2021年山西省晋中市交城中学高三物理期末试卷含解析

2021年山西省晋中市交城中学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.沿x轴正方向传播的一列简谐波在某时刻的波形图如图所示，其波速为200m/s，下列说法正确的是

(

)

A.图示时刻质点b的速度正在增加

B.从图示时刻开始经过0.01s，质点a通过的路程为0.4m

C.从图示时刻开始经过0.0025s，质点a恰好到达平衡位置

D.若增大波源的振幅，则波的传播速度也增大参考答案：B2.（单选）甲物体从高处自由下落时间t后，乙物体从同一位置自由下落，在甲、乙都未落地前，以甲为参照物，乙物体的运动状态是

A．相对静止

B．向上做匀速直线运动

C．向下做匀速直线运动

D．向上做匀变速直线运动参考答案：B3.建立模型是解决物理问题的一个重要方法，下列选项中不属于理想化模型的是(

）A．电子

B．质点

C．匀速直线运动

D．不可伸长的绳子参考答案：A4.如图甲所示，一圆形金属线圈放置于匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度为B0．现让线圈绕其一条直径以50Hz的频率匀速转动，较长时间t内产生的热量为Q；若线圈不动，让磁场以图乙所示规律周期性交化，要在t时间内产生的热量也为Q．乙图中磁场变化的周期T以s为单位，数值应为（）A． B． C． D．参考答案：C【考点】法拉第电磁感应定律．【分析】线圈匀速转动产生的是正弦交变电流，求出感应电动势的有效值；当线圈不动，磁场周期性变化时，线圈中产生交流电，根据电流热效应求出电动势的有效值，结合题意相同时间内线圈产生的热量相等，所以两种情况感应电动势相等，从而求出T【解答】解：设圆形金属线圈面积为S，当圆形线圈绕其一条直径匀速转动时，线圈中产生正弦交流电，感应电动势的最大值有效值图乙中感应电动势的大小不变，方向改变感应电动势的大小==根据楞次定律，0～，感应电流沿逆时针方向；～，感应电流沿顺时针方向；～，感应电流沿顺时针方向；～T，感应电流沿逆时针方向画出感应电动势随时间变化的图象根据电流的热效应，有解得：根据题意，金属线圈在两种情况下，相同时间内产生的热量相等，所以甲、乙两电路的有效值相等其中：ω=2πf=100π代入解得：，故C正确，ABD错误；故选：C5.（多选）下列说法正确的是（）A．在这三种射线中γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强B．假如有18个某种放射性元素的原子核，经过一个半衰期，一定是有9个原子核发生了衰变C．某单色光照射一定金属时不发生光电效应，改用波长较短的光照射该金属时可能发生光电效应D．原子核的比结合能越大，原子核越稳定E．两个轻核结合成质量较大的核，这样的核反应校核裂变参考答案：ACD半衰期是对大量的原子核的一种统计规律的结果，所以B错误；两个轻核结合成质量较大的核，这样的核反应叫做核聚变，所以E错误。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（12分）完成下列核反应方程，并说明其应类型（1）

,属

（2）

,属

参考答案：（1），裂变；（2），聚变7.如图所示，用质量为m的活塞密封住质量为M的气缸，气缸有内一定质量的理想气体，活塞跟缸壁间的摩擦不计，大气压为p0，活塞横截面积为S，整个装置倒立在水平地面上．当封闭气体的热力学温度为T时，活塞与地面接触但无相互作用力，这时封闭气体的压强为__________．当温度升高到某一值时，发现气缸虽与地面接触但无相互作用力，这时封闭气体的温度为______________．

参考答案：8.在实验室内较精准地测量到的双衰变事例是在1987年公布的，在进行了7960小时的实验后，以68%的置信度认出发生的36个双衰变事例，已知静止的发生双衰变时，将释放出两个电子和两个中微子（中微子的质量数和电荷数都为零），同时转变成一个新核X，则X核的中子数为

；若衰变过程释放的核能是E，真空中的光速为c，则衰变过程的质量亏损是

．参考答案：9.在长为l的绝缘轻杆两端分别固定带电量分别为＋q、－q的等量异种点电荷，放入场强为E的匀强电场中，轻杆可绕中点O自由转动，若忽略两点电荷间的相互作用，在轻杆与电场线夹角为θ时，两点电荷受到的电场力对O点的合力矩大小为_______________，若设过O点的等势面电势为零，则两电荷具有的电势能之和为_____________________。参考答案：

答案：qELsinθ；qELcosθ10.如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，已知波的传播速度v=2m/s。①写出x=2.0m处质点的振动方程式y=

▲

㎝；②求出x=0.5m处质点在0～4.5s内通过的路程s=▲㎝。参考答案：①y=-5sin(2πt)②9011.在空中某固定点，悬挂一根均匀绳子，然后让其做自由落体运动。若此绳经过悬点正下方H=20m处某点A共用时间1s(从绳下端抵达A至上端离开A)，则该绳全长为

m。参考答案：1512.某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受拉力F及质量m关系的实验，图（a）为实验装置简图．（所用交变电流的频率为50Hz）

（1）图（b）为某次实验得到的纸带，实验数据如图，图中相邻计数点之间还有4个点未画出，根据纸带可求出小车的加速度大小为

m/s2．（保留三位有效数字）

（2）保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的，数据如下表：实验次数12345678小车加速度a/m·s–20．6330．5720．4970．4180．3320．2500．1670．101小车质量m/kg0．250．290．330．400．500．711．001．67小车质量倒数4．003．453．032．502．001．411．000．60

请在方格坐标纸中画出图线，并从图线求出小车加速度a与质量倒数之间的关系式是

．

（3）保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，一位同学根据实验数据作出了加速度a随拉力F的变化图线如上图所示。该图线不通过原点，其主要原因是______________________________________．参考答案：

（1）0．510

（2）a=0．162

（0．142——0．182即可）图略（3）没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分或木板倾角较小13.如图所示，是一列横波在某一时刻的波形图象。已知这列波的频率为5Hz，此时的质点正向轴正方向振动，可以推知：这列波正在沿轴___▲__(填“正”或“负”)方向传播，波速大小为___▲__m/s.参考答案：负

10；三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图甲所示，将一质量m=3kg的小球竖直向上抛出，小球在运动过程中的速度随时间变化的规律如图乙所示，设阻力大小恒定不变，g=10m/s2，求（1）小球在上升过程中受到阻力的大小f．（2）小球在4s末的速度v及此时离抛出点的高度h．参考答案：（1）小球上升过程中阻力f为5N；（2）小球在4秒末的速度为16m/s以及此时离抛出点h为8m考点： 牛顿第二定律；匀变速直线运动的图像．专题： 牛顿运动定律综合专题．分析： （1）根据匀变速直线运动的速度时间公式求出小球上升的加速度，再根据牛顿第二定律求出小球上升过程中受到空气的平均阻力．（2）利用牛顿第二定律求出下落加速度，利用运动学公式求的速度和位移．解答： 解：由图可知，在0～2s内，小球做匀减速直线运动，加速度大小为：由牛顿第二定律，有：f+mg=ma1代入数据，解得：f=6N．（2）2s～4s内，小球做匀加速直线运动，其所受阻力方向与重力方向相反，设加速度的大小为a2，有：mg﹣f=ma2即4s末小球的速度v=a2t=16m/s依据图象可知，小球在4s末离抛出点的高度：．答：（1）小球上升过程中阻力f为5N；（2）小球在4秒末的速度为16m/s以及此时离抛出点h为8m点评： 本题主要考查了牛顿第二定律及运动学公式，注意加速度是中间桥梁15.（选修模块3－4）如图所示是一种折射率n=1.5的棱镜用于某种光学仪器中。现有一束光线沿MN的方向射到棱镜的AB界面上，入射角的大小。求光在棱镜中传播的速率及此束光线射出棱镜后的方向（不考虑返回到AB面上的光线）。

参考答案：解析：由得（1分）

由得，（1分）

由＜，可知C＜45°（1分）

而光线在BC面的入射角＞C，故光线在BC面上发生全反射后，垂直AC面射出棱镜。（2分）

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.物体A的质量m＝2kg，静止在光滑水平面上的平板车B的质量为M＝1kg、长L＝4m。某时刻A以v0＝4m/s向右的初速度滑上木板B的上表面，在A滑上B的同时，给B施加一个水平外力F。忽略物体A的大小，已知A与B之间的动摩擦因数μ＝0.1，取重力加速度g=10m/s2。试求:（1）若给B施加一个水平向右5N的外力，物体A在小车上运动时相对小车滑行的最大距离；（2）如果要使A不至于从B上滑落，外力F应满足的条件。参考答案：(1)2m

（2）

解析：（1）物体A滑上木板B以后，作匀减速运动，有μmg=maA

得aA=μg=1m/s2

木板B作加速运动，有F+μmg=MaB，得：aB=3m/s2

两者速度相同时，有V0-aAt=aBt，得：t=1s

A滑行距离：SA=V0t-aAt2/2=3.5m

B滑行距离：SB=aBt2/2=1.5m最大距离△s=SA-SB=2m

(2)物体A不滑落的临界条件是A到达B的右端时，A、B具有共同的速度v1，则：

又：

可得：

aB=1m/s2

再对M分析：

F=MaB-

,

得F=-1N

所以F向左不能大于1N。

当F向右时，在A到达B的右端之前，就与B具有相同的速度，之后，A必须相对B静止，才不会从B的左端滑落。即有：

F=(M+m)a,所以：

F向右不能大于3N

17.如图所示，轻杆BC的C点用光滑铰链与墙壁固定，杆的B点通过水平细绳AB使杆与竖直墙壁保持30°的夹角．若在B点悬挂一个定滑轮(不计重力)，某人用它匀速地提起重物．已知重物的质量m＝30kg，人的质量M＝50kg，g取10m/s2.试求：(1)此时地面对人的支持力的大小；(2)轻杆BC和绳AB所受力的大小．参考答案：18.（12分）粗糙水平轨道AB与竖直平面内的光滑圆弧轨道BC相切于B点，一物块（可看成为质点）在水平力F作用下自水平轨道上