江蘇省連云港市濰坊尚文中學2021年高三物理上學期期末試題含解析

江蘇省連云港市濰坊尚文中學2021年高三物理上學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15分．每小題只有一個選項符合題意1.下列說法中正確的是（

）

A．a(chǎn)粒子散射實驗的現(xiàn)象表明原子核有復雜結(jié)構(gòu)B．天然放射現(xiàn)象表明原子核是由質(zhì)子和中子組成的C．g射線是波長很短的電磁波，它的貫穿能力很強D．一群處于n=3狀態(tài)的氫原子向較低能級躍遷時，只能輻射出兩種不同頻率的光子參考答案：C2.（多選）如圖甲為遠距離輸電示意圖，變壓器均為理想變壓器。升壓變壓器原副線圈匝數(shù)比為l：100，其輸入電壓如圖乙所示，遠距離輸電線的總電阻為100。降壓變壓器右側(cè)部分為一火警報警系統(tǒng)原理圖，其中R1為一定值電阻，R2為用半導體熱敏材料制成的傳感器，當溫度升高時其阻值變小。電壓表V顯示加在報警器上的電壓（報警器未畫出）。未出現(xiàn)火警時，升壓變壓器的輸入功率為750kW。下列說法中正確的有A．降壓變壓器副線圈輸出的交流電頻率為50HzB．遠距離輸電線路損耗功率為180kwC．當傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時，電壓表V的示數(shù)變大D．當傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時，輸電線上的電流變大參考答案：AD3.如圖，在火星與木星軌道之間有一小行星帶．假設(shè)該帶中的小行星只受到太陽的引力，并繞太陽做勻速圓周運動．下列說法正確的是A.太陽對各小行星的引力相同B.各小行星繞太陽運動的周期均小于一年C.小行星帶內(nèi)側(cè)小行星的向心加速度值大于外側(cè)小

行星的向心加速度值D.小行星帶內(nèi)各小行星圓周運動的線速度值大于地球公轉(zhuǎn)的線速度值參考答案：C4.（單選）一物體作勻加速直線運動，通過一段位移所用的時間為，緊接著通過下一段位移所用時間為。則物體運動的加速度為A．

B．

C．

D．參考答案：A5.如圖所示，一根豎直的彈簧支持著一倒立氣缸的活塞，使氣缸懸空而靜止，設(shè)活塞與缸壁間無摩擦且可以在缸內(nèi)自由移動，缸壁導熱性能良好使缸內(nèi)氣體總能與外界大氣溫度相同，則下述結(jié)論中正確的是

（

）

A．若外界大氣壓增大，則彈簧將壓縮一些

B．若外界大氣壓增大，則氣缸上底面距地面的高度將減小

C．若氣溫升高，則氣缸上底面距地面的高度將減小

D．若氣溫升高，則氣缸上底面距地面的高度將增大參考答案：答案：BD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.空氣壓縮機在一次壓縮過程中，活塞對氣缸中的氣體做功為2.0×105J，同時氣體的內(nèi)能增加了1.5×l05J．試問：此壓縮過程中，氣體

(填“吸收”或“放出”)的熱量等于

J．參考答案：放出；

5×104；7.（選修3-3）（5分）如圖表示一定質(zhì)量的某氣體在不同溫度下的兩條等溫線．圖中等溫線Ⅰ對應的溫度比等溫線Ⅱ?qū)臏囟纫?/p>

（填“高”或“低”）．在同一等溫線下，如果該氣體的壓強變?yōu)樵瓉淼?倍，則氣體的體積應變?yōu)樵瓉淼?/p>

倍．參考答案：答案：低（2分）

1/2（3分）8.一條細線下面掛一小球，讓小角度自由擺動，它的振動圖像如圖所示。根據(jù)數(shù)據(jù)估算出它的擺長為________m，擺動的最大偏角正弦值約為________。參考答案：(1)T＝2s答案：(1)10.049.某探究學習小組的同學欲以右圖裝置中的滑塊為對象驗證“動能定理”，他們在實驗室組裝了一套如圖所示的裝置，另外他們還找到了打點計時器所用的學生電源、導線、復寫紙、紙帶、小木塊、細沙、墊塊。當滑塊連接上紙帶，用細線通過滑輪掛上空的小沙桶時，釋放小桶，滑塊處于靜止狀態(tài)。若你是小組中的一位成員，要完成該項實驗，則：

（1）你認為還需要的實驗器材有

、

。(兩個)

（2）實驗時為了保證滑塊（質(zhì)量為M）受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，沙和沙桶的總質(zhì)量m應滿足的實驗條件是

，實驗時首先要做的步驟是

。

（3）在（2）的基礎(chǔ)上，某同學用天平稱量滑塊的質(zhì)量M。往沙桶中裝入適量的細沙，用天平稱出此時沙和沙桶的總質(zhì)量m。讓沙桶帶動滑塊加速運動，用打點計時器記錄其運動情況，在打點計時器打出的紙帶上取兩點，測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小v1與v2（v1<v2）。則對滑塊，本實驗最終要驗證的數(shù)學表達式為

（用題中的字母表示）。

（4）要探究滑塊與沙及沙桶組成的系統(tǒng)機械能是否守恒，如果實驗時所用滑塊質(zhì)量為M，沙及沙桶總質(zhì)量為m，讓沙桶帶動滑塊在水平氣墊導軌上加速運動，用打點計時器記錄其運動情況，在打點計時器打出的紙帶上取兩點，測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小v1與v2（v1<v2）。則最終需驗證的數(shù)學表達式為

（用題中的字母表示）。參考答案：（1）天平，刻度尺；（每空1分）（2）m<<M

；平衡摩擦力（每空1分）

（3）

（3分）（4）

（3分）10.一輛汽車從靜止開始勻加速開出，然后保持勻速運動，最后勻減速運動直到停止。從汽車開始運動起計時，下表給出了某些時刻汽車的瞬時速度。根據(jù)表中的數(shù)據(jù)通過分析、計算可以得出，汽車加速運動經(jīng)歷的時間為

s，汽車全程通過的位移為

m。

時刻（s）1.02.03.05.07.09.510.5速度（m/s）3.06.09.012129.03.0

參考答案：4；9611.一簡諧橫波沿x軸正向傳播，t=0時刻的波形如圖（a）所示，x=0.30m處的質(zhì)點的振動圖線如圖（b）所示，該質(zhì)點在t=0時刻的運動方向沿y軸_________（填“正向”或“負向”）。已知該波的波長大于0.30m，則該波的波長為_______m。參考答案：正向，0.8m，根據(jù)圖（b）可知，圖線在t=0時的切線斜率為正，表示此時質(zhì)點沿y軸正向運動；質(zhì)點在圖（a）中的位置如圖所示。設(shè)質(zhì)點的振動方程為(cm)，當t=0時，,可得.當時，y=2cm達到最大。結(jié)合圖（a）和題意可得，解得12.某探究學習小組的同學欲驗證“動能定理”，他們在實驗室組裝了一套如圖所示的裝置，另外他們還找到了打點計時器所用的學生電源、導線、復寫紙、紙帶、小木塊、細沙．當滑塊連接上紙帶，用細線通過滑輪掛上空的小沙桶時，釋放小桶，滑塊處于靜止狀態(tài)．若你是小組中的一位成員，要完成該項實驗，則：（1）你認為還需要的實驗器材有

．（2）實驗時為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，沙和沙桶的總質(zhì)量應滿足的實驗條件是

，實驗時為保證細線拉力為木塊的合外力首先要做的步驟是

．（3）在（2）的基礎(chǔ)上，某同學用天平稱量滑塊的質(zhì)量M．往沙桶中裝入適量的細沙，用天平稱出此時沙和沙桶的總質(zhì)量m．讓沙桶帶動滑塊加速運動，用打點計時器記錄其運動情況，在打點計時器打出的紙帶上取兩點，測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小v1與v2（v1<v2）．則本實驗最終要驗證的數(shù)學表達式為

（用題中的字母表示實驗中測量得到的物理量）．參考答案：（1）天平，刻度尺（2分）（2）沙和沙桶的總質(zhì)量遠小于滑塊的質(zhì)量（2分），平衡摩擦力（2分）（3）（4分）（1）實驗要驗證動能增加量和總功是否相等，故需要求出總功和動能，故還要天平和刻度尺；故答案為：刻度尺、天平；

（2）沙和沙桶加速下滑，處于失重狀態(tài)，其對細線的拉力小于重力，設(shè)拉力為T，根據(jù)牛頓第二定律，有

對沙和沙桶，有mg-T=ma

對小車，有T=Ma

解得故當M＞＞m時，有T≈mg

小車下滑時受到重力、細線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應該用重力的下滑分量來平衡摩擦力，故可以將長木板的一端墊高；

故答案為：沙和沙桶的總質(zhì)量遠小于滑塊的質(zhì)量，平衡摩擦；

（3）總功為：mgL，動能增加量為：故答案為：mgL=13.如圖所示，質(zhì)量均為0.1kg的帶等量同種電荷的小球A、B，現(xiàn)被絕緣細線懸掛在O點，懸線長均為10cm．平衡時，OA懸線處于豎直方向，A球倚于絕緣墻上，而B球卻偏離豎直方向60°，此時A球?qū)球的庫侖力為1N．若由于漏電B球逐漸擺下，則懸掛A球的細繩拉力將變大（選填“變大”、“不變”或“變小”）．參考答案：考點：庫侖定律．分析：對B球受力分析，根據(jù)共點力平衡條件列式求解庫侖力和細線的拉力；先對B球受力分析求解拉力；再對AB球整體受力分析，根據(jù)平衡條件列式求解細線對A球拉力的變化情況．解答：解：對B球受力分析，受重力、拉力和庫侖力，如圖所示：結(jié)合幾何關(guān)系可知圖中的力三角形是等邊三角形，故：庫侖力：F=mg=0.1×10=1N；拉力：T=mg=0.1×10=1N漏電后，先對B球分析，如圖所示：根據(jù)平衡條件，有：T=mg再對AB球整體，有：T′=Tcosθ+mg解得：T′=mg+mgcosθθ變小，故T′變大；故答案為：1，變大．點評：本題關(guān)鍵是靈活選擇研究對象，根據(jù)共點力平衡條件并采用相似三角形法和正交分解法列式分析，不難．三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖所示“為探究碰撞中的不變量”的實驗裝置示意圖．（1）因為下落高度相同的平拋小球（不計空氣阻力）的飛行時間相同，所以我們在實驗中可以用平拋運動的

來替代平拋運動的初速度．（2）本實驗中，實驗必須要求的條件是

A．斜槽軌道必須是光滑的B．斜槽軌道末端點的切線是水平的C．入射小球每次都從斜槽上的同一位置無初速釋放D．入射球與被碰球滿足ma＞mb，ra=rb（3）圖中M、P、N分別為入射球與被碰球?qū)穆潼c的平均位置，則實驗中要驗證的關(guān)系是

A．ma?ON=ma?OP+mb?OM

B．ma?OP=ma?ON+mb?OMC．ma?OP=ma?OM+mb?ON

D．ma?OM=ma?OP+mb?ON．參考答案：（1）水平位移；（2）BCD；（3）C【考點】驗證動量守恒定律．【分析】本題（1）根據(jù)平拋運動的規(guī)律即可求解；他（2）根據(jù)實驗要求每次碰前小球a的速度相同可知沒有必要要求斜槽軌道光滑，并且每次小球a的釋放位置必須相同，這樣可對AC做出判斷；根據(jù)平拋運動的規(guī)律可知斜槽的末端必須水平，可對B做出判斷；根據(jù)彈性碰撞規(guī)律，若入射小球質(zhì)量小于被碰小球質(zhì)量時可能被碰回，及只有發(fā)生對心碰撞時才能做直線運動，可對D做出判斷；題（3）的關(guān)鍵是明確小球a碰前與碰后的位置，再根據(jù)平均動量守恒定律表達式即可求解．【解答】解：（1）由平拋運動規(guī)律y=可知，當下落高度相同時落地時間相同，再根據(jù)x=可知=，所以可以用平拋運動的水平位移來替代平拋運動的初速度；（2）A、本實驗必須要求入射小球在每次碰撞前的速度相同，與斜槽是否光滑無關(guān)，所以A錯誤；B、只有斜槽末端點的切線水平才能保證碰后小球做平拋運動，所以B正確；C、根據(jù)動等定理mgH﹣=可知，只有滿足入射小球每次都從斜槽上的同一位置無初速釋放時，入射速度才能相同，所以C正確；D、根據(jù)彈性碰撞規(guī)律，若入射小球質(zhì)量小于被碰小球的質(zhì)量時，入射小球要被碰回，所以必須滿足，只有滿足兩小球的半徑相同時，碰后兩小球的速度才能在一條直線上，所以D正確；故選BCD（3）根據(jù)題意，P點應是小球a沒有與b碰撞時的落地位置，M點應是碰后小球a的落地位置，P點應是碰后小球b的落地位置，根據(jù)平均動量守恒定律應有=再由OP=，OM=，ON=可得=+?ON所以C正確，即實驗中要驗證的關(guān)系是C．故答案為：（1）水平位移；（2）BCD；（3）C15.某同學利用圖甲的實驗裝置做"探究動能定理"的實驗。在盡量減小摩擦阻力的情況下，先接通打點計時器的電源，再釋放紙帶，讓質(zhì)量m=1.00kg的重物由靜止下落，在紙帶上打出一系列的點，如圖乙所示，A、B、C分別為所選取的計數(shù)點，且0為開始打出的第一點，0A之間有若干點未標出，相鄰計數(shù)數(shù)點的時間間隔為0.02s,重力加速度g取9.80m/s

(D釋放紙帶前，紙帶的

(選填"0"或"C")端在上面;

(2)重物從0運動到B的過程中，動能的變化量△E=________J(取兩位有效數(shù)字);

(g)請列舉一種能有效減小實驗誤差的做法_________________________________.

參考答案：四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示的直角坐標系中，在直線x=-2l0到y(tǒng)軸區(qū)域內(nèi)存在著兩個大小相等、方向相反的有界勻強電場，其中x軸上方的電場方向沿y軸負方向，x軸下方的電場方向沿y軸正方向。在電場左邊界上A（-2l0，-l0）到C（-2l0，0）區(qū)域內(nèi)的某些位置，分布著電荷量+q．質(zhì)量為m的粒子。從某時刻起A點到C點間的粒子，依次以相同的速度v0沿x軸正方向射入電場。若從A點射入的粒子，恰好從y軸上的A′（0，l0）沿x軸正方向射出電場，其軌跡如圖所示。不計粒子的重力及它們間的相互作用。

（1）求勻強電場的電場強度E：

（2）若帶電粒子通過電場后都能沿x軸正方向運動，請推測帶電粒子在AC間的初始位置到C點的距離。

（3）若以直線x=2l0上的某點為圓心的圓形區(qū)域內(nèi)，分布著垂直于xOy平面向里的勻強磁場，使沿x軸正方向射出電場的粒子，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后，都能通過直線x=2l0與圓形磁場邊界的一個交點處，而便于被收集，求磁場區(qū)域的最小半徑及相應的磁感應強度B的大小。參考答案：解析：（1）從A點射出的粒子，由A到A′的運動時間為T，根據(jù)運動軌跡和對稱性可得：

X軸方向

(2分)

Y軸方向

(2分)

得：

(2分)（2）設(shè)到C點距離為處射出的粒子通過電場后也沿軸正方向，粒子第一次到達x軸用時間，水平位移為，則

(2分)若滿足，則從電場射出時的速度方向也將沿x軸正方向（4分）

解之得：

（n=1,2，3……）(2分)（3）當時，粒子射出的坐標為(1分)當時，粒子射出的坐標為(1分)當時，沿x軸正方向射出的粒子分布在到之間（如圖）到之間的距離為

(1分)

則磁場的最小半徑為

(1分)

若使粒子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后匯聚于一點，粒子的運動半徑與磁場圓的半徑相等（如圖），（軌跡圓與磁場圓相交，四邊形為棱形）由

(1分)得到：(1分)17.如圖17(A)所示，光滑且足夠長的平行金屬導軌MN,PQ固定在同一水平面上，兩導軌間距L=0.3.0m。導軌電阻忽略不計，其間連接有固定電阻尺=0．40Ω．導軌上停放一質(zhì)量m=0.30kg、電阻r=0.20Ω的金屬桿ab，整個裝置處于磁感應強度B=0.50T的勻強磁