山東省泰安市上高鄉(xiāng)上高中學(xué)2021-2022學(xué)年高三物理期末試題含解析

山東省泰安市上高鄉(xiāng)上高中學(xué)2021-2022學(xué)年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.在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，一個靜止的放射性原子核(X)發(fā)生了一次α衰變。放射出的α粒子(He)在與磁場垂直的平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，其軌道半徑為R。以m、q分別表示α粒子的質(zhì)量和電荷量，生成的新核用Y表示。下面說法正確的是A.發(fā)生衰變后產(chǎn)生的α粒子與新核Y在磁場中運(yùn)動的軌跡正確的是圖丙B.新核Y在磁場中圓周運(yùn)動的半徑為RY＝C.α粒子的圓周運(yùn)動可以等效成一個環(huán)形電流，且電流大小為I＝D.若衰變過程中釋放的核能都轉(zhuǎn)化為α粒子和新核的動能，則衰變過程中的質(zhì)量虧損為Δm＝參考答案：BCD【詳解】A、由動量守恒可知衰變后產(chǎn)生的α粒子與新核Y運(yùn)動方向相反，所以在磁場中運(yùn)動的軌跡圓外切，根據(jù)可得，可知α粒子半徑大，由左手可知兩粒子圓周運(yùn)動方向相同，丁圖正確，故選項A錯誤；B、由可知，新核Y在磁場中圓周運(yùn)動的半徑為，故選項B正確；C、圓周運(yùn)動的周期為，環(huán)形電流為，故選項C正確；D、對α粒子由洛倫磁力提供向心力可得，由質(zhì)量關(guān)系可知衰變后新核Y質(zhì)量為，由衰變過程中動量守恒可得可知，系統(tǒng)增加的能量為，由質(zhì)能方程可得，聯(lián)立解得衰變過程中的質(zhì)量虧損為，故選項D正確；故選BCD。2.（單選）如圖，在滅火搶險的過程中，消防隊員有時要借助消防車上的梯子爬到高處進(jìn)行救人或滅火作業(yè)．為了節(jié)省救援時間，消防車向前前進(jìn)的過程中，人相對梯子勻加速向上運(yùn)動，在地面上看消防隊員的運(yùn)動，下列說法中正確的是（）A．當(dāng)消防車勻速前進(jìn)時，消防隊員可能做勻加速直線運(yùn)動B．當(dāng)消防車勻速前進(jìn)時，消防隊員水平方向的速度保持不變C．當(dāng)消防車勻加速前進(jìn)時，消防隊員一定做勻變速曲線運(yùn)動D．當(dāng)消防車勻減速前進(jìn)時，消防隊員一定做勻變速曲線運(yùn)動參考答案：解：A、當(dāng)消防車勻速前進(jìn)時，根據(jù)運(yùn)動的合成，可知：消防隊員一定做勻變速曲線運(yùn)動，因水平方向存在加速度，則水平方向的速度變化．故A錯誤，B也錯誤．C、當(dāng)消防車勻加速前進(jìn)時，若合速度的方向與合加速度的方向不在同一條直線，其加速度的方向大小不變，所以消防員做勻變速曲線運(yùn)動；若在一條直線上，則做勻變速直線運(yùn)動，故C錯誤；D、當(dāng)消防車勻減速前進(jìn)時，根據(jù)運(yùn)動的合成，結(jié)合曲線運(yùn)動條件，則消防隊員一定做勻變速曲線運(yùn)動，故D正確．故選：D．3.如圖所示，圓心在O點(diǎn)、半徑為R的光滑圓弧軌道ABC豎直固定在水平桌面上，OC與OA的夾角為60°，軌道最低點(diǎn)A與桌面相切.一足夠長的輕繩兩端分別系著質(zhì)量為m1和m2的兩小球（均可視為質(zhì)點(diǎn)），掛在圓弧軌道光滑邊緣C的兩邊，開始時m1位于C點(diǎn)，然后從靜止釋放。則（

）（A）在m1由C點(diǎn)下滑到A點(diǎn)的過程中兩球速度大小始終相等（B）在m1由C點(diǎn)下滑到A點(diǎn)的過程中重力對m1做功的功率先增大后減少（C）若m1恰好能沿圓弧下滑到A點(diǎn)，則m1＝2m2（D）若m1恰好能沿圓弧下滑到A點(diǎn)，則m1＝3m2參考答案：BC4.如圖所示為氫原子的能級示意圖，一群氫原子處于n=3的激發(fā)態(tài)，在向較低能級躍遷的過程中向外發(fā)出光子，用這些光照射逸出功為2．49eV的金屬鈉，下列說法中正確的是A．這群氫原子能發(fā)如三種頻率不同的光，其中從n=3躍遷到n=2所發(fā)出的光波長最短B．這群氫原子能發(fā)出兩種頻率不同的光，其中從n=3躍遷到n=1所發(fā)出的光頻率最高C．金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的初動能最大值為9．60eVD．金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的初動能最大值為11.11eV參考答案：C5.某物體運(yùn)動的v-t圖象如圖所示，下列說法正確的是 A．物體在第1s末運(yùn)動方向發(fā)生變化 B．物體在第2s內(nèi)和第3s內(nèi)的加速度是相同的 C．物體在第4s末離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn) D．物體在5s內(nèi)的位移是0.5m參考答案：BD由圖象可知：物體在前2s內(nèi)速度都為正，第1s末運(yùn)動方向不發(fā)生改變，故A錯誤；物體在第2s內(nèi)、第3s內(nèi)圖象的斜率相同，所以加速度是相同的，故B正確；物體在4s末圖象與時間軸圍成的面積為零，此時回到出發(fā)點(diǎn)，故C錯誤；物體在5s末位移為最大位移的一半（最大位移為0.5m），故D錯誤．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.《驗(yàn)證牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)》中，（1）認(rèn)為沙和沙桶的重力為拉小車運(yùn)動的合力，除了要平衡摩擦力、沙和沙桶總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車及其上砝碼總質(zhì)量外，還要求調(diào)節(jié)

.（2）作出（m為小車及其上砝碼總質(zhì)量）如圖，直線不過原點(diǎn)則有關(guān)原因說法是：

.參考答案：（1）定滑輪高度使細(xì)繩與長木板平形

（2）平衡摩擦力時傾角太小（沒有平衡摩擦力、摩擦力太大了）7.水平地面上有一質(zhì)量為2千克的物體，在水平拉力F的作用下，由靜止開始運(yùn)動，5秒后水平拉力減為，物體的速度圖線如圖（g取10米/秒2），則F的大小是

牛，物體與地面間的滑動摩擦系數(shù)μ=

。

參考答案：9；0.258.如圖所示，一個有界的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，方向垂直紙面向里，一個矩形閉合導(dǎo)線框abcd沿紙面由位置Ⅰ運(yùn)動到位置Ⅱ，在dc邊剛進(jìn)入磁場時，受到的安培力方向?yàn)開_____，在ab邊即將離開磁場時，線框中感應(yīng)電流方向?yàn)開_______（選填“順時針”或“逆時針”）。

參考答案：

答案：向左、順時針9.某物理興趣小組的同學(xué)在研究彈簧彈力的時候，測得彈力的大小F和彈簧長度L的關(guān)系如圖所示，則由圖線可知：（1）彈簧的勁度系數(shù)

N/m。（2）當(dāng)彈簧受到5N的拉力時，彈簧的長度為

cm。參考答案：（1）200N/m。（2）12.5cm。10.（8分）如圖電路中，電鍵K1，K2，K3，K4均閉合，在平行板電容器C的極板間懸浮著一帶電油滴P，（以下各空填“懸浮不動”、“向上加速”或“向下加速”）（1）若斷開K1，則P將_______（2）若斷開K2，則P將________（3）若斷開K3，則P將_______（4）若斷開K4，則P將_______

參考答案：（1）則P將繼續(xù)懸浮不動（2）則P將向上加速運(yùn)動。（3）P將加速下降。（4）P將繼續(xù)懸浮不動。11.（6分）圖中A為某火箭發(fā)射場，B為山區(qū)，C為城市。發(fā)射場正在進(jìn)行某型號火箭的發(fā)射實(shí)驗(yàn)。該火箭起飛時質(zhì)量為2.02×103千克Kg，起飛推力2.75×106N，火箭發(fā)射塔高100m，則該火箭起飛時的加速度大小為______m/s2，在火箭推力不變的情況下，若不考慮空氣阻力及火箭質(zhì)量的變化，火箭起飛后，經(jīng)_____秒飛離火箭發(fā)射塔。（參考公式及常數(shù)：=ma，vt=v0+at，s=v0t+(1/2)at2，g=9.8m/s2）參考答案：答案：3.81m/s2；7.25s（答3.83s同樣給分）12.汽車發(fā)動機(jī)的功率為60kW，若汽車總質(zhì)量為5×103kg，在水平路面上行駛時，所受阻力大小恒為5×103N，則汽車所能達(dá)到的最大速度為12m/s；若汽車以0.5m/s2的加速度由靜止開始做勻加速運(yùn)動，這一過程能維持的時間為16s．參考答案：考點(diǎn)：功率、平均功率和瞬時功率；牛頓第二定律．專題：功率的計算專題．分析：當(dāng)汽車在速度變大時，根據(jù)F=，牽引力減小，根據(jù)牛頓第二定律，a=，加速度減小，當(dāng)加速度為0時，速度達(dá)到最大．以恒定加速度開始運(yùn)動，速度逐漸增大，根據(jù)P=Fv，發(fā)動機(jī)的功率逐漸增大，當(dāng)達(dá)到額定功率，速度增大，牽引力就會變小，所以求出達(dá)到額定功率時的速度，即可求出勻加速運(yùn)動的時間．解答：解：當(dāng)a=0時，即F=f時，速度最大．所以汽車的最大速度=12m/s．以恒定加速度運(yùn)動，當(dāng)功率達(dá)到額定功率，勻加速運(yùn)動結(jié)束．根據(jù)牛頓第二定律，F(xiàn)=f+ma勻加速運(yùn)動的末速度===8m/s．所以勻加速運(yùn)動的時間t=．故本題答案為：12，16．點(diǎn)評：解決本題的關(guān)鍵理解汽車的起動問題，知道加速度為0時，速度最大．13.如圖所示，長L的輕直桿兩端分別固定小球A和B，A、B都可以看作質(zhì)點(diǎn)，它們的質(zhì)量分別為2m和m。A球靠在光滑的豎直墻面上，B球放置在光滑水平地面上，桿與豎直墻面的夾角為37o?，F(xiàn)將AB球由靜止釋放，A、B滑至桿與豎直墻面的夾角為53o時，vA：vB＝____________，A球運(yùn)動的速度大小為____________。

參考答案：4：3，（或0.559）三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖1所示，用鐵架臺、彈簧和多個已知質(zhì)量且質(zhì)量相等的鉤碼，探究在彈性限度內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長長度的關(guān)系實(shí)驗(yàn)．①為完成實(shí)驗(yàn)，還需要的實(shí)驗(yàn)器材有：刻度尺．②實(shí)驗(yàn)中需要測量的物理量有：彈簧的原長、彈簧所受外力與對應(yīng)的伸長量（或與彈簧對應(yīng)的長度）．③圖2是彈簧所受彈力F與彈簧伸長長度x的F﹣x圖線，由此可求出彈簧的勁度系數(shù)為200N/m．圖線不過原點(diǎn)的原因是由于彈簧有自重．參考答案：考點(diǎn)：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系．.專題：實(shí)驗(yàn)題；彈力的存在及方向的判定專題．分析：根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理：測量彈簧的彈力和伸長的長度來選擇器材．圖線的斜率即為彈簧的勁度系數(shù)．由胡克定律求出K．解答：解：①實(shí)驗(yàn)需要測量彈簧伸長的長度，故需要刻度尺．②實(shí)驗(yàn)中需要測量（記錄）的物理量有：彈簧的原長、彈簧的原長、彈簧所受外力與對應(yīng)的伸長量（或與彈簧對應(yīng)的長度）③圖線的物理意義是表明彈簧的彈力大小和彈簧伸長量大小成正比．由k==200N/m．由圖可知，當(dāng)F=0時，x=0.5cm，說明沒有掛重物時，彈簧有伸長，是由于彈簧自身的重力造成的．故圖線不過原點(diǎn)的原因是由于彈簧有自重，實(shí)驗(yàn)中沒有考慮（或忽略了）彈簧的自重．故答案為：①刻度尺

②彈簧的原長、彈簧所受外力與對應(yīng)的伸長量（或與彈簧對應(yīng)的長度）③200N/m；彈簧有自重點(diǎn)評：在應(yīng)用胡克定律時，要首先轉(zhuǎn)化單位，知道圖線的斜率即為彈簧的勁度系數(shù)．15.某同學(xué)利用豎直上拋小球的頻閃照片驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.頻閃儀每隔0.05s閃光一次，圖中所標(biāo)數(shù)據(jù)為實(shí)際距離，該同學(xué)通過計算得到不同時刻的速度如下表（當(dāng)?shù)刂亓铀俣热?.8m/s2，小球質(zhì)量m=0.2kg，結(jié)果保留三位有效數(shù)字）時刻t2t3t4t5速度（m/s）4.994.483.98

（1）由頻閃照片上的數(shù)據(jù)計算t5時刻小球的速度v5=_____m/s.（2）從t2至t5時間內(nèi)，重力勢能增加量ΔEp=_____J，動能減少量ΔEk=_____J.（3）在誤差允許的范圍內(nèi)，若ΔEp與ΔEk近似相等，從而驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律.由上述計算得ΔEp_____ΔEk（選項“>”“<”或“=”），造成這種結(jié)果的主要原因是________________________________________.參考答案：（1）3.48（2分）（2）1.24

（2分）

1.28

（2分）（3）

<

（2分）

存在空氣阻力（2分）四、計算題：本題共3小題，共計47分16.在平行金屬板間的水平勻強(qiáng)電場中，有一長為L的輕質(zhì)絕緣棒OA，其一端可繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，另一端A處有一帶電量為－q且不計重力的小球，質(zhì)量為m的絕緣小球固定在OA棒中點(diǎn)處，當(dāng)變阻器滑片在P點(diǎn)處時，棒靜止在與豎直方向成30°角的位置，如圖所示。已知此時BP段的電阻為R，平行金屬板間的水平距離為d。（1）求此時金屬板間電場的場強(qiáng)大小E；（2）若金屬板旋轉(zhuǎn)△α＝30°（圖中虛線表示），并移動滑片位置，欲使棒與豎直方向的夾角不變，BP段的電阻應(yīng)調(diào)節(jié)為多大？（3）若金屬板不轉(zhuǎn)動，將BP段的電阻突然調(diào)節(jié)為R，帶電小球初始位置視為零勢能點(diǎn)，求帶電小球電勢能的最小值。

參考答案：解：（1）輕桿力矩平衡：EqLcos30°＝mgLsin30°

場強(qiáng)大小E＝

（1分）（2）金屬板間電勢差U＝Ed＝

（1分）金屬板旋轉(zhuǎn)30°后平衡，E′qLcos60°＝mgLsin30°

E′＝

（1分）

板旋轉(zhuǎn)后，板距d′＝dcos30°，U′＝E′d′＝

（2分）金屬板間電勢差與變阻器BP電阻成正比，＝

（1分）得R′＝R

（1分）（3）電阻調(diào)節(jié)為R后，E′′＝，F(xiàn)′′＝mg

（1分）

帶電小球到達(dá)最右端時電勢能最小，此時速度為零設(shè)小球速度為零時，桿與豎直角度為θ

根據(jù)動能定理，mgL（sinθ－sin30°）－mgL（cos30°－cosθ）＝0

（2分）

由題意可得，θ＝60°

（1分）

電場力做功的最大值Wm＝mgL（sin60°－sin30°）＝mgL

即電勢能的最小值εm＝－mgL

17.