河南省洛阳市宜阳县城关镇第一中学2021年高三物理期末试卷含解析

河南省洛阳市宜阳县城关镇第一中学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.如图所示，在水平桌面上叠放着质量均为M的A、B两块木板，在木板A的上面放着一个质量为m的物块C，木板和物块均处于静止状态．A、B、C之间以及B与地面之间的动摩擦因数都为μ．若用水平恒力F向右拉动木板A，使之从C、B之间抽出来，已知重力加速度为g，则拉力F的大小应该满足的条件是(已知最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力)A．F＞μ(2m＋M)gB．F＞μ(m＋2M)gC．F＞2μ(m＋M)g

D．F＞2μmg参考答案：C2.（单选）如图，M、N、P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，。在M、N处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，这时O点的磁感应强度大小为B1。若将M处的长直导线移至P处，则O点的磁感应强度大小变为B2，则B2与B1之比为

A．1:2

B．2:1

C．:1

D．:2参考答案：D依题意，每根导线在O点产生的磁感强度为，方向竖直向下，则当M移至P点时，O点合磁感强度大小为：，则B2与B1之比为。故选D。3.如图a所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管Q，P和Q共轴，Q中通有变化电流i，电流随时间变化的规律如图b所示，P所受的重力为G，桌面对P的支持力为FN，则（

）A．t1时刻FN＞G，P有收缩的趋势B．t2时刻FN=G，此时穿过P的磁通量最小C．t3时刻FN=G，此时P中无感应电流D．t4时刻FN＜G，此时穿过P的磁通量最小参考答案：A4.质量分别为mA

mB的两物体AB静止在光滑的水平面上，如图所示当用水平向右的力F作用于A上时，AB一起加速运动，AB间的作用力为N1，当用同样大小的水平向左的力作用于B时，两物体一起加速运动，AB间作力为N2则有：A两种情形下物体的加速度相等

BN1+N2<F

CN1+N2=F

DN1：N2=mA：mB参考答案：AC5.机场常用传送带为顾客运送行李或货物，在传送带运送货物过程中主要有水平运送和沿斜面运送两种形式，如图所示，a为水平传送带，b为倾斜传送带．当行李随传送带一起匀速运动时，下列几种判断中正确的是（

）A．a情形中的物体所受的合力为零B．a情形中的物体受到重力、支持力和摩擦力作用C．b情景中的物体受到重力、支持力和摩擦力作用D．b情形中的物体所受支持力与重力是一对平衡力参考答案：AC二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.用如图甲所示的装置测定弹簧的劲度系数，被测弹簧一端固定于A点，另一端B用细绳绕过定滑轮挂钩码，旁边竖直固定一最小刻度为mm的刻度尺，当挂两个钩码时，绳上一定点P对应刻度如图乙中ab虚线所示，再增加一个钩码后，P点对应刻度如图乙中cd虚线所示，已知每个钩码质量为50g，重力加速度g＝9.8m/s2，则被测弹簧的劲度系数为________N/m.挂三个钩码时弹簧的形变量为________cm.参考答案：70

2.107.某实验小组在做验证力的平行四边形定则实验时，选用如下器材:钉有白纸的方木板、细绳及绳套、一根橡皮筋、直尺、两个弹簧测力计(1)下列实验要求中，不正确的是___________A.弹簧测力计使用前要校零B拉细线方向应与木板板面平行C.用一个力拉橡皮筋与用两个力拉橡皮筋时，只需将橡皮筋拉到同一长度(2)某同学将两个弹簧挂钩互挂对拉时，发现测力计示数不相同，在没有其他弹簧測力计可选的情況下，如果使用了其中一个示数偏大的测力计完成实验，对本实验是否有影响____(填“有”、“无”＂)。参考答案：

(1).C

(2).无【详解】（1）A.弹簧测力计实验前要教零，故A正确；B.在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行，故B正确；C.两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉到同一位置O，这样做的目的是保证两次弹簧秤拉力的效果相同，故C错误；本题选不正确的，故选：C；（2）在两个力拉橡皮筋时，先测一个力，保持橡皮筋端点位置及两细绳方向不变，用测力计测另一个细绳的拉力即可，当测力计示数偏大，三个力F1、F2及F都成比例变大，对实验无影响；8.如图所示为某运动员在平静的湖面训练滑板运动的示意图，在进行滑板运动时，水对滑板的作用力垂直于板面，大小为kv2，其中v为滑板的速率。某次运动中，在水平牵引力F作用下，当滑板和水面的夹角θ=37°时，滑板做匀速直线运动，相应的k=50kg/m，人和滑板的总质量为100kg，水平牵引力的大小为

牛，水平牵引力的功率为

瓦。参考答案：

答案：750N、

3750W9.氢弹的工作原理是利用氢核聚变放出巨大能量。在某次聚变中，一个氘核与一个氚核结合成一个氦核．已知氘核的比结合能是1.09MeV；氚核的比结合能是2.78MeV；氦核的比结合能是7.03MeV.则氢核聚变的方程是________；一次氢核聚变释放出的能量是________MeV.参考答案：(1)H＋H→He＋n(2分)聚变释放出的能量ΔE＝E2－E1＝7.03×4－(2.78×3＋1.09×2)＝17.6MeV10.某小组得到了如图所示的纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50HZ的交流电，则两计数点间的时间间隔为

s，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）。打D点时小车的速度为

m/s（保留三位有效数字）。参考答案：11.在点电荷电场中的A点分别由静止释放质子和α粒子，从A运动到B的过程中，电场力对质子和α粒子的冲量之比为

。参考答案：

答案：：412.(3-5模块)（3分）如图所示是使用光电管的原理图。当频率为ν的可见光照射到阴极K上时，电流表中有电流通过。如果将变阻器的滑动端P由A向B滑动，通过电流表的电流强度将会___▲__(填“增加”、“减小”或“不变”)。当电流表电流刚减小到零时，电压表的读数为U，则光电子的最大初动能为____▲__(已知电子电量为e)。如果不改变入射光的频率，而增加入射光的强度，则光电子的最大初动能将_____▲____(填“增加”、“减小”或“不变”)。参考答案：答案：减小，，不变13.下图为接在50Hz低压交流电源上的打点计时器，在纸带做匀加速直线运动时打出的一条纸带，图中所示的是每打5个点所取的记数点，但第3个记数点没有画出。由图数据可求得：（1）该物体的加速度为

m/s2，.com（2）第3个记数点与第2个记数点的距离约为

cm，（3）打第2个计数点时该物体的速度为

m/s。参考答案：(1)0.74(2)4.36(3)0.399（1）设1、2间的位移为x1，2、3间的位移为x2，3、4间的位移为x3，4、5间的位移为x4；因为周期为T=0.02s，且每打5个点取一个记数点，所以每两个点之间的时间间隔T=0.1s；由匀变速直线运动的推论xm-xn=(m-n)at2得：

x4-x1=3at2带入数据得：

（5.84-3.62）×10-2=a×0.12

解得：a=0.74m/s2．

（2）第3个记数点与第2个记数点的距离即为x2，由匀变速直线运动的推论：x2-x1=at2得：

x2=x1+at2带入数据得：

x2=3.62×10-2+0.74×0.12=0.0436m

即为：4.36cm．

（3）由中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度可知=0.399m/s.三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.在探究弹簧振子（如图甲在一根轻质弹簧下悬挂质量为m的重物，让其在竖直方向上振动）振动周期T与物体质量m间的关系的实验中：（1）如图，某同学尝试用DIS测量周期，把弹簧振子挂在力传感器的挂钩，将图中力传感器的引出端A应接到数据采集器，使重物做竖直方向小幅度振动，若测得连续N个力最大值之间的时间间隔为t，则重物的周期为．（2）为了探究周期T与质量m间的关系．某同学改变重物质量，多次测量，得到了表中所示的实验数据．为了得到T与m的明确关系，该同学建立了如图乙所示的坐标系，并将横轴用来表示质量m．请在图中标出纵轴表示的物理量为周期的平方，然后在坐标系中画出图线．m/kgT/s

0.100.14

0.200.20

0.400.28

0.600.35

0.800.40

（3）周期T与质量m间的关系是振动周期T的平方与重物的质量m成正比．参考答案：考点：探究单摆的周期与摆长的关系．专题：实验题．分析：每次只改变一个变量，控制其它变量保持不变的研究方法是控制变量法．根据描出的点，应用描点法作图，作出图象．根据图线的形状，由数学知识写出T与m的关系式．解答：解：（1）某同学尝试用DIS测量周期，把弹簧振子挂在力传感器的挂钩上，图中力传感器的引出端A应接到数据采集器．使重物做竖直方向小幅度振动，当力的测量值最大时重物位于最低点．若测得连续N个力最大值之间的时间间隔为t，则重物的周期为．（2）为了得到T与m的明确关系，我们应该作出倾斜的直线研究变量间的关系．所以我们应该作出T2﹣m的关系图线．纵轴表示的物理量为周期的平方，如图所示（3）由图象得：弹簧振子的周期与振子质量的平方根成正比．故答案为：（1）数据采集器，最低点，；（2）周期的平方；如图（3）振动周期T的平方与重物的质量m成正比．点评：要掌握描点法作图的方法；本实验应用了控制变量法，控制变量法是常用的物理实验方法，一定要掌握．15.在如图乙同种材料两木板通过一小段圆弧连接成一个斜面和水平面部分，现要测量正方体小铁块A、B和这木板间的动摩擦因数μ，利用了如下器材和方法：（水平部分足够长，重力加速度为g）Ⅰ.用20个等分刻度的游标卡尺测定小铁块A的边长d如图丙，测得长度为d＝

cm．Ⅱ.光电计时器是一种研究物体运动的常用计时器，其结构如图甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．从而可以算得物体的速度。

将斜面体置于水平桌面上，斜面顶端P悬挂一铅垂线，Q为锥尖与桌面的接触点，1和2是固定在斜面上的两个光电门（与之连接的电路未画出），让小铁块A由P点沿斜面滑下，小铁块通过光电门1、2的时间分别为Δt1、Δt2，用米尺测得l、2之间的距离为L，则小铁块下滑过程中的加速度a=

；(用题中字母表示)再利用米尺测出

、

，就可以测得动摩擦因数μ1．

Ⅲ.若再测铁块B和板间动摩擦因数μ2?时，光电计时器出现故障不能使用，现只利用米尺完成实验，若已测得PQ高为h，则只需要再测

。（要求只能再测一个物理量）

测得的动摩擦因数μ2＝????????

???（用已知量和测定的物理量所对应的字母表示）参考答案：(1)Ⅰ.

BD

Ⅱ.

F

；

F，,

（2）（1）2.020cm

（3）

；测出PQ的距离h及斜面部分长。

（4）让滑块从斜面上的P点由静止滑下，最后停在C点，用米尺量出QC长度x；u＝h/x四、计算题：本题共3小题，共计47分16.某同学用弹簧测力计、木块和细线去粗略测定一个木块跟一个固定斜面之间的动摩擦因数μ．木块放在斜面上，不加拉力时将保持静止．实验的主要步骤是：（1）用弹簧测力计测出木块重G；（2）用弹簧测力计平行斜面拉动木块，使木块沿斜面向上做匀速运动，记下弹簧测力计的示数F1；（3）用弹簧测力计平行斜面拉动木块，使木块沿斜面向下做匀速运动，记下弹簧测力计的示数F2．请推导出求动摩擦因数μ的计算式（写出推导过程）．参考答案：求μ公式推导如下：F1＝μGcosα＋Gsinα

F2＝μGcosα－Gsinα

即，得17.图18（a）所示的装置中，小物块A、B质量均为m，水平面上PQ段长为L，与物块间的动摩擦因数为μ，其余段光滑。初始时，挡板上的轻质弹簧处于原长；长为r的连杆位于图中虚线位置；A紧靠滑杆（A、B间距大于2r）。随后，连杆以角速度ω匀速转动，带动滑杆作水平运动，滑杆的速度-时间图像如图18（b）所示。A在滑杆推动下运动，并在脱离滑杆后与静止的B发生完全非弹性碰撞。（1）求A脱离滑杆时的速度uo，及A与B碰撞过程的机械能损失ΔE。（2）如果AB不能与弹簧相碰，设AB从P点到运动停止所用的时间为t1，求ω得取值范围，及t1与ω的关系式。（3）如果AB能与弹簧相碰，但不能返回道P点左侧，设每次压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能为Ep，求ω的取值范围，及Ep与ω的关系式（弹簧始终在弹性限度内）。参考答案：(1)由（b）图可知当滑杆的速度最大且向外运动时小物块A与滑杆分离，此时小物块的速度为

小物块A与B碰撞，由于水平面光滑则A、B系统动量守恒，则由动量守恒定律和能量守恒定律得：

解得：

(2)AB进入PQ段做匀减速运动，由牛顿第二定律有：

AB做减速运动的时间为

解得：

欲使AB不能与弹簧相碰，则滑块在PQ段的位移有

而

解得：

(3)若AB能与弹簧相碰，则

若AB压缩弹簧后恰能返回到P点，由动能定理得

解得：

的取值范围是：