河北省秦皇島市團(tuán)林中學(xué)2021年高三物理上學(xué)期期末試卷含解析

河北省秦皇島市團(tuán)林中學(xué)2021年高三物理上學(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15分．每小題只有一個選項符合題意1.下列說法符合物理學(xué)史實(shí)的是

A．開普勒發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律

B.伽利略首創(chuàng)了理想實(shí)驗的研究方法

C．卡文迪許測出了靜電力常量

D.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)定律參考答案：B牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，庫侖測出了靜電力常量，法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)定律，故選項ACD錯誤，選項B符合物理學(xué)史實(shí)。2.兩物體A、B從同一地點(diǎn)同時出發(fā)，沿同一直線運(yùn)動，其速度圖象如圖所示，則(

)A．它們分別在2s和6s時相遇B．4s后就一直A在B的前面C．2s末A、B最遠(yuǎn)D．B先向運(yùn)動2s，然后向后運(yùn)動參考答案：A3.（多選）如圖所示，水平固定半球形碗的球心為O點(diǎn)，最低點(diǎn)為B點(diǎn)。在碗的邊緣向著球心分別平拋出三個小球，分別落在A、B、C點(diǎn)，拋出點(diǎn)O及落點(diǎn)A、B、C點(diǎn)在同一個豎直面內(nèi)，且A、C點(diǎn)等高，下列說法正確的是（

）A．落在A點(diǎn)和C點(diǎn)的小球，平拋運(yùn)動時間相同B．落在B點(diǎn)的小球平拋運(yùn)動時間最長C．落在A點(diǎn)的小球平拋初速度小于落在C點(diǎn)的小球初速度D．落在B點(diǎn)的小球，在B的瞬時速度方向與水平方向成45度參考答案：ABC4.

如圖所示為氫原子的四個能級，其中E1為基態(tài)。若氫原子A處于激發(fā)態(tài)E2，氫原子B處于激發(fā)態(tài)E3，則下列說法中正確的是：

A、原子A可能輻射出3種頻率的光子

B、原子B可能輻射出3種頻率的光子

C、原子A能夠吸收原子B發(fā)出的光子并躍遷到能級E4

D、原子B能夠吸收原子A發(fā)出的光子并躍遷到能級E4參考答案：

答案：B解析：根據(jù)氫原子能級理論，處于激發(fā)態(tài)的氫原子向較低能級躍遷時會放出相應(yīng)頻率的光子。氫原子向較高能級躍遷時會吸收相應(yīng)頻率的光子。氫原子A在第二能級向基態(tài)躍遷時只能放出一種頻率的光子，選項A錯誤，選項B正確。在躍遷到第四能級需要更多的能量，選項C、D錯誤。5.1930年勞倫斯制成了世界上第一臺回旋加速器，其原理如圖所示，這臺加速器由兩個銅質(zhì)D形盒D1、D2構(gòu)成，其間留有空隙，下列說法正確的是A．回旋加速器只能用來加速正離子B．離子從D形盒之間空隙的電場中獲得能量C．離子在磁場中做圓周運(yùn)動的周期是加速交變電壓周期的一半D．離子在磁場中做圓周運(yùn)動的周期是加速交變電壓周期的2倍參考答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.(選修模塊3—3)設(shè)想將1g水均勻分布在地球表面上，估算1cm2的表面上有多少個水分子?(已知1mol水的質(zhì)量為18g，地球的表面積約為5×1014m2，結(jié)果保留一位有效數(shù)字)參考答案：答案：7×103（6×103～7×103都算對）解析：

1g水的分子數(shù)N=NA，1cm2的分子數(shù)n=N≈7×103（6×103～7×103都算對）。7.氦原子被電離出一個核外電子,形成類氫結(jié)構(gòu)的氦離子,已知基態(tài)的一價氦離子能量為E1=-54.4eV,能級圖如圖所示,則一價氦離子第α能級En=_________eV;一個靜止的處于基態(tài)的一價氦離子被運(yùn)動的電子碰撞后又失去了一個電子,則運(yùn)動電子的動能一定大于__________eV.參考答案：8.在“探究加速度與物體受力的關(guān)系”活動中，某小組設(shè)計了如圖所示的實(shí)驗。圖中上下兩層水平軌道表面光滑，兩完全相同的小車前端系上細(xì)線，細(xì)線跨過滑輪并分別掛上裝有不同質(zhì)量砝碼的盤，兩小車尾部細(xì)線水平連到控制裝置上，實(shí)驗時通過控制細(xì)線使兩小車同時開始運(yùn)動，然后同時停止。實(shí)驗中：（1）應(yīng)使砝碼和盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，這時可認(rèn)為小車受到的合力的大小等于

。（2）若測得小車1、2的位移分別為x1和x2，則小車1、2的加速度之比

。（3）要達(dá)到實(shí)驗?zāi)康?，還需測量的物理量是

。參考答案：(1)砝碼和盤的總重

(2分)(2)x1/x2

(2分)

(3)兩組砝碼和盤的總重量（質(zhì)量）（或盤的質(zhì)量、兩砝碼和盤的總重量的比值）9.如圖甲所示，在光滑的斜面上，有一滑塊，一勁度系數(shù)為k的輕彈簧上端與滑塊相連，下端與斜面上的固定擋板連接，在彈簧與擋板間有一力傳感器（壓力顯示為正值，拉力顯示為負(fù)值），能將各時刻彈簧中的彈力數(shù)據(jù)實(shí)時傳送到計算機(jī)，經(jīng)計算機(jī)處理后在屏幕上顯示出F﹣t圖象．現(xiàn)用力將滑塊沿斜面壓下一段距離，放手后滑塊將在光滑斜面上做簡諧運(yùn)動，此時計算機(jī)屏幕上顯示出如圖乙所示圖象．（1）滑塊做簡諧運(yùn)動的回復(fù)力是由

提供的；（2）由圖乙所示的F﹣t圖象可知，滑塊做簡諧運(yùn)動的周期為s；（3）結(jié)合F﹣t圖象的數(shù)據(jù)和題目中已知條件可知，滑塊做簡諧運(yùn)動的振幅為．參考答案：（1）彈簧的彈力和重力沿斜面的分力的合力（或彈簧彈力、重力和斜面支持力的合力）；（2）0.4；（3）；【考點(diǎn)】簡諧運(yùn)動的回復(fù)力和能量．【分析】對滑塊進(jìn)行受力分析，回復(fù)力指物塊所受力的合力；由F﹣t圖象分析滑塊的周期；根據(jù)胡克定律求出彈簧的伸長量和壓縮量，中間位置為平衡位置，從而可以求出振幅．【解答】解：（1）對滑塊進(jìn)行受力分析，滑塊的合力為：彈簧的彈力和重力沿斜面的分力的合力，合力提供回復(fù)力．（2）由圖可以看出周期為0.4s（3）根據(jù)胡克定律：F1=KXF2=KX′振幅d==故答案為：（1）彈簧的彈力和重力沿斜面的分力的合力（或彈簧彈力、重力和斜面支持力的合力）；（2）0.4；（3）；10.某熱機(jī)在工作中從高溫?zé)釒煳樟?×106kJ的熱量，同時有2×106kJ的熱量排放給了低溫?zé)釒欤ɡ淠骰虼髿猓?，則在工作中該熱機(jī)對外做了kJ的功，熱機(jī)的效率％。參考答案：6×106，7511.如圖所示，光滑的半圓槽內(nèi)，A球從高h(yuǎn)處沿槽自由滑下，與靜止在槽底的B球相碰，若碰撞后A球和B球到達(dá)的最大高度均為h／9，A球、B球的質(zhì)量之比為_____________或____________。參考答案：1:4，1:212.（4分）細(xì)繩的一端在外力作用下從t=0時刻開始做簡諧運(yùn)動，激發(fā)出一列簡諧橫波。在細(xì)繩上選取15個點(diǎn)，圖1為t=0時刻各點(diǎn)所處的位置，圖2為t=T/4時刻的波形圖（T為波的周期）。在圖3中畫出t=3T/4時刻的波形圖。參考答案：答案：傳到10號點(diǎn)，7號點(diǎn)在最高點(diǎn)t=3T/4時刻的波形圖如下13.天然放射性元素放出的α、β、g三種射線的貫穿本領(lǐng)和電離本領(lǐng)各不相同，圖為這三種射線貫穿物體情況的示意圖，①、②、③各代表一種射線。則③為_________射線，它的貫穿本領(lǐng)最強(qiáng)；射線①的電離本領(lǐng)__________（選填“最強(qiáng)”或“最弱”）。參考答案：g，最強(qiáng)

三、實(shí)驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.在“驗證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗中，某同學(xué)操作規(guī)范，用220V，50Hz的打點(diǎn)計時器打出的紙帶如下圖所示，A點(diǎn)為打下的第一個點(diǎn)，0、1、2、3、4、5、6為連續(xù)的點(diǎn)，現(xiàn)測得S1、S2、S3、S4、S5、S6分別為4.03cm、4.42cm、4.80cm、5.18cm、5.57cm、5.95cm。（1）在“驗證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗中，下列敘述正確的是()

A.安裝打點(diǎn)計時器時，兩紙帶限位孔應(yīng)在同一豎直線上B.實(shí)驗時，在松開紙帶讓重物下落的同時，應(yīng)立即接通電源C.若紙帶上開頭打出的幾點(diǎn)模糊不清，也可設(shè)法用后面清晰的點(diǎn)進(jìn)行驗證D.測量重物下落高度必須從起始點(diǎn)算起（2）若重錘質(zhì)量為1kg,g取9.8m/s2，打第5號計數(shù)點(diǎn)時，重錘運(yùn)動的瞬時速度大小為_

m/s，重錘的動能為

J。已知第五號點(diǎn)離A點(diǎn)距離為44.10cm，則重錘下落過程中重力勢能減少了

J。(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)。驗證結(jié)果是重錘增加的動能略小于它減少的重力勢能，其主要原因是

。參考答案：15.如圖（a）為“用DIS研究加速度和力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗裝置。某同學(xué)用此裝置驗證在質(zhì)量不變的情況下，加速度與合外力成正比的關(guān)系。（1）（單選題）改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測量，得到a-F關(guān)系圖線，如圖（b）所示。此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是

（

）A．小車與軌道之間存在摩擦

B．導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)C．所用小車的質(zhì)量太大

D．所掛鉤碼的總質(zhì)量太大（2）該同學(xué)分析誤差后，對實(shí)驗進(jìn)行了如下改進(jìn)：把鉤碼換成沙桶，小車內(nèi)也裝載部分沙子,車的總質(zhì)量M（包括車、車上傳感器及車內(nèi)沙子質(zhì)量），如圖（c）所示。從車上取出一些沙子，裝入沙桶中，稱量并記錄沙桶的總重力mg，將該力視為合外力F，多次重復(fù)測量，得到a-F關(guān)系圖線。圖象是一條過原點(diǎn)的直線。①改進(jìn)實(shí)驗后的a-F關(guān)系圖線斜率的物理意義是：

。②改進(jìn)實(shí)驗后，a-F關(guān)系圖線不再發(fā)生偏離直線現(xiàn)象，請簡要說明理由。

。參考答案：（1）D

（2）①

②研究對象是整個系統(tǒng)，沙桶總質(zhì)量m（包括桶以及桶內(nèi)沙子質(zhì)量）和車總質(zhì)量M（包括車、車上傳感器及車內(nèi)沙子質(zhì)量）不變，，系統(tǒng)的合外力就等于所懸掛沙桶的重力mg，不必滿足M>>m這樣的條件。四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，傾斜軌道AB的傾角為37o，CD、EF軌道水平，AB與CD通過光滑圓弧管道BC連接，CD右端與豎直光滑圓周軌道相連。小球可以從D進(jìn)入該軌道，沿軌道內(nèi)側(cè)運(yùn)動，從E滑出該軌道進(jìn)入EF水平軌道。a、b為兩完全相同的小球，a球由靜止從A點(diǎn)釋放，在C處與b球發(fā)生彈性碰撞。已知AB長為5R，CD長為R，重力加速度為g，小球與斜軌AB及水平軌道CD、EF的動摩擦因數(shù)均為0.5，sin37o=0.6，cos37o=0.8，圓弧管道BC入口B與出口C的高度差為1.8R。求：⑴a球滑到斜面底端C時速度為多大？a、b球在C處碰后速度各為多少？⑵要使小球在運(yùn)動過程中不脫離軌道，豎直圓周軌道的半徑R’應(yīng)該滿足什么條件？若R’=2.5R，兩球最后所停位置距D（或E）多遠(yuǎn)？注：在運(yùn)算中，根號中的數(shù)值無需算出。參考答案：（1）設(shè)a球到達(dá)C點(diǎn)時速度為v，a球從A運(yùn)動至C過程，由動能定理有

①

可得

②b球在C發(fā)生彈性碰撞，系統(tǒng)動量守恒，機(jī)械能守恒，設(shè)a、b碰后瞬間速度分別為va、vb，則有

③

④由②③④可得

⑤可知，a、b碰后交換速度，a靜止，b向右運(yùn)動。（2）要使小球b脫離軌道，有兩種情況：情況一：小球b能滑過圓周軌道最高點(diǎn)，進(jìn)入EF軌道。則小球b在最高點(diǎn)P應(yīng)滿足

⑥小球b碰后直到P點(diǎn)過程，由動能定理，有

⑦由⑤⑥⑦式，可得

情況二：小球b上滑至四分之一圓軌道的Q點(diǎn)時，速度減為零，然后滑回D。則由動能定理有

⑧由⑤⑧式，可得

（3）若，由上面分析可知，b球必定滑回D，設(shè)其能向左滑過DC軌道與a球碰撞，且a球到達(dá)B點(diǎn)，在B點(diǎn)的速度為vB,，由于a、b碰撞無能量損失，則由能量守恒定律有

⑨由⑤⑨式，可得

故知，a球不能滑回傾斜軌道AB，a、b兩球?qū)⒃贏、Q之間做往返運(yùn)動，最終a球?qū)⑼Ｔ贑處，b球?qū)⑼Ｔ贑D軌道上的某處。設(shè)b球在CD軌道上運(yùn)動的總路程為S，由于a、b碰撞無能量損失，則由能量守恒定律，有

⑩由⑤⑩兩式，可得

S=5.6R所以知，b球?qū)⑼Ｔ贒點(diǎn)左側(cè)，距D點(diǎn)0.6R處，a球停在D點(diǎn)左側(cè)，距D點(diǎn)R處。17.某星球的自轉(zhuǎn)周期為T，在它的兩極處用彈簧秤稱得某物重W，而在赤道上稱得該物重W￠，則該星球的平均密度是多少?(已知引力常量為G)參考答案：：題目中彈簧秤稱得物重W與W￠，實(shí)質(zhì)上是彈簧秤的讀數(shù)，即彈簧的彈力，在星球的兩極物體受星球的引力因該處的物體無圓運(yùn)動，處于靜止?fàn)顟B(tài)，有 ——————?，——————?在星球赤道處，物體受引力物體隨星球自轉(zhuǎn)做圓運(yùn)動，所以

——————?整理后得

(2分)18.兩根金屬導(dǎo)軌平行放置在傾角為θ=30°的斜面上，導(dǎo)軌左端接有電阻R=10Ω，導(dǎo)軌自身電阻忽略不計。勻強(qiáng)磁場垂直于斜面向上，磁感強(qiáng)度B=0.5T。質(zhì)量為m=0.1kg，電阻可不計的