福建省寧德市福鼎龍安中學2021年高三物理上學期期末試題含解析

/福建省寧德市福鼎龍安中學2021年高三物理上學期期末試題含解析一、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.（多選）已知雨滴下落過程中受到的空氣阻力與雨滴下落速度的平方成正比，用公式表示為f=kv2。假設雨滴從足夠高處由靜止豎直落下，則關于雨滴在空中的受力和運動情況，下列說法正確的是

A．雨滴受到的阻力逐漸變小直至為零

B．雨滴受到的阻力逐漸變大直至不變C．雨滴的速度逐漸變小直至為零

D．雨滴的速度逐漸變大直至不變參考答案：BD2.2018年2月，我國500m口徑射電望遠鏡（天眼）發(fā)現(xiàn)毫秒脈沖星“J0318+0253”，其自轉周期T=5.19ms，假設星體為質量均勻分布的球體，已知萬有引力常量為。以周期T穩(wěn)定自轉的星體的密度最小值約為（

）A.

B.C.

D.參考答案：C試題分析;在天體中萬有引力提供向心力，即，天體的密度公式，結合這兩個公式求解。設脈沖星值量為M，密度為根據(jù)天體運動規(guī)律知：代入可得：，故C正確；故選C點睛：根據(jù)萬有引力提供向心力并結合密度公式求解即可。3.（07年全國卷Ⅱ）氫原子在某三個相鄰能級間躍遷時，可發(fā)出三種不同波長的輻射光。已知其中的兩個波長分別為λ1和λ2，且λ1＞λ2，則另一個波長可能是A.λ1＋λ2B.λ1－λ2C.D.

參考答案：答案：CD解析：玻爾原子模型的躍遷假設（E初－E終＝hν）及λ＝c/ν可得：E3－E1＝，E3－E2＝，E2－E1＝，所以得：λ3＝，故C選項正確，同理D選項正確。4.重為100N長1m的質量分布不均勻鐵棒平放在水平面上，某人將它一端緩慢豎起，需做功55J，若將它另一端緩慢豎起，需做功(

)A.45J

B.55J

C.60J

D.65J參考答案：A5.如圖甲為分壓器接法的電路圖，已知電源電動勢為E，內阻不計，變阻器總電阻為r。當R?r時，閉合電鍵S，負載電阻R兩端的電壓U隨變阻器本身a、b兩點間的阻值Rx變化的圖線應最接近于如圖乙中的哪條圖線[jf12]

（

）（A）①

（B）②（C）③

（D）④參考答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.在磁感強度為B的勻強磁場中，一個面積為S的矩形線圈勻速轉動時所產(chǎn)生的交流電電壓隨時間變化的波形如圖所示，則該交流電的電壓有效值為________V，圖中t=1.0×10-2s時，穿過線圈平面的磁通量為________。參考答案：答案：V；BS7.某實驗小組設計了下面的實驗電路測量電池的電動勢和內電阻，閉合開關S，調整電阻箱的阻值R，讀出電壓表相應示數(shù)U，測出多組數(shù)據(jù)，利用測的數(shù)據(jù)做出如右下圖像。則電池的電動勢為

，內電阻為

。電動勢的測量值與真實值相比

（填“偏大”、“偏小”或“相等”）參考答案：2V，0.2Ω，偏小8.海爾-波普彗星軌道是長軸非常大的橢圓，近日點到太陽中心的距離為0.914天文單位（1天文單位等于地日間的平均距離），則其近日點速率的上限與地球公轉（軌道可視為圓周）速率之比約為（保留2位有效數(shù)字）

。參考答案：1.5．（5分）9.光滑水平面上有兩小球a、b，開始時a球靜止，b球以一定速度向a運動，a、b相撞后兩球粘在一起運動，在此過程中兩球的總動量守恒（填“守恒”或“不守恒”）；機械能不守恒（填“守恒”或“不守恒”）．參考答案：考點：動量守恒定律．分析：考察了動量守恒和機械能守恒的條件，在整個過程中合外力為零，系統(tǒng)動量守恒．解答：解：兩球組成的系統(tǒng)所受合外力為零，系統(tǒng)動量守恒，由于碰撞是完全非彈性碰撞，碰撞過程機械能不守恒；故答案為：守恒，不守恒．點評：本題考查動量守恒定律和機械能守恒定律的適用條件，注意區(qū)分，基礎題．10.（4分）如圖所示，有四列簡諧波同時沿x軸正方向傳播，波速分別是v、2v、3v和4v，a、b是x軸上所給定的兩點，且ab＝l。在t時刻a、b兩點間四列波的波形分別如圖所示，則由該時刻起a點出現(xiàn)波峰的先后順序依次是圖

；頻率由高到低的先后順序依次是圖

。參考答案：答案：BDCA，DBCA11.質量為4.0kg的物體A靜止在水平桌面上，另一個質量為2.0kg的物體B以5.0m/s的水平速度與物體A相碰。碰后物體B以1.0m/s的速度反向彈回，則系統(tǒng)的總動量為_________kg·m/s，碰后物體A的速度大小為__________m/s。參考答案：10，3

12.為了測量某材質木塊與牛皮紙之間的動摩擦因數(shù)，一位同學設計了如下實驗：如圖所示，在斜面和水平面上貼上待測牛皮紙，保證木塊放在斜面頂端時能加速下滑，斜面與水平面間平滑連接。讓木塊從斜面頂端由靜止開始下滑時，該同學只用一把刻度尺就完成了測量任務（重力加速度g為已知）。（1）該同學需要測量的物理量是_____________。（用文字和字母符號來表示）（2）動摩擦因數(shù)的表達式=______________（用所測量物理量的符號表示）。參考答案：（1）釋放點與水平面的高度差h，木塊靜止點與釋放點間的水平距離s（2分）（2）h/s（3分）13.某實驗小組設計了如圖(a)所示的實驗裝置研究加速度和力的關系。(1)在該實驗中必須采用控制變量法，應保持______________不變，用_____________作為

小車所受的拉力。(2)如圖(b)是某次實驗打出的紙帶的一部分，0、1、2、3、4、5、6為計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點間還有4個打點未畫出。從紙帶上測出。則木塊加速度大小=__________m／s2(保留2位有效數(shù)字)。(3)通過改變鉤碼的數(shù)量，多次重復測量，可得小車運動的加速度a與所受拉力F的關系圖象。在軌道水平和傾斜的兩種情況下分別做了實驗，得到了兩條圖線，如圖(c)所示。圖線——(選填“①”或“②”)是在軌道右側抬高成為斜面情況下得到的。(4)隨著鉤碼的數(shù)量增大到一定程度，圖(c)中的圖線明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是___________。A．小車與軌道之間存在摩擦

B．導軌保持了水平狀態(tài)C．所掛鉤碼的總質量太大

D．所用小車的質量太大(5)根據(jù)圖(c)可求出小車質量m=__________kg。參考答案：三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（10分）在其他能源中，核能具有能量密度大，地區(qū)適應性強的優(yōu)勢，在核電站中，核反應堆釋放的核能被轉化為電能。核反應堆的工作原理是利用中子轟擊重核發(fā)生裂變反應，釋放出大量核能。(1)核反應方程式，是反應堆中發(fā)生的許多核反應中的一種，n為中子，X為待求粒子，為X的個數(shù)，則X為________，=__________，以、分別表示、、核的質量，，分別表示中子、質子的質量，c為光的真空中傳播的速度，則在上述核反應過程中放出的核能（2）有一座發(fā)電能力為的核電站，核能轉化為電能的效率為。假定反應堆中發(fā)生的裂變反應全是本題(1)中的核反應，已知每次核反應過程中放出的核能，核的質量，求每年(1年=3.15×107s)消耗的的質量。參考答案：解析：(1)

(2)反應堆每年提供的核能

①其中T表示1年的時間以M表示每年消耗的的質量，得：

②解得:代入數(shù)據(jù)得：M=1.10×103（kg）

③15.如圖所示，質量m=1kg的小物塊靜止放置在固定水平臺的最左端，質量2kg的小車左端緊靠平臺靜置在光滑水平地面上，平臺、小車的長度均為0.6m?，F(xiàn)對小物塊施加一水平向右的恒力F，使小物塊開始運動，當小物塊到達平臺最右端時撤去恒力F，小物塊剛好能夠到達小車的右端。小物塊大小不計，與平臺間、小車間的動摩擦因數(shù)均為0.5,重力加速度g取10m/s2，水平面足夠長，求:(1)小物塊離開平臺時速度的大??；(2)水平恒力F對小物塊沖量的大小。參考答案：（1）v0=3m/s；（2）【詳解】（1）設撤去水平外力時小車的速度大小為v0，小物塊和小車的共同速度大小為v1。從撤去恒力到小物塊到達小車右端過程，對小物塊和小車系統(tǒng)：動量守恒：能量守恒：聯(lián)立以上兩式并代入數(shù)據(jù)得：v0=3m/s（2）設水平外力對小物塊的沖量大小為I，小物塊在平臺上運動的時間為t。小物塊在平臺上運動過程，對小物塊：動量定理：運動學規(guī)律：聯(lián)立以上兩式并代入數(shù)據(jù)得：四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（15分）如圖所示，小球的質量為m，帶電量為q，整個區(qū)域加一個場強大小為E的水平方向的勻強電場，小球系在長為L的繩子的一端，且在與豎直方向成45°角的P點處于平衡。則（1）電場力多大？（2）如果小球被拉至與O點在同一水平位置的C點自由釋放，則小球到達A點的速度是多大？此時繩上的拉力又為多大？（3）在豎直平面內，如果小球以P點為中心作微小的擺動，其振動周期如何求解？（4）若使小球在此豎直平面內恰好做圓周運動時，最大速度和最小速度分別在哪點？大小分別為多少？參考答案：解析：（1）小球在P處處于平衡，由平衡條件可知

電場力qE=mg（2）由于小球無論在哪個位置所受重力和電場力均不發(fā)生變化，因此重力和電場力可以等效成一個新的合場力F，大小，方向與豎直方向成45°角斜向左下。小球從C點運動到A點的過程中，合場力F作功為零，由動能定理，得

繩中拉力為mg（3）小球可等效在新的合場力F作用下作單擺，其等效重力加速度，則其周期

（4）小球在等效場中作豎直平面內的圓周運動中。通過與重力場中類比，小球應在速度最大的P點（可視為等效最低點）的對稱點P/（可視為等效最高點）點的速度最小。小球在等效最高點P/，由牛頓第二定律

解得

小球從P/到P點，由動能定理，得解得

17.如圖所示，質量m＝2kg的物體靜止于水平地面的A處，A、B間距L＝20m．用大小為30N，沿水平方向的外力拉此物體，經(jīng)t0＝2s拉至B處．(已知cos37°＝0.8，sin37°＝0.6.取g＝10m/s2)(1)求物體與地面間的動摩擦因數(shù)μ；(2)用大小為30N，與水平方向成37°的力斜向上拉此物體，使物體從A處由靜止開始運動并能到達B處，求該力作用的最短時間t（計算結果保留一位有效數(shù)字）參考答案：由于勻加速階段的末速度即為勻減速階段的初速度，因此有at＝a′t′

∴t′＝t＝t＝2.3t

（2分）而L＝at2＋a′t′2解得t＝＝＝1s。

18.如圖所示，兩根足夠長的直金屬導軌MN、PQ平行放置在傾角為θ的絕緣斜面上，兩導軌間距為L。M、P兩點間接有阻值為