2021-2022學(xué)年河北省石家莊市藁城第一中學(xué)高三物理下學(xué)期期末試題含解析

2021-2022學(xué)年河北省石家莊市藁城第一中學(xué)高三物理下學(xué)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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.如圖所示，質(zhì)量為m的小球用水平彈簧系住，并用傾角為30°的光滑木板AB托住，小球恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)．當(dāng)木板AB突然向下撤離的瞬間，小球的加速度為（）A．0B．大小為g，方向豎直向下C．大小為，方向垂直木板向下D．大小為，方向水平向右參考答案：C【考點(diǎn)】牛頓第二定律．【分析】木板撤去前，小球處于平衡態(tài)，根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件先求出各個(gè)力，撤去木板瞬間，支持力消失，彈力和重力不變，求出合力后即可求出加速度．【解答】解：木板撤去前，小球處于平衡態(tài)，受重力、支持力和彈簧的拉力，如圖根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件，有F﹣Nsin30°=0Ncos30°﹣G=0解得N=F=mg木板AB突然撤去后，支持力消失，重力和拉力不變，合力等于支持力N，方向與N反向，故加速度為a==故選C．2.在物理學(xué)中，沒有比光更令人驚奇的了，關(guān)于光的產(chǎn)生、本質(zhì)和應(yīng)用，下列說法正確的是______A．光是一份一份的，每一份叫做光子，每一個(gè)光子的能量是h，光子打在金屬板上，可能發(fā)生光電效應(yīng)B．光子被U吸收，U會(huì)裂變，發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，產(chǎn)生核能C．當(dāng)大批氫原子從n=4能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)時(shí)，氫原子會(huì)產(chǎn)生6種頻率的光子D．光子是較輕的粒子，與H和H結(jié)合能發(fā)生聚變反應(yīng)，吸收能量參考答案：AC（3分，選對但不全可得2分）中子被U吸收，U會(huì)裂變，發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，產(chǎn)生核能，B錯(cuò)誤；H和H結(jié)合能發(fā)生聚變反應(yīng)，釋放能量，D錯(cuò)誤。選項(xiàng)AC說法正確。3.（4分）在下列物理量和單位中，正確的說法是（）

①焦耳

②牛頓

③米/秒④加速度

⑤長度

⑥質(zhì)量

⑦千克

⑧時(shí)間．A．屬于國際單位制中基本單位的是①⑤⑥⑧B．屬于國際單位制中基本單位的是②⑦C．屬于國際單位制中單位的是①②③⑦D．屬于國際單位制中單位的是④⑤⑥

參考答案：C解：A、B國際單位制中力學(xué)基本單位的是米、千克、秒，牛頓不是基本單位，長度、質(zhì)量和時(shí)間是基本物理量．故AB錯(cuò)誤．C、D屬于圍際單位制中單位的是焦耳、牛頓、米/秒、千克．故C正確，D錯(cuò)誤．故選C4.（單選）如圖所示，一正弦交流電瞬時(shí)值為，通過一個(gè)理想電流表，接在一個(gè)理想的降壓變壓器兩端。以下說法正確的是A．流過r的電流方向每秒鐘變化50次B．變壓器原線圈匝數(shù)小于副線圈匝數(shù)C．開關(guān)從斷開到閉合時(shí)，電流表示數(shù)變小D．開關(guān)閉合前后，AB兩端電功率可能相等參考答案：D5.（單選）如圖，靜止在光滑地面上的小車，由光滑的斜面AB和粗糙的平面BC組成（它們在B處平滑連接），小車右側(cè)與豎直墻壁之間連接著一個(gè)力傳感器，當(dāng)傳感器受壓時(shí)，其示數(shù)為正值，當(dāng)傳感器被拉時(shí)，其示數(shù)為負(fù)值．一個(gè)小滑塊從小車A點(diǎn)由靜止開始下滑至C點(diǎn)的過程中，傳感器記錄到的力F隨時(shí)間t的關(guān)系圖中可能正確的是（）A．B．C．D．參考答案：解：滑塊先勻加速下滑后勻減速向左滑動(dòng)；滑塊加速下滑時(shí)，受重力和支持力，故對斜面體有向右下方的恒定壓力，故傳感器示數(shù)為正且恒定不變；滑塊勻減速向左滑動(dòng)時(shí)，對小車有向左的摩擦力，故傳感器受到拉力且恒定；故ABC錯(cuò)誤，D正確；故選：D．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)對平拋運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究，他在豎直墻上記錄了拋物線軌跡的一部分，如圖所示．O點(diǎn)不是拋出點(diǎn)，x軸沿水平方向，由圖中所給的數(shù)據(jù)可求出平拋物體的初速度是_________m/s,拋出點(diǎn)的坐標(biāo)x＝

m，y＝

m(g取10m/s2)（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）參考答案：7.在如圖（a）所示的電路中，R1為定值電阻，R2為滑動(dòng)變阻器．閉合開關(guān)S，將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P從最右端滑到最左端，兩個(gè)電壓表的示數(shù)隨電路中電流變化的完整過程圖線如圖（b）所示．則電源內(nèi)阻的阻值為5Ω，滑動(dòng)變阻器R2的最大功率為0.9W．參考答案：考點(diǎn)：閉合電路的歐姆定律；電功、電功率．專題：恒定電流專題．分析：由圖可知兩電阻串聯(lián)，V1測R1兩端的電壓，V2測R2兩端的電壓；當(dāng)滑片向左端滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電阻減小，則可知總電阻變化，由閉合電路歐姆定律可知電路中電流的變化，則可知內(nèi)電壓的變化及路端電壓的變化，同時(shí)也可得出R1兩端的電壓變化，判斷兩圖象所對應(yīng)的電壓表的示數(shù)變化；由圖可知當(dāng)R2全部接入及只有R1接入時(shí)兩電表的示數(shù)，則由閉合電路的歐姆定律可得出電源的內(nèi)阻；由功率公式可求得電源的最大輸出功率及滑動(dòng)變阻器的最大功率．解答：解：當(dāng)滑片左移時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電阻減小，則電路中總電阻減小，由閉合電路歐姆定律可知，電路中電流增大；而R1兩端的電壓增大，故乙表示是V1示數(shù)的變化；甲表示V2示數(shù)的變化；由圖可知，當(dāng)只有R1接入電路時(shí)，電路中電流為0.6A，電壓為3V，則由E=U+Ir可得：E=3+0.6r；當(dāng)滑動(dòng)變阻器全部接入時(shí)，兩電壓表示數(shù)之比為，故=；由閉合電路歐姆定律可得E=5+0.2r解得：r=5Ω，E=6V．由上分析可知，R1的阻值為5Ω，R2電阻為20Ω；當(dāng)R1等效為內(nèi)阻，則當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值等于R+r時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的功率最大，故當(dāng)滑動(dòng)變阻器阻值為10Ω時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的功率最大，由閉合電路歐姆定律可得，電路中的電流I==A=0.3A，則滑動(dòng)變阻器消耗最大功率P=I2R=0.9W；故答案為：5，0.9．點(diǎn)評：在求定值電阻的最大功率時(shí)，應(yīng)是電流最大的時(shí)候；而求變值電阻的最大功率時(shí)，應(yīng)根據(jù)電源的最大輸出功率求，必要時(shí)可將與電源串聯(lián)的定值電阻等效為內(nèi)阻處理．8.在光電效應(yīng)試驗(yàn)中，某金屬的截止頻率相應(yīng)的波長為，該金屬的逸出功為______。若用波長為（<0）單色光做實(shí)驗(yàn)，則其截止電壓為______。已知電子的電荷量，真空中的光速和布朗克常量分別為e、c和h.參考答案：

（2）由和得由愛因斯坦質(zhì)能方程和得9.在空中某固定點(diǎn)，懸掛一根均勻繩子，然后讓其做自由落體運(yùn)動(dòng)。若此繩經(jīng)過懸點(diǎn)正下方H=20m處某點(diǎn)A共用時(shí)間1s(從繩下端抵達(dá)A至上端離開A)，則該繩全長為

m。參考答案：1510.如圖所示為一個(gè)豎直放置、半徑為R的半圓形軌道ABC，B是最低點(diǎn)，AC與圓心O在同一水平高度，AB段弧面是光滑的，BC段弧面是粗糙的?，F(xiàn)有一根長為R、質(zhì)量不計(jì)的細(xì)桿，上端連接質(zhì)量為m的小球甲，下端連接質(zhì)量為2m的小球乙。開始時(shí)甲球在A點(diǎn)，由靜止釋放后，兩球一起沿軌道下滑，當(dāng)甲球到達(dá)最低點(diǎn)B時(shí)速度剛好為零，則在此過程中，兩球克服摩擦力做功的大小為

；在下滑過程中，乙球經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度大小為

。參考答案：答案：(2-)mgR，

11.某同學(xué)利用驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證動(dòng)能定理。在一端帶滑輪的長木板上固定放置兩個(gè)光電門，其中光電門乙固定在靠近滑輪處，光電門甲的位置可移動(dòng)。與兩個(gè)光電門都相連的計(jì)時(shí)器可以顯示出遮光片從光電門甲至乙所用的時(shí)間。改變光電門甲的位置進(jìn)行多次測量，每次都使小車上的遮光片從緊靠光電門甲處由靜止開始運(yùn)動(dòng)，用米尺測量甲、乙之間的距離s，并記下相應(yīng)的時(shí)間t。測得小車的質(zhì)量為M，鉤碼的質(zhì)量為m，并滿足M遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于m。則：外力對小車做功為W=

，小車動(dòng)能的增量為△EK=

。（用題中的字母表示）為減小實(shí)驗(yàn)誤差，你認(rèn)為實(shí)驗(yàn)操作之前必須進(jìn)行的操作是：

。參考答案：12.水平面中的平行導(dǎo)軌相距L，它們的右端與電容為C的電容器的兩塊極板分別相連如圖，直導(dǎo)線ab放在導(dǎo)軌上并與其垂直相交，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場豎直向下穿過導(dǎo)軌面。若發(fā)現(xiàn)電容器上極板上帶負(fù)電荷，則ab向______沿導(dǎo)軌滑動(dòng)(填向“左”或向“右”)；如電容器的帶電荷量為Q，則ab滑動(dòng)的速度v=_________參考答案：左

Q／BLC由題意可知，電容器極板上帶負(fù)電荷，因此因棒的切割，從而產(chǎn)生由a到b的感應(yīng)電流，根據(jù)右手定則可知，只有當(dāng)棒向左滑動(dòng)時(shí)，才會(huì)產(chǎn)生由a到b的感應(yīng)電流；根據(jù)電容器的電容公式，而棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢大小為：E=BLv，此時(shí)U=E，所以ab滑動(dòng)的速度為：，13.如圖所示，質(zhì)點(diǎn)甲以8ms的速度從O點(diǎn)沿Ox軸正方向運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)乙從點(diǎn)Q（0m，60m）處開始做勻速直線運(yùn)動(dòng)，要使甲、乙在開始運(yùn)動(dòng)后10s在x軸上的P點(diǎn)相遇，質(zhì)點(diǎn)乙運(yùn)動(dòng)的位移是

，乙的速度是

．參考答案：100m

10㎝/s三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.某興趣小組利用平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí)測量某農(nóng)莊水平噴水口的流量（單位時(shí)間內(nèi)從管口噴出的水的體積），方法如下：（1）先用游標(biāo)卡尺測量噴水口的內(nèi)徑D。A、B、C、D圖中，測量方式正確的是

（2）右上圖為正確測量得到的結(jié)果，由此可得噴水口的內(nèi)徑D＝

m。（3）打開水閥，讓水從噴水口水平噴出，穩(wěn)定后測得落地點(diǎn)距噴水口水平距離為x，豎直距離為y，則噴出的水的初速度v0＝

（用x、y、g表示）。（4）根據(jù)上述測量值，可得水管內(nèi)水的流量Q＝

（用D、x、y、g表示）參考答案：15.如圖甲所示，在“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，主要過程如下：A．設(shè)法讓橡皮筋對小車做的功分別為W、2W、3W、……；B．分析紙帶，求出橡皮筋做功使小車獲得的速度v1、v2、v3、……；C．作出W-v圖象；D．分析W-v圖象。如果W-v圖象是一條直線，表明W∝v；如果不是直線，可考慮是否存在W∝v2、W∝v3、W∝等關(guān)系。(1)實(shí)驗(yàn)中得到的一條如圖乙所示的紙帶，求小車獲得的速度應(yīng)選______________（選填“AB”或“CD”）段來計(jì)算。(2)關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的有_______________A.通過增加橡皮筋的條數(shù)可以使橡皮筋對小車做的功成整數(shù)倍增加B.通過改變小車質(zhì)量可以改變橡皮筋對小車做的功C.每次實(shí)驗(yàn)中，橡皮筋拉伸的長度必需保持一致D.先接通電源，再讓小車在橡皮筋的作用下彈出(3)在該實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作，紙帶足夠長，點(diǎn)跡清晰的紙帶上并沒有出現(xiàn)一段等間距的點(diǎn)，造成這種情況的原因可能是___________。（寫出一條即可）參考答案：

(1).CD

(2).ACD

(3).沒有平衡摩擦力或木板的傾角過大或過小(1)由圖知：在AB之間，由于相鄰計(jì)數(shù)間的距離不斷增大，而打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)，所以小車做加速運(yùn)動(dòng)；在CD之間相鄰計(jì)數(shù)間距相等，說明小車做勻速運(yùn)動(dòng)。小車離開橡皮筋后做勻速運(yùn)動(dòng)，應(yīng)選用CD段紙帶來計(jì)算小車的速度；(2)AB、該實(shí)驗(yàn)中利用相同橡皮筋形變量相同時(shí)對小車做功相同，通過增加橡皮筋的條數(shù)可以使橡皮筋對小車做的功成整數(shù)倍增加。故A正確，B錯(cuò)誤；C.為保證每根橡皮條對小車做功一樣多，每次實(shí)驗(yàn)中，橡皮筋拉伸的長度必需保持一致，故C正確；D.在中學(xué)階段，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測量時(shí)間時(shí)，為有效利用紙帶，總是先接通電源后釋放紙帶，故D正確。故選：ACD。(3)在該實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作，紙帶足夠長，點(diǎn)跡清晰的紙帶上并沒有出現(xiàn)一段等間距的點(diǎn)，造成這種情況的原因可能是沒有平衡摩擦力或木板的傾角過大或過小?！久麕燑c(diǎn)睛】（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)，根據(jù)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離的變化，分析小車的運(yùn)動(dòng)情況。小車離開橡皮筋后做勻速運(yùn)動(dòng)，由CD段紙帶，求出速度。

（2）在探究橡皮筋的拉力對小車所做的功與小車速度變化的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意：n根相同橡皮筋對小車做的功就等于系一根橡皮筋時(shí)對小車做的功的n倍，這個(gè)設(shè)計(jì)很巧妙地解決了直接去測量力和計(jì)算功的困難；該實(shí)驗(yàn)需要平衡摩擦力以保證動(dòng)能的增量是只有橡皮筋做功而來；小車最大速度即為后來勻速運(yùn)動(dòng)的速度。四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一點(diǎn)狀的放射源，它向xoy平面內(nèi)的x軸上方各個(gè)方向發(fā)射α粒子，α粒子的速度大小都是v0，在0<y<d的區(qū)域內(nèi)分布有指向y軸正方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為，其中q與m分別為α粒子的電量和質(zhì)量；在的區(qū)域內(nèi)分布有垂直于xoy平面的勻強(qiáng)磁場.ab為一塊很大的平面感光板，放置于處，如圖所示.觀察發(fā)現(xiàn)此時(shí)恰無粒子打到ab板上.（不考慮a粒子的重力）

（1）求α粒子剛進(jìn)人磁場時(shí)的動(dòng)能；

（2）求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；

（3）將ab板平移到什么位置時(shí)所有粒子均能打到板上?并求出此時(shí)ab板上被α粒子打中的區(qū)域的長度.參考答案：（1）根據(jù)動(dòng)能定理：可得末動(dòng)能(4分)

（2）根據(jù)上題結(jié)果可知，對于沿x軸正方向射出的粒子進(jìn)入磁場時(shí)與x軸正方向夾角，(2分)其在電場中沿x方向的位移，(2分)易知若此粒子不能打到ab板上，則所有粒子均不能打到ab板，因此此粒子軌跡必與ab板相切，可得其圓周運(yùn)動(dòng)的半徑(2分)又根據(jù)洛倫茲力提供向心力可得（2分）

（3）易知沿x軸負(fù)方向射出的粒子若能打到ab板上，則所有粒子均能打到板上。其臨界情況就是此粒子軌跡恰好與ab板相切。由圖可知此時(shí)磁場寬度為原來的，（1分）即當(dāng)ab板位于的位置時(shí)，恰好所有粒子均能打到板上；（2分）ab板上被打中區(qū)域的長度（2分）17.如圖所示,虛線框內(nèi)為某兩級(jí)串列加速器原理圖,abc為長方體加速管,加速管底面寬度為d,加速管的中部b處有很高的正電勢,a、c兩端均有電極接地(電勢為零),加速管出口c右側(cè)距離為d處放置一寬度為d的熒光屏.現(xiàn)讓大量速度很小(可認(rèn)為初速度為零)的負(fù)一價(jià)離子(電荷量為-e)從a端進(jìn)入,當(dāng)離子到達(dá)b處時(shí),可被設(shè)在b處的特殊裝置將其電子剝離,成為三價(jià)正離子(電荷量為+3e),而不改變其速度大小.這些三價(jià)正離子從c端飛出后進(jìn)入與其速度方向垂直的、磁感應(yīng)