2021年山東省聊城市臨清第一中學(xué)高三物理上學(xué)期期末試卷含解析

2021年山東省聊城市臨清第一中學(xué)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.如圖所示，在矩形區(qū)域ABCD內(nèi)有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，AB＝，AD＝10cm，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0．2T．在AD的中點(diǎn)P有一個(gè)發(fā)射正離子的裝置，能夠連續(xù)不斷地向紙面內(nèi)的各個(gè)方向均勻地發(fā)射出速率為v＝1．0×10—12m／s的正離子，離子的質(zhì)量m＝2．0X10—12kg，電荷量q＝1．0×10—5C，離子的重力不計(jì)，不考慮離子之間的相互作用，則A.從邊界BC邊飛出的離子中，BC中點(diǎn)飛出的離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最短B.邊界AP段無離子飛出C.從CD、BC邊飛出的離子數(shù)之比為1：2D.若離子可從B、C兩點(diǎn)飛出，則從B點(diǎn)和C點(diǎn)飛出的離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等參考答案：ACD【分析】粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，作出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡，求出粒子軌道半徑，由牛頓第二定律可以求出粒子的速度，然后確定粒子速率范圍；由牛頓第二定律求出粒子軌道半徑，作出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡，應(yīng)用幾何知識(shí)求出粒子射出的范圍?！驹斀狻緼D．由于離子的速率一定，所以離子運(yùn)動(dòng)的半徑確定，在離子轉(zhuǎn)過的圓心角小于的情況下，弦長(zhǎng)越短，圓心角越小，時(shí)間越短，弦長(zhǎng)相等，時(shí)間相等，所以從BC中點(diǎn)飛出的離子對(duì)應(yīng)的弦長(zhǎng)最短，所用時(shí)間最短，離子從B、C兩點(diǎn)飛出對(duì)應(yīng)的弦長(zhǎng)相竺，所以運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，故A、D正確；B．由洛倫茲力方向可知，離子逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，發(fā)射方向與PA方向夾角較小的離子會(huì)從AP段飛出，故B錯(cuò)誤；C．由公式得：，通過圖可知，，所以從CD、BC邊飛出的離子數(shù)之比為1：2，故C正角。故選：ACD?！军c(diǎn)睛】本題考查了粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，分析清楚粒子運(yùn)動(dòng)過程、作出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡是正確解題的前提與關(guān)鍵，應(yīng)用牛頓第二定律、幾何知識(shí)即可正確解題。2.（單選）圖中虛線為一組間距相等的同心圓，圓心處固定一個(gè)帶負(fù)電的點(diǎn)電荷，有一帶電粒子以某一初速度射人該電場(chǎng)區(qū)，實(shí)線為粒子僅在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡，a、b、c三點(diǎn)為實(shí)線和虛線的交點(diǎn)，則下列說法正確的是

A．a(chǎn)點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì)

B．帶電粒子在c點(diǎn)所受電場(chǎng)力比a點(diǎn)大

C．帶電粒子在a點(diǎn)的電勢(shì)能小于在c點(diǎn)的電勢(shì)能

D．帶電粒子由a點(diǎn)到b點(diǎn)的動(dòng)能變化大于由b點(diǎn)到c點(diǎn)的動(dòng)能變化參考答案：D3.對(duì)下面用相同紅光照射做出的兩幅圖說法正確的是(

)

A．甲圖是衍射圖樣，乙圖是干涉圖樣

B．甲圖是干涉圖樣，乙圖是衍射圖樣

C．甲圖是光通過單縫后的圖樣，乙圖是光通過雙縫后圖樣

D．甲圖是光通過雙縫后的圖樣，乙圖是光通過單縫后圖樣參考答案：BD由單縫衍射和雙縫干涉的特點(diǎn)可知，雙縫干涉圖樣的條紋寬度相等，各相鄰條紋等間距，亮度基本相同；單縫衍射圖樣的條紋寬度不等，中央最寬，各相鄰條紋間距不等，中央條紋最亮，兩邊變暗，結(jié)合題圖對(duì)比可知選項(xiàng)BD正確。4.用輕彈簧豎直懸掛質(zhì)量為m的物體，靜止時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量為L(zhǎng)0?，F(xiàn)用該彈簧沿斜面方向拉住質(zhì)量為2m的物體，系統(tǒng)靜止時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量也為L(zhǎng)0。斜面傾角為30，如圖所示。則物體所受摩擦力(

)A.等于零B.大小為,方向沿斜面向下C.大小為，方向沿斜面向上D.大小為mg,方向沿斜面向上參考答案：A5.如圖所示，物體A在與水平方向成α角斜向下的推力作用下，沿水平地面向右勻速運(yùn)動(dòng)，若推力變小而方向不變，則物體A將

A．向右加速運(yùn)動(dòng)

B．仍向右勻速運(yùn)動(dòng)C．向右減速運(yùn)動(dòng)

D．向左加速運(yùn)動(dòng)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，質(zhì)量相等的物體a和b，置于水平地面上，它們與

地面問的動(dòng)摩擦因數(shù)相等，a、b間接觸面光滑，在水平力F作用下，一起沿水平地面勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，a、b間的作用力=_________,如果地面的動(dòng)摩擦因數(shù)變小，兩者一起沿水平地面作勻加速運(yùn)動(dòng)，則____（填“變大”或“變小”或“不變”）。參考答案：F/2（2分），不變（2分）7.如圖，在真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷A和B，電量分別為-Q和+2Q，它們相距L，如果在兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)O有一個(gè)半徑為r(2r<L)的空心金屬球，且球心位于O點(diǎn)，則球殼上的感應(yīng)電荷在。點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)大小為________，方向____．

參考答案：8.一個(gè)質(zhì)量為M=3kg的木板與一個(gè)輕彈簧相連，在木板的上方有一質(zhì)量m為2kg的物塊，若在物塊上施加一豎直向下的外力F，此時(shí)木板和物塊一起處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示。突然撤去外力，木板和物塊一起向上運(yùn)動(dòng)0.2m時(shí)，物塊恰好與木板分離，此時(shí)木板的速度為4m/s，則物塊和木板分離時(shí)彈簧的彈力為________N，木板和物塊一起向上運(yùn)動(dòng)，直至分離的過程中，彈簧彈力做的功為________J。參考答案：０

N；

５０

J。9.新發(fā)現(xiàn)的雙子星系統(tǒng)“開普勒-47”有一對(duì)互相圍繞運(yùn)行的恒星，運(yùn)行周期為T，其中一顆大恒星的質(zhì)量為M，另一顆小恒星只有大恒星質(zhì)量的三分之一。已知引力常量為G。大、小兩顆恒星的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑之比為_____________，兩顆恒星相距______________。參考答案：1:3，

10.（4分）如圖為某報(bào)警裝置示意圖，該報(bào)警裝置在一扇門、兩扇窗上各裝有一個(gè)聯(lián)動(dòng)開關(guān)，門、窗未關(guān)上時(shí)，開關(guān)不閉合，只要有一個(gè)開關(guān)未閉合，報(bào)警器就會(huì)報(bào)警。該報(bào)警裝置中用了兩個(gè)串聯(lián)的邏輯電路，虛線框甲內(nèi)應(yīng)選用_________門電路，虛線框乙內(nèi)應(yīng)選用_________門電路（填與、非、或）。參考答案：或，或解析：題意只要有一個(gè)開關(guān)未閉合，報(bào)警器就會(huì)報(bào)警，結(jié)合或門的特點(diǎn)因此虛線框甲內(nèi)應(yīng)選用或門；虛線框乙內(nèi)應(yīng)選用或門。11.某容器中的空氣被光滑活塞封住，容器和活塞絕熱性能良好，空氣可視為理想氣體。初始時(shí)容器中空氣的溫度與外界相同，壓強(qiáng)大于外界?，F(xiàn)使活塞緩慢移動(dòng)，直至容器中的空氣壓強(qiáng)與外界相同。此時(shí)，容器中空氣的溫度__________（填“高于”“低于”或“等于”）外界溫度，容器中空氣的密度__________（填“大于”“小于”或“等于”）外界空氣的密度。參考答案：

(1).低于

(2).大于【詳解】由題意可知，容器與活塞絕熱性能良好，容器內(nèi)氣體與外界不發(fā)生熱交換，故，但活塞移動(dòng)的過程中，容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，則容器內(nèi)氣體正在膨脹，體積增大，氣體對(duì)外界做功，即，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知：，故容器內(nèi)氣體內(nèi)能減小，溫度降低，低于外界溫度。最終容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)和外界氣體壓強(qiáng)相同，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程：又，m為容器內(nèi)氣體質(zhì)量聯(lián)立得：取容器外界質(zhì)量也為m的一部分氣體，由于容器內(nèi)溫度T低于外界溫度，故容器內(nèi)氣體密度大于外界。故本題答案為：低于；大于。12.質(zhì)量為30㎏的小孩推著質(zhì)量為10㎏的冰車，在水平冰面上以2m/s的速度滑行．不計(jì)冰面摩擦，若小孩突然以5m/s的速度(對(duì)地)將冰車推出后，小孩的速度變?yōu)開______m/s，這一過程中小孩對(duì)冰車所做的功為______J．參考答案：1.010513.（4分）在光滑的水平面內(nèi)，一質(zhì)量ｍ＝1kg的質(zhì)點(diǎn)，以速度＝10m/s沿ｘ軸正方向運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過原點(diǎn)后受一沿ｙ軸正方向的恒力Ｆ＝5Ｎ作用，直線ＯＡ與ｘ軸成37°角，如圖所示。如果質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡與直線ＯＡ相交于Ｐ點(diǎn)，則質(zhì)點(diǎn)從Ｏ點(diǎn)到Ｐ點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間為

s，質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過Ｐ點(diǎn)時(shí)的速率為

____

m/s．（）

參考答案：3；18.03三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.學(xué)校物理興趣小組利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置完成“探究加速度與力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。他們所用的器材有小車、一端帶有滑輪的導(dǎo)軌、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和幾個(gè)已知質(zhì)量的鉤碼，另有學(xué)生電源和力傳感器(圖中未畫出)。(1)圖乙是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，圖中打相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.1s，由圖中數(shù)據(jù)可得小車的加速度大小a=____m／s2(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。(2)實(shí)驗(yàn)小組A、B分別以各自測(cè)得的加速度a為縱軸，小車所受的合力F為橫軸，作出圖象如圖丙中圖線1、2所示，則圖線1、2中對(duì)應(yīng)小車(含車內(nèi)的鉤碼)的質(zhì)量較大的是圖線________(選填“1”或“2”)。參考答案：

(1).（1）0.195

(2).（2）1【分析】（1）根據(jù)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量，運(yùn)用逐差法求出小車的加速度．（2）根據(jù)牛頓第二定律得出a與F的關(guān)系式即可分析質(zhì)量較大的圖線?！驹斀狻浚?）根據(jù)△x=aT2，運(yùn)用逐差法得：，（2）根據(jù)牛頓第二定律得F=ma，變形得：，即a-F圖線的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù)，則斜率越小質(zhì)量越大，故1圖線的質(zhì)量較大?！军c(diǎn)睛】掌握紙帶的處理方法，會(huì)通過紙帶求解瞬時(shí)速度和加速度，關(guān)鍵是勻變速直線運(yùn)動(dòng)推論的運(yùn)用．在該實(shí)驗(yàn)中，知道當(dāng)鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量時(shí)，鉤碼的重力才能近似等于小車的合力．15.用如圖1所示裝置做“探究物體的加速度跟力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)時(shí)保持小車的質(zhì)量不變，用鉤碼所受的重力作為小車受到的合力，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和小車后端拖動(dòng)的紙帶測(cè)出小車運(yùn)動(dòng)的加速度．圖1(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)先不掛鉤碼，反復(fù)調(diào)整墊木的左右位置，直到小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，這樣做的目的是_____________________________________________________________________．(2)圖2為實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶的一部分，從比較清晰的點(diǎn)跡起，在紙帶上標(biāo)出了連續(xù)的5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間都有4個(gè)點(diǎn)跡沒有標(biāo)出，測(cè)出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到A點(diǎn)之間的距離，如圖所示．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為50Hz的交流電源兩端，則此次實(shí)驗(yàn)中小車運(yùn)動(dòng)的加速度的測(cè)量值a＝________m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)圖2(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)改變所掛鉤碼的質(zhì)量，分別測(cè)量小車在不同外力作用下的加速度．根據(jù)測(cè)得的多組數(shù)據(jù)畫出a－F關(guān)系圖線，如圖3所示．此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此現(xiàn)象的主要原因可能是________．(選填下列選項(xiàng)的序號(hào))

A．小車與平面軌道之間存在摩擦B．平面軌道傾斜角度過大C．所掛鉤碼的總質(zhì)量過大D．所用小車的質(zhì)量過大

參考答案：(1)平衡小車運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力（2）1.0m/s2

（3）C四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖17所示，一帶電微粒質(zhì)量為m=2.0×10-11kg、電荷量為q=+1.0×10-5C，從靜止開始經(jīng)電壓為U1=100V的電場(chǎng)加速后，水平進(jìn)入兩平行金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，偏轉(zhuǎn)電壓為U2=100V，接著進(jìn)入一個(gè)方向垂直紙面向里、寬度為D=34.6cm的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域。已知偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中金屬板長(zhǎng)L=20cm，兩板間距d=17.3cm，帶電微粒的重力略不計(jì)。求：（l）帶電微粒進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速率v1;（2）帶電微粒射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度偏轉(zhuǎn)角θ；（3）為使帶電微粒不會(huì)從磁場(chǎng)右邊界射出，該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁應(yīng)強(qiáng)度的最小值B。參考答案：見解析（1）帶電微粒經(jīng)加速電場(chǎng)加速后速度為，根據(jù)動(dòng)能定理

（2）帶電微粒在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中只受電場(chǎng)力作用，做類平拋運(yùn)動(dòng)。在水平方向：，帶電微粒在豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為，出電場(chǎng)時(shí)豎直方向速度為，

豎直方向：

由幾何關(guān)系聯(lián)立求解

（3）帶電微粒進(jìn)入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，設(shè)微粒軌道半徑為R，由幾何關(guān)系知：

設(shè)微粒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為

由牛頓運(yùn)動(dòng)定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律

若帶電粒子不射出磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B至少為0.1T。17.一宇宙空間探測(cè)器從某一星球的表面升空，假設(shè)探測(cè)器的質(zhì)量恒為1500kg，發(fā)動(dòng)機(jī)的推力為恒力，宇宙探測(cè)器升空到某一高度時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)突然關(guān)閉，如圖是表示其速度隨時(shí)間變化規(guī)律：①升空后，9s.25s.45s時(shí)探測(cè)器的運(yùn)動(dòng)情況如何？②求宇宙探測(cè)器在該行星表面所能到達(dá)的最大高度？③計(jì)算該行星表面的重力加速度？④假設(shè)行星表面沒有空氣，試計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)的推力。參考答案：18.2011年7月11日23時(shí)41分，我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征三號(hào)丙運(yùn)載火箭，成功將“天鏈一號(hào)02星”送入太空．火箭飛行約26分鐘后，西安衛(wèi)星測(cè)控中心傳來的數(shù)據(jù)表明，星箭分離，衛(wèi)星成功進(jìn)入地球同步轉(zhuǎn)移軌道．“天鏈一號(hào)02星”是我國(guó)第二顆地球同步軌道數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星，又稱跟蹤和數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星，由中國(guó)航天科技集團(tuán)公司所屬中國(guó)空間技術(shù)研究院為主研制．中繼衛(wèi)星被譽(yù)為“衛(wèi)星的衛(wèi)星”，是航天器太空運(yùn)行的數(shù)據(jù)“中轉(zhuǎn)站”，用于轉(zhuǎn)發(fā)地球站對(duì)中低軌道航