2021年河南省周口市经委中学高三物理上学期期末试题带解析

2021年河南省周口市经委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. （多选）一列简谐横波沿x轴正方向传播，在x=12m处的质元的振动图线如图1所示，在x=18m 处的质元的振动图线如图2所示．下列说法正确的是（）
A．该波的周期为12s
B．x=12m处的质元在平衡位置向上振动时，x=18m处的质元在波峰
C．在0～4s内x=12m处和x=18m处的质元通过的路程均为6cm
D．该波的波长可能为8m
E．该波的传播速度可能为2m/s
参考答案：
解：A、由图可知，该波的周期为12s．故A正确；
B、由图可知，t=3s时刻，x=12m处的质元在平衡位置向上振动时，x=18m处的质元在波峰，故B正确；
C、据图2知t=2s时，在x=18m处的质元的位移为零，正通过平衡位置向上运动，在t=4s时刻，在x=18m处的质元的位移大于2cm，所以在0～4s内x=18m处的质元通过的路程小于6cm．故C错误；
D、由两图比较可知，x=12m处比x=18m处的质元早振动9s，即，所以两点之间的距离为：
（n=0、1、2、3…）
所以：（n=0、1、2、3…）
n=0时，波长最大，为：m．故D正确；E、波的速度：m/s（n=0、1、2、3…）
n=0时，最大速度：v=m/s；故E错误；
故选：ABD．
2.
（多选）下列说法正确的是（）
的过程为
（A ）a →b
（B ）b →a
（C ）b →c
（D ）b →d
参考答案：
C
4. （多选题）下列关于扩散现象的说法中正确的是（ ） A ．扩散现象只能发生在气体与气体之间 B ．扩散现象是永不停息的 C ．潮湿的地面变干属于扩散现象
D ．靠近梅花就能闻到梅花的香味属于扩散现象
E ．空气流动形成风属于扩散现象
参考答案：
BCD
【考点】扩散；晶体和非晶体．
【分析】一切物质的分子都在不停的做无规则运动，扩散现象也是分子运动的结果．明确生活中哪些现象属于扩散现象．
【解答】解：A 、气态、液态和固态物质之间都能发生扩散现象，故A 错误； B 、分子运动永不停息，扩散现象也永不停息，故B 正确；
C 、潮湿的地面变干，是水分子运动到了空气中，属于扩散现象，故C 正确；
D 、靠近梅花能闻到梅花的香味，是因为梅花释放的香气分子在空气中不断扩散，故D 正确；
D 、风是太阳辐射引起的空气流动现象，故
E 错误． 故选：BCD ．
5. 如图，倾斜固定直杆与水平方向成60°角，直杆上套有一个圆环，圆环通过一根细线与一只小球相连接.当圆环沿直杆下滑时，小球与圆环保持相对静止,细线伸直,且与竖直方向成30°角.下列说法中正确的是（ ）
（A ）圆环不一定加速下滑 （B ）圆环可能匀速下滑 （C ）圆环与杆之间一定没有摩擦 （D ）圆环与杆之间一定存在摩擦
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. 如图1，电源电动势E ＝6V ，内阻r ＝2Ω，电键S 闭合后，将滑动变阻器的滑片从A
端移动到
B
端，该过程中定值电阻R 1、R 2消耗的功率与通过该电阻的电流的关系如图2所示。

由图可知，滑动变阻器的阻值最大范围为_____Ω，R 1的最大功率为______W 。

参考答案：
6，4
7. 某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可视为理想气体。

初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界。

现使活塞缓慢移动，直至容器中的空气压强与外界相同。

此时，容器中空气的温度__________（填“高于”“低于”或“等于”）外界温度，容器中空气的密
度__________（填“大于”“小于”或“等于”）外界空气的密度。

参考答案：
(1). 低于(2). 大于
【详解】由题意可知，容器与活塞绝热性能良好，容器内气体与外界不发生热交换，故，但活塞移动的过程中，容器内气体压强减小，则容器内气体正在膨胀，体积增大，气体对外界做功，即，根据热力学第一定律可知：，故容器内气体内能减小，温度降低，低于外界温度。

最终容器内气体压强和外界气体压强相同，根据理想气体状态方程：
又，m为容器内气体质量
联立得：
取容器外界质量也为m的一部分气体，由于容器内温度T低于外界温度，故容器内气体密度大于外界。

故本题答案为：低于；大于。

8. 如图所示，放置在水平地面上的支架质量为M，支架顶端用细线拴着的摆球质量为m，现将摆球拉至水平位置，而后释放，摆球运动过程中，支架始终不动，则：
（1）在释放前的瞬间，支架对地面的压力为
（2）摆球到达最低点时，支架对地面的压力为
参考答案：
（1）．Mg
（2）． (3m＋M)g
9. （13分）如（a）图，质量为Ｍ的滑块Ａ放在气垫导轨B上，Ｃ为位移传感器，它能将滑块Ａ到传感器Ｃ的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示滑块Ａ的位移－时间（s-t）图象和速率－时间（v-t）图象。

整个装置置于高度可调节的斜面上，斜面的长度为了、高度为。

（取重力加速度g=9.8m/s2，结果可保留一位有效数字）
（1）现给滑块Ａ一沿气垫导轨向上的初速度，Ａ的v-t图线如（b）图所示。

从图线可得滑块Ａ下滑时的加速度a= m/s2 ,摩擦力对滑块Ａ运动的影响。

（填“明显，不可忽略”或“不明显，可忽略”）
（2）此装置还可用来验证牛顿第二定律。

实验时通过改变，可验证质量一定时，加速度与力成正比的关系；实验时通过改变，可验证力一定时，加速度与质量成反比的关系。

（3）将气垫导轨换成滑板，滑块Ａ换成滑块Ａ’，给滑块Ａ’一沿滑板向上的初速度，Ａ’的s-t图线如（c）图。

图线不对称是由于造成的，通过图线可求得滑板的倾角θ＝（用反三角函数表示），滑块与滑板间的动摩擦因数μ＝。

参考答案：
答案：（1）6 不明显，可忽略
（2）斜面高度h 滑块A的质量M及斜面的高度h，且使Mh不变
（3）滑动摩擦力
解析：
（1）从图像可以看出，滑块上滑和下滑过程中的加速度基本相等，所以摩擦力对滑块的运动影响不明显，可以忽略。

根据加速度的定义式可以得出
（2）牛顿第二定律研究的是加速度与合外力和质量的关系。

当质量一定时，可以改变力的大小，当斜面高度不同时，滑块受到的力不同，可以探究加速度与合外力的关系。

由于滑块下滑加速的力是由重力沿斜面向下的分力提供，所以要保证向下的分力不变，应该使
不变，所以应该调节滑块的质量及斜面的高度，且使Mh不变。

（3）滑板与滑块间的滑动摩擦力比较大，导致图像成抛物线形。

从图上可以读出，滑块上滑和下滑时发生位移大小约为。

上滑时间约为，下滑时间约为，上滑时看做反向匀加速运动，根据运动学规律有：，根据牛顿第二定律有。

下滑时，有，
联立解得，
10. 如图所示，太空宇航员的航天服内充有气体，与外界绝热，为宇航员提供适宜的环境，若宇航员出舱前航天服与舱内气体的压强相等，舱外接近真空，在打开舱门的过程中，舱内气压逐渐降低，航天服内气体内能减少（选填“增加”、“减少”或“不变”）．为使航天服内气体保持恒温，应给内部气体加热（选填“制冷”或“加热”）
参考答案：
解：根据热力学第一定律△U=W+Q，Q=0，气体急剧膨胀，气体对外界做功，W取负值，可知△U为负值，即内能减小．
为使航天服内气体保持恒温，应给内部气体加热．
故答案为：减小，加热
11. 某兴趣小组的同学为了测量某量程为3 V
电压表的内阻，设计了如图甲所示的电路。

实验器材如
下：
A.待测电压表V(量程3 V ，内阻约为几k )
B.滑动变阻器(阻值范围0-10)
C.电阻箱R 1(阻值范围0-9999 )
D.直流电源，电动势6 V ，内阻不计
E.开关一个，导线若干
(1)实验电路巳进行了部分连接，请按电路图在乙图中将其补充完整______。

(2)闭合开关S 前，最好将滑动变阻器的滑动头P 移到_____端(填“a”或“b”)。

(3)将电阻箱的电阻调到1000Ω,闭合开关S ，调节滑动变阻器，使电压表的示数为3V 。

保持电路的其它部分不变，只调节电阻箱的电阻，使电压表示数变为1V 时，电阻箱示数为7680Ω，电压表的内阻为____。

参考答案：
(1).
(2). a (3). 2340
【详解】（1）电路连线如图：
；
（2）闭合开关S 前，为使测量部分起始电压较小，最好将滑动变阻器的滑动头P 移到a 端。

（3）滑动变阻器阻值远小于电压表内阻，调节电阻箱时，电压表和电阻箱两端的电压不变，设为U ；则将电阻箱的电阻调到1000Ω，闭合开关S ，调节滑动变阻器，使电压表的示数为3V ，则
；调节电阻箱的电阻，使电压表示数变为1V 时，电阻箱示数为7680Ω，则
；联立解得：R V =2340Ω.
12. 下表是按照密立根的方法进行实验时得到的某金属的UC 和v 的的几组数据。

(UC 是遏制电压)
UC/V 0.541 0.637 0.714 0.809
0.878 v/l014Hz 5.644
5.888
6.098
6.303
6.501
请根据上表的数据在答题纸对应的坐标中作出UC-v 图象；从图象中可知这种金属的截止频率为 ；已知e=1.6010-19C ，用给出的数据结合图象算出普朗克常量为 。

参考答案：
13. 质量为m 的汽车行驶在平直的公路上，在运动中所受阻力恒定。

当汽车的加速度为a 、速度为v 时，发动机的功率是P1，则当功率是P2时，汽车行驶的最大速率为 。

参考答案：
三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 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．
（1）在该实验中必须采用控制变量法，应保持小车的总质量不变，用钩码所受的重力作为小车所受合外力，用DIS测小车的加速度．
（2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量．在某次实验中根据测得的多组数据可画出a﹣F关系图线（如图所示）．此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是A
A．所挂钩码的总质量太大B．所用小车的质量太大
C．小车与轨道之间存在摩擦D．导轨保持了水平状态．
参考答案：
解：（1）探究加速度与力的关系，应保持小车的质量不变，用钩码所受的重力作为小车所受的合力．
（2）由图象OA段可知，a与F成正比，即：在小车质量一定时，加速度a与小车受到的合力F成正比；
以小车与钩码组成的系统为研究对象，系统所受的合外力等于钩码的重力m钩码g，
由牛顿第二定律得：m钩码g=（m小车+m钩码）a，小车的加速度a=g，
小车受到的拉力F=m小车a=g，当m钩码＜＜m小车时，
可以认为小车受到的合力等于钩码的重力，如果钩码的质量太大，
则小车受到的合力小于钩码的重力，实验误差较大，a﹣F图象偏离直线，故A正确．
故答案为（1）小车的总质量，小车所受合外力，（2）A
15. 某同学设计了一个既可以测电阻和电源电动势与内阻的实验电路如图甲所示，实验室提供了以下实验器材：
电源E（电动势为6V，内阻约为1Ω）定值电阻R0（阻值约为5Ω）
电流表A（量程30mA，内阻约为0.5Ω）
电流表B（量程0.6A，内阻约为1Ω）
电压表C（量程8V，内阻约为5kΩ）
电压表D（量程4V，内阻约为3kΩ）
滑动变阻器F（阻值0﹣10Ω）
滑动变阻器G（阻值0﹣500Ω）
根据题中所给信息，请回答以下问题
（1）电流表应选，滑动变阻器应选；（选填器材代号）
（2）该同学操作正确无误，用U1、U2、I分别表示电表、、的读数，其数据如下表所示：
=Ω（保留一位小数），其测量值真实值（填＞、＜或（3）该同学发现电源电动势偏低，于是再利用了一个辅助电源E′，采用如图乙所示电路测量，调节R1，使电流表A1的示数为0，这样电源的电动势的测量值电源电动势的真实值（填＞、＜或=）．
参考答案：
（1）B，F；（2）4.8，＜；（3）=
【考点】测定电源的电动势和内阻．
【分析】（1）根据给出的电源电动势和保护电阻由欧姆定律可求得电流，从而确定电流表，再根据滑动变阻器的作用可明确应选用的滑动变阻器；
（2）明确电路结构，根据欧姆定律即可求得电阻的阻值；
（3）分析补偿电源的作用，根据实验原理明确是否存在实验误差．
【解答】解：（1）电源电动势为6V，保护电阻为5Ω，则电流约为：I===1A，故为了能
准确测量，电流表应选择B ；因内电阻较小，故滑动变阻器应选择较小的F ；
（2）由电路图可知，U 2为电阻两端的电压，电流表示数为R 中的电流，则可知，定值电阻的阻值为：
R 0===4.8Ω；
由于采用了电流表外接法，故测量出的电流较大，则由欧姆定律可知，测量值小于真实值； （3）由于电压表电支路中电流为零，故电压表不再分流，则此时电流表测出的电流为干路电流，电压表示数为路端电压，因此测量结果是准确的． 故答案为：（1）B ，F ；（2）4.8，＜；（3）=
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图所示，在直角坐标系xoy 第一象限中，有一半径为R 的半圆，该半圆的直径是OD ，圆心为
C ，半圆区域内有垂直纸面向外的匀强磁场；在y 轴的左侧有平行于y 轴的匀强电场，场强大小为E ，在C 处有一带负电的粒子(质量为m 、电荷量为q)，以初速度垂直x 轴进入磁场，经偏转后射出磁场，又经过一段时间后从y 轴上的P 点垂直进入电场，若OP=0．6R(粒子重力不计)．求：
(1)磁感应强度为B ；
(2)粒子进入电场后到达x 轴上Q 点时的速率及坐标； (3)粒子从C 点出发到达x 轴上Q 点所用的总时间．
参考答案： 见解析
17. 如右图，质量分别为m 和M 的两个星球A 和B 在引力作用下都绕O 点做匀速圆周运动，星球A 和B 两者中心之间的距离为L 。

已知A 、B 的中心和O 三点始终共线，A 和B 分别在O 的两侧。

引力常数为G 。

求两星球做圆周运动的周期。

参考答案：
A 和
B 绕O 做匀速圆周运动，它们之间的万有引力提供向心力，则A 和B 的向心力相等。

且A 和B 和O 始终共线，说明A 和B 有相同的角速度和周期。

则有：
1分
1分
解得 1分
1分
对A 根据牛顿第二定律和万有引力定律得 2分
化简得
18. 总质量为80kg 的跳伞运动员从离地500m 的直升机上跳下，经过2s 拉开绳索开启降落伞，如图所示是跳伞过程中的v －t 图，试根据图像求：（g 取10m/s2） （1）t ＝1s 时运动员的加速度大小。

（2）估算14s 内运动员下落的高度
（3）估算运动员从飞机上跳下到着地的总时间。

参考答案：。