吉林省長春市市第四十八中學2021-2022學年高三物理期末試卷含解析

吉林省長春市市第四十八中學2021-2022學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.許多科學家在物理學的發(fā)展過程中作出了重要貢獻，下列敘述中符合物理學史實的是（

）A、牛頓提出了萬有引力定律，并通過實驗測出了引力常量B、伽利略在利用理想實驗探究力和運動關系時，使用的是實驗歸納法C、庫侖在前人研究的基礎上，通過扭秤實驗研究得出了庫侖定律D、哥白尼提出了日心說并發(fā)現(xiàn)了行星沿橢圓軌道運行的規(guī)律參考答案：C2.某空間存在方向垂直于紙面向里的矩形勻強磁場abcd，ad=L，ab=2L．一細束由兩種粒子組成的粒子流沿垂直于磁場的方向從ab邊的中點O垂直于ad邊入射．粒子均帶正電荷，它們的電荷量、質量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子（不計粒子重力）．下列說法正確的是

A．入射速度不同的粒子在磁場中的運動時間一定不同

B．入射速度不同的粒子在磁場中的運動時間可能相同

C．從a點射出的粒子與從b點射出的粒子的運動半徑之比為1:17

D．從a點射出的粒子與從b點射出的粒子的運動半徑之比為2：17參考答案：BC3.（單選）如圖所示，在xOy坐標系的第二象限內放一1/4球狀玻璃體（橫截面積為1/4圓周），一束復色光與x軸夾角為300，從空氣射到球面上，最后分成A、B兩束射出，其中B光束與x軸平行且從截面中點射出，以下說法正確的是

（

）

A.A光在玻璃中的傳播速度比B光的小B.A光束與B光束相比更易衍射C.該玻璃的折射率為D.在同一雙縫干涉實驗裝置中，A光的干涉條紋間距比B光的小參考答案：B4.磁場具有能量，磁場中單位體積所具有的能量叫做能量密度，其值為B2/2，式中B是磁感強度，是磁導率，在空氣中為一已知常數(shù)。為了近似測得條形磁鐵磁極端面附近的磁感強度B，一學生用一根端面面積為A的條形磁鐵吸住一相同面積的鐵片P，再用力將鐵片與磁鐵拉開一段微小距離L，并測出拉力F，如圖所示。由此可得磁感強度B為（

）A.(2/FA)2 B.(F/2A)2 C.(2A/F)1/2 D.(2F/A)1/2參考答案：D【詳解】由題意可知，磁場中單位體積所具有的能量叫做能量密度，其值為條形磁鐵與鐵版P之間的磁場具有的能量等于拉力做的功，故①能量密度為磁場中單位體積所具有的能量，故有：②由①②可解得：，故D正確。5.小球從空中自由下落，與水平地面碰后彈到空中某一高度，其速度隨時間變化的關系如圖所示。取g=10m/s2。則

A．小球第一次反彈初速度的大小為3m/sB．小球第一次反彈初速度的大小為5m/sC．小球能彈起的最大高度為0.45mD．小球能彈起的最大高度為1.25m參考答案：AC二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示為氫原子的能級圖，n為量子數(shù)。①在氫原子的核外電子由量子數(shù)為2的軌道躍遷到量子數(shù)為3的軌道的過程中，將______(填“吸收”、“放出”)光子。②若已知普朗克常量h=6.6×10－34J·S，某金屬的逸出功為3.3eV，則該金屬的極限頻率_____________Hz。若一群處于量子數(shù)為3的激發(fā)態(tài)的氫原子在向基態(tài)躍遷過程中，有________種頻率的光子能使該金屬產生光電效應．參考答案：7.某組同學設計了“探究加速度a與物體所受合力F及質量m的關系”實驗。圖（a）為實驗裝置簡圖，A為小車，B為電火花計時器，C為裝有細砂的小桶，D為一端帶有定滑輪的長方形木板，實驗中認為細繩對小車拉力F等于細砂和小桶的總重量，小車運動的加速度a可用紙帶上打出的點求得。①圖（b）為某次實驗得到的紙帶，已知實驗所用電源的頻率為50Hz。根據(jù)紙帶可求出電火花計時器打B點時的速度為

m/s,小車的加速度大小為

m/s2。（結果均保留二位有效數(shù)字）②在“探究加速度a與質量m的關系”時，某同學都按照自己的方案將實驗數(shù)據(jù)在坐標系中進行了標注，但尚未完成圖象（如下圖所示）。請繼續(xù)幫助該同學作出坐標系中的圖象。③在“探究加速度a與合力F的關系”時，該同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力F的圖線如圖（c），該圖線不通過坐標原點，試分析圖線不通過坐標原點的原因。答：

。

參考答案：①1.6（2分）3.2（3分）②如圖（2分）③實驗前未平衡摩擦力（2分）8.有一游標卡尺，主尺的最小分度是1mm，游標上有20個小的等分刻度。用它測量一小工件的長度，如圖甲所示的讀數(shù)是

mm。用螺旋測微器測量一根金屬絲的直徑，如圖乙所示的讀數(shù)是

mm。用歐姆表測同一定值電阻的阻值時，分別用×1；×10；×100三個擋測量三次，指針所指位置分別如圖丙中的①、②、③所示，被測電阻的阻值約為

Ω。參考答案：104.05

0.520

200為提高測量的精確度，應該用擋，被測電阻阻值約為；9.圖甲為一列簡諧橫波在t＝0.10s時刻的波形圖，P是平衡位置為x＝1m處的質點，Q是平衡位置為x＝4m處的質點，圖乙為質點Q的振動圖象．則波傳播的速度為________m/s，t＝0.15s時質點P的運動方向沿y軸________方向(選填“正”或“負”)．參考答案：40負10.（選修3—5）如圖質量均為m的兩個完全相同的彈性小球A、B放在光滑水平面上，A球以初速v0與靜止的小球B發(fā)生正碰，碰撞時間為t，則撞擊結束后兩球速度分別是vA=______、vB=_______；撞擊過程中A球受到的平均沖擊力為_________。

參考答案：答案：0、

v0、

mv0/t

11.某同學進行用實驗測定玩具電動機的相關參數(shù)．如圖1中M為玩具電動機．閉合開關S，當滑動變阻器的滑片從一端滑到另一端的過程中，兩個電壓表的讀數(shù)隨電流表讀數(shù)的變化情況如圖2所示．圖中AB、DC為直線，BC為曲線．不考慮電表對電路的影響．①變阻器滑片向左滑動時，V1讀數(shù)逐漸減?。ㄟx填：增大、減小或不變）②電路中的電源電動勢為3.6V，內電阻為2Ω．③此過程中，電源內阻消耗的最大熱功率為0.18W．④變阻器的最大阻值為30Ω．參考答案：考點：路端電壓與負載的關系；閉合電路的歐姆定律；電功、電功率．專題：恒定電流專題．分析：①由閉合電路歐姆定律明確電流及電壓的變化；②確定圖線與電壓表示數(shù)對應的關系．根據(jù)圖線求出電源的電動勢和內阻．③判斷V2讀數(shù)的變化情況．電源內阻的功率由P=I2r求解．④當I=0.1A時，電路中電流最小，變阻器的電阻為最大值，由歐姆定律求解變阻器的最大阻值．解答：解：①變阻器向左滑動時，R阻值變小，總電流變大，內電壓增大，路端電壓即為V1讀數(shù)逐漸減??；②由電路圖甲知，電壓表V1測量路端電壓，電流增大時，內電壓增大，路端電壓減小，所以最上面的圖線表示V1的電壓與電流的關系．此圖線的斜率大小等于電源的內阻，為r=Ω=2Ω當電流I=0.1A時，U=3.4V，則電源的電動勢E=U+Ir=3.4+0.1×2V=3.6V；③當I=0.3A時，電源內阻消耗的功率最大，最大功率Pmax=I2r=0.09×2=0.18W；④當I=0.1A時，電路中電流最小，變阻器的電阻為最大值，所以R=﹣r﹣rM=（﹣2﹣4）Ω=30Ω．故答案為：①減??；②3.6，2；③0.18；④30．點評：本題考查對物理圖象的理解能力，可以把本題看成動態(tài)分析問題，來選擇兩電表示對應的圖線．對于電動機，理解并掌握功率的分配關系是關鍵．12.為了驗證矩形線框自由下落過程上、下邊經過光電門時機械能是否守恒，使用了如圖所示的實驗裝置。已知矩形線框用直徑為d的圓形材料做成,用刻度尺測出矩形線框上下邊之間的距離L.某次實驗中矩形線框下邊和上邊先后經過光電門的擋光時間分別為△t1和△t2。（1）通過實驗可測出上、下邊通過光電門的速度v1和v2,分別為v1=______,v2=______.（2）如果滿足關系式______(請用測量的物理量和已知量來表示，重力加速度為)，則自由下落過程中線框的機械能守恒。參考答案：

(1).

(2).

(3).【詳解】（1）本實驗中利用小球通過光電門的平均速度來代替瞬時速度，故有：，同理。（2）根據(jù)機械能守恒有：，整理得：13.一質點由位置A向北運動了4m，又轉向東運動了3m，到達B點，然后轉向南運動了1m，到達C點，在上述過程中質點運動的路程是

m，運動的位移是

m。參考答案：8，三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（實驗）（2014?宜昌模擬）某同學用刻度尺測金屬絲的長度l，用螺旋測微器測金屬絲的直徑d，其示數(shù)分別如圖1和圖2所示，則金屬絲長度l=

cm，金屬絲直徑d=

mm．他還用多用電表按正確的操作程序測出了它的阻值，測量時選用“×1”歐姆擋，示數(shù)如圖3所示，則金屬絲的電阻R=Ω．參考答案：40.25，0.229mm，9Ω．伏安法測電阻；探究小車速度隨時間變化的規(guī)律解：刻度尺的讀數(shù)為：40.25cm，螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為0mm，可動刻度讀數(shù)為0.01×22.9mm=0.229mm，所以最終讀數(shù)為0.229mm．被測電阻的阻值為9×1=9Ω故答案為：40.25，0.229mm，9Ω．15.利用如圖甲所示電路圖可以測定定值電阻R0的阻值、電源電動勢E及內電阻r的值，利用實驗測出的數(shù)據(jù)作出U-1圖線如右圖乙所示。（1）測得a圖線的電壓表應該是

（填“V1”或“V2”）（2）要使實驗中測量定值電阻R0的誤差可能小，對電流表A的內電阻大小的要求是

；（選填字母代號）

A、盡可能選小一點

B、盡可能選大一點

C、無要求

（3）要使實驗中測量電源電動勢E和內阻r的誤差盡可能小對電壓表V1的內電阻大小的要求是

；（選填字母代號）

A、盡可能選小一點

B、盡可能選大一點

C、無要求參考答案：（1）V2

（2）C

（3）B

四、計算題：本題共3小題，共計47分16.真空室中有如圖甲所示的裝置，電極K持續(xù)發(fā)出的電子（初速不計）經過電場加速后，從小孔O沿水平放置的偏轉極板M、N的中心軸線OO′射入．M、N板長均為L，間距為d，偏轉極板右邊緣到熒光屏P（足夠大）的距離為S．M、N兩板間的電壓UMN隨時間t變化的圖象如圖乙所示．調節(jié)加速電場的電壓，使得每個電子通過偏轉極板M、N間的時間等于圖乙中電壓UMN的變化周期T．已知電子的質量、電荷量分別為m、e，不計電子重力．（1）求加速電場的電壓U1；（2）欲使不同時刻進入偏轉電場的電子都能打到光屏P上，求圖乙中電壓U2的范圍．參考答案：考點： 帶電粒子在勻強電場中的運動．專題： 帶電粒子在電場中的運動專題．分析： （1）粒子在加速電場中，電場力做功，由動能定理列式，粒子進入偏轉電場后，做類平拋運動，運用運動的合成與分解求出電壓；（2）t=0時刻進入偏轉電場的電子，先作類平拋運動，后作勻速直線運動，射出電場時沿垂直于板面方向偏移的距離y最大，根據(jù)運動學基本公式即可幾何關系求解．解答： 解：（1）帶電粒子在加速電場中加速，有：eU1=帶電粒子在偏轉電場中沿初速度方向勻速：L=v0T

解得加速電壓

U1=（2）t=0時刻進入偏轉電場的電子，先作類平拋運動，后作勻速直線運動，射出電場時沿垂直于板面方向偏移的距離y最大．設沿電場方向加速時的位移為y1，勻速運動位移為y2．則y1=

y2=2y1．要電子都能打到光屏P上，必須有y1+y2≤解得U2≤答：（1）加速電場的電壓U1為．（2）欲使不同時刻進入偏轉電場的電子都能打到光屏P上，圖乙中電壓U2的范圍為U2≤．點評： 本題考查了帶電粒子在電場中加速和偏轉問題，注意帶電粒子在偏轉電場中做類平拋運動，根據(jù)平拋運動的基本規(guī)律解題，難度適中．17.（17分）一個質量m=1.0×10-11千克的物體靜止在足夠大的光滑水平地面上，從t＝0開始，物體受到一個大小不變、方向呈周期性變化的水平力F作用，力F隨時間的變化規(guī)律如圖所示。已知F0=7.2牛，T=1×10-6秒。則：（1）該物體在t=0至t=T期間，通過多少距離時速度第一次達到最大，最大速度為多少？（2）請在如圖的坐標系中繪出該物體在t=0至t=4T/3期間的v—t圖象。（3）該物體運動位移大小等于15厘米，需要的時間為多少？（4）該物體在運動位移大小等于15厘米過程中，水平力F對物體做功多少？參考答案：解析：（1）a===7.2×1011m/s2當物體通過距離S=at2=×7.2×1011×（）2=0.04m時

（2分）物體速度第一次達到最大，vmax=at=7.2×1011×（）=2.4×105

（2分）（2）如圖（4分）（3）物體在t=0至t=2T/3期間運動的位移為S1=×2.4×105×=0.08m物體在t=2T/3至t=T期間運動的位移大小為S2=×1.2×105×=0.02m物體在t=0至t=T期間運動的位移S3=S1－S2=0.06m根據(jù)物體運動的周期性（見圖）物體在t=0至t=2T期間運動的位移S4=2S3=0.12m物體還有0.03m的距離，根據(jù)S=at20.03=×7.2×1011×△t2△t=×10-7s≈0.29×10-6s所以物體運動位移大小15厘米的時間：t總=2T+△t=+×10-7≈2.29×10-6s（5分）（4）當物體運動位移大小15厘米時的速度vt=a△t=7.2×1011×（×10-7）=×104m/s所以物體運動位移大小15厘米過程中，根據(jù)動能定理，力F做功：W