m1的足夠長(zhǎng)的木板，其上疊放一質(zhì)量為m2的木塊。假定木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力相等?，F(xiàn)給木塊施加一隨時(shí)間t增大的水平力F=kt（k是常數(shù)），木板和木塊加速度的大小分別為a1和a2，下列反映a1和a2變化的圖線中正確的是參考答案：A當(dāng)F比較小時(shí)，兩個(gè)物體相對(duì)靜止，加速度相同，根據(jù)牛頓第二定律得：，a∝t；當(dāng)F比較大時(shí)，m2相對(duì)于m1運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律得：對(duì)m1：，μ、m1、m2都一定，則a1一定；對(duì)m2：，a2是t的線性函數(shù)，t增大，a2增大；由于F隨時(shí)間增大，木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力相等，所以a2大于兩物體相對(duì)靜止時(shí)的最大加速度。故選A。2.為了體現(xiàn)高考的公平公正，很多地方高考時(shí)在考場(chǎng)上使用手機(jī)信號(hào)屏蔽器，該屏蔽器在工作過程中以一定的速度由前向信道的低端頻率向高端掃描。該掃描速度可以在手機(jī)接收?qǐng)?bào)文信號(hào)中形成亂碼干擾，手機(jī)不能檢測(cè)出從基站發(fā)出的正常數(shù)據(jù)，使手機(jī)不能與基站建立聯(lián)接，達(dá)到屏蔽手機(jī)信號(hào)的目的，手機(jī)表現(xiàn)為搜索網(wǎng)絡(luò)、無信號(hào)、無服務(wù)系統(tǒng)等現(xiàn)象。由以上知識(shí)可知A．手機(jī)信號(hào)屏蔽器是利用靜電屏蔽的原理來工作的B．電磁波必須在介質(zhì)中才能傳播C．手機(jī)信號(hào)屏蔽器工作時(shí)基站發(fā)出的電磁波不能傳播到考場(chǎng)內(nèi)D．手機(jī)信號(hào)屏蔽器是通過發(fā)射電磁波干擾手機(jī)工作來達(dá)到目的參考答案：D解析：靜電屏蔽是利用電場(chǎng)來工作的，而手機(jī)信號(hào)屏蔽器是利用電磁場(chǎng)來要作的，故A錯(cuò)；電磁波可以在真空中傳播，B錯(cuò)；由題意知手機(jī)信號(hào)屏蔽器工作過程中以一定的速度由前向信道的低端頻率向高端掃描，形成電磁波干擾由基站發(fā)出的電磁波信號(hào)，使手機(jī)不能正常工作，故C錯(cuò)而D正確。3.（單選）如圖所示，物體A靜止在固定斜面上，一平行斜面向上的力F作用于物體A上．在力F變大的過程中，A始終保持靜止，則以下說法中正確的是（）A．物體A受到的合力一定變大B．物體A受到的支持力一定不變C．物體A受到的摩擦力一定變大D．物體A受到的摩擦力一定變小參考答案：考點(diǎn)：共點(diǎn)力平衡的條件及其應(yīng)用；力的合成與分解的運(yùn)用．.專題：共點(diǎn)力作用下物體平衡專題．分析：對(duì)A受力分析，由共點(diǎn)力的平衡及靜摩擦力的特點(diǎn)可得出各力的變化情況．解答：解：A、A物體受重力、支持力、摩擦力及拉力的作用而處于靜止?fàn)顟B(tài)，故合力為零，所以A錯(cuò)誤；B、將重力分解到沿斜面和垂直于斜面的方向；在垂直于斜面方向，重力的分力、支持力平衡，F(xiàn)N=mgcosθ，所以支持力不變，所以B正確；C、若F＞mgsinθ，摩擦力沿斜面向下，受力分析如圖所示：由平衡得：Ff+mgsinθ=F，在力F變大的過程中，故根據(jù)平衡條件，靜摩擦力逐漸增加；若F≤mgsinθ，摩擦力向上，由平衡得：mgsinθ=F+Ff故根據(jù)平衡條件，靜摩擦力應(yīng)先減小，后反方向增大，所以CD錯(cuò)誤；故選：B．點(diǎn)評(píng)：本題考查共點(diǎn)力的平衡條件的應(yīng)用，因拉力及摩擦力的關(guān)系不明確，故摩擦力存在多種可能性，應(yīng)全面分析．4.(單選)將一物塊分成相等的A、B兩部分靠在一起，下端放置在地面上，上端用繩子拴在天花板，繩子處于豎直伸直狀態(tài)，整個(gè)裝置靜止，則：A．繩子上拉力可能為零B．地面受的壓力可能為零C．地面與物體間可能存在摩擦力D．AB之間一定存在摩擦力參考答案：A5.（多選）一輛汽車在平直的公路上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中先保持某一恒定加速度，后保持恒定的牽引功率，其牽引力和速度的圖象如圖6所示．若已知汽車的質(zhì)量m，牽引力F1和速度v1及該車所能達(dá)到的最大速度v3。則根據(jù)圖象所給的信息，能求出的物理量是A．汽車運(yùn)動(dòng)中的最大功率為F1v1 B．速度為v2時(shí)的加速度大小為F1v1/mv2 C．汽車行駛中所受的阻力為F1v1/v3 D．恒定加速時(shí)，加速度為F1/m參考答案：AC由F-v圖象可知，汽車運(yùn)動(dòng)中的最大功率為F1v1，選項(xiàng)A正確；由F2v2=F1v1可知，速度為v2時(shí)汽車的牽引力F2=F1v1/v2，加速度的加速度大小為a=(F2–f)/m，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)汽車達(dá)到最大速度v3時(shí)牽引力等于阻力f，由fv3=F1v1可得汽車行駛中所受的阻力為f=F1v1/v3，選項(xiàng)C正確；恒定加速時(shí)，加速度為a=(F–f)/m，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。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，“神舟”飛船升空后，進(jìn)入近地點(diǎn)為B，遠(yuǎn)地點(diǎn)為A的橢圓軌道I上飛行。飛行數(shù)圈后變軌．在過遠(yuǎn)地點(diǎn)A的圓軌道Ⅱ上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。飛船由橢圓軌道運(yùn)行變軌到圓形軌道運(yùn)行后周期

（變短、不變或變長(zhǎng)），機(jī)械能

（增加、減少或不變）。參考答案：變長(zhǎng)

增加7.質(zhì)量為1kg，初速度為v=10m/s的物體，受到一個(gè)與初速度v方向相反，大小為3N的外力F的作用力，沿粗糙的水平面滑動(dòng)，物體與地面間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，經(jīng)3s后撤去外力，則物體滑行的總位移為

m。（取g=10）參考答案：8.（8分）如圖所示，用多用電表研究光敏電阻的阻值與光照強(qiáng)弱的關(guān)系。①應(yīng)將多用電表的選擇開關(guān)置于

檔；②將紅表筆插入

接線孔（填“+”或“-”）；③將一光敏電阻接在多用電表兩表筆上，用光照射光敏電阻時(shí)表針的偏角為θ，現(xiàn)用手掌擋住部分光線，表針的偏角變?yōu)棣取?，則可判斷θ

θ′(填“＜”,“＝”或“＞”)；④測(cè)試后應(yīng)將選擇開關(guān)置于

檔。參考答案：

答案：①歐姆；②“＋”；③

>；④OFF或交流電壓最高

(每空2分)。9.一礦井深125m，在井口每隔一相同的時(shí)間落下一個(gè)小球，當(dāng)?shù)?1個(gè)小球剛從井口開始下落時(shí)，第1個(gè)小球恰好到達(dá)井底，則：（1）相鄰兩個(gè)小球下落的時(shí)間間隔時(shí)

s；（2）這時(shí)第3個(gè)球與第5個(gè)小球相距

m。（g?。﹨⒖即鸢福?0.一個(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7.6天衰變，剩余氡的質(zhì)量為

g；參考答案：①

②250根據(jù)衰變過程中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，由于生成物質(zhì)量數(shù)減小4，電荷數(shù)減小2，所以放出的粒子是α粒子．該核反應(yīng)的方程是：氡核的半衰期為3.8天，根據(jù)半衰期的定義得：，其中m為剩余氡核的質(zhì)量，m0為衰變前氡核的質(zhì)量，T為半衰期，t為經(jīng)歷的時(shí)間。由于T=3.8天，t=7.6天，解得：11.如圖所示，處在水里的平面鏡開始處于水平位置，它可以繞過O點(diǎn)的水平轉(zhuǎn)軸以的角速度在豎直平面內(nèi)逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，一細(xì)束光線沿水平方向射向鏡面。設(shè)水的折射率n=1.414，則平面從開始轉(zhuǎn)動(dòng)到有光線從水中射向空氣中所用的最短時(shí)間為

s。

參考答案：

答案：0.2512.已知O、A、B、C為同一直線上的四點(diǎn)，A、B間的距離為1m，B、C間的距離為2m，一物體自O(shè)點(diǎn)由靜止出發(fā)，沿此直線做勻加速運(yùn)動(dòng)，依次經(jīng)過A、B、C三點(diǎn)，已知物體通過AB段與BC段所用的時(shí)間相等，則物體通過A點(diǎn)和B點(diǎn)時(shí)的速度大小之比為__________，O、A間的距離為___________m。參考答案：1∶3，

1/8解析：設(shè)物體通過AB段與BC段所用的相等時(shí)間為T，O、A之間的距離為x，A、B間的距離x1=1m，B、C間的距離為x2=2m，則有x2-x1=aT2；由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律，vB2-vA2=2ax1，vB=vA+aT，vA2=2ax，聯(lián)立解得vA∶vB=1∶3，x=1/8m.13.氫原子的能級(jí)圖如圖所示，一群氫原子處于量子數(shù)n＝4能量狀態(tài)，則氫原子最多輻射

種頻率的光子。輻射光子的最大能量為

。參考答案：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）質(zhì)量,M=3kg的長(zhǎng)木板放在光滑的水平面t..在水平悄力F=11N作用下由靜止開始向右運(yùn)動(dòng).如圖11所示,當(dāng)速度達(dá)到1m/s2將質(zhì)量m=4kg的物塊輕輕放到本板的右端.已知物塊與木板間摩擦因數(shù)μ=0.2,物塊可視為質(zhì)點(diǎn).(g=10m/s2,).求：(1)物塊剛放置木板上時(shí),物塊和木板加速度分別為多大？(2)木板至少多長(zhǎng)物塊才能與木板最終保持相對(duì)靜止？(3)物塊與木板相對(duì)靜止后物塊受到摩擦力大??？參考答案：(1)1(2)0.5m（3）6.29N牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用；勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系．解析：(1)放上物塊后，物體加速度

板的加速度

(2)當(dāng)兩物體達(dá)速度相等后保持相對(duì)靜止，故

∴t=1秒

1秒內(nèi)木板位移物塊位移，所以板長(zhǎng)L=x1-x2=0.5m（3）相對(duì)靜止后，對(duì)整體

，對(duì)物塊f=ma∴f=44/7=6.29N（1）由牛頓第二定律可以求出加速度．

（2）由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式與位移公式可以求出位移．

（3）由牛頓第二定律可以求出摩擦力．15.（選修3-5）（6分）a、b兩個(gè)小球在一直線上發(fā)生碰撞，它們?cè)谂鲎睬昂蟮膕～t圖象如圖所示，若a球的質(zhì)量ma=1kg，則b球的質(zhì)量mb等于多少?參考答案：解析：由圖知=4m/s、=—1m/s、=2m/s

（2分）

根據(jù)動(dòng)量守恒定律有：ma=ma

+

mb

（2分）

∴mb=2.5kg （2分）四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.（18分）如圖，豎直放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距L，在M點(diǎn)和P點(diǎn)間接一個(gè)阻值為R的電阻，在兩導(dǎo)軌間OO1O1′O′矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面向里、寬為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．一質(zhì)量為m，電阻為r的導(dǎo)體棒ab垂直擱在導(dǎo)軌上，與磁場(chǎng)上邊邊界相距d0．現(xiàn)使ab棒由靜止開始釋放，棒ab在離開磁場(chǎng)前已經(jīng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)（棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好的電接觸且下落過程中始終保持水平，導(dǎo)軌電阻不計(jì)）．求：

（1）棒ab在離開磁場(chǎng)下邊界時(shí)的速度；

（2）棒ab在通過磁場(chǎng)區(qū)的過程中產(chǎn)生的焦耳熱；

（3）試分析討論ab棒進(jìn)入磁場(chǎng)后可能出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)情況．參考答案：解析：（1）設(shè)ab棒離開磁場(chǎng)邊界前做勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為

E=BLv………………（2分）

電路中電流I=………………（1分）

對(duì)ab棒，由平衡條件得mg－BIL=0………………（2分）

解得v=…………………（1分）

(2)由能量守恒定律：mg(d0+d)=E電+mv2………（2分）

解得：

………（2分）

…………………（2分）

（3）設(shè)棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v0，由mgd0=mv02，得v0=

（2分）

棒在磁場(chǎng)中勻速時(shí)速度為v=，（1分）則：

①當(dāng)v0=v，即d0=時(shí)，棒進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)

（1分）

②當(dāng)v0<v，即d0<時(shí)，棒進(jìn)入磁場(chǎng)后做先加速后勻速直線運(yùn)動(dòng)（1分）

③當(dāng)v0＞v，即d0＞時(shí)，棒進(jìn)入磁場(chǎng)后做先減速后勻速直線運(yùn)動(dòng)（1分）17.如圖，兩根相距d＝1m的平行金屬導(dǎo)軌OC、O′C′，水平放置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向水平向左，磁感應(yīng)強(qiáng)度B1＝5/6T。導(dǎo)軌右端O、O′連接著與水平面成30°的光滑平行導(dǎo)軌OD、O′D′，OC與OD、O′C′與O′D′分別位于同一豎直平面內(nèi)，OO′垂直于OC、O′C′。傾斜導(dǎo)軌間存在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度B2＝1T。兩根與傾斜導(dǎo)軌垂直的金屬桿M、N被固定在導(dǎo)軌上，M、N的質(zhì)量均為m＝1kg，電阻均為R＝0.5Ω，桿與水平導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為m＝0.4。現(xiàn)將M桿從距OO′邊界x＝10m處?kù)o止釋放，已知M桿到達(dá)OO′邊界前已開始做勻速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)M桿一到達(dá)OO′邊界時(shí)，使N桿在一平行導(dǎo)軌向下的外力F作用下，開始做加速度為a＝6m/s2的勻加速運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)軌電阻不計(jì)，g取10m/s2。（1）求M桿下滑過程中，M桿產(chǎn)生的焦耳熱Q；（2）求N桿下滑過程中，外力F與時(shí)間t的函數(shù)關(guān)系；（3）已知M桿停止時(shí)，N桿仍在斜面上，求N桿運(yùn)動(dòng)的位移s；（4）已知M桿進(jìn)入水平軌道直到停止的過程中，外力F對(duì)N桿所做的功為15J，求這一過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的總熱量Q總。參考答案：（1）M桿在斜軌道滑行過程中開始做勻速運(yùn)動(dòng)（1分），解得（1分）（1分），解得Q＝37.5JM桿產(chǎn)生的焦耳熱QM＝＝18.75J（1分）（2）N桿下滑時(shí)做勻加速運(yùn)動(dòng)（2分），解得（1分）（3）N桿在斜軌道滑行中，M桿在水平面上作減速運(yùn)動(dòng)（1分）代入得（1分）M桿作加速度逐漸增大的減速運(yùn)動(dòng)作出M桿加速度與時(shí)間的圖像，如圖，可知圖中圍成的面積是M桿速度的變化量，當(dāng)M桿停止時(shí)，速度的改變量大小為5m/s。設(shè)M桿經(jīng)過時(shí)間t恰好停止運(yùn)動(dòng)