2021年江苏省无锡市宜兴第一高级中学高三物理上学期期末试题含解析

2021年江苏省无锡市宜兴第一高级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.如下图所示，质量为M的盒子放在光滑的水平面上，盒子内表面不光滑，盒内放有一块质量为m的物体．从某一时刻起给m一个水平向右的初速度v0，那么在物块与盒子前后壁多次往复碰撞后(

)A．两者的速度均为零B．两者的速度总不会相等C．车的最终速度为mv0/M，向右D．车的最终速度为mv0/(M＋m)，向右参考答案：D2.（多选）如图，质量为M的楔形物块静置在水平地面上，其斜面的倾角为θ.斜面上有一质量为m的小物块，小物块与斜面之间存在摩擦，用恒力F沿斜面向上拉小物块，使之匀速上滑．在小物块运动的过程中，楔形物块始终保持静止．则()A．地面对楔形物块的摩擦力方向水平向左 B．地面对楔形物块的摩擦力方向水平向右C．地面对楔形物块的支持力大小为(M＋m)g＋Fsinθ

D．地面对楔形物块的支持力大小为(M＋m)g－Fsinθ参考答案：BD3.如图所示，质量为M、半径为R、内壁光滑的半球形容器静止放在粗糙水平地面上，O为球心．有一劲度系数为k的轻弹簧一端固定在半球形容器底部O′处，另一端与质量为m的小球相连，小球静止于P点．已知地面与半球形容器间的动摩擦因数为μ，OP与水平方向的夹角为θ＝30°.下列说法正确的是（

）A．小球受到轻弹簧的弹力大小为mgB．小球受到半球形容器的支持力大小为mgC．小球受到半球形容器的支持力大小为mgD．半球形容器受到地面的摩擦力大小为mg参考答案：AC4.如图8－6所示，实线是一个电场中的电场线，虚线是一个负检验电荷在这个电场中的轨迹，若电荷是从a处运动到b处，以下判断正确的是(

)A．电荷从a到b加速度减小B．b处电势能大C．b处电势高D．电荷在b处速度小参考答案：BD5.如图所示，将小球从地面以初速度v0竖直上抛的同时，将另一小球从距地面处由静止释放，a的质量小于b的质量，两球恰在处相遇（不计空气阻力）。则(

)（A）两球同时落地（B）相遇时两球速度大小相等（C）从开始运动到相遇，球动能的减少量等于球动能的增加量（D）相遇后的任意时刻，重力对球a做功功率小于重力对球b做功功率参考答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（4分）有一束射线进入匀强磁场中，a、b、c分别表示组成射线的三种粒子流在磁场里的轨迹，如图所示．已知磁场方向与速度方向垂直并指向纸内，从这些粒子流的偏转情况可知，可能是粒子的轨迹是_______；可能是光子的轨迹是______。参考答案：

a；b7.2013年2月12日朝鲜进行了第三次核试验,韩美情报部门通过氙（Xe）和氪（Kr）等放射性气体，判断出朝鲜使用的核原料是铀（U）还是钚（Pu），若核实验的核原料是，则①完成核反应方程式

．②本次核试验释放的能量大约相当于7000吨TNT当量，已知铀核的质量为235.0439u，中子质量为1.0087u，锶（Sr）核的质量为89.9077u，氙（Xe）核的质量为135.9072u，1u相当于931.5MeV的能量，求一个原子裂变释放的能量．参考答案：①根据电荷数守恒和质量数守恒可得：②该反应的质量亏损是：Δm=235.0439u+1.0087u—89.9077u—135.9072u—10×1.0087u=0.1507u根据爱因斯坦方程

ΔE=Δmc2=0.1507×931.5MeV=140.4MeV

8.将一弹性绳一端固定在天花板上O点，另一端系在一个物体上，现将物体从O点处由静止释放，测出物体在不同时刻的速度v和到O点的距离s，得到的v－s图像如图所示。已知物体及位移传感器的总质量为5kg，弹性绳的自然长度为12m，则物体下落过程中弹性绳的平均拉力大小为_________N，当弹性绳上的拉力为100N时物体的速度大小为________m/s。（不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2）参考答案：75，15.5（15.48～16）9.如图所示，两木块A和B叠放在光滑水平面上，质量分别为m和M，A与B之间的最大静摩擦力为f，B与劲度系数为k的轻质弹簧连接构成弹簧振子。为使A和B在振动过程中不发生相对滑动，则它们的振幅不能大于

，它们的最大加速度不能大于

参考答案：

略10.氢原子的能级图如图所示，一群氢原子处于量子数n＝4能量状态，则氢原子最多辐射

种频率的光子。辐射光子的最大能量为

。参考答案：11.半径为R的水平圆盘绕过圆心O的竖直轴匀速转动，A为圆盘边缘上一点，在O的正上方有一个可视为质点的小球以初速度v水平抛出时，半径OA方向恰好与v的方向相同，如图所示，若小球与圆盘只碰一次，且落在A点，重力加速度为g，则小球抛出时距O的高度h=，圆盘转动的角速度大小ω=（n=1、2、3…）．参考答案：考点：匀速圆周运动；平抛运动．版权所有专题：匀速圆周运动专题．分析：小球做平抛运动，小球在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动，根据水平位移求出运动的时间，根据竖直方向求出高度．圆盘转动的时间和小球平抛运动的时间相等，在这段时间内，圆盘转动n圈．解答：解：小球做平抛运动，小球在水平方向上做匀速直线运动，则运动的时间t=，竖直方向做自由落体运动，则h=根据ωt=2nπ得：（n=1、2、3…）故答案为：；（n=1、2、3…）．点评：解决本题的关键知道平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，以及知道圆盘转动的周期性．12.一物体从某行星上的一悬崖上从静止开始下落，1s后，从起点落下4m。该行星上的重力加速度为________m/s2。若该物体再下落4s，它将在起点下面_______m处。参考答案：8

10013.初速度为v0的匀加速直线运动，可看作是一个同方向的一个

运动和一个

运动的合运动。参考答案：匀速直线运动，初速度为0的匀加速直线运动。三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某兴趣小组的同学利用如图1所示的实验装置，测量木块与长木板之间的动摩擦因数，图中长木板水平固定．①实验过程中，打点计时器应接在

（填“直流”或“交流”）电源上，调整定滑轮的高度，使

．②已知重力加速度为g，测得木块的质量为M，砝码盘和砝码的总质量为m，砝码盘、砝码和木块的加速度大小为a，则木块与长木板之间的动摩擦因数μ=

．③实验时，某同学得到一条纸带，如图2所示，每隔三个计时点取一个计数点，即为图中0、1、2、3、4、5、6点．测得每两个计数点间的距离为s1=0.96cm，s2=2.88cm，s3=4.80cm，s4=6.72cm，s5=8.64cm，s6=10.56cm，打点计时器的电源频率为50Hz．计算此纸带的加速度大小a=

m/s2，打第4个计数点时纸带的速度大小v=

m/s．（保留两位有效数字）参考答案：（1）交流；细线与长木板平行；（2）；（3）3.0，0.96．【考点】探究影响摩擦力的大小的因素．【分析】电火花打点计时器应使用交流电源；对木块、砝码盘和砝码进行受力分析，运用牛顿第二定律求出木块与长木板间动摩擦因数．根据在匀变速直线匀速中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度大小可以求出某点的瞬时速度大小；利用逐差法可以求出小车的加速度大小．【解答】解：（1）电火花计时器应接在交流电源上．细线与长木板平行．（2）对木块、砝码盘和砝码组成的系统，由牛顿第二定律得：mg﹣μMg=（M+m）a，解得：μ=（3）每隔三个计时点取一个计数点，所以相邻的计数点之间的时间间隔为T=0.02×4=0.08s根据△x=aT2，有：a===3.0m/s2在匀变速直线匀速中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度大小，故有：v4==m/s=0.96m/s．故答案为：（1）交流；细线与长木板平行；（2）；（3）3.0，0.96．15.一同学在实验室用位移传感器测定一落体运动的加速度，他让一重锤由静止开始下落，传感器记录了重键在各时刻的位移如下表所示，并得出了位移随时间变化的图像如下图甲所示。

(1)根据图甲中的图像不能直观看出x随t变化的函数关系,为了直观的看出x随t变化的函数关系，下面提供的三个方案中你认为合理的是______(请填字母序号）A.作x2—t图像

B.作x—t2图像

C.作x—1/t图像(2)请按合理的方案在图乙中完成图像；(3)根据所作的图像求出落体运动的加速度g=_____m/s2.(计算结果保留三位有效数字）参考答案：（1）B（2）作出x—t2图像如图所示。（3）g=9.70m/s2四、计算题：本题共3小题，共计47分16.在图示的电路中，电源的内电阻r=0.6Ω。电阻R1=4Ω，R3=6Ω，闭合开关后电源消耗的总功率为40W，输出功率为37.6W。求：（1）电源电动势E；（2）电阻R2的阻值。参考答案：⑴电源内电路发热功率Pr=I2r=(40－37.6)W=2.4W

（2分），则电路电流强度I=2A电源总功率：P=IE=40W，得

E=20V

（2分）

⑵即外电路总电阻R满足：E=IR+Ir，得R=9.4Ω，

（2分）R=R13+R2解得R2=7Ω。

17.动车组是城际间实现小编组、大密度的高效运输工具，以其编组灵活、方便、快捷、安全、可靠、舒适等特点而备受世界各国铁路运输和城市轨道交通运输的青睐．动车组就是几节自带动力的车厢加几节不带动力的车厢编成一组，就是动车组．假设有一动车组由8节车厢连接而成，每节车厢的总质量均为7.5×104kg．其中第一节、第二节带动力，他们的额定功率均为3.6×107W和2.4×107W，车在行驶过程中阻力恒为重力的0.1倍(g=10m/s2)（1）求该动车组只开动第一节的动力的情况下能达到的最大速度；（2）若列车从A地沿直线开往B地，先以恒定的功率6×107W（同时开动第一、第二节的动力）从静止开始启动，达到最大速度后匀速行驶，最后除去动力，列车在阻力作用下匀减速至B地恰好速度为0．已知AB间距为5.0×104m，求列车从A地到B地的总时间．

参考答案：（1）只开动第一节动力的前提下，当第一节以额定功率运行且列车的牵引力等于阻力时达到最大速度：

（2分）其中阻力f=0.1×8mg==6.0×105

N，p1m=3.6×107W，60m/s

（3分）（2）列车以最大功率启动当牵引力等于阻力时达到最大速度

，代人数据得：

（2分）列车的总重量M=8mg=6.0×105kg设列车从C点开始做匀减速运动，令A到C的时间为t1，AC间距为x1，B到C的时间为t2，BC间距为x2，在BC间匀减速运动的加速度为a．

从B到C由牛顿第二定律和运动学公式得：

（2分）

（2分）

，代入数据得：

（2分）

（1分）（3）从A到C的用动能定理得：

（3分）代人数据得：t1=500s

（1分）所以，

（1分）

18.如图所示的传送带，其水平部分ab的长度为2m，倾斜部分bc的长度为4m，bc与水平面的夹角为α=37°．将一小物块A（可视为质点）轻轻放于a端的传送带上，物块A与传送带间的动摩擦因数为μ=0.25．传送带沿图示方向以v=2m/s的速度匀速运动，若物块A始终未脱离皮带．（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：（1）小物块从a端被传送到b端所用的时间．（2）小物块被传送到c端时的速度大小．（3）若当小物块到达b端时，传送带的速度突然增大为v′，问v′的大小满足什么条件可以使小物块在倾斜传送带bc上运动所用的时间最短？参考答案：考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的速度与位移的关系．专题：牛顿运动定律综合专题．分析：（1）根据牛顿第二定律求出小物块的加速度，并求出当物块的速度达到2m/s时的位移，判断出物体的运动情况，从而求出小物块从a端被传送到b端所用的时间．（2）根据摩擦力与下滑力的关系，判断出物体的运动情况，根据牛顿第二定律求出加速度，再根据运动学公式求出小物块被传送到c端时的速度大小．（3）当物体一直有向下的摩擦力，则加速度最大，做匀加速直线运动，运动的时间最短．所以物体的速度在整个过程中小于传送带的速度．解答：解：（1）小物块在水平传送带上运动时受力如图a所示，加速度加速过程的位移为=0.8m，则A在水平带