2021-2022學年山西省太原市第十三中學高三物理期末試題含解析

2021-2022學年山西省太原市第十三中學高三物理期末試題含解析一、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.如圖所示，一固定的水平玻璃均勻帶上電荷，其中心O的正上方和正下方分別有兩點A、B，OA=OB=h．先將一質(zhì)量為m的帶正電小球放在A點時恰好處于靜止狀態(tài)，若給小球一個沿豎直向下的初速度v0，重力加速度為g，則下列判斷正確的是（）A．帶電圓環(huán)在B點產(chǎn)生的場強方向豎直向上B．小球從A點運動到B點的過程中帶電小球的電勢能一直增大C．小球從A點運動到B點的過程中通過O點時速度最大D．小球通過B點時的速度大小為參考答案：D【考點】電勢差與電場強度的關(guān)系；電勢能．【分析】根據(jù)小球原來靜止在A點，電場力與重力平衡，判斷出A點的電場方向，由對稱性分析B點的電場方向．由電場力方向與位移方向的關(guān)系分析電場力做功的正負，由動能定理分析速度的變化，并計算小球通過B點的速度．【解答】解：A、小球原來靜止在A點，電場力與重力平衡，電場力方向豎直向上，所以A點的場強方向豎直向上，由對稱性分析知B點的場強方向豎直向下．故A錯誤．B、小球從A點運動到B點的過程中電場力先豎直向上，后豎直向下，則電場力做先做負功后做正功，電勢能先增大再減小，故B錯誤．C、小球從A點運動到B點的過程中，電場力做先做負功后做正功，重力一直做正功，由動能定理知，通過B點時的速度最大，故C錯誤．D、從A到B，由對稱性可知電場力做的總功為0，由動能定理得：2mgh=m﹣m，則vB=．故D正確．故選：D．2.三段不可伸長的細繩OA、OB、OC，懸掛一質(zhì)量為m的重物，如圖所示，其中OA與豎直方向的夾角為，OB沿水平方向，則OA、OB繩拉力大小分別為A．、

B．、C．、

D．

、參考答案：D3.均勻磁場中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的導線框，半圓直徑與磁場邊緣重合;

磁場方向垂直于半圓面（紙面）向里，磁感應(yīng)強度大小為B0．使該線框從靜止開始繞過圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動半周，在線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流?，F(xiàn)使線框保持圖中所示位置，磁感應(yīng)強度大小隨時間線性變化。為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動半周過程中同樣大小的電流，磁感應(yīng)強度隨時間的變化率的大小應(yīng)為（

）A． B． C． D．

參考答案：C4.在如圖所示的電路中，電源兩端A、B間的電壓恒定不變開始時S斷開，電容器上充有電荷，閉合S后，一下判斷正確的A．所帶電量增大，所帶電量減小B．所帶電量減小，所帶電量增大C．、所帶電量均減小D．、所帶電量均增大

參考答案：C5.下列四幅圖的有關(guān)說法中正確的是（）A．原子中的電子繞原子核高速運轉(zhuǎn)時，運行軌道的半徑不是任意的B．發(fā)現(xiàn)少數(shù)粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)，說明原子的質(zhì)量絕大部分集中在很小空間范圍C．光電效應(yīng)實驗說明了光具有粒子性D．射線甲由α粒子組成，每個粒子帶兩個單位正電荷E．鏈式反應(yīng)屬于重核的裂變參考答案：解：A、由圖和根據(jù)玻爾理論知道，電子的軌道不是任意的，電子有確定的軌道．故A正確．B、少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)，說明原子的幾乎全部質(zhì)量和所有正電荷主要集中在很小的核上，否則不可能發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)．故B錯誤．C、光電效應(yīng)實驗說明了光具有粒子性．故C正確．D、根據(jù)左手定則可得，向左偏轉(zhuǎn)的粒子帶正電，所以射線丙由α粒子組成，該粒子帶兩個單位正電荷，而射線甲是β粒子，故D錯誤；E、一個中子轟擊后，出現(xiàn)三個中子，此鏈式反應(yīng)屬于重核的裂變，故E正確．故選：ACE．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.質(zhì)量為m，速度為v0的子彈，水平射入一固定的地面上質(zhì)量為M的木塊中，深入木塊的深度為L.如果將該木塊放在光滑的水平面上，欲使同樣質(zhì)量的子彈水平射入木塊的深度也為L，則其水平速度應(yīng)為__________。

參考答案：7.(1)（6分）如圖所示為氫原子的能級圖。讓一束單色光照射到大量處于基態(tài)（量子數(shù)n=1）的氫原子上，被激發(fā)的氫原子能自發(fā)地發(fā)出3種不同頻率的色光，則照射氫原子的單色光的光子能量為

eV。用這種光照射逸出功為4.54eV的金屬表面時，逸出的光電子的最大初動能是

eV。參考答案：12.09

7.558.如圖所示，一截面為正三角形的棱鏡，其折射率為。今有一束單色光射到它的一個側(cè)面，經(jīng)折射后與底邊平行，則入射光線與水平方向的夾角是______。參考答案：30°9.有一個已知內(nèi)阻RA=10Ω，RV=2000Ω，來測一個未知電阻Rx。用圖中（甲）和（乙）兩種電路分別對它進行測量，用（甲）圖電路測量時，兩表讀數(shù)分別為6.00V，6.00mA，用（乙）圖電路測量時，兩表讀數(shù)分別為5.90V，10.00mA，則用___

___圖所示電路測該電阻的阻值誤差較小，測量值Rx=____

__Ω，真實值Rx=____

__Ω參考答案：甲，1000，99010.（4分）圖A是在高速公路上用超聲波測速儀測量車速的示意圖，測速儀發(fā)出并接收超聲波沖信號，根據(jù)發(fā)出和接收到的信號間的時間差，測出被測物體的速度。圖B中p1、p2是測速儀發(fā)出的超聲波信號，n1、n2是p1、p2由汽車反射回來的信號。設(shè)測速儀勻速掃描，p1、p2之間的時間間隔Δt＝1.0s，超聲波在空氣中傳播的速度是v＝340m/s，若汽車是勻速行駛的，則根據(jù)圖B可知，汽車在接收到p1、p2兩個信號之間的時間內(nèi)前進的距離是

m，汽車的速度是

m/s。參考答案：答案：17，17.911.如圖7所示為某同學在一次實驗中用打點計時器打出的一條紙帶，其中ABCDEF是打點計時器連續(xù)打出的6個點，該同學用毫米刻度尺測量A點到各點的距離，并記錄在圖中（單位：cm）則：①圖中五個數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字要求的是_______，應(yīng)即為_______cm；②在紙帶上打出D點時的瞬時速度為_______m/s，物體運動的加速度是_______m/s2；③根據(jù)以上計算結(jié)果可以估計紙帶是該同學做下列那個實驗打出的紙帶（

）A．練習使用打點計時器B．探究“加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系”C．用落體法驗證機械能守恒定律D．用斜面和小車研究勻變速直線運動參考答案：①2.0，2.00（4分）②1.49m/s（2分），9.88m/s2（2分）③C（2分）12.（4分）用活塞壓縮汽缸里的空氣，對空氣做了900J的功，同時汽缸向外散熱210J，汽缸里空氣的內(nèi)能

（填“增加”或“減少”）了

J。參考答案：

增加

690J13.如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)a沿abc變化到狀態(tài)c，吸收了340J的熱量，并對外做功120J。若該氣體由狀態(tài)a沿adc變化到狀態(tài)c時，對外做功40J，則這一過程中氣體

（填“吸收”或“放出”）熱量

J。參考答案：吸收（2分）260J三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.在探究彈簧振子（如圖甲在一根輕質(zhì)彈簧下懸掛質(zhì)量為m的重物，讓其在豎直方向上振動）振動周期T與物體質(zhì)量m間的關(guān)系的實驗中：（1）如圖，某同學嘗試用DIS測量周期，把彈簧振子掛在力傳感器的掛鉤，將圖中力傳感器的引出端A應(yīng)接到數(shù)據(jù)采集器，使重物做豎直方向小幅度振動，若測得連續(xù)N個力最大值之間的時間間隔為t，則重物的周期為．（2）為了探究周期T與質(zhì)量m間的關(guān)系．某同學改變重物質(zhì)量，多次測量，得到了表中所示的實驗數(shù)據(jù)．為了得到T與m的明確關(guān)系，該同學建立了如圖乙所示的坐標系，并將橫軸用來表示質(zhì)量m．請在圖中標出縱軸表示的物理量為周期的平方，然后在坐標系中畫出圖線．m/kgT/s

0.100.14

0.200.20

0.400.28

0.600.35

0.800.40

（3）周期T與質(zhì)量m間的關(guān)系是振動周期T的平方與重物的質(zhì)量m成正比．參考答案：考點：探究單擺的周期與擺長的關(guān)系．專題：實驗題．分析：每次只改變一個變量，控制其它變量保持不變的研究方法是控制變量法．根據(jù)描出的點，應(yīng)用描點法作圖，作出圖象．根據(jù)圖線的形狀，由數(shù)學知識寫出T與m的關(guān)系式．解答：解：（1）某同學嘗試用DIS測量周期，把彈簧振子掛在力傳感器的掛鉤上，圖中力傳感器的引出端A應(yīng)接到數(shù)據(jù)采集器．使重物做豎直方向小幅度振動，當力的測量值最大時重物位于最低點．若測得連續(xù)N個力最大值之間的時間間隔為t，則重物的周期為．（2）為了得到T與m的明確關(guān)系，我們應(yīng)該作出傾斜的直線研究變量間的關(guān)系．所以我們應(yīng)該作出T2﹣m的關(guān)系圖線．縱軸表示的物理量為周期的平方，如圖所示（3）由圖象得：彈簧振子的周期與振子質(zhì)量的平方根成正比．故答案為：（1）數(shù)據(jù)采集器，最低點，；（2）周期的平方；如圖（3）振動周期T的平方與重物的質(zhì)量m成正比．點評：要掌握描點法作圖的方法；本實驗應(yīng)用了控制變量法，控制變量法是常用的物理實驗方法，一定要掌握．15.利用圖1所示的裝置可測量滑塊在斜面上運動的加速度。斜面上安裝有兩個光電門，其中光電門乙固定在斜面上靠近底端處，光電門甲的位置可移動。當帶有遮光片的滑塊自斜面頂部滑下時，與兩個光電門都相連的計時器可以顯示出遮光片從光電門甲至乙所用的時間t。改變光電門甲的位置進行多次測量s（mm）180295357425466495t（ms）100180230310370450s/t（m/s）1.801.641.551.371.261.10，每次都使滑塊從同一點由靜止開始下滑，并用毫米尺測量甲、乙之間的距離s，記下相應(yīng)的t值，所得數(shù)據(jù)如右表所示。完成下列填空和作圖：（1）設(shè)滑塊所受摩擦力為一常量，滑塊加速度大小a、滑塊經(jīng)過光電門乙時的瞬時速度v1、測量值s和t四個物理量之間所滿足的關(guān)系式是__________________________。（2）根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù)，在圖2給出的坐標紙上描點畫出s/t－t圖線（3）由所畫出的s/t－t圖線，得出滑塊加速度的大小a＝______m/s2（保留2位有效數(shù)字）。參考答案：.(1

)s=v1t-at2/2

(2)如右圖

(3)4.0四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖，豎直固定軌道abcd段光滑，長為L=1.0m的平臺de段粗糙，abc段是以O(shè)為圓心的圓弧．小球A和B緊靠一起靜止于e處，B的質(zhì)量是A的4倍．兩小球在內(nèi)力作用下突然分離，A分離后向左始終沿軌道運動，小球A與de段的動摩擦因數(shù)μ=0.2，到b點時軌道對A的支持力等于A的重力的；B分離后平拋落到f點，f到平臺邊緣的水平距離s=0.4m，平臺高h=0.8m，g取10m/s2。求：

（1）B作平拋運動初速度vB的大小；

（2）A到達d點時的速度大小vd；

（3）圓弧abc的半徑R．參考答案：（1）B分離后做平拋運動，由平拋運動規(guī)律可知h=gt2

（2分）

vB=

（2分）

代入數(shù)據(jù)得vB=1m/s

（1分）

（2）AB分離時，由動量守恒定律得

0=mAvA-mBvB

（3分）

A球由e到d根據(jù)動能定理得

-μmAgl=mAvd2-mAve2

（3分）

代入數(shù)據(jù)得vd=2m/s

（1分）

（3）A球由d到b根據(jù)機械能守恒定律得

mAgR+mAvb2=mAvd2

（2分）

A球在b由牛頓第二定律得

mAg-mAg=

（3分）

代入數(shù)據(jù)得R=0.5m

（1分）17.（12分）如圖所示，兩雜技演員（都視為質(zhì)點）乘秋千從A點（秋千繩處于水平位置）由靜止出發(fā)繞O點下擺，當擺到最低點B時，女演員在極短時間內(nèi)將男演員水平方向推出，然后自己剛好能回到A點。求男演員落地點C與Ｏ點的水平距離s。已知男演員質(zhì)量m1和女演員質(zhì)量m2之比，秋千的質(zhì)量不計，秋千的擺長為R，C點比O點低5R。參考答案：設(shè)分離前男女演員在秋千最低點B的速度為v0，由機械能守恒定律得：

（3分）

設(shè)剛分離時男演員速度的大小為v1，方向與v0相同；女演員速度的大小為v2，方向與v0相反，由于女演員剛好回到A點，則

（2分）

由動量守恒得：

（3分）

分離后，男演員做平拋運動，設(shè)男演員從被推出到落在C點所需的時間為t，則

（2分）

因為

以上各式聯(lián)立可得x=8R

（2分）18.如圖所示，粗糙絕緣的水平面附近存在一個與x軸平行的水平電場，其在x軸上的電勢φ與坐標x的關(guān)系用圖中曲線表示，圖中斜線為該曲線過點(0.15，3)的切線?，F(xiàn)有一質(zhì)量為0.20kg，電荷量為＋2.0×10－8C的滑塊P(可視為質(zhì)點)，從x＝0.10m處由靜止釋放，其與水平面的動摩擦因數(shù)為0.02。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取重力加速度g＝10m/s2。問：（1）滑塊的加速度如