廣西壯族自治區(qū)柳州市英山中學(xué)2021年高三物理下學(xué)期期末試題含解析

廣西壯族自治區(qū)柳州市英山中學(xué)2021年高三物理下學(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，輕繩一端系在質(zhì)量為m的物塊A上，另一端系在一個(gè)套在粗糙豎直桿MN的圓環(huán)上．現(xiàn)用水平力F拉住繩子上一點(diǎn)O，使物塊A從圖中實(shí)線位置緩慢下降到虛線位置，但圓環(huán)仍保持在原來位置不動(dòng)．在這一過程中，環(huán)對桿的摩擦力F1和環(huán)對桿的壓力F2的變化情況是

A．F1保持不變，F(xiàn)2逐漸增大

B．F1保持不變，F(xiàn)2逐漸減小C．F1逐漸增大，F(xiàn)2保持不變

D．F1逐漸減小，F(xiàn)2保持不變參考答案：B2.如圖，質(zhì)量為M、長度為l的小車靜止在光滑的水平面上。質(zhì)量為m的小物塊放在小車的最左端?，F(xiàn)在一水平恒力F作用在小物塊上，使物塊從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，物塊和小車之間的摩擦力為f。經(jīng)過時(shí)間t，小車運(yùn)動(dòng)的位移為s，物塊剛好滑到小車的最右端。

①此時(shí)物塊的動(dòng)能為(F－f)(s+l)

②此時(shí)物塊的動(dòng)量為Ft

③這一過程中，物塊和小車增加的機(jī)械能為Fs

④這一過程中，物塊和小車產(chǎn)生的內(nèi)能為fl

以上判斷正確的是

A.①②

B.③④

C.②③

D.①④參考答案：答案：D3.

下列說法中正確的是

(

)A．瑪麗·居里首先提出原子的核式結(jié)構(gòu)B．盧瑟福在a粒子散射實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了電子C．查德威克在原子核人工轉(zhuǎn)變的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了中子D．愛因斯坦為解釋光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律提出了光子說參考答案：答案：CD4.從手中豎直向上拋出的小球，與水平天花板碰撞后又落回到手中。設(shè)豎直向上的方向?yàn)檎较?，小球與天花板碰撞時(shí)間極短。若不計(jì)空氣阻力和碰撞過程中動(dòng)能的損失，則下列圖像中能夠描述小球從拋出到落回手中整個(gè)過程運(yùn)動(dòng)規(guī)律的是：參考答案：[

C

]5.兩束單色光分別用同一雙縫干涉裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在距雙縫恒定距離的屏上得到如圖所示的干涉圖樣，圖甲是光照射時(shí)形成的圖樣，圖乙是光照射時(shí)形成的圖樣，下列關(guān)于兩束單色光的說法中，正確的是(

)A．光子的能量較大B．在水中傳播的速度較小C．若光從水中射向空氣，則光全反射的臨界角較大D．透明介質(zhì)對光的折射率大于對光的折射率參考答案：C二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.如圖所示，水平設(shè)置的三條光滑平行金屬導(dǎo)軌a、b、c位于同一水平面上，a與b、b與c相距均為d=1m，導(dǎo)軌ac間橫跨一質(zhì)量為m=1kg的金屬棒MN，棒與三條導(dǎo)軌垂直，且始終接觸良好。棒的電阻r=2Ω，導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)。在導(dǎo)軌bc間接一電阻為R=2Ω的燈泡，導(dǎo)軌ac間接一理想電壓表。整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向下。現(xiàn)對棒MN施加一水平向右的拉力F，使棒從靜止開始運(yùn)動(dòng)。若施加的水平外力功率恒定，且棒達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的速度為1.5m/s，則水平外力的功率為

W，此時(shí)電壓表讀數(shù)為

V。參考答案：7.（4分）如圖所示當(dāng)繩和桿之間的夾角為θ時(shí)A沿桿下滑的速度是V、此時(shí)B的速度是_________（用V和θ表示）；B是_________（加速或減速）。參考答案：減速8.一個(gè)學(xué)生在做平拋實(shí)驗(yàn)中，只畫出了如圖所示的一部分曲線，他在曲線上任取水平距離均為△S的三點(diǎn)A、B、C，并測得△S=0.2m，又測出它們豎直之間的距離分別為S1=0.1m、S2=0.2m利用這些數(shù)據(jù)，這個(gè)學(xué)生求得物體拋初速度為

m／s，物體到B點(diǎn)的豎直分速度為

m/s，A點(diǎn)離拋出點(diǎn)的高度為

m.（取g=10m／s2）參考答案：2

1.5

0.1259.某登山愛好者在攀登珠穆朗瑪峰的過程中，發(fā)現(xiàn)他攜帶的手表表面玻璃發(fā)生了爆裂。這種手表是密封的，出廠時(shí)給出的參數(shù)為：27℃時(shí)表內(nèi)氣體壓強(qiáng)為1×105Pa；在內(nèi)外壓強(qiáng)差超過6×104Pa時(shí)，手表表面玻璃可能爆裂。已知當(dāng)時(shí)手表處的氣溫為－13℃，則手表表面玻璃爆裂時(shí)表內(nèi)氣體壓強(qiáng)的大小為__________Pa；已知外界大氣壓強(qiáng)隨高度變化而變化，高度每上升12m，大氣壓強(qiáng)降低133Pa。設(shè)海平面大氣壓為1×105Pa，則登山運(yùn)動(dòng)員此時(shí)的海拔高度約為_________m。

參考答案：答案：8.7×104，6613（數(shù)值在6550到6650范圍內(nèi)均可）10.用圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證牛頓第二定律．①完成平衡摩擦力的相關(guān)內(nèi)容：（i）取下砂桶，把木板不帶滑輪的一端墊高，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，

（選填“靜止釋放”或“輕推”）小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)．（ii）如果打出的紙帶如圖(b)所示，則應(yīng)

（選填“增大”或“減小”）木板的傾角，反復(fù)調(diào)節(jié)，直到紙帶上打出的點(diǎn)跡

，平衡摩擦力才完成．②某同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)得到如圖(c)所示的a—F圖象，則該同學(xué)驗(yàn)證的是：在

條件下，

成正比．參考答案：（2）（10分）①（i）輕推（ii）減小，間隔均勻（之間的距離大致相等）②小車質(zhì)量一定，它的加速度與其所受的合力成正比．11.根據(jù)玻爾原子結(jié)構(gòu)理論，氦離子（）的能級圖如題12C-1圖所示。電子處在n=3軌道上比處在n=5軌道上離氦核的距離___▲____（選填“近”或“遠(yuǎn)”）。當(dāng)大量處在n=4的激發(fā)態(tài)時(shí)，由于躍遷所發(fā)射的譜線有___▲____條。參考答案：近

6量子數(shù)越大，軌道越遠(yuǎn)，電子處在n=3軌道上比處在n=5軌道上離氦核的距離要近；處在n=4的激發(fā)態(tài)時(shí)，由于躍遷所發(fā)射的譜線有=6條。12.激光在真空中傳播速度為c，進(jìn)入某種均勻介質(zhì)時(shí)，傳播速度變?yōu)檎婵罩械?，則激光在此均勻介質(zhì)中的波長變?yōu)樵谡婵罩胁ㄩL的__________倍；某激光光源的發(fā)光功率為P，該激光進(jìn)入上述介質(zhì)時(shí)由于反射，入射能量減少了10%，該激光在這種介質(zhì)中形成的光束橫截面積為S，若已知單個(gè)光子能量為E0，則在垂直于光束傳播方向的截面內(nèi)，單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積的光子個(gè)數(shù)為__________。

參考答案：，

13.在《探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)利用右圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，將一端帶滑輪的長木板固定在水平桌面上，滑塊置于長木板上，并用細(xì)繩跨過定滑輪與托盤相連，滑塊右端連一條紙帶，通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄其運(yùn)動(dòng)情況．開始時(shí)，托盤中放少許砝碼，釋放滑塊，通過紙帶記錄的數(shù)據(jù)，得到圖線a．然后在托盤上添加一個(gè)質(zhì)量為m=0.05kg的砝碼，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到圖線b．已知滑塊與長木板間存在摩擦，滑塊在運(yùn)動(dòng)過程中，繩中的拉力近似等于托盤和所加砝碼的重力之和，g取10m/s2，則X①通過圖象可以得出，先后兩次運(yùn)動(dòng)的加速度之比為

；②根據(jù)圖象，可計(jì)算滑塊的質(zhì)量為

kg．參考答案：（1）①3:4（2分），②2.5三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來“探究加速度與力關(guān)系”?，F(xiàn)使小車A連接紙帶后置于水平放置的一端帶有定滑輪的足夠長的木板上，B為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、C為彈簧測力計(jì)，不計(jì)繩與滑輪的摩擦。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通電源再松開小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)。①甲同學(xué)打好三條紙帶，選取其中最好的一條，其中一段如圖乙所示：圖中0、1、2、3、4為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)未畫出。用刻度尺測得S1=2.80cm；S2=4.29cm；S3=5.79cm；S4=7.30cm；根據(jù)紙帶中所給的信息，當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下點(diǎn)“2”時(shí)的瞬時(shí)速度為v2=

m/s，小車加速度a=

m/s2

（保留三位有效數(shù)字）②若該同學(xué)利用已學(xué)的牛頓第二定律計(jì)算,發(fā)現(xiàn)小車所受合外力小于測力計(jì)讀數(shù)，明顯超出實(shí)驗(yàn)誤差的正常范圍。你認(rèn)為主要原因是_____________________，實(shí)驗(yàn)操作中改進(jìn)的措施是___________。參考答案：（１）0.504;

a=

1.50小車運(yùn)動(dòng)時(shí)所受摩擦力較大；使導(dǎo)軌傾斜一定角度以平衡摩擦力15.在利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)探究小車“速度隨時(shí)間變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，所用交流電的頻率為50Hz，某次實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶如圖所示．（1）從比較清晰的點(diǎn)起，每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)點(diǎn)作為計(jì)數(shù)點(diǎn)，分別標(biāo)明0、1、2、3、4，則兩個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為

s；（2）量得x1=30.1mm，x2=36.2mm，x3=42.2mm，x4=48.1mm，則打下計(jì)數(shù)點(diǎn)“2”時(shí)小車的速度為

m/s，小車的加速度為

m/s2．（3）當(dāng)打下計(jì)數(shù)點(diǎn)“0”時(shí)，小車的速度為

．參考答案：（1）0.1；（2）0.392，0.6；（3）0.272m/s．【分析】根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上2點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大?。窘獯稹拷猓海?）因每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)點(diǎn)作為計(jì)數(shù)點(diǎn)，則相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出，得紙帶上相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1s；（2）x1=30.1mm=30.1×10﹣3m，x2=36.2mm=36.2×10﹣3m，x3=42.2mm=42.2×10﹣3m，x4=48.1mm=48.1×10﹣3m，紙帶上2點(diǎn)的瞬時(shí)速度，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度為：v2==m/s=0.392m/s根據(jù)△x=aT2，由作差法得：a==m/s2=0.6m/s2（3）由速度時(shí)間關(guān)系式有：v2=v0+a?2T代入數(shù)據(jù)得：v0=0.272m/s故答案為：（1）0.1；（2）0.392，0.6；（3）0.272m/s．四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示．豎直平面（紙面）內(nèi)有一直角坐標(biāo)系xOy,x軸沿水平方向。在第四象限內(nèi)存在平行于y軸的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場。一質(zhì)量為m、帶電荷量為q（q<0）的小球自y軸一的點(diǎn)A（0，l）沿x軸正方向拋出．經(jīng)x軸上的點(diǎn)B（2l，0）進(jìn)入第四象限．帶電小球恰好做勻速網(wǎng)周運(yùn)動(dòng)。（重力加速度為譬’） （1）水電場強(qiáng)度的大小和方向。 （2）若磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為一確定值B0，小球?qū)膟軸上的點(diǎn)C（0，—2l）進(jìn)入第二象限，則B0為多大? （3）若磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為另一確定值．小球經(jīng)過一段時(shí)問后．恰好不進(jìn)入第二象限．從x軸上的D點(diǎn)（圖中術(shù)面出）射出．則小球在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t為多少?

參考答案：17.如圖所示，在傾角θ=37°的粗糙斜面上距離斜面底端s=1m處有一質(zhì)量m=1kg的物塊，受水平恒力F作用由靜止開始沿斜面下滑．到達(dá)底端時(shí)即撤去水平恒力F，然后在水平面上滑動(dòng)一段距離后停止．不計(jì)物塊撞擊水平面時(shí)的能量損失．物塊與各接觸面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.2，g=10m/s2．求：（1）若物塊運(yùn)動(dòng)過程中最大速度為2m/s，水平恒力F的大小為多少？（2）若改變水平恒力F的大小，可使物塊總的運(yùn)動(dòng)時(shí)間有一最小值，最小值為多少？（sin37°=0.6，cos37°=0.8）參考答案：答案：（1）物塊到達(dá)斜面底端時(shí)速度最大

代人數(shù)據(jù)得

a=2m/s2

對斜面上物塊受力分析

代入數(shù)據(jù)，解得F=2.6N

（2）設(shè)斜面上物塊加速度為a，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1，在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t2則

到達(dá)底端時(shí)速度為

則總時(shí)間為

根據(jù)基本不等式，當(dāng)a=μg=2m/s2時(shí)有t最小值，tmin=2s

18.輕質(zhì)彈簧原長為2l，將彈簧豎直放置在地面上，在其頂端將一質(zhì)量為5m的物體由靜止釋放，當(dāng)彈簧被壓縮到最短時(shí)，彈簧長度為l．現(xiàn)將該彈簧水平放置，一端固定在A點(diǎn)，另一端與物塊P接觸但不連接．AB是長度為5l的水平軌道，B端與半徑為l的光滑半圓軌道BCD相切，半圓的直徑BD豎直，如圖所示．物塊P與AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5．用外力推動(dòng)物塊P，將彈簧壓縮至長度l，然后釋放，P開始沿軌道運(yùn)動(dòng)，重力加速度大小為g．（1）若P的質(zhì)量為m，求P到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度的大小，以及它離開圓軌道后落回到AB上的位置與B點(diǎn)間的距離；（2）若P能滑上圓軌道，且仍能沿圓軌道滑下，求P的質(zhì)量的取值范圍．參考答案：解：（1）將彈簧豎直放置在地面上，物體下落壓縮彈簧時(shí)，由系統(tǒng)的機(jī)械能守恒得

Ep=5mgl如圖，根據(jù)能量守恒定律得

Ep=μmg?4l+聯(lián)立解得vB=物體P從B到D的過程，由機(jī)械能守恒定律得

mg?2l+=解得vD=＞所以物體P能到達(dá)D點(diǎn)，且物體P離開D點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng)，則有

2l=

x=vDt解得x=2l即落地點(diǎn)與B點(diǎn)間的距離為2l．（2）P剛好過B點(diǎn)，有：Ep=μm1g?4l，解得m1=mP最多到C而不脫軌，則有Ep=μm2g?4l+m2gl，解得m2=m所以滿足條件的P的質(zhì)量的取值范