山西省长治市石圪节中学2021年高三物理期末试卷含解析

山西省长治市石圪节中学2021年高三物理期末试卷含解析一、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.（单选）一汽车运动的v-t图象如图所示，则汽车在0～2s内和2s～3s内相比A．位移大小相等

B．平均速度相等C．运动方向相反D．加速度相同参考答案：B

解析：A、速度图象与坐标轴所围的“面积”物体的位移大小，由图知，0～2s内位移较大．故A错误；B、汽车在0～2s内平均速度为，汽车在2s～3s内平均速度为．故B正确．C、图像都在t轴上方，所以运动方向没有发生变化，故C错误．C、根据速度图象的斜率等于加速度可知，在0～2s内汽车的加速度沿正方向，而在2s～3s内加速度沿负方向，所以加速度不相等．故D错误．故选B2.下列运动过程中机械能守恒的是（

）（A）跳伞运动员打开降落伞在竖直方向向下做匀速直线运动

（B）悬点固定的单摆摆球获得一初速后在竖直平面内做圆周运动

（C）摩天轮在竖直平面内匀速转动时，舱内的乘客做匀速圆周运动

（D）带电小球仅在电场力作用下做加速运动参考答案：B3.一个做匀变速直线运动的质点，初速度为0.5m/s，第9s内的位移比第5s内的位移多4m，则该质点的加速度、9s末的速度和质点在9s内通过的位移分别是(

)A．a＝1m/s2，v9＝9m/s，x9＝40.5m

B．a＝1m/s2，v9＝9m/s，x9＝45mC．a＝1m/s2，v9＝9.5m/s，x9＝45m

D．a＝0.8m/s2，v9＝7.7m/s，x9＝36.9m参考答案：：由x9-x5=4aT2解得a＝1m/s2；9s末的速度v9=v0+at=0.5m/s+1×9m/s＝9.5m/s，质点在9s内通过的位移x9＝v0t+at2=45m，选项C正确。4.如图所示，质量为m的物体在力F的作用下，贴着天花板沿水平方向向右做加速运动，若力F与水平面夹角为，物体与天花板间的动摩擦因数为，则物体的加速度为A．

B．C．

D．

参考答案：D5.美国宇航局计划2025年前载人登陆小行星，图为畅想登陆小行星的宇航员。为训练宇肮员能在失重状态下工作和生活，需要创造一种失重的环境。在地球表面附近，当飞机模拟某些在重力作用下的运动时，就可以在飞机座舱内实现短时间的完全失重状态。现要求一架飞机在速度大小为v1=500m/s时进人失重状态试验，在速度大小为V2=1000m/s时退出失重状态试验。重力加速度A.可以是飞机模拟斜抛运动B.可以是飞机模拟向下的减速运动C.如果是竖直上抛运动，可计算失重时间是150sD.如果是竖直下抛运动可计算失重时间是50s参考答案：当飞机作加速度的大小为重力加速度g，加速度的方向竖直向下的运动时，座舱内的试验者便处于完全失重状态。这种运动可以是飞机模拟无阻力下的竖直下抛运动或竖直上抛运动，也可以是斜抛运动，所以A正确，B错误；如果是竖直上抛运动，可计算时间是150秒，如果是竖直下抛运动可计算时间是50秒，因此可得C、D正确。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.小明同学设计了一个实验来探究自行车的初速度与其克服阻力作功的关系。实验的主要步骤是：①找一段平直的路面，并在路面上画一道起点线；②骑上自行车用较快速度驶过起点线，并从车把手处自由释放一团很容易辨别的橡皮泥；③车驶过起点线后就不再蹬自行车脚蹬，让车依靠惯性沿直线继续前进；④待车停下，记录自行车停下时的位置；⑥用卷尺量出起点线到橡皮泥落地点间的距离s、起点线到终点的距离L及车把手处离地高度h。若自行车在行驶中所受的阻力为f并保持恒定。（1）自行车经过起点线时的速度v=；（用己知的物理量和所测量得到的物理量表示）（2）自行车经过起点线后克服阻力做功W=；（用己知的物理量和所测量得到的物理量表示）（3）多次改变自行车经过起点时的初速度，重复上述实验步骤②~④，则每次只需测量上述物理量中的和，就能通过数据分析达到实验目的。参考答案：（1），（2）fL，（3）s

L解析：橡皮泥做平抛运动，由s=vt，h=gt2/2联立解得，v=；自行车经过起点线后克服阻力做功W=fL。多次改变自行车经过起点时的初速度，重复上述实验步骤②~④，则每次只需测量上述物理量中的s和L，就能通过数据分析达到实验目的。7.在《研究匀变速直线运动的规律》实验中，小车拖纸带运动，打点计时器在纸带上打出一系列点，处理时每隔4个点取一个记数点，测出的数据如图。则打点计时器打下C点时小车的速度vC=

m/s，小车运动的加速度a=

m/s2。参考答案：2,

2.48.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t＝0时刻的波形如图中实线所示，t＝0.2s时刻的波形如图中的虚线所示，则此列简谐横波的波速为

m/s.

参考答案：10(4n+1)

n=0、1、2、3…9.一个静止的钚核94239Pu自发衰变成一个铀核92235U和另一个原了核X，并释放出一定的能量．其核衰变方程为：94239Pu→92235U＋X。(1)方程中的“X”核符号为______；(2)钚核的质量为239.0522u，铀核的质量为235.0439u，X核的质量为4.0026u，已知1u相当于931MeV，则该衰变过程放出的能量是______MeV；(3)假设钚核衰变释放出的能量全部转变为铀核和X核的动能，则X核与铀核的动能之比是______。参考答案：(1)He

(2)5.31(±0.02都可)

(3)58.7(±0.1都可)10.如图所示，一个半径为R、透明的球体放置在水平面上，一束蓝光从A点沿水平方向射入球体后经B点射出，最后射到水平面上的C点。已知，该球体对蓝光的折射率为。则它从球面射出时的出射角

▲

。若换用一束紫光同样从A点射入该球体，则它从球体射出后落到水平面上形成的光点与C点相比，位置

▲

（填“偏左”、“偏右”或“不变”）。参考答案：由折射率的定义式可得,由几何关系可知=30°，故60°。在同种介质中，紫光的偏折程度大于蓝光，故紫光从球体射出后落到水平面上形成的光点与C点相比，位置偏左。11.一条细线下面挂一小球，让小角度自由摆动，它的振动图像如图所示。根据数据估算出它的摆长为________m，摆动的最大偏角正弦值约为________。参考答案：12.在x轴上的和处各有一个做简谐振动、频率为的波源，两波源在同种均匀介质中形成两列简谐横波，时刻的波形如图所示，则两列波的传播速度大小为______，在时刻之后的内处质点的位移为______，两列波在处叠加以后的振幅是否为零______。参考答案：

(1).

(2).5cm

(3).不为零【详解】由图知，两列波的波长为，传播速度大小均为。波的周期为。在时刻，处质点正向上运动，在0之后的内即内，处质点到达波峰，位移为5cm。在处的质点到和的路程差为，所以处并不是振动减弱的点，其振幅不为0。13.如图所示是用光电门传感器测定小车瞬时速度的情境，轨道上ac间距离恰等于小车长度，b是ac中点．某同学采用不同的挡光片做了三次实验，并对测量精确度加以比较．挡光片安装在小车中点处，光电门安装在c点，它测量的是小车前端P抵达____点（选填a、b或c）时的瞬时速度；若每次小车从相同位置释放，记录数据如表所示，那么测得瞬时速度较精确的值为_____m/s．参考答案：（1）b

（2分）,

（2）1.90

三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（简答）如图所示，在水平地面上固定一倾角θ=37°、表面光滑的斜面，物体A以初速度v1沿斜面上滑，同时在物体A的正上方，有一物体B以初速度v2=2.4m/s水平抛出，当A上滑到最高点时，恰好被B物体击中．A、B均可看作质点，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2．求：（1）物体A上滑时的初速度v1；（2）物体A、B间初始位置的高度差h．参考答案：（1）物体A上滑时的初速度v1是6m/s．（2）物体A、B间初始位置的高度差h是6.8m．解：（1）物体A上滑过程中，由牛顿第二定律得：mgsinθ=ma设物体A滑到最高点所用时间为t，由运动学公式：0=v1﹣at物体B做平抛运动，如图所示，由几何关系可得：水平位移x=；其水平方向做匀速直线运动，则x=v2t联立可得：v1=6m/s（2）物体B在竖直方向做自由落体运动，则hB=物体A在竖直方向：hA=如图所示，由几何关系可得：h=hA+hB联立得：h=6.8m答：（1）物体A上滑时的初速度v1是6m/s．（2）物体A、B间初始位置的高度差h是6.8m．15.（10分）在其他能源中，核能具有能量密度大，地区适应性强的优势，在核电站中，核反应堆释放的核能被转化为电能。核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能。(1)核反应方程式，是反应堆中发生的许多核反应中的一种，n为中子，X为待求粒子，为X的个数，则X为________，=__________，以、分别表示、、核的质量，，分别表示中子、质子的质量，c为光的真空中传播的速度，则在上述核反应过程中放出的核能（2）有一座发电能力为的核电站，核能转化为电能的效率为。假定反应堆中发生的裂变反应全是本题(1)中的核反应，已知每次核反应过程中放出的核能，核的质量，求每年(1年=3.15×107s)消耗的的质量。参考答案：解析：(1)

(2)反应堆每年提供的核能

①其中T表示1年的时间以M表示每年消耗的的质量，得：

②解得:代入数据得：M=1.10×103（kg）

③四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，在xoy平面内，第Ⅲ象限内的直线OM是电场与磁场的边界，OM与负x轴成45°角．在x＜0且OM的左侧空间存在着负x方向的匀强电场E，场强大小为0.32N/C；在y＜0且OM的右侧空间存在着垂直纸面向里的匀强磁场B，磁感应强度大小为0.1T．一不计重力的带负电的微粒，从坐标原点O沿y轴负方向以v0=2×103m/s的初速度进入磁场，最终离开电磁场区域．已知微粒的电荷量q=5×10-18C，质量m=1×10-24kg，求：（1）带电微粒第一次经过磁场边界的位置坐标；（2）带电微粒在磁场区域运动的总时间；（3）带电微粒最终离开电、磁场区域的位置坐标．参考答案：（1）带电微粒从O点射入磁场，运动轨迹如图，第一次经过磁场边界上的A点，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律得：……①（1分）m…………②（1分）A点位置坐标（-4×10-3m,-4×10-3m……③（1分）（2）设带电微粒在磁场中做圆周运动的周期为……④（分）

t=tOA+tAC=…⑤（1分）代入数据解得t=T=1.256×10-5s……⑥（1分）（3）微粒从C点沿y轴正方向进入电场，做类平抛运动

……⑦（1分）

……⑧（1分）……⑨（1分）代入数据解得m

…⑩（1分）m=0.192m

…（1分）离开电、磁场时的位置坐标(0,

0.192m)………（1分）

17.如图所示，金属棒ab从高为h处自静止起沿光滑的弧形导轨下滑，进入光滑导轨的水平部分．导轨的水平部分处于竖直向上的匀强磁场中，在水平部分导轨上静止有另一根金属棒cd，两根导体棒的质量均为m．整个水平导轨足够长并处于广阔的匀强磁场中，忽略一切阻力，重力加速度g．求：（1）金属棒ab进入磁场前的瞬间，ab棒的速率v0；（2）假设金属棒ab始终没跟金属棒cd相碰，两棒的最终速度大小；（3）在上述整个过程中两根金属棒和导轨所组成的回路中产生的焦耳热Q；（4）若已知导轨宽度为L，匀强磁场的磁感应强度为B，上述整个过程中通过导体棒cd横截面的电量q．参考答案：解：（1）对ab由机械能守恒得：mgh=解得：v0=（2）两杆最终速度相等，由动量守恒得：mv0=2mv解得：v=（3）由能量守恒得：Q=mgh﹣（4）对cd杆由动量定理：BIL×t=mv﹣0q=I?t=答：（1）金属棒ab进入磁场前的瞬间，ab棒的速率；（2）假设金属棒ab始终没跟金属棒cd相碰，两棒的最终速度大小为；（3）在上述整个过程中两根金属棒和导轨所组成的回路中产生的焦耳热Q为；（4）若已知导轨宽度为L，匀强磁场的磁感应强度为B，上述整个过程中通过导体棒cd横截面的电量q为．【考点】导体切割磁感线时的感应电动势．【分析】（1）有机械能守恒即可求出速度（2）有动量守恒求出最终速度（3）由能量守恒即可求出产生的焦耳热（4）由动量定理及电量q=It即可求出过导体棒cd横截面的电量18.若一条鱼儿正在水下10m处戏水，吐出的一个体积为1cm3的气泡．气泡内的气体视为理想气体，且气体质量保持不变，大气压强为P0=1.0×105Pa，g=10m/s2，湖水温度保持不变．（1）气泡在上升的过程中，气体吸热还是放热？请