山西省忻州市長征聯(lián)校盧野中學(xué)2021年高三物理期末試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.（單選）如圖所示，質(zhì)量為m、長為L的直導(dǎo)線用兩絕緣細(xì)線懸掛于水平軸上，并處于勻強磁場中。當(dāng)導(dǎo)線中通以沿x正方向的電流I，且導(dǎo)線保持靜止時，懸線與豎直方向夾角為θ。則磁感應(yīng)強度的最小值及對應(yīng)的方向為A．，y軸正向B．，z軸負(fù)向C．，沿懸線向下D．，沿懸線向上參考答案：C2.圖中甲、乙是一質(zhì)量m=6×103kg的公共汽車在t=0和t=4s末兩個時刻的兩張照片．當(dāng)t=0時，汽車剛啟動（汽車的運動可看成勻加速直線運動）．圖丙是車內(nèi)橫桿上懸掛的手拉環(huán)的圖像，測得θ=30°．根據(jù)題中提供的信息，無法估算出的物理量是（

）ks5u

A．汽車的長度

B．4s內(nèi)汽車牽引力所做的功

C．4s末汽車的速度

D．4s末汽車合外力的瞬時功率參考答案：B3.（單選題）將一小球豎直上拋，如果小球到達(dá)最高點前的最后一秒和離開最高點后的第一秒時間內(nèi)通過的路分別為x1和x2，速度變化量的大小分別為v1和v2，假設(shè)小球所受空氣阻力大小不變，則下列表述正確的是A．＞，v1＜v2

B.＜，v1＞v2C．＜，v1＜v2

D.＞，v1＞v2參考答案：D4.一質(zhì)點沿直線Ox方向做加速運動，它離開O點的距離隨時間變化的關(guān)系為s=a+2t3m（其中a為一個常數(shù)），它的速度隨時間變化的關(guān)系為υ=6t2m/s。則該質(zhì)點在t=2s時的瞬時速度和t=0s到t=2s間的平均速度分別為（

）A．8m/s、24m/s

B．24m/s、8m/s

C．12m/s、24m/s

D．24m/s、12m/s參考答案：B5.北斗衛(wèi)星系統(tǒng)由地球同步軌道衛(wèi)星與低軌道衛(wèi)星兩種衛(wèi)星組成，這兩種衛(wèi)星在軌正常運行時A．同步衛(wèi)星運行的周期較大

B．低軌衛(wèi)星運行的角速度較小C．同步衛(wèi)星運行可能飛越廣東上空

D．所有衛(wèi)星運行速度都大于第一宇宙速度參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖甲所示，質(zhì)量為m、邊長為l的正方形金屬線框位于絕緣光滑水平面上，線框右邊緊貼著豎直向下的有界勻強磁場的邊界OO/．線框在水平向右的外力F作用下從靜止開始做勻加速直線運動，外力F隨時間t呈線性變化，如圖乙所示，圖中的F0、t0均為已知量．在t＝t0時刻，線框左邊恰到達(dá)OO/．此時線框受到的合力為_______或__________（寫出兩種表達(dá)）；在t＝t0時刻，線框的發(fā)熱功率與外力F的功率之比P熱：PF＝_______．參考答案：F0

或

；

3:57.如圖，寬為L的豎直障礙物上開有間距d=0.6m的矩形孔，其下沿離地高h(yuǎn)=1.2m，離地高H=2m的質(zhì)點與障礙物相距x．在障礙物以v0=4m/s勻速向左運動的同時，質(zhì)點自由下落．為使質(zhì)點能穿過該孔，L的最大值為0.8m；若L=0.6m，x的取值范圍是0.8≤x≤1m．m．（取g=10m/s2）參考答案：考點：平拋運動．專題：平拋運動專題．分析：根據(jù)自由落體運動的公式求出小球通過矩形孔的時間，從而通過等時性求出L的最大值．結(jié)合小球運動到矩形孔上沿的時間和下沿的時間，結(jié)合障礙物的速度求出x的最小值和最大值．解答：解：小球做自由落體運動到矩形孔的上沿的時間s=0.2s；小球做自由落體運動到矩形孔下沿的時間，則小球通過矩形孔的時間△t=t2﹣t1=0.2s，根據(jù)等時性知，L的最大值為Lm=v0△t=4×0.2m=0.8m．x的最小值xmin=v0t1=4×0.2m=0.8mx的最大值xmax=v0t2﹣L=4×0.4﹣0.6m=1m．所以0.8m≤x≤1m．故答案為：0.8，0.8m≤x≤1m．點評：解決本題的關(guān)鍵抓住臨界狀態(tài)，運用運動學(xué)公式進(jìn)行求解．知道小球通過矩形孔的時間和障礙物移動L的最大值時間相等．8.用能量為E0的光子照射基態(tài)氫原子，剛好可使該原子中的電子成為自由電子，這一能量E0稱為氫的電離能．現(xiàn)用一頻率為v的光子從基態(tài)氫原子中擊出一電子（電子質(zhì)量為m)。該電子在遠(yuǎn)離核以后速度的大小為

，其德布羅意波長為

（普朗克常全為h)參考答案：

9.如圖所示，兩端封閉的均勻玻璃管豎直放置，管中間有一段水銀柱將管中氣體分成體積相等的兩部分，管內(nèi)氣體的溫度始終與環(huán)境溫度相同。一段時間后，發(fā)現(xiàn)下面氣體的體積比原來大了，則可以判斷環(huán)境溫度

了（填“升高”或“降低”），下面氣體壓強的變化量

上面氣體壓強的變化量（填“大于”、“等于”或“小于”）。

參考答案：升高

；等于10.核電池又叫“放射性同位素電池”，一個硬幣大小的核電池，就可以讓手機不充電使用5000年.燃料中钚（）是一種人造同位素，可通過下列反應(yīng)合成：①用氘核（）轟擊鈾（）生成镎（NP238）和兩個相同的粒子X，核反應(yīng)方程是；②镎（NP238）放出一個粒子Y后轉(zhuǎn)變成钚（），核反應(yīng)方程是+．則X粒子的符號為

▲

；Y粒子的符號為

▲

．參考答案：，（2分）；（2分）

11.一定質(zhì)量的氣體經(jīng)過如圖所示a→b、b→c、c→d三個過程，壓強持續(xù)增大的過程是

，溫度持續(xù)升高的過程是_______。參考答案：答案：c→d、b→c12.光電管是應(yīng)用___________的原理制成的光電元件。如圖所示的電路中，如果a端與電源________（選填“正”或“負(fù)”）極相連，那么當(dāng)光照射到光電管的陰極K時，電路中就會產(chǎn)生電流。參考答案：光電效應(yīng)、正13.在某些恒星內(nèi)部，3個α粒子可以結(jié)合成一個核，已知核的質(zhì)量為1.99302×10-26kg，α粒子的質(zhì)量為6.64672×10-27kg，真空中光速c=3×108m/s，這個核反應(yīng)方程是

，這個反應(yīng)中釋放的核能為

（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）。參考答案：3

(2分)

9×10-13J三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖所示,在真空中一束平行復(fù)色光被透明的三棱鏡ABC(截面為正三角形)折射后分解為互相分離的a、b、c三種色光,分別照射到三塊板上.則:（1）若將a、b、c三種色光分別通過某狹縫,則發(fā)生衍射現(xiàn)象最明顯的是哪種色光?（2）若OD平行于CB,三棱鏡對a色光的折射率na是多少?參考答案：（1）折射率最小的是c光,則它的波長最長,衍射現(xiàn)象最明顯；（2）（1）由圖知，三種色光，a的偏折程度最大，c的偏折程度最小，知a的折射率最大，c的折射率最小．則c的頻率最小，波長最長衍射現(xiàn)象最明顯。（2）若OD平行于CB,則折射角，三棱鏡對a色光的折射率。15.（簡答）光滑的長軌道形狀如圖所示，下部為半圓形，半徑為R，固定在豎直平面內(nèi)．質(zhì)量分別為m、2m的兩小環(huán)A、B用長為R的輕桿連接在一起，套在軌道上，A環(huán)距軌道底部高為2R．現(xiàn)將A、B兩環(huán)從圖示位置靜止釋放．重力加速度為g．求：（1）A環(huán)到達(dá)軌道底部時，兩環(huán)速度大小；（2）運動過程中A環(huán)距軌道底部的最大高度；（3）若僅將輕桿長度增大為2R，其他條件不變，求運動過程中A環(huán)距軌道底部的最大高度．參考答案：（1）A環(huán)到達(dá)軌道底部時，兩環(huán)速度大小為；（2）運動過程中A環(huán)距軌道底部的最大高度為R；（3）若僅將輕桿長度增大為2R，其他條件不變，運動過程中A環(huán)距軌道底部的最大高度為R．解：（1）A、B都進(jìn)入圓軌道后，兩環(huán)具有相同角速度，則兩環(huán)速度大小一定相等，對系統(tǒng)，由機械能守恒定律得：mg?2R+2mg?R=（m+2m）v2，解得：v=；（2）運動過程中A環(huán)距軌道最低點的最大高度為h1，如圖所示，整體機械能守恒：mg?2R+2mg?3R=2mg（h﹣R）+mgh，解得：h=R；（3）若將桿長換成2R，A環(huán)離開底部的最大高度為h2．如圖所示．整體機械能守恒：mg?2R+2mg（2R+2R）=mgh′+2mg（h′+2R），解得：h′=R；答：（1）A環(huán)到達(dá)軌道底部時，兩環(huán)速度大小為；（2）運動過程中A環(huán)距軌道底部的最大高度為R；（3）若僅將輕桿長度增大為2R，其他條件不變，運動過程中A環(huán)距軌道底部的最大高度為R．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（08年全國卷Ⅱ）（20分）我國發(fā)射的“嫦娥一號”探月衛(wèi)星沿近似于圓形軌道繞月飛行。為了獲得月球表面全貌的信息，讓衛(wèi)星軌道平面緩慢變化。衛(wèi)星將獲得的信息持續(xù)用微波信號發(fā)回地球。設(shè)地球和月球的質(zhì)量分別為M和m，地球和月球的半徑分別為R和R1，月球繞地球的軌道半徑和衛(wèi)星繞月球的軌道半徑分別為r和r1，月球繞地球轉(zhuǎn)動的周期為T。假定在衛(wèi)星繞月運行的一個周期內(nèi)衛(wèi)星軌道平面與地月連心線共面，求在該周期內(nèi)衛(wèi)星發(fā)射的微波信號因月球遮擋而不能到達(dá)地球的時間（用M、m、R、R1、r、r1和T表示，忽略月球繞地球轉(zhuǎn)動對遮擋時間的影響）。參考答案：解析：如下圖所示：設(shè)O和分別表示地球和月球的中心。在衛(wèi)星軌道平面上，A是地月連心線與地月球表面的公切線ACD的交點，D、C和B分別是該公切線與地球表面、月球表面和衛(wèi)星軌道的交點。過A點在另一側(cè)作地月球面的公切線，交衛(wèi)星軌道于E點。衛(wèi)星在圓弧上運動時發(fā)出的信號被遮擋。設(shè)探月衛(wèi)星的質(zhì)量為m0，萬有引力常量為G，根據(jù)萬有引力定律有

①

②

②式中，T1是探月衛(wèi)星繞月球轉(zhuǎn)動的周期。由①②式得

③

設(shè)衛(wèi)星的微波信號被遮擋的時間為t，則由于衛(wèi)星繞月球做勻速圓周運動，應(yīng)有

④

式中，α=∠CO′A，β=∠CO′B。由幾何關(guān)系得

⑤

⑥

由③④⑤⑥式得

⑦17.如下圖所示，輕彈簧左端固定在豎直墻上，右端點在O位置．質(zhì)量為m的物塊A(可視為質(zhì)點)以初速度v0從距O點右方x0的P點處向左運動，與彈簧接觸后壓縮彈簧，將彈簧右端壓到O′點位置后，A又被彈簧彈回，A離開彈簧后，恰好回到P點，物塊A與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ.求：(1)物塊A從P點出發(fā)又回到P點的過程，克服摩擦力所做的功．(2)O點和O′點間的距離x1.參考答案：【知識點】

動能定理的應(yīng)用E2【答案解析】(1)mv.(2)－x0.解析：(1)A從P點出發(fā)又回到P點克服摩擦力所做的功為WFf＝mv.(2)A從P點出發(fā)又回到P點的過程中根據(jù)動能定理2μmg(x1＋x0)＝mv得x1＝－x0.【思路點撥】（1）A從P回到P的過程，對A物體應(yīng)用動能定理可直接求解克服摩擦力所做的功．（2）A從P回到P全過程根據(jù)動能定理求解x1．對單個物體的運動過程，首先考慮動能定理，牽扯彈簧的彈力做功時，考慮機械能守恒或功能關(guān)系或能量守恒，不難．18.如圖17所示，在傾角θ＝30o的斜面上放置一段凹槽B，B與斜面間的動摩擦因數(shù)μ＝，槽內(nèi)靠近右側(cè)壁處有一小物塊A(可視為質(zhì)點)，它到凹槽左側(cè)壁的距離d＝0.10m。A、B的質(zhì)量都為m=2.0kg，B與斜面間的最大靜摩擦力可認(rèn)為等于滑動摩擦力，不計A、B之間的摩擦，斜面足夠長。現(xiàn)同時由靜止釋放A、B，經(jīng)過一段時間，A與B的側(cè)壁發(fā)生碰撞，碰撞過程不計機械能損失，碰撞時間極短。取g=10m/s2。求：（1）物塊A和凹槽B的加速度分別是多大；（2）物塊A與凹槽B的左側(cè)壁第一次碰撞后瞬間A、B的速度大小；（3）從初始位置到物塊A與凹槽B的左側(cè)壁發(fā)生第三次碰撞時B的位移大小。參考答案：見解析（1）設(shè)A的加速度為a1，則mgsin?=ma1，a1=gsin?????×sin30°=5.0m/s2…………1分設(shè)B受到斜面施加的滑動摩擦力f，則==10N，方向沿斜面向上

B所受重力沿斜面的分力=2.0×10×sin30°=10N，方向沿斜面向下因為，所以B受力平衡，釋放后B保持靜止，則凹槽B的加速度a2=0………1分

（2）釋放A后，A做勻加速運動，設(shè)物塊A運動到凹槽B的左內(nèi)側(cè)壁時的速度為vA0，根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律得

vA0===1.0m/s………1分

因A、B發(fā)生彈性碰撞時間極短，沿斜面方向動量守恒，A和B碰撞前后動能守恒，設(shè)A與B碰撞后A的速度為vA1，B的速度為vB1，根據(jù)題意有

………1分

………1分解得第一次發(fā)生碰撞后瞬間A、B的速度分別為vA1=0，vB1=1.0m/s

………1分（3）A、B第一次碰撞后，B以vB1=1.0m/s做勻速運動，