2021-2022学年辽宁省鞍山市第二十一中学高三物理上学期期末试题含解析

1、2021-2022学年辽宁省鞍山市第二十一中学高三物理上学期期末试题含解析一、 选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分每小题只有一个选项符合题意1. 图为同一轨道平面上的几个人造地球卫星 A、B、C，某一时刻恰好在同一直线上，则A向心加速度 a A aB B根据 v =gr ，可知 v A vB FB FCD运动一周后，A 先回到原点参考答案：AD2. 如图所示，用一与水平方向成的力F拉一质量为m的物体，使它沿水平方向匀速移动距离s，若物体和地面间的动摩擦因数为，则此力F对物体做的功，下列表达式中正确的有AFscosBmgsCmgs(cos-sin)Dmgscos/(cos+sin)参考

2、答案：AD由功的定义式可得，F的功为 W=Fscos，A正确；对物体受力分析知，竖直方向受力平衡 mg=Fsin+FN ，摩擦力的大小 f=FN=(mg-Fsin），由于物体匀速运动，由动能定理得，Fscos-fs=0，联立以上各式解得F=mg /(cos+sin),将结果代入W=Fscos可知选项D正确。3. “嫦娥一号”卫星已于2009年3月1日16时13分，在北京航天飞控中心科技人员的精确控制下成功撞击月球，为中国探月一期工程画上圆满的句号。作为“嫦娥一号”的姐妹星“嫦娥二号”卫星也于2010年10月1日18点59分57秒发射升空，从而拉开中国探月二期工程的序幕。据报道，“嫦娥一号”和“

3、嫦娥二号”绕月飞行的圆形轨道距月球表面分别约为200km和l00km，运动速率分别为和，那么和的比值为（月球半径取1700km）（ ） A B C D参考答案：B4. （多选题）1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。若一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列说法中正确( )A该束带电粒子带正电B速度选择器的P1极板带负电C在B2磁场中运动半径越大的粒子，质量越大D在B2磁场中运动半径越大的粒子，比荷越小参考答案：AD试题分析：带电粒子在磁场中向下偏转，磁场的方向垂直纸面向外，根据左手定则知，该粒子带正电故A正确在平行金属板间，根据左手定则

4、知，带电粒子所受的洛伦兹力方向竖直向上，则电场力的方向竖直向下，知电场强度的方向竖直向下，所以速度选择器的P1极板带正电故B错误进入B2磁场中的粒子速度v是一定的，由牛顿第二定律得：，解得：，由可知，r越大，比荷越小越小，粒子的质量m不一定大，故C错误，D正确故选AD.【名师点睛】此题考查粒子速度选择器问题；解决本题的关键会根据左手定则判断洛伦兹力的方向，以及知道在速度选择器中，电荷所受的电场力和洛伦兹力平衡。5. （多选）图甲是一台小型发电机的构造示意图，线圈逆时针转动，产生 的电动势e随时间t变化的正弦规律图像如图乙所示。发电 机线圈的内电阻不计，外接灯泡的电阻为12。则A在t=001 s

5、时刻，穿过线圈的磁通量为零B电压表的示数为VC灯泡消耗的电功率为3WD若其它条件不变，仅将线圈的转速提高一倍，则线圈电动势的表达式e=12sin 100t（V）参考答案：C 解析解：A 在t=0.01s的时刻，电动势为0，则为中性面，穿过线圈磁通量最大故A错误； B 电动势的最大值为Em=6，电压表测量的为有效值，故示数为 =6V；故B错误；C、灯泡消耗的功率P= =3W；故C正确；D、周期为0.02S，则瞬时电动势的表达式为eEmsin()e6 sin100t(V)转速提高一倍后，最大值变成12 V，=2n，故角速度变为原来的2倍，表达式应为：12 sin200t；故D错误；故选：C二、 填

6、空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6. 某实验室新发现的一种放射性元素X，8天后实验人员发现它有发生衰变，则它的半衰期为_天，若对X加热，它的半衰期_（填变大、变小或不变）。参考答案：4，不变7. (4分)如图所示，质量为8kg的物体，以100J的初动能从斜面底端的A点沿斜面向上作匀减速直线运动，在上升过程中经过B点时，动能减少了80J，机械能减少了32J，已知A、B间的距离s=2m，则物体受到的滑动摩擦力大小为 N，沿斜面向上运动的总时间为 s。参考答案：答案：16，1 8. 质量为m，速度为v0的子弹，水平射入一固定的地面上质量为M的木块中，深入木块的深度为L.如果将该木块放在光滑

7、的水平面上，欲使同样质量的子弹水平射入木块的深度也为L，则其水平速度应为_。 参考答案：9. (选修模块3-4)描述简谐运动特征的公式是x。自由下落的篮球缓地面反弹后上升又落下,若不考虑空气阻力及在地面反弹时的能量损失，此运动 (填“是”或“不是”)简谐运动。参考答案：答案：Asint；不是。解析：简谐运动的特征公式为x = Asint，其中A是振幅；自由落体由反弹起来的过程中，回复力始终为重力，恒定不变，与偏离平衡位置的位移不是成正比的，不符合简谐运动的规律。 10. 法国科学家拉普拉斯曾说过：“认识一位巨人的研究方法对于科学的进步并不比发现本身有更少的用处”在物理学的重大发现中科学家们创造

8、出了许多物理学方法，如观察、实验、建立模型、物理类比和物理假说等方法。其中物理假说，是根据一定的科学事实和科学理论对研究的问题提出假说性的看法或说明，例如麦克斯韦的电磁场理论、分子动理论等假说，请你再举出两个物理假说的例子_； 。 参考答案：光的光子说、日心说、物质波、分子电流、黑洞等均可11. 一列频率为2.5Hz的简谐横波沿x轴传播，在t1=0时刻波形如图中实线所示，在t2=0.7s时刻波形如图中虚线所示。则虚线时刻横坐标为x=3m的质点的速度是_（选填“最大，零”）；在t3=0.1s时位于0 x5m区间的质点中有一部分正向y轴正方向运动，这些质点在x轴上的坐标区间是_。 参考答案：零，1

9、mx3m12. 质量为0.2kg的物体以24m/s的初速度竖直上抛，由于空气阻力，经2s到达最高点，设空气阻力大小恒定，则物体上升的最大高度是_m，它由最高点落回抛出点需_s。 参考答案：24 ； 13. 一列横波沿负x方向传播，波上有A、B、C三个质点，如图所示是某时刻的波形图，则三个质点中最先回到平衡位置是质点_（选填A、B、C字母），再过3/4周期时质点C的位移是_m。参考答案： (1). A； (2). 0【详解】波向左传播，则质点AB的振动方向均向下，而C质点将要向上振动，则A质点先回到平衡位置；再过3/4周期时质点C回到平衡位置，位移是0。三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，

10、共计22分14. (3-5模块) (5分) 有两个质量为m的均处于基态的氢原子A、B，A静止，B以速度v0与之发生碰撞己知：碰撞前后二者的速度均在一条直线上，碰撞过程中部分动能有可能被某一氢原子吸收。从而该原子由基态跃迁到激发态，然后，此原子向低能级态跃迁，并发出光子如欲碰后发出一个光子，则速度v0至少需要多大？己知氢原子的基态能量为E1 (E10)。参考答案：解析：，-(1分)，-(1分)，-(1分)-(2分)15. （8分）（1）美国科研人员正在研制一种新型镍铜长效电池，它是采用铜和放射性同位素镍63(Ni)两种金属作为长寿命电池的材料，利用镍63(Ni)发生一次衰变成铜（Cu），同时释放

11、电子给铜片，把镍63(Ni)和铜片做电池两极，镍63(Ni)的衰变方程为。（2）一静止的质量为M的镍核63(Ni)发生衰变，放出一个速度为v0，质量为m的粒子和一个反冲铜核，若镍核发生衰变时释放的能量全部转化为粒子和铜核的动能。求此衰变过程中的质量亏损（亏损的质量在与粒子质量相比可忽略不计）。参考答案：解析：（1）；（2）设衰变后铜核的速度为v，由动量守恒 由能量方程 由质能方程 解得 点评：本题考查了衰变方程、动量守恒、能量方程、质能方程等知识点。四、计算题：本题共3小题，共计47分16. 某日有雾的清晨，一艘质量为m=500t的轮船，从某码头由静止起航做直线运动，并保持发动机的输出功率等于

12、额定功率不变，经t0=10min后，达到最大行驶速度vm=20m/s，雾也恰好散开，此时船长突然发现航线正前方S=480m处，有一艘拖网渔船以v=5m/s的速度沿垂直航线方向匀速运动，且此时渔船船头恰好位于轮船的航线上，如图轮船船长立即下令采取制动措施，附加了恒定的制动力F=1.0105N，结果渔船的拖网越过轮船的航线时，轮船也恰好从该点通过，从而避免了事故的发生已知渔船连同拖网总长度L=200m（不考虑拖网渔船的宽度），假定水对船阻力的大小恒定不变，求：（1）轮船减速时的加速度a；（2）轮船的额定功率P；（3）发现渔船时，轮船离开码头的距离参考答案：（1）渔船通过的时间t=40s （1分）由

13、运动学公式， （2分）得到 =0.4m/s2 （1分）(2)轮船做减速运动时，牛顿第二定律：( F+ Ff) =ma （2分）解得Ff = 1.0 105 N （1分）最大速度行驶时，牵引力F=Ff = 1.0105N，功率P=Fvm= Ff vm=1.010520W=2.0 106 W （2分）(3) 由动能定理得 （4分） 解得S1=m=1.1104m 17. 2011年3月11日，日本大地震以及随后的海啸给日本带来了巨大的损失灾后某中学的部分学生组成了一个课题小组，对海啸的威力进行了模拟研究，他们设计了如下的模型：如图甲在水平地面上放置一个质量为m=4kg的物体，让其在随位移均匀减小的水

14、平推力作用下运动，推力F随位移x变化的图象如图乙所示，已知物体与地面之间的动摩擦因数为=0.5，g=10m/s2（1）运动过程中物体的最大加速度为多少？（2）在距出发点什么位置时物体的速度达到最大？（3）物体在水平面上运动的最大位移是多少？参考答案：考点：牛顿第二定律；功的计算专题：牛顿运动定律综合专题分析：根据牛顿第二定律，当物体的合力最大时，其加速度最大由图读出推力的最大值即可求出最大加速度分析物体的运动情况：物体先加速运动，当合力为零为后做减速运动速度最大时推力就能得到，再由图读出位移由动能定理可求出最大位移解答：解：（1）由牛顿第二定律，得Fmg=ma， 当推力F=100N时，物体所受

15、的合力最大，加速度最大 代入解得解得a=g=20m/s2 （2）由图象可得推力随位移x是变化的，当推力等于摩擦力时，加速度为0，速度最大 则F=mg=20N 由图得到F与x的函数关系式F=10025x 则得到x=3.2m （3）由图象得到推力对物体做功等于“面积”，得推力做功W=200J 根据动能定理Wmgxm=0 代入数据得xm=10m答：（1）运动过程中物体的最大加速度为20m/s2 （2）在距出发点3.2m处时物体的速度达到最大 （3）物体在水平面上运动的最大位移是10m点评：本题有两个难点：一是分析物体的运动过程，得出速度最大的条件；二是能理解图象的物理意义，“面积”等于推力做功，是这题解题的关键18. 如图所示，截面为直角三角形ABC的玻璃三棱镜置于空气中，一细光束从D点垂直于AC面入射，AD=CD=a，B=30，棱镜的折射率n=求：（1）光从棱镜第一次射入空气时的折射角；（2）光从棱镜第一次射入空气的位置与B点的距离参考答案：解：（1）光在棱镜中的光路如图所示，在AB面上的入射角 i1=60，设玻璃对空气的临界角为C，则： sinC=，C=45，由于i145，故光在AB面上发生全反射由几何关系知光在CB面上的入射角 i2=30C所以光从棱镜第一次从CB面射入空气由折射定律有：n=得光从棱镜第一次射入空气时的折射角 r2=45（2）由几何知识可知，BE