河北省唐山市灤縣雷莊鎮雷莊中學2021年高三物理期末試卷含解析一、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，在光滑水平面上有一質量為m1的足夠長的木板，其上疊放一質量為m2的木塊。假定木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力相等。現給木塊施加一隨時間t增大的水平力F=kt（k是常數），木板和木塊加速度的大小分別為a1和a2，下列反映a1和a2變化的圖線中正確的是參考答案：A當F比較小時，兩個物體相對靜止，加速度相同，根據牛頓第二定律得：，a∝t；當F比較大時，m2相對于m1運動，根據牛頓第二定律得：對m1：，μ、m1、m2都一定，則a1一定；對m2：，a2是t的線性函數，t增大，a2增大；由于F隨時間增大，木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力相等，所以a2大于兩物體相對靜止時的最大加速度。故選A。2.為了體現高考的公平公正，很多地方高考時在考場上使用手機信號屏蔽器，該屏蔽器在工作過程中以一定的速度由前向信道的低端頻率向高端掃描。該掃描速度可以在手機接收報文信號中形成亂碼干擾，手機不能檢測出從基站發出的正常數據，使手機不能與基站建立聯接，達到屏蔽手機信號的目的，手機表現為搜索網絡、無信號、無服務系統等現象。由以上知識可知A．手機信號屏蔽器是利用靜電屏蔽的原理來工作的B．電磁波必須在介質中才能傳播C．手機信號屏蔽器工作時基站發出的電磁波不能傳播到考場內D．手機信號屏蔽器是通過發射電磁波干擾手機工作來達到目的參考答案：D解析：靜電屏蔽是利用電場來工作的，而手機信號屏蔽器是利用電磁場來要作的，故A錯；電磁波可以在真空中傳播，B錯；由題意知手機信號屏蔽器工作過程中以一定的速度由前向信道的低端頻率向高端掃描，形成電磁波干擾由基站發出的電磁波信號，使手機不能正常工作，故C錯而D正確。3.（單選）如圖所示，物體A靜止在固定斜面上，一平行斜面向上的力F作用于物體A上．在力F變大的過程中，A始終保持靜止，則以下說法中正確的是（）A．物體A受到的合力一定變大B．物體A受到的支持力一定不變C．物體A受到的摩擦力一定變大D．物體A受到的摩擦力一定變小參考答案：考點：共點力平衡的條件及其應用；力的合成與分解的運用．.專題：共點力作用下物體平衡專題．分析：對A受力分析，由共點力的平衡及靜摩擦力的特點可得出各力的變化情況．解答：解：A、A物體受重力、支持力、摩擦力及拉力的作用而處于靜止狀態，故合力為零，所以A錯誤；B、將重力分解到沿斜面和垂直于斜面的方向；在垂直于斜面方向，重力的分力、支持力平衡，FN=mgcosθ，所以支持力不變，所以B正確；C、若F＞mgsinθ，摩擦力沿斜面向下，受力分析如圖所示：由平衡得：Ff+mgsinθ=F，在力F變大的過程中，故根據平衡條件，靜摩擦力逐漸增加；若F≤mgsinθ，摩擦力向上，由平衡得：mgsinθ=F+Ff故根據平衡條件，靜摩擦力應先減小，后反方向增大，所以CD錯誤；故選：B．點評：本題考查共點力的平衡條件的應用，因拉力及摩擦力的關系不明確，故摩擦力存在多種可能性，應全面分析．4.(單選)將一物塊分成相等的A、B兩部分靠在一起，下端放置在地面上，上端用繩子拴在天花板，繩子處于豎直伸直狀態，整個裝置靜止，則：A．繩子上拉力可能為零B．地面受的壓力可能為零C．地面與物體間可能存在摩擦力D．AB之間一定存在摩擦力參考答案：A5.（多選）一輛汽車在平直的公路上運動，運動過程中先保持某一恒定加速度，后保持恒定的牽引功率，其牽引力和速度的圖象如圖6所示．若已知汽車的質量m，牽引力F1和速度v1及該車所能達到的最大速度v3。則根據圖象所給的信息，能求出的物理量是A．汽車運動中的最大功率為F1v1 B．速度為v2時的加速度大小為F1v1/mv2 C．汽車行駛中所受的阻力為F1v1/v3 D．恒定加速時，加速度為F1/m參考答案：AC由F-v圖象可知，汽車運動中的最大功率為F1v1，選項A正確；由F2v2=F1v1可知，速度為v2時汽車的牽引力F2=F1v1/v2，加速度的加速度大小為a=(F2–f)/m，選項B錯誤；當汽車達到最大速度v3時牽引力等于阻力f，由fv3=F1v1可得汽車行駛中所受的阻力為f=F1v1/v3，選項C正確；恒定加速時，加速度為a=(F–f)/m，選項D錯誤。二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示，“神舟”飛船升空后，進入近地點為B，遠地點為A的橢圓軌道I上飛行。飛行數圈后變軌．在過遠地點A的圓軌道Ⅱ上做勻速圓周運動。飛船由橢圓軌道運行變軌到圓形軌道運行后周期

（變短、不變或變長），機械能

（增加、減少或不變）。參考答案：變長

增加7.質量為1kg，初速度為v=10m/s的物體，受到一個與初速度v方向相反，大小為3N的外力F的作用力，沿粗糙的水平面滑動，物體與地面間的滑動摩擦因數為0.2，經3s后撤去外力，則物體滑行的總位移為

m。（取g=10）參考答案：8.（8分）如圖所示，用多用電表研究光敏電阻的阻值與光照強弱的關系。①應將多用電表的選擇開關置于

檔；②將紅表筆插入

接線孔（填“+”或“-”）；③將一光敏電阻接在多用電表兩表筆上，用光照射光敏電阻時表針的偏角為θ，現用手掌擋住部分光線，表針的偏角變為θ′，則可判斷θ

θ′(填“＜”,“＝”或“＞”)；④測試后應將選擇開關置于

檔。參考答案：

答案：①歐姆；②“＋”；③

>；④OFF或交流電壓最高

(每空2分)。9.一礦井深125m，在井口每隔一相同的時間落下一個小球，當第11個小球剛從井口開始下落時，第1個小球恰好到達井底，則：（1）相鄰兩個小球下落的時間間隔時

s；（2）這時第3個球與第5個小球相距

m。（g取）參考答案：10.一個氡核衰變成釙核并放出一個粒子。該核反應的方程是

氡衰變半衰期為3.8天，則1000g氡經過7.6天衰變，剩余氡的質量為

g；參考答案：①

②250根據衰變過程中質量數和電荷數守恒，由于生成物質量數減小4，電荷數減小2，所以放出的粒子是α粒子．該核反應的方程是：氡核的半衰期為3.8天，根據半衰期的定義得：，其中m為剩余氡核的質量，m0為衰變前氡核的質量，T為半衰期，t為經歷的時間。由于T=3.8天，t=7.6天，解得：11.如圖所示，處在水里的平面鏡開始處于水平位置，它可以繞過O點的水平轉軸以的角速度在豎直平面內逆時針方向勻速轉動，一細束光線沿水平方向射向鏡面。設水的折射率n=1.414，則平面從開始轉動到有光線從水中射向空氣中所用的最短時間為

s。

參考答案：

答案：0.2512.已知O、A、B、C為同一直線上的四點，A、B間的距離為1m，B、C間的距離為2m，一物體自O點由靜止出發，沿此直線做勻加速運動，依次經過A、B、C三點，已知物體通過AB段與BC段所用的時間相等，則物體通過A點和B點時的速度大小之比為__________，O、A間的距離為___________m。參考答案：1∶3，

1/8解析：設物體通過AB段與BC段所用的相等時間為T，O、A之間的距離為x，A、B間的距離x1=1m，B、C間的距離為x2=2m，則有x2-x1=aT2；由勻變速直線運動規律，vB2-vA2=2ax1，vB=vA+aT，vA2=2ax，聯立解得vA∶vB=1∶3，x=1/8m.13.氫原子的能級圖如圖所示，一群氫原子處于量子數n＝4能量狀態，則氫原子最多輻射

種頻率的光子。輻射光子的最大能量為

。參考答案：三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（簡答）質量,M=3kg的長木板放在光滑的水平面t..在水平悄力F=11N作用下由靜止開始向右運動.如圖11所示,當速度達到1m/s2將質量m=4kg的物塊輕輕放到本板的右端.已知物塊與木板間摩擦因數μ=0.2,物塊可視為質點.(g=10m/s2,).求：(1)物塊剛放置木板上時,物塊和木板加速度分別為多大？(2)木板至少多長物塊才能與木板最終保持相對靜止？(3)物塊與木板相對靜止后物塊受到摩擦力大小？參考答案：(1)1(2)0.5m（3）6.29N牛頓運動定律的綜合應用；勻變速直線運動的位移與時間的關系．解析：(1)放上物塊后，物體加速度

板的加速度

(2)當兩物體達速度相等后保持相對靜止，故

∴t=1秒

1秒內木板位移物塊位移，所以板長L=x1-x2=0.5m（3）相對靜止后，對整體

，對物塊f=ma∴f=44/7=6.29N（1）由牛頓第二定律可以求出加速度．

（2）由勻變速直線運動的速度公式與位移公式可以求出位移．

（3）由牛頓第二定律可以求出摩擦力．15.（選修3-5）（6分）a、b兩個小球在一直線上發生碰撞，它們在碰撞前后的s～t圖象如圖所示，若a球的質量ma=1kg，則b球的質量mb等于多少?參考答案：解析：由圖知=4m/s、=—1m/s、=2m/s

（2分）

根據動量守恒定律有：ma=ma

+

mb

（2分）

∴mb=2.5kg （2分）四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（18分）如圖，豎直放置的光滑平行金屬導軌MN、PQ相距L，在M點和P點間接一個阻值為R的電阻，在兩導軌間OO1O1′O′矩形區域內有垂直導軌平面向里、寬為d的勻強磁場，磁感應強度為B．一質量為m，電阻為r的導體棒ab垂直擱在導軌上，與磁場上邊邊界相距d0．現使ab棒由靜止開始釋放，棒ab在離開磁場前已經做勻速直線運動（棒ab與導軌始終保持良好的電接觸且下落過程中始終保持水平，導軌電阻不計）．求：

（1）棒ab在離開磁場下邊界時的速度；

（2）棒ab在通過磁場區的過程中產生的焦耳熱；

（3）試分析討論ab棒進入磁場后可能出現的運動情況．參考答案：解析：（1）設ab棒離開磁場邊界前做勻速運動的速度為v，產生的電動勢為

E=BLv………………（2分）

電路中電流I=………………（1分）

對ab棒，由平衡條件得mg－BIL=0………………（2分）

解得v=…………………（1分）

(2)由能量守恒定律：mg(d0+d)=E電+mv2………（2分）

解得：

………（2分）

…………………（2分）

（3）設棒剛進入磁場時的速度為v0，由mgd0=mv02，得v0=

（2分）

棒在磁場中勻速時速度為v=，（1分）則：

①當v0=v，即d0=時，棒進入磁場后做勻速直線運動

（1分）

②當v0<v，即d0<時，棒進入磁場后做先加速后勻速直線運動（1分）

③當v0＞v，即d0＞時，棒進入磁場后做先減速后勻速直線運動（1分）17.如圖，兩根相距d＝1m的平行金屬導軌OC、O′C′，水平放置于勻強磁場中，磁場方向水平向左，磁感應強度B1＝5/6T。導軌右端O、O′連接著與水平面成30°的光滑平行導軌OD、O′D′，OC與OD、O′C′與O′D′分別位于同一豎直平面內，OO′垂直于OC、O′C′。傾斜導軌間存在一勻強磁場，磁場方向垂直于導軌向上，磁感應強度B2＝1T。兩根與傾斜導軌垂直的金屬桿M、N被固定在導軌上，M、N的質量均為m＝1kg，電阻均為R＝0.5Ω，桿與水平導軌間的動摩擦因數為m＝0.4。現將M桿從距OO′邊界x＝10m處靜止釋放，已知M桿到達OO′邊界前已開始做勻速運動。當M桿一到達OO′邊界時，使N桿在一平行導軌向下的外力F作用下，開始做加速度為a＝6m/s2的勻加速運動。導軌電阻不計，g取10m/s2。（1）求M桿下滑過程中，M桿產生的焦耳熱Q；（2）求N桿下滑過程中，外力F與時間t的函數關系；（3）已知M桿停止時，N桿仍在斜面上，求N桿運動的位移s；（4）已知M桿進入水平軌道直到停止的過程中，外力F對N桿所做的功為15J，求這一過程中系統產生的總熱量Q總。參考答案：（1）M桿在斜軌道滑行過程中開始做勻速運動（1分），解得（1分）（1分），解得Q＝37.5JM桿產生的焦耳熱QM＝＝18.75J（1分）（2）N桿下滑時做勻加速運動（2分），解得（1分）（3）N桿在斜軌道滑行中，M桿在水平面上作減速運動（1分）代入得（1分）M桿作加速度逐漸增大的減速運動作出M桿加速度與時間的圖像，如圖，可知圖中圍成的面積是M桿速度的變化量，當M桿停止時，速度的改變量大小為5m/s。設M桿經過時間t恰好停止運動