2021年江蘇省無錫市江陰長涇中學(xué)高三物理期末試題含解析

2021年江蘇省無錫市江陰長涇中學(xué)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.在如圖所示的勻強電場E的區(qū)域內(nèi)，由A、B、C、D、A'、B'、C'、D'作為頂點構(gòu)成一正方體空間，電場方向與面ABCD垂直，下列說法中正確的是：

A、AD兩點間電勢差UAD與AA'兩點間電勢差UAA'相等

B、帶正電的粒子從A點沿路徑ADD'移到D'點，電場力做正功

C、帶負電的粒子從A點沿路徑ADD'移到D'點，電勢能減小

D、帶電粒子從A點移到C'點，沿對角線AC'與沿路徑ABB'C'電場力做功相同

參考答案：答案：BD解析：在電場中順著電場線方向電勢降落，沿著電場線一段距離才對應(yīng)電勢差，選項A錯誤，正電荷順著電場線運動，電場力做正功，選項B正確。負電荷順著電場線運動，電場力做負功，電勢能增加，選項C錯誤。電場力做功與路徑無關(guān)，選項D正確。2.如圖所示，一直立的氣缸用一質(zhì)量為m的活塞封閉一定量的理想氣體，活塞橫截面積為S，汽缸內(nèi)壁光滑且缸壁是導(dǎo)熱的．開始活塞被固定，打開固定螺栓K，活塞上升，經(jīng)過足夠長時間后，活塞停在B點，則活塞停在B點時缸內(nèi)封閉氣體的壓強為

，在該過程中，缸內(nèi)氣體

（填“吸熱”或“放熱”）．（設(shè)周圍環(huán)境溫度保持不變，已知AB=h，大氣壓強為p0，重力加速度為g）參考答案：吸熱3.在光電效應(yīng)實驗中，如果需要增大光電子到達陽極時的速度，可采用的方法是A．增加光照時間B．增大入射光的波長C．增大入射光的強度D．增大入射光頻率參考答案：D4.（單選）兩個電荷量分別為+q和﹣q的帶電粒子分別以速度Va和Vb射入勻強磁場，兩粒子的入射方向與豎直磁場邊界的夾角分別為30°和60°，磁場寬度為d，兩粒子同時由A點出發(fā)，同時到達與A等高的B點，如圖所示，則（）A．a(chǎn)粒子帶正電，b粒子帶負電B．兩粒子的軌道半徑之比Ra：Rb=：1C．兩粒子的質(zhì)量之比ma：mb=1：2D．兩粒子的速度之比Va：Vb=：2參考答案：解：A、a粒子是30°入射的，而b粒子是60°入射的，由于從B點射出，則a粒子受到的洛倫茲力方向沿b粒子速度方向，而b粒子受到的洛倫茲力方向沿a粒子速度方向，由磁場方向，得a粒子帶負電，而b粒子帶正電，故A錯誤；B、如圖連接AB，AB連線是兩粒子的運動圓弧對應(yīng)的弦，則弦的中垂線（紅線）與各自速度方向的垂直線（虛線）的交點即為各自圓心．如圖：結(jié)果發(fā)現(xiàn)：1．AB的連線必然與磁場的邊界垂直；2．兩圓心的連線與兩個半徑構(gòu)成一個角為30°，另一個為60°的直角三角形．根據(jù)幾何關(guān)系，則有兩半徑相比為Ra：Rb=1：，故B錯誤；C、AB連線是兩粒子的運動圓弧對應(yīng)的弦，則弦的中垂線與各自速度方向直線的交點即為各自圓心．結(jié)果發(fā)現(xiàn)：兩圓心的連線與兩個半徑構(gòu)成一個角為30°，另一個為60°的直角三角形．則a粒子圓弧對應(yīng)的圓心角為120°，而b粒子圓弧對應(yīng)的圓心角為60°．由于它們運動時間相等，所以它們的周期之比為Ta：Tb=1：2，則質(zhì)量之比ma：mb=1：2．故C正確；D、由半徑公式可知：在磁場、電量一定的情況下，速度大小與粒子的質(zhì)量成反比，與軌跡的半徑成正比．所以速度大小之比va：vb=2：，故D錯誤；故選：C．5.利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件，廣泛應(yīng)用于測量和自動控制等領(lǐng)域。如圖是霍爾元件的工作原理示意圖，磁感應(yīng)強度B垂直于霍爾元件的工作面向下，通入圖示方向的電流I，C、D兩側(cè)面會形成電勢差UCD，下列說法中正確的是A．電勢差UCD僅與材料有關(guān)B．若霍爾元件的載流子是自由電子，則電勢差UCD0C．僅增大磁感應(yīng)強度時，電勢差UCD變大D．在測定地球赤道上方的地磁場強弱時，元件的工作面應(yīng)保持水平參考答案：C若霍爾元件的載流子是自由電子，根據(jù)左手定則可知，電子向C側(cè)面偏轉(zhuǎn)，C表面帶負電，D表面帶正電，所以D表面的電勢高，則UCD＜0，選項B錯誤。CD間存在電勢差，之間就存在電場，電子在電場力和洛倫茲力作用下處于平衡，設(shè)霍爾元件的長寬高分別為a、b、c，有q=qvB，I=nqvS=nqvbc，則UCD=，故A錯誤C正確．在測定地球赤道上方的地磁場強弱時，應(yīng)將元件的工作面保持豎直，讓磁場垂直通過，故D錯誤．故選C．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.(4分)如圖所示，兩平行板間為勻強電場，場強方向與板垂直，質(zhì)量相同的兩個帶電粒子P、Q以相同的速度沿與板平行的方向射入電場中，P從兩極板正中射入，Q從下極板邊緣處射入，它們最后打在上板的同一點上，不計重力，則它們所帶的電荷量之比

，從開始射入到打到上板的過程中，它們的電勢能減小量之比 。

參考答案：答案：1：2l：47.質(zhì)量為100kg的小船靜止在水面上，船兩端有質(zhì)量40kg的甲和質(zhì)量60kg的乙，當(dāng)甲、乙同時以3m/s的速率向左、向右跳入水中后，小船的速度大小為0.6m/s，方向是向左．參考答案：考點：運動的合成和分解．專題：運動的合成和分解專題．分析：根據(jù)動量守恒定律分析，甲乙船三者組成的系統(tǒng)動量守恒．解答：解：甲乙船三者組成的系統(tǒng)動量守恒．規(guī)定向左為正方向．設(shè)小船的速度大小為v，由動量守恒定律有：0=m甲v甲+m乙v乙+mv

0=40×3﹣60×3+100v解得：v=0.6m/s．速度v為正值，說明方向向左．故答案為：0.6，向左．點評：解決本題的關(guān)鍵熟練運用動量守恒定律，注意動量的失量性，與速度的正負是解題的關(guān)鍵．8.某次光電效應(yīng)實驗中，測得某金屬的入射光的頻率n和反向遏制電壓Uc的值如下表所示。（已知電子的電量為e=1.6×10-19C）

根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，作出了Uc-n圖像，如圖所示，則根據(jù)圖像求出：

①這種金屬的截止頻率為

Hz；（保留三位有效數(shù)字）

②普朗克常量

Js。（保留兩位有效數(shù)字）參考答案：

①由圖像讀得：；②由圖線斜率，解得：9.如圖所示是某同學(xué)在做勻變速直線運動實驗中獲得的一條紙帶。

(1)已知打點計時器電源頻率為50Hz，則紙帶上打相鄰兩點的時間間隔為

。(2)A、B、C、D是紙帶上四個計數(shù)點，每兩個相鄰計數(shù)點間有四個點沒有畫出，從圖中讀出A、B兩點間距x=

cm；C點對應(yīng)的速度是

m／s，加速度是

m／s2(速度和加速度的計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)參考答案：(1)0.02s

(2)0.65（0.63—0.69均給分）0.10（0.098—0.10均給分）

0.30（0.20—0.30均給分）（1）紙帶上打相鄰兩點的時間間隔T==s=0.02s。（2）A、B間的距離x=0.65cm．B、D間的距離是2.05cm，時間間隔T=0.2s，則vc==0.10m/s。由公式知=,代入數(shù)據(jù)解得a=0.30m／s2。10.如圖為懸掛街燈的支架示意圖，橫梁BE質(zhì)量為6kg，重心在其中點。直角桿ADC重力不計，兩端用鉸鏈連接。已知BE=3m，BC=2m，∠ACB=30°，橫梁E處懸掛燈的質(zhì)量為2kg，則直角桿對橫梁的力矩為_______N·m，直角桿對橫梁的作用力大小為_______N。（重力加速度g=l0m/s2）參考答案：150

150

11.自然界里放射性核素并非一次衰變就達到穩(wěn)定，而是發(fā)生一系列連續(xù)的衰變，直到穩(wěn)定的核素而終止，這就是“級聯(lián)衰變”．某個釷系的級聯(lián)衰變過程如圖(N軸表示中子數(shù)，Z軸表示質(zhì)子數(shù))，圖中Pb→Bi的衰變是＿＿＿衰變，從到共發(fā)生＿＿＿次α衰變．參考答案：β（2分）

612.在“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實驗中，首先按右上圖接線，以查明電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向與電流方向之間的關(guān)系．當(dāng)閉合S時觀察到電流表指針向左偏,不通電時電流表指針停在正中央.然后按右下圖所示將電流表與線圈B連成一個閉合回路,將線圈A、電池、滑動變阻器和電鍵S串聯(lián)成另一個閉合電路．S閉合后，將線圈A插入線圈B的過程中,電流表的指針將

（填：左偏、右偏或者不偏）．(2)線圈A放在B中不動時,指針將

（填：左偏、右偏或者不偏）．(3)線圈A放在B中不動,將滑動變阻器的滑片P向左滑動時,電流表指針將

（填：左偏、右偏或者不偏）．(4)線圈A放在B中不動,突然斷開S.電流表指針將

（填：左偏、右偏或者不偏）．

參考答案：（1）右偏，（2）不偏，（3）右偏，（4）左偏13.將一小球從高處水平拋出，最初2s內(nèi)小球動能EK隨時間t變化的圖線如圖所示，不計空氣阻力，重力加速度g=10m/s2。根據(jù)圖象信息可知，小球的質(zhì)量為

▲

kg，小球的初速度為

▲

m/s，最初2s內(nèi)重力對小球做功的平均功率為

▲

W。參考答案：

0.125kg

m/s

12.5W

三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖所示，一定質(zhì)量理想氣體經(jīng)歷A→B的等壓過程，B→C的絕熱過程（氣體與外界無熱量交換），其中B→C過程中內(nèi)能減少900J．求A→B→C過程中氣體對外界做的總功．參考答案：W=1500J【詳解】由題意可知，過程為等壓膨脹，所以氣體對外做功為：過程：由熱力學(xué)第一定律得：

則氣體對外界做的總功為：

代入數(shù)據(jù)解得：。15.

（選修3-3）（4分）估算標準狀態(tài)下理想氣體分子間的距離（寫出必要的解題過程和說明,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）參考答案：解析：在標準狀態(tài)下，1mol氣體的體積為V=22.4L=2.24×10-2m3

一個分子平均占有的體積V0=V/NA

分子間的平均距離d=V01/3=3.3×10-9m四、計算題：本題共3小題，共計47分16.從地面上以初速度豎直向上拋出一質(zhì)量為m的球，若運動過程中受到的空氣阻力與其速率成正比關(guān)系，球運動的速率隨時間變化規(guī)律如圖所示，時刻到達最高點，再落回地面，落地時速率為，且落地前球已經(jīng)做勻速運動，求：（1）球從拋出到落地過程中克服空氣阻力所做的功；（3分）（2）球拋出瞬間的加速度大小；（4分）（3）球上升的最大高度H。（5分）參考答案：（1）據(jù)動能定理：克服空氣阻力做功（2）空氣阻力落地前勻速運動，則剛拋出時加速度大小為，則，解得（3）上升時加速度為a，取極短時間，速度變化，有：又上升全程，則17.下圖為倉庫中常用的皮帶傳輸裝置示意圖，它由兩臺皮帶傳送機組成，一臺水平傳送，A、B兩端相距3m，另一臺傾斜，傳送帶與地面的傾角θ=37°，C、D兩端相距3.05m，B、C相距很近。水平部分AB以5m/s的速率順時針轉(zhuǎn)動。將質(zhì)量為10kg的一袋大米放在A端，到達B端后，速度大小不變地傳到傾斜的CD部分，米袋與傳送帶間的動摩擦因數(shù)均為0.5。求：（1）若CD部分傳送帶不運轉(zhuǎn)，求米袋沿傳送帶所能上升的最大距離；（2）若要米袋能被送到D端，求CD部分順時針運轉(zhuǎn)的速度應(yīng)滿足的條件及米袋從C端到D端所用時間的取值范圍（結(jié)果可用根號表示）。參考答案：（1）米袋在AB上加速時的加速度米袋的速度達到v0=5m/s時，滑行的距離，因此米袋在到達B點之前就有了與傳送帶相同的速度設(shè)米袋在CD上運動的加速度大小為a，由牛頓第二定律得：代入數(shù)據(jù)得a=10m/s2

所以能滑上的最大距離設(shè)CD部分運轉(zhuǎn)速度為v1時米袋恰能到達D點（即米袋到達D點時速度恰好為零），則米袋速度減為v1之前的加速度為a1=-g(sinθ+μcosθ)=-10m/s2米袋速度小于v1至減為零前的加速度為a2=-g(sinθ-μcosθ)=-2m/s2由解得v1=3m/s，即要把米袋送到D點，CD部分的速度vCD≥v1=3m/s米袋恰能運到D點所用時間最長為：若CD部分傳送帶的速度較大，使米袋沿CD上滑時所受摩擦力一直沿皮帶向上，則所用時間最短，此種情況米袋加速度一直為a2。由得，所以，所求的時間t的范圍為18.如圖所示,xoy平面內(nèi)的正方形區(qū)域abcd，邊長為L，oa=od=，在該區(qū)域內(nèi)有與y軸平行的勻強電場和垂直于平面的勻強磁場，一個帶電粒子（不計重力）從原點沿x軸進入場區(qū)，恰好沿x軸直線射出。若撤去電場只保留磁場，其他條件不變，該粒子從cd邊上距d點處射出，若撤去磁場，只保留電場，其他條件不變，該粒子從哪條邊上何處射出？參考答案：從原點沿x軸直線射出過程勻速直線運動,受力平衡: