广西壮族自治区河池市东兴中学2020-2021学年高三物理下学期期末试题含解析

广西壮族自治区河池市东兴中学2020-2021学年高三物理下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.
（多选）如图所示，相同的乒乓球1、2落台后恰好在等高处水平越过球网，过网时的速度方向均垂直于球网．不计乒乓球的旋转和空气阻力，乒乓球自起跳到最高点的过程中，下列说法中正确的是（）
解答：解：AC、将小球运动视为斜抛运动，将其分解为水平方向匀速直线运动和竖直方向的匀变速直线运动，根据过网时的速度方向均垂直于球网，知竖直方向末速度为零，
根据v y=v0﹣gt和h=v知竖直方向初速度相同，运动时间相同，水平初速度1的大于2的，P G=mgv y相同，故A正确；2. （单选）有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为v的大河．小明驾着小船渡河，去程时船头指向始终与河岸垂直，回程时行驶路线与河岸垂直．去程与回程所用时间的比值为k，船在静水中的速度大小相同，则小船在静水中的速度大小为（）
．B．C．D
解答：解：设船渡河时的速度为v c；
当船头指向始终与河岸垂直，则有：t去=；
当回程时行驶路线与河岸垂直，则有：t回=；
而回头时的船的合速度为：v合=；
由于去程与回程所用时间的比值为k，所以小船在静水中的速度大小为：
v c
=
，故
B 正确；
故选：B
．
个系统静止,则（ ）
A ．A 和
B 之间的摩擦力是20N B ．B 和
C 之间的摩擦力是20N C ．物块C 受6个力作用
D ．C 与桌面间摩擦力为20N 参考答案：
4. （多选）半径R=4cm 的圆盘可绕圆心O 水平转动，其边缘有一质量m=1kg 的小物块（可视为质点），若物块随圆盘一起从静止开始加速转动，其向心加速度与时间满足a0=t2，物块与圆盘间的动摩擦因数为0.6，则：
A.2s 末圆盘的线速度大小为0.4m/s
B.2s 末物块所受摩擦力大小为4N
C.物块绕完第一圈的时间约为1.88s
D.物块随圆盘一起运动的最大速度约为0.5m/s
参考答案：
ABD
5. （多选题）如图所示，质量为m=1kg 的物体与水平地面之间的动摩擦因数为0.3，当物体运动的速
度为10m/s 时，给物体施加一个与速度方向相反的大小为F=2N 的恒力，在此恒力作用下（取g=10m/s 2）（ ）
A ．物体经10s 速度减为零
B ．物体经2s 速度减为零
C ．物体速度减为零后将保持静止
D ．物体速度减为零后将向右运动
参考答案：
BC
【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的速度与时间的关系．
【分析】先分析物体的运动情况和受力情况：物体向右做匀减速运动，水平方向受到向右的恒力F 和滑动摩擦力．由公式f=μF N =μG 求出滑动摩擦力，根据牛顿第二定律得求出物体的加速度大小，由运动学公式求出物体减速到0所需的时间．减速到零后，F ＜f ，物体处于静止状态，不再运动． 【解答】解：A 、B 物体受到向右恒力和滑动摩擦力，做匀减速直线运动．滑动摩擦力大小为f=μF N =μG=3N ，根据牛顿第二定律得， a=
=
m/s 2=5m/s 2，方向向右．
物体减速到0所需的时间t==s=2s ，故B 正确，A 错误．
C 、
D 减速到零后，F ＜f ，物体处于静止状态．故C 正确，D 错误． 故选BC
二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. （4分）如图所示，是一只电流电压两用表的电路。

图中表头的内阻为100欧，满偏电流为500微安，R 1、R 2的阻值分别是0.1欧和100欧。

则它当作电流表使用时，量程是 mA ，当作电压表使用时，量程是 V 。

（两空均保留整数）
参考答案：
答案：500mA 50V
7. t=0时刻从坐标原点O处发出一列简谐波，沿x轴正方向传播，4s末刚好传到A点，波形如图所示.则A点的起振方向为______，该波的波速v=_____m/s.
参考答案：
(1). 向上（或沿y轴正方向） (2). 2.5
【分析】
利用同侧法可以得到所有质点的振动方向和波的传播方向的关系；波向右匀速传播，根据传播距离x=10m，时间t=4s，求出波速.
【详解】根据简谐横波向右传播，对振动的每一个质点利用同侧法(波的传播方向和质点的振动方向垂直且在波的同一侧)可知A点的起振方向为向上（或沿y轴正方向）；
波向右匀速传播，根据传播距离x=10m，时间t=4s，则.
【点睛】在波的图象问题中，由波的传播方向判断质点的振动方向是基本能力，波速公式也是一般知识，要熟练掌握和应用．
8. 一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在t＝0时刻波刚好传播到x＝6 m处的质点A，如图所示，已知波的传播速度为48 m/s。

请回答下列问题：
①从图示时刻起再经过________ s，质点B第一次处于波峰；
②写出从图示时刻起质点A的振动方程为________ cm。

参考答案：
①0.5②y＝－2sin 12πt (cm)
9. 如图为“用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系”的实验装置。

实验操作中，用钩码所受的重力作为小车所受外力，用DIS系统测定小车的加速度。

在保持小车总质量不变的情况下，改变所挂钩码的数量，多次重复测量，将数据输入计算机，得到如图所示的a~F关系图线。

（1）小车上安装的是位移传感器的__________部分。

（2）分析发现图线在水平轴上有明显的截距（OA不为零），这是因为____________。

（3）图线AB段基本是一条直线，而BC段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是（单选）
（A）小车与轨道之间存在摩擦
（B）释放小车之前就启动记录数据的程序
（C）实验的次数太多
（D）钩码的总质量明显地大于小车的总质量
在多次实验中，如果钩码的总质量不断地增大， BC曲线将不断地延伸，那么该曲线所逼近的渐近线的方程为__________。

参考答案：
（1）发射器（2分）
（2）小车所受的摩擦力过大（2分）
（3）D（2分），a=g（a=10m/s2）（2分）
10. 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：
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…）．
A 、
B 升高相同温度达到稳定后，体积变化量为△VA___________△VB ，压强变化量为△pA_________△pB （填“大于”、“等于”或“小于”）。

参考答案：
等于，大于
12. 某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率．开始玻璃砖的位置如图12中实线所示，使大头针P 1、P 2与圆心O 在同一直线上，该直线垂直于玻璃砖的直径边，然后使玻璃砖绕圆心O 缓慢转动，同时在玻璃砖的直径边一侧观察P 1、P 2的像，且P 2的像挡住P 1的像．如此观察，当玻璃砖转到图中虚线位置时，上述现象恰好消失．此时只须测量出________，即可计算玻璃砖的折射率．请用你的测量量表示出折射率n ＝________.
参考答案：
光线指向圆心入射时不改变传播方向，恰好观察不到P 1、P 2的像时发生全反射，测出玻璃砖直径绕O 点转过的角度θ，此时入射角θ即为全反射临界角，由sin θ＝得n ＝. 答案 (1)CD (2)玻璃砖直径边绕O 点转过的角度θ
13. 一列简谐横波沿x 轴正方向传播，波速大小为0.6m/s ，t =0时刻波形如图所示。

质点P 的横坐标为x = 0.96m ，则质点P 起动时向_______方向运动（选填“上”或“下”），t =______s 时质点P 第二次到达波谷。

参考答案：
下，1.7s
三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. （选修3-3模块）（4分）如图所示，绝热隔板S 把绝热的气缸分隔成体积相等的两部分，S 与气缸壁的接触是光滑的．两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a 和b ．气体分子之间相互作用可忽略不计．现通过电热丝对气体a 缓慢加热一段时间后，a 、b 各自达到新的平衡状态．试分析a 、b 两部分气体与初状态相比，体积、压强、温度、内能各如何变化？
参考答案： 答案:
气缸和隔板绝热，电热丝对气体a加热，a温度升高，体积增大，压强增大，内能增
大；（2分）
a对b做功，b的体积减小，温度升高，压强增大，内能增大。

（2分）
15. （选修3-5）（4分）已知氘核质量2.0136u，中子质量为1.0087u，核质量为
3.0150u。

A、写出两个氘核聚变成的核反应方程___________________________________。

B、计算上述核反应中释放的核能。

（结果保留2位有效数字）（1u=931.5Mev）
C、若两氘以相等的动能0.35MeV作对心碰撞即可发生上述核反应，且释放的核能全部转化为机械能，则反应中生成的核和中子的动能各是多少？（结果保留2位有效数字）
参考答案：
答案：a、
b、在核反应中质量的亏损为Δm=2×2.0136u-1.0087u-3.015u= 0.0035u
所以释放的核能为0.0035×931.5Mev=3.26Mev
c、反应前总动量为0，反应后总动量仍为0，
所以氦核与中子的动量相等。

由E K=P2/2m得
E He:E n=1:3
所以E n=3E/4=2.97Mev E He=E/4=0.99Mev
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图所示，一个矩形线圈的ab、cd边长为L1，ad、bc边长为L2，线圈的匝数为N，线圈处于磁感应强度为B的匀强磁场中，并以OO/为轴做匀速圆周运动，（OO/与磁场方向垂直，线圈电阻不计），线圈转动的角速度为ω，若线圈从中性面开始计时，请回答下列问题：
（1）请用法拉第电磁感应定律证明该线圈产生的是正弦交流电。

（2）用该线圈产生的交流电通入电阻为R的电动机时，形成的电流有效值为I，请计算该电动机的输出的机械功率（其它损耗不计）。

（3）用此电动机将竖直固定的光滑U型金属框架上的水平导体棒EF从静止向上拉，已知导体棒的质量为m，U型金属框架宽为L且足够长，内有垂直向里的匀强磁场，磁感应强度为B0，导体棒上升高度为h时，经历的时间为t，且此时导体棒刚开始匀速上升，棒的有效总电阻为R0，金属框架电阻不计，棒与金属框架接触良好，请计算：
①导体棒匀速上升时的速度和已知量的关系。

②若t时刻导体棒的速度为v0，求t时间内导体棒与金属框架产生焦耳热。

参考答案：
(1)（5分）证明：如图所示，边长L1切割磁感线
产生电动势e1=BL1V⊥=BL1Vsinωt 而线速度V=
∴e1=BL1sinωt因有两个边切割，
且有N匝∴e=2N e1=NBL1L2ωsinωt即：e=Emsinωt
（2）(4分)此电流通过电动机时，输入的功率
P入=UI= 由能量守恒知： P入=PQ＋P（P为机械功率）
解得（1分）
∴P=I－I2R
（3）①（4分）电机带导体棒匀速上升。

受力如图
F=B0IL＋mg I= ，F= ∴=mg＋
即：I－I2R= mgv＋v
②（4分）对上升h应用动能定理：Pt－W－mgh=mv02－0
Q=W= Pt－mgh－mv02 Q=(I－I2R)t－mgh－mv02
17. 液化石油燃气汽车简称LPG汽车，该燃气汽车的CO排放量比汽油车减少90％以上，碳氢
化合物排放量减少70％以上，氮氧化合物排放量减少35％以上，是目前较为实用的低排放汽
车。

为检验一辆燃气汽车的刹车功能，进行了如下实验：在路旁竖起一标志杆，车以v0
=72km/h的速度匀速行驶，当车头距标志杆s =20m时，实验室工作人员向司机下达停车的指
令，司机经时间t0 =0.8s(即反应时间)后开始刹车，若车在标志杆前停止运动,则符合安全要
求，已知车与驾驶员总质量M =l 000kg，g =10m/s2。

求：
(1)刹车过程中的制动力至少多大?
(2)现把该车改装为双动力系统，在平路行驶时，只采用燃气动力驱动，发动机的额定功率为
15kW，能获得的最大速度v1 =15m/s。

当车在路面情况相同、倾角为370足够长的斜坡上行驶
时，采用电力与燃气双动力系统，发动机的总功率为34kW，在该功率下经过20s由静止达到
最大速度，求该过程中车沿斜面运动的路程。

参考答案：
（1）5×104 N （2）98 m
18. 在真空中用用波长为λ1的光子去轰击原来静止的电子，电子被射出后，光子反向运动，返回时光
子波长为λ2，普朗克恒量为h，试比较λ1和λ2大小，并求电子物质波的波长λ．
参考答案：
碰撞前光子能量为，碰撞后光子的能量为，在碰撞中电子获得了能量，所以光子能量变小，从
而λ1<λ2 （2分）
由动量守恒定律得（2分）。