2021-2022学年河南省开封市山魏中学高三物理上学期期末试题

2021-2022学年河南省开封市山魏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.【物理——选修3—4】(15分)(1)(5分)如图所示，两束单色光a、b从水下面射向A点，光线经折射后合成一束光c，则下列说法正确的是()(填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分)A．用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距B．用a、b光分别做单缝衍射实验时它们的衍射条纹宽度都是均匀的C．在水中a光的速度比b光的速度小D．在水中a光的临界角大于b光的临界角E．若a光与b光以相同入射角从水射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消失的是a光F．a比b更容易发生衍射现象(2)(10分)取一根柔软的弹性绳，将绳的右端固定在竖直墙壁上，绳的左端自由，使绳处于水平伸直状态．从绳的端点开始用彩笔每隔0.50m标记一个点，依次记为A、B、C、D……如图所示．现用振动装置拉着绳子的端点A沿竖直方向做简谐运动，若A点起振方向向上，经0.1s第一次达正向最大位移，此时C点恰好开始起振，则①绳子形成的波是横波还是纵波？简要说明判断依据，并求波速为多大；②从A开始振动，经多长时间J点第一次向下达到最大位移？③画出当J点第一次向下达到最大位移时的波形图象．参考答案：（1）（5分）ADF(2)解析：（1）横波（1分）．因为质点振动方向与波的传播方向垂直．（1分）由题意知，波的周期T=0.4s（1分），波长为λ=4m，所以波速v==10m/s.（1分）（2）（3分）从A开始振动，设经过时间t1,J点开始起振t1==s=0.45s设J点向上起振后经t2时间第一次到负向最大位移，则t2=T=0.3s，所以，所求时间t=t1＋t2=0.75s.（3）波形图象如图所示．（3分）16.如图，在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为d（d＞L）的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下。导线框以某一初速度向右运动，t=0是导线框的的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域。下列v-t图像中，可能正确描述上述过程的是参考答案：D3.下列说法中正确的是()．A．做曲线运动的质点速度一定改变，加速度可能不变B．质点做平抛运动，速度增量与所用时间成正比，方向竖直向下C．质点做匀速圆周运动，它的合外力总是垂直于速度D．质点做圆周运动，合外力等于它做圆周运动所需要的向心力参考答案：ABC物体做曲线运动，速度方向时刻变化，加速度可能不变，如平抛运动，故A正确；平抛运动的加速度等于g，故B正确；质点做匀速圆周运动时，合外力充当向心力，故合外力方向始终与速度方向垂直，C正确；质点做非匀速圆周运动时，D说法不正确。4.如图所示，P是位于水平粗糙桌面上的物块，用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳将P与小盘相连，小盘内有砝码，小盘与砝码的总质量为m，在P向右加速运动的过程中，桌面以上的绳子始终是水平的，关于物体P受到的拉力和摩擦力的以下描述中正确的是A．P受到的拉力的施力物体就是m，大小等于mgB．P受到的拉力的施力物体不是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参考答案：C5.（单选）如图所示，在倾角为θ的斜面上，轻质弹簧一端与斜面底端固定，另一端与质量为M的平板A连接，一个质量为m的物体B靠在平板的右侧，A、B与斜面的动摩擦因数均为μ．开始时用手按住物体B使弹簧处于压缩状态，现放手，使A和B一起沿斜面向上运动距离L时，A和B达到最大速度v．则以下说法正确的是（）A．A和B达到最大速度v时，弹簧是自然长度B．若运动过程中A和B能够分离，则A和B恰好分离时，二者加速度大小均为g（sinθ+μcosθ）C．从释放到A和B达到最大速度v的过程中．弹簧对A所做的功等于mv2+MgLsinθ+μMgLcosθD．从释放到A和B达到最大速度v的过程中，B受到的合力对它做的功大于mv2参考答案：解：A：对物体B和平板A整体分析可知，A和B达到最大速度时应满足kx=（m+M）gsinθ+μ（m+M）gcosθ，说明弹簧仍处于压缩状态，所以A错误；B：根据题意可知，A和B恰好分离时，弹簧正好恢复原长，对A和B整体由牛顿第二定律得：（m+M）gsinθ+μ（m+M）gcosθ=（m+M）a，解得：a=gsinθ+μgcosθ=g（sinθ+μcosθ），所以B正确；C：对A从释放到速度达到最大的过程由动能定理可得：W弹﹣Mg（xm﹣x）sinθ﹣μMg（xm﹣x）cosθ﹣FN（xm﹣x）=Mv2，其中xm是弹簧压缩的最大长度，x是速度最大时弹簧压缩的长度，FN是B对A的压力大小，比较可知C错误；D：对B从释放到A和B达到最大速度的过程由动能定理可得：W总=﹣0，即B受到的合力对它做的功等于，所以D错误；故选：B．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一个电流表的满偏电流值Ig=0.6mA，内阻Rg=50Ω，面板如图所示，如果要把这个电流表改装成量程为3V的电压表，那么应该在Rg上串联一个电阻Rs，Rs的大小应是______Ω；如果将这个量程为0.6mA的电流表与=10Ω的电阻并联后改装成一个量程大一些的电流表，用来测某一电流，指针指到图中所示位置，则该电流值

Ma参考答案：、4950（2分）

2.047.甲、乙是两颗绕地球作匀速圆周运动的人造卫星，其线速度大小之比为，则这两颗卫星的运转半径之比为________，运转周期之比为________。参考答案：；

8.某同学为了探究杆子转动时的动能表达式，设计了下图a所示的实验：质量为m的均匀长直杆一端固定在光滑转轴O处，杆由水平位置静止释放，用光电门测出另一端A经过某位置时的瞬时速度vA，并记下该位置与转轴O的高度差h。⑴设杆的有效宽度为d（d很小），A端通过光电门的时间为t，则A端通过光电门的瞬时速度vA的表达式为

。⑵调节h的大小并记录对应的速度vA，数据如下表。为了寻找反映vA和h的函数关系，请选择适当的数据处理方法，并写出处理后数据间的函数关系________________。⑶当地重力加速度g取10m/s2，结合你找出的函数关系，不计一切摩擦，根据守恒规律得出此杆转动时动能的表达式Ek=

（请用数字、质量m、速度vA表示。）组次123456h/m0.050.100.150.200.250.30vA(m/s)1.231.732.122.462.743.00

参考答案：⑴

⑵vA2=30h

⑶9.一个氡核衰变成钋核并放出一个粒子。该核反应的方程是▲

氡衰变半衰期为3.8天，则1000g氡经过7.6天衰变，剩余氡的质量为

▲

g；参考答案：①

（2分）

②25010.（3分）一个质量为m的皮球，从距地面高为h处自由落下，反弹回去的高度为原来的3/4，若此时立即用力向下拍球，使球再次反弹回到h高度。设空气阻力大小不变，且不计皮球与地面碰撞时的机械能损失，则拍球时需对球做的功为

。参考答案：mgH/211.用测电笔接触市电相线，即使赤脚站在地上也不会触电，原因是

；另一方面，即使穿绝缘性能良好的电工鞋操作，测电笔仍会发亮，原因是

。参考答案：测电笔内阻很大，通过与之串联的人体上的电流（或加在人体上的电压）在安全范围内；（2分）市电为交流电，而电工鞋相当于一电容器，串联在电路中仍允许交流电通过．（3分）12.如图为频率f=1Hz的波源产生的横波，图中虚线左侧为A介质，右侧为B介质。其中x=14m处的质点振动方向向上。则该波在A、B两种介质中传播的速度之比vA：vB=

。若图示时刻为0时刻，则经0．75s处于x=6m的质点位移为

cm。

参考答案：

2∶3（2分）

5（13.（8分）一辆摩托车能达到的最大速度为30m/s，要想在3min内由静止起沿一条平直公路追上在前面1000m处以20m/s的速度匀速行驶的汽车，则摩托车至少以多大的加速度起动?甲同学的解法是：设摩托车恰好在3min时追上汽车，则at2=vt+s0，代入数据得：a=0.28m/s。乙同学的解法是：设摩托车追上汽车时，摩托车的速度恰好是30m/s，则=2as=2a（vt+s0），代入数据得：a=0.1m/s2。你认为甲、乙的解法正确吗?若错误请说明其理由，并写出正确的解题过程。参考答案：解析：

三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（简答）如图13所示,滑块A套在光滑的坚直杆上,滑块A通过细绳绕过光滑滑轮连接物块B,B又与一轻质弹贊连接在一起，轻质弹簧另一端固定在地面上,’开始用手托住物块.使绳子刚好伸直处于水平位位置但无张力。现将A由静止释放.当A下滑到C点时(C点图中未标出)A的速度刚好为零，此时B还没有到达滑轮位置，已知弹簧的劲度系数k=100N/m,滑轮质量和大小及摩擦可忽略不计，滑轮与杆的水平距离L=0.3m,AC距离为0.4m，mB=lkg,重力加速度g=10m/s2。试求：(1)滑'块A的质量mA(2)若滑块A质量增加一倍,其他条件不变，仍让滑块A从静止滑到C点,则滑块A到达C点时A、B的速度大小分别是多少？参考答案：（1）

（2）

（3），功能关系．解析：（1）开始绳子无张力，对B分析有kx1=mBg，解得：弹簧的压缩量x1=0.1m（1分）当物块A滑到C点时，根据勾股定理绳伸出滑轮的长度为0.5m，则B上升了0.2m,所以弹簧又伸长了0.1m。（1分）由A、B及弹簧组成的系统机械能守恒，又弹簧伸长量与压缩量相等则弹性势能变化量为零所以mAgh1=mBgh2（2分）其中h1=0.4m，h2=0.2m所以mA=0.5kg（1分）（2）滑块A质量增加一倍，则mA=1kg，令滑块到达C点时A、B的速度分别为v1和v2

由A、B及弹簧组成的系统机械能守恒得（2分）又有几何关系可得AB的速度关系有vAcosθ=vB（1分）其中θ为绳与杆的夹角且cosθ=0.8解得：（1分）（1分）（1）首先由物体静止条件求出弹簧压缩的长度，再根据几何知识求出物体B上升的距离，从而可求出弹簧伸长的长度，然后再根据能量守恒定律即可求解物体A的质量；题（2）的关键是根据速度合成与分解规律求出物体B与A的速度关系，然后再根据能量守恒定律列式求解即可．15.（4分）图为一简谐波在t=0时，对的波形图，介质中的质点P做简谐运动的表达式为y=4sin5xl，求该波的速度，并指出t=0.3s时的波形图(至少画出一个波长)

参考答案：解析：由简谐运动的表达式可知，t=0时刻指点P向上运动，故波沿x轴正方向传播。由波形图读出波长，；由波速公式，联立以上两式代入数据可得。t=0.3s时的波形图如图所示。

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.有三根长度皆为l=1.00m的不可伸长的绝缘轻线，其中两根的一端固定在天花板上的O点，另一端分别拴有质量皆为m=1.00×10－2kg的带电小球A和B，它们的电量分别为－q和+q，q=1.00×10－7C。A、B之间用第三根线连接起来。空间中存在大小为E=1.00×106N/C的匀强电场，场强方向沿水平向右，平衡时A、B球的位置如图所示。现将O、B之间的线烧断，由于有空气阻力，A、B球最后会达到新的平衡位置再次静止。（不计两带电小球间相互作用的静电力,g=10m/s2,结果保留三位有效数字）（1）细线烧断前AB间细线的拉力（2）从烧断细线到重新平衡过程中两球克服阻力做功之和参考答案：（1）对A球Ｔ0Aｃｏｓ60°＋ＴAB＝ｑＥ

Ｔ0Aｓｉｎ60°＝ｍｇ解得：ＴAB＝（1-)mg＝0.0423（N）(2)图2中虚线表示A、B球原来的平衡位置，实线表示烧断后重新达到平衡的位置，其中α、β分别表示细线OA、AB与竖直方向的夹角。

A球受力如图2所示：重力mg，竖直向下；电场力qE，水平向左；细线OA对A的拉力Ｔ１，方向如图3；细线AB对A的拉力Ｔ２，方向如图3。由平衡条件

Ｔ１ｓｉｎα＋Ｔ２ｓｉｎβ＝ｑＥ

Ｔ１ｃｏｓα＝ｍｇ＋Ｔ２ｃｏｓβB球受力如图4所示：重力mg，竖直向下；电场力qE，水平向右；细线AB对B的拉力Ｔ２，方向如图。由平衡条件

Ｔ２ｓｉｎβ＝ｑＥＴ２ｃｏｓβ＝ｍｇ

联立以上各式并代入数据，得：α＝0

β＝45°由此可知，A、B球重新达到平衡的位置如图5所示。与原来位置相比，A球的重力势能减少了ＥＡ＝ｍｇｌ（1－ｓｉｎ60°）

B球的重力势能减少了ＥＢ＝ｍｇｌ（1－ｓｉｎ60°＋ｃｏｓ45°）

A球的电势能增加了ＷＡ＝ｑＥｌｃｏｓ60°

B球的电势能减少了ＷＢ＝ｑＥｌ（ｓｉｎ45°－ｃｏｓ30°）

根据能量守恒，两种势能总和减少量等于两球克服阻力做功之和

Ｗ＝ＷＢ－ＷＡ＋ＥＡ＋ＥＢ