山西省臨汾市杏園中學(xué)2021-2022學(xué)年高三物理上學(xué)期期末試卷含解析

山西省臨汾市杏園中學(xué)2021-2022學(xué)年高三物理上學(xué)期期末試卷含解析一、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.有兩個(gè)光滑固定斜面AB和BC，A、C兩點(diǎn)在同一水平面上，斜面BC比AB長(zhǎng)（如圖甲所示），下面四個(gè)圖中（如圖乙）正確表示滑塊速率隨時(shí)間t變化規(guī)律的是：（）參考答案：C2.（多選）在真空中A、B兩點(diǎn)分別放置等量異種電荷，在電場(chǎng)中通過A、B兩點(diǎn)的豎直平面內(nèi)對(duì)稱位置取一個(gè)矩形路徑abcd，如圖所示，現(xiàn)將一電子沿abcd移動(dòng)一周，則下列判斷正確的是（）A．由a→b電場(chǎng)力做正功，電子的電勢(shì)能減小B．由b→c電場(chǎng)對(duì)電子先做負(fù)功，后做正功，總功為零C．由c→d電子的電勢(shì)能一直增加D．由d→a電子的電勢(shì)能先減小后增加，電勢(shì)能總增加量為零參考答案：考點(diǎn)：電勢(shì)能．專題：電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題．分析：根據(jù)電勢(shì)高低，分析電場(chǎng)力對(duì)電子做功的正負(fù)．電場(chǎng)力做正功時(shí)，電勢(shì)能減??；相反，電勢(shì)能增加．根據(jù)等勢(shì)線的分布情況可知，電子靠近正電荷時(shí)，電勢(shì)升高；反之，電勢(shì)降低．解答：解：A、由a→b，電勢(shì)降低，電場(chǎng)力做負(fù)功，電子的電勢(shì)能增加．故A錯(cuò)誤．B、如圖，畫出過b、c的等勢(shì)線，則知由b→c，電勢(shì)先降低再升高，則電場(chǎng)對(duì)電子先做負(fù)功，后做正功．根據(jù)對(duì)稱性可知，b、c兩點(diǎn)的電勢(shì)相等，電場(chǎng)力做的總功為零．故B正確．C、由c→d，電勢(shì)升高，電場(chǎng)力做正功，電子的電勢(shì)能減?。蔆錯(cuò)誤．D、由d→a，電勢(shì)先升高后降低，電場(chǎng)對(duì)電子先做正功，后做負(fù)功，電子的電勢(shì)能先減小后增加，電勢(shì)能總增加量為零．d、a兩點(diǎn)的電勢(shì)相等，電場(chǎng)力做的總功為零．故D正確．故選BD點(diǎn)評(píng)：本題要對(duì)等量異種電荷等勢(shì)面的分布和電場(chǎng)線情況了解，考試經(jīng)常做文章，抓住對(duì)稱性分析對(duì)稱點(diǎn)的電勢(shì)關(guān)系．3.下列關(guān)于物理學(xué)發(fā)展史的說法中正確的是（

）A.伽利略通過大量實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)只要斜面的傾角一定，不同質(zhì)量的小球從不同高度開始滾動(dòng)，小球的加速度都是相同的

B.奧斯特為了解釋磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)提出了分子電流假說C.楞次在對(duì)理論基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)資料進(jìn)行嚴(yán)格分析后，提出提出了電磁感應(yīng)定律D．美國(guó)物理學(xué)家密立根經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，比較準(zhǔn)確地測(cè)定了電子的電荷量參考答案：AD牛頓通過對(duì)伽利略的對(duì)接斜面實(shí)驗(yàn)的研究總結(jié)，最后得出了牛頓第一定律，根據(jù)mgsinα=μmgcosα得，a=gsinα，在斜面的傾角一定時(shí)，小球沿斜面下滑的加速度都是相同，故A對(duì)。安培提出了分子電流假說，故B錯(cuò)。法拉第提出了電磁感應(yīng)定律，故C錯(cuò)。美國(guó)物理學(xué)家密立根在1909年，當(dāng)他準(zhǔn)備好條件使帶電云霧在重力與電場(chǎng)力平衡下把電壓加到10000伏時(shí)，他發(fā)現(xiàn)的是云層消散后“有幾顆水滴留在機(jī)場(chǎng)中”，從而創(chuàng)造出測(cè)量電子電荷的平衡水珠法、平衡油滑法，就從實(shí)驗(yàn)上確證了元電荷的存在，并在1913年比較準(zhǔn)確地測(cè)定了電子電荷的數(shù)值：e=（4.774±0．009）×10-10esu。故D正確。4.（單選）根據(jù)玻爾假設(shè)，若規(guī)定無窮遠(yuǎn)處的能量為0，則量子數(shù)為n的氫原子的能量En=，E1為基態(tài)的能量，經(jīng)計(jì)算為﹣13.6eV，現(xiàn)規(guī)定氫原子處于基態(tài)時(shí)的能量為0，則（）A．量子數(shù)n=2時(shí)能級(jí)的能量為0B．量子數(shù)n=3時(shí)能級(jí)的能量為﹣C．若要使氫原子從基態(tài)躍遷到第4能級(jí)，則需要吸收的光子能量為﹣D．若采用能量為﹣的高速電子轟擊而躍遷到激發(fā)態(tài)，這些氫原子從激發(fā)態(tài)向低能級(jí)躍遷的過程中可釋放出10種不同頻率的光子參考答案：【考點(diǎn)】：玻爾模型和氫原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)；氫原子的能級(jí)公式和躍遷．【專題】：原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)專題．【分析】：通過量子數(shù)n的能級(jí)值En=，可以得知結(jié)果；基態(tài)的氫原子吸收的能量必須等于兩能級(jí)間的能級(jí)差時(shí)，才能被吸收，根據(jù)該關(guān)系，確定出吸收光子后躍遷的第幾能級(jí)，根據(jù)數(shù)學(xué)組合公式求出激發(fā)后發(fā)射光子的種類．：解：A、量子數(shù)n=2時(shí)，能級(jí)時(shí)的能量為E2=E1=×（﹣13.6eV）=﹣3.4eV，故A錯(cuò)誤．B、量子數(shù)n=3時(shí)，能級(jí)的能量為﹣，故B錯(cuò)誤；C、基態(tài)的氫原子吸收的能量必須等于兩能級(jí)間的能級(jí)差時(shí)，才能被吸收，根據(jù)△E=Em﹣En，可知：使氫原子從基態(tài)躍遷到第4能級(jí)，吸收的光子能量為，故C正確；D、采用能量為﹣的高速電子轟擊而躍遷到激發(fā)態(tài)，根據(jù)Em﹣En=hγ，得原子獲得能量躍遷到n=4激發(fā)態(tài)，由數(shù)學(xué)組合公式，求得這些氫原子從激發(fā)態(tài)向低能級(jí)躍遷的過程中可釋放出6種不同頻率的光子，故D錯(cuò)誤．故選：C．5.（單選）如圖所示，AOC是光滑的金屬導(dǎo)軌，電阻不計(jì)，AO沿豎直方向，OC沿水平方向；PQ金屬直桿，電阻為R，幾乎豎直斜靠在導(dǎo)軌AO上，由靜止開始在重力作用下運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中P、Q端始終在金屬導(dǎo)軌AOC上，空間存在著垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則在PQ桿從開始滑動(dòng)到P端滑到OC的過程中，PQ中感應(yīng)電流的方向A．始終是由P→QB．始終是由Q→PC．先是由P→Q，后是由Q→PD．先是由Q→P，后是由P→Q參考答案：C二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.一燈泡的電功率為P，若消耗的電能看成全部以波長(zhǎng)為入的光波均勻地向周圍輻射，設(shè)光在空氣的傳播速度近似為真空中的光速c，普朗克常量為h．則這種光波光子的能量為，在距離燈泡d處垂直于光的傳播方向S面積上，單位時(shí)間內(nèi)通過的光子數(shù)目為

。參考答案：7.如圖所示，寬L=0.4m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(diǎn)與障礙物相距x=1m．將質(zhì)點(diǎn)水平拋出，為使質(zhì)點(diǎn)能穿過該孔，質(zhì)點(diǎn)的初速度v0至少為2.5m/s，最大為3.5m/s．（g取10m/s2）參考答案：考點(diǎn)：平拋運(yùn)動(dòng)．專題：平拋運(yùn)動(dòng)專題．分析：小球做平拋運(yùn)動(dòng)，要從矩形孔飛出，臨界情況是恰好進(jìn)入孔和恰好從空射出，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的分位移公式列式求解即可．解答：解：小球做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)分位移公式，有：x′=v0ty=故：v0=x′恰好到孔左端下邊緣時(shí)，水平分位移為x′1=x=1m，豎直分位移為y=H﹣h=2﹣1.2=0.8m，故：v01=x1′=1×=2.5m/s恰好到孔右端下邊緣時(shí)，水平分位移為x′2=x+L=1+0.4=1.4m，豎直分位移為y=H﹣h=2﹣1.2=0.8m，故：v01=x2′=1.4×=3.5m/s故為使質(zhì)點(diǎn)能穿過該孔，質(zhì)點(diǎn)的初速度v0至少為2.5m/s，最大為3.5m/s；故答案為：2.5，3.5．點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵是明確小球的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，然后找到臨界狀態(tài)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的分位移公式列式求解，不難．8.（6分）某行星繞太陽的運(yùn)動(dòng)可近似看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知行星運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為R，周期為T，萬有引力恒量為G，則該行星的線速度大小為___________，太陽的質(zhì)量可表示為___________。參考答案：，9.氫原子的能級(jí)圖如圖所示，一群氫原子處于量子數(shù)n＝4能量狀態(tài)，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：10.如圖所示，用質(zhì)量為m的活塞密封住質(zhì)量為M的氣缸，氣缸有內(nèi)一定質(zhì)量的理想氣體，活塞跟缸壁間的摩擦不計(jì)，大氣壓為p0，活塞橫截面積為S，整個(gè)裝置倒立在水平地面上．當(dāng)封閉氣體的熱力學(xué)溫度為T時(shí)，活塞與地面接觸但無相互作用力，這時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)為__________．當(dāng)溫度升高到某一值時(shí)，發(fā)現(xiàn)氣缸雖與地面接觸但無相互作用力，這時(shí)封閉氣體的溫度為______________．

參考答案：11.（多選）質(zhì)量為m的小球由輕繩a和b系于一輕質(zhì)木架上的A點(diǎn)和C點(diǎn)，如圖所示。當(dāng)輕桿繞軸BC以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小球在水平面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，繩a在豎直方向、繩b在水平方向。當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)在圖示位置時(shí)．繩b被燒斷的同時(shí)桿也停止轉(zhuǎn)動(dòng)，則(

)A．小球仍在水平面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)

B．在繩被燒斷瞬間，a繩中張力突然增大C．若角速度ω較小，小球在垂直于平面ABC的豎直平面內(nèi)擺動(dòng)D．若角速度ω較大，小球可以在垂直于平面ABC的豎直平面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng)參考答案：BCD12..如圖所示，有一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向平行于紙面。電場(chǎng)中有A、B、C、D四點(diǎn)，已知AD=DB=BC=d，且ABBC。有一個(gè)電量為q的正電荷從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)電場(chǎng)力做功為2W，從B點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn)克服電場(chǎng)力做功為W。則電場(chǎng)中D點(diǎn)的電勢(shì)

（填“大于”“小于”或“等于”）C點(diǎn)的電勢(shì)；該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為

。參考答案：等于；13.幾個(gè)力如果都作用在物體的

，或者它們的

相交于同一點(diǎn)，這幾個(gè)力叫做共點(diǎn)力．參考答案：．同一點(diǎn)

延長(zhǎng)線三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.如圖所示,甲為某一列簡(jiǎn)諧波t=t0時(shí)刻的圖象,乙是這列波上P點(diǎn)從這一時(shí)刻起的振動(dòng)圖象,試討論:①波的傳播方向和傳播速度.②求0~2.3s內(nèi)P質(zhì)點(diǎn)通過的路程.參考答案：①x軸正方向傳播，5.0m/s②2.3m解：(1)根據(jù)振動(dòng)圖象可知判斷P點(diǎn)在t=t0時(shí)刻在平衡位置且向負(fù)的最大位移運(yùn)動(dòng)，則波沿x軸正方向傳播，由甲圖可知，波長(zhǎng)λ=2m，由乙圖可知，周期T=0.4s，則波速(2)由于T=0.4s，則,則路程【點(diǎn)睛】本題中根據(jù)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向判斷波的傳播方向，可采用波形的平移法和質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)法等等方法，知道波速、波長(zhǎng)、周期的關(guān)系.15.（選修3-5）（6分）a、b兩個(gè)小球在一直線上發(fā)生碰撞，它們?cè)谂鲎睬昂蟮膕～t圖象如圖所示，若a球的質(zhì)量ma=1kg，則b球的質(zhì)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(jù)動(dòng)量守恒定律有：ma=ma

+

mb

（2分）

∴mb=2.5kg （2分）四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，磁動(dòng)力作為一種新型動(dòng)力系統(tǒng)已經(jīng)越來越多的應(yīng)用于現(xiàn)代社會(huì)，如圖13所示為電磁驅(qū)動(dòng)裝置的簡(jiǎn)化示意圖，兩根平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌傾斜放置，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為q，導(dǎo)軌的間距為L(zhǎng)，兩導(dǎo)軌上端之間接有阻值為R的電阻。質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab垂直跨接在導(dǎo)軌上，接觸良好，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=tanθ，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均不計(jì)，且在導(dǎo)軌平面上的矩形區(qū)域（如圖中虛線框所示）內(nèi)存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B。（導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)過程中始終處于磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)）（1）若磁場(chǎng)保持靜止，導(dǎo)體棒在外力的作用下以速度v0沿導(dǎo)軌勻速向下運(yùn)動(dòng)，求通過導(dǎo)體棒ab的電流大小和方向；（2）當(dāng)磁場(chǎng)以某一速度沿導(dǎo)軌平面勻速向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以使導(dǎo)體棒以速度v0沿斜面勻速向上運(yùn)動(dòng)，求磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的速度大??；（3）為維持導(dǎo)體棒以速度v0沿斜面勻速向上運(yùn)動(dòng)，外界必須提供能量，此時(shí)系統(tǒng)的效率η為多少。（效率是指有用功率對(duì)驅(qū)動(dòng)功率或總功率的比值）參考答案：（1）磁場(chǎng)靜止，導(dǎo)體棒以速度v0向下切割磁感線感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：

…………………（2分）感應(yīng)電流：

………………（2分）由右手定則判定，電流的方向由b指向a…………………（2分）（2）磁場(chǎng)帶動(dòng)導(dǎo)體棒共同向上運(yùn)動(dòng)受力如圖所示：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：……（2分）感應(yīng)電流：………………

（1分）安培力：…………………

（1分）平衡方程：……………

（1分）得：

（1分）（3）導(dǎo)體棒以速度v0沿斜面勻速向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流：

……………

（1分）導(dǎo)體棒中焦耳熱功率：…

（1分）摩擦生熱功率：……（1分）克服重力做功的功率：……………（1分）系統(tǒng)的總功率：…………（1分）系統(tǒng)的效率：………

（1分）17.曉明站在水平地面上，手握不可伸長(zhǎng)的輕繩一端，繩的另一端系有質(zhì)量為m的小球，甩動(dòng)手腕，使球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)球某次運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，繩突然斷掉。球飛離水平距離d后落地，如題圖所示，已知握繩的手離地面高度為d，手與球之間的繩長(zhǎng)為3d/4，重力加速度為g，忽略手的運(yùn)動(dòng)半徑和空氣阻力。求繩斷時(shí)球的速度大小v1，和球落地時(shí)的速度大小v2。問繩能承受的最大拉力多大？改變繩長(zhǎng)，使球重復(fù)上述運(yùn)動(dòng)。若繩仍在球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)斷掉，要使球拋出的水平距離最大，繩長(zhǎng)應(yīng)為多少？最大水平距離為多少？（結(jié)果保留根號(hào)）參考答案：（1）

（2）

（3）

（1）設(shè)繩斷后球飛行時(shí)間為t1，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，有豎直方向：，水平方向：

得：由機(jī)械能守恒定律，有：

得：（2）設(shè)繩能承受的最大拉力大小為T，這也是球受到繩的最大拉力大小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為：由圓周運(yùn)動(dòng)向心力公式，有：

得：（3）設(shè)繩長(zhǎng)為l，繩斷時(shí)球的速度大小為v3，繩承受的最大拉力不變，有：得：繩斷后球做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直位移為d－l，水平位移為x，時(shí)間為t2，有：，得：當(dāng)時(shí)，x有極大值18.如圖所示，質(zhì)量為M的光滑長(zhǎng)木板靜止在光滑水平地面上，左端固