陕西省西安市第102中学2020-2021学年高三物理期末试卷含解析

1、陕西省西安市第102中学2020-2021学年高三物理期末试卷含解析一、 选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分每小题只有一个选项符合题意1. 如图所示，在水平面内有一质量分布均匀的木杆可绕端点O在水平面上自由转动。一颗子弹以垂直于杆的水平速度v0击中静止木杆上的P点，并随木杆一起转动。已知木杆质量为M，长度为L；子弹质量为m，点P到点O的距离为x。忽略木杆与水平面间的摩擦。设子弹击中木杆后绕点O转动的角速度为。下面给出的四个表达式中只有一个是合理的。根据你的判断，的合理表达式应为A BC D参考答案：A2. 若规定氢原子处于基态时的能量为E1 =0，则其它各激发态的能量依次为E2=10

2、.2eV、E3 =10.09eV、E4 =12.75eV、E5 =13.06eV。在气体放电管中，处于基态的氢原子受到能量为12.8eV的高速电子轰击而跃迁到激发态，在这些氢原子从激发态向低能级跃迁的过程中 A总共能辐射出六种不同频率的光子B总共能辐射出十种不同频率的光子C辐射出波长最长的光子是从n =4跃迁到n =1能级时放出的D辐射出波长最长的光子是从n =5跃迁到n =4能级时放出的参考答案：A3. （多选）下列物理量中哪些与试探电荷无关（ ）A电场强度 B电势 C电势能 D电场力参考答案：AB4. 关于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是A.温度高的物体内能不一定大，但分子平均

3、动能一定大B.一定质量的理想气体在等温变化时，内能不改变，因而与外界不发生热交换C.布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做规则运动D.扩散现象说明分子间存在斥力参考答案：A5. 如图所示，水平固定倾角为错误！未找到引用源。的光滑斜面上有两质量均为错误！未找到引用源。的小球A、B，它们用劲度系数为错误！未找到引用源。的轻质弹簧连接，现对B施加一水平向左推力F使A、B均静止在斜面上，此时弹簧的长度为错误！未找到引用源。，则弹簧原长和推力F的大小分别为( ) A错误！未找到引用源。 BC错误！未找到引用源。 D参考答案：D二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6. 我校机器人协

4、会的同学利用如图所示的装置探究作用力与反作用力的关系。如图甲所示，在铁架台上用弹簧测力计挂住一个实心铁球，在圆盘测力计的托板上放一烧杯水，读出两测力计的示数分别为F1、F2；再把小球浸没在水中（水不会溢出），如图乙所示，读出两测力计的示数分别为F3、F4。请你分析弹簧测力计示数的变化，即F3_F1（选填“”“=”“”）。水对铁球的浮力大小为_，若_，就说明了作用力与反作用力大小相等。参考答案：7. 如图所示，匀强磁场竖直向上穿过水平放置的金属框架，框架宽L，足够长且电阻不计，右端接有电阻R。磁场的磁感强度为B。一根质量为m，电阻不计的金属棒以v0的初速沿框架向左运动。棒与框架间的动摩擦因数为。

5、测得棒在整个运动过程中，通过电阻的电量为q，则棒能运动的距离为_，电阻R上消耗的电能为_。 参考答案：， 8. 一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功，气体内能减少1.3105J，则此过程中气体 （填“吸收”或“放出”）的热量是 J。此后保持气体压强不变，升高温度，气体对外界做了J的功，同时吸收了J的热量，则此过程中，气体内能增加了 J。参考答案：9. 某同学为了探究杆子转动时的动能表达式，设计了下图a所示的实验：质量为m的均匀长直杆一端固定在光滑转轴O处，杆由水平位置静止释放，用光电门测出另一端A经过某位置时的瞬时速度vA，并记下该位置与转轴O的高度差h。设杆的有效宽度为d（d很小）

6、，A端通过光电门的时间为t，则A端通过光电门的瞬时速度vA的表达式为 。调节h的大小并记录对应的速度vA，数据如下表。为了寻找反映vA和h的函数关系，请选择适当的数据处理方法，并写出处理后数据间的函数关系_。当地重力加速度g取10m/s2，结合你找出的函数关系，不计一切摩擦，根据守恒规律得出此杆转动时动能的表达式Ek= （请用数字、质量m、速度vA表示。）组次123456h/m0.050.100.150.200.250.30vA(m/s)1.231.732.122.462.743.00参考答案： vA2=30h 10. 如图所示，一直立的气缸用一质量为m的活塞封闭一定量的理想气体，活塞横截面积

7、为S，汽缸内壁光滑且缸壁是导热的开始活塞被固定，打开固定螺栓K，活塞上升，经过足够长时间后，活塞停在B点，则活塞停在B点时缸内封闭气体的压强为 _，在该过程中，缸内气体_（填“吸热”或“放热”）（设周围环境温度保持不变，已知AB=h，大气压强为p0，重力加速度为g）参考答案： (1). (2). 吸热活塞处于平衡状态有: ,所以被封闭气体压强为 被封闭气体体积增大,气体对外界做功,因为气体温度不变,因此内能不变,根据 可以知道,在该过程中,缸内气体吸热.综上所述本题答案是：(1). (2). 吸热.11. 固定在水平地面上的光滑半球形曲面，半径为R，已知重力加速度为g。一小滑块从顶端静止开始沿

8、曲面滑下，滑块脱离球面时的向心加速度大小为，角速度大小为。参考答案：，12. 质量为m100kg的小船静止在水面上，水的阻力不计，船上左、右两端各站着质量分别为m甲40kg，m乙60kg的游泳者，当甲朝左，乙朝右，同时以相对河岸3m/s的速率跃入水中时，小船运动方向为 （填“向左”或“向右”）；运动速率为 m/s。参考答案：向左；0.613. 如图所示，从倾角为 = 30的斜面顶端以初动能E = 6J向下坡方向平抛出一个小球，则小球落到斜面上时的动能E为 J参考答案：E=14J三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14. 如图甲所示，将一质量m=3kg的小球竖直向上抛出，小球在运

9、动过程中的速度随时间变化的规律如图乙所示，设阻力大小恒定不变，g=10m/s2，求（1）小球在上升过程中受到阻力的大小f（2）小球在4s末的速度v及此时离抛出点的高度h参考答案：（1）小球上升过程中阻力f为5N；（2）小球在4秒末的速度为16m/s以及此时离抛出点h为8m考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的图像专题：牛顿运动定律综合专题分析：（1）根据匀变速直线运动的速度时间公式求出小球上升的加速度，再根据牛顿第二定律求出小球上升过程中受到空气的平均阻力（2）利用牛顿第二定律求出下落加速度，利用运动学公式求的速度和位移解答：解：由图可知，在02s内，小球做匀减速直线运动，加速度大小为： 由牛顿

10、第二定律，有：f+mg=ma1代入数据，解得：f=6N（2）2s4s内，小球做匀加速直线运动，其所受阻力方向与重力方向相反，设加速度的大小为a2，有：mgf=ma2即 4s末小球的速度v=a2t=16m/s依据图象可知，小球在 4s末离抛出点的高度： 答：（1）小球上升过程中阻力f为5N；（2）小球在4秒末的速度为16m/s以及此时离抛出点h为8m点评：本题主要考查了牛顿第二定律及运动学公式，注意加速度是中间桥梁15. （7分）一定质量的理想气体，在保持温度不变的的情况下，如果增大气体体积，气体压强将如何变化？请你从分子动理论的观点加以解释如果在此过程中气体对外界做了900J的功，则此过程中气

11、体是放出热量还是吸收热量？放出或吸收多少热量？（简要说明理由）参考答案：气体压强减小（1分）一定质量的气体，温度不变时，分子的平均动能一定，气体体积增大，分子的密集程度减小，所以气体压强减小（3分）一定质量的理想气体，温度不变时，内能不变，根据热力学第一定律可知，当气体对外做功时，气体一定吸收热量，吸收的热量等于气体对外做的功量即900J（3分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16. 如图20所示，是一列简谐横波在某一时刻的波形图象，已知该波沿x轴正方向传播，波速为5ms，求：该波的波长和周期；P质点从该时刻起第一次到达正的最大位移处所用的时间；画出波从此时刻起再传播1.5个波长时的波形图

12、。参考答案：见解析17. （16分）如图所示，一边长L = 0.2m，质量m1 = 0.5kg，电阻R = 0.1的正方形导体线框abcd，与一质量为m2 = 2kg的物块通过轻质细线跨过两定滑轮相连。起初ad边距磁场下边界为d1 = 0.8m，磁感应强度B=2.5T，磁场宽度d2 =0.3m，物块放在倾角=53的斜面上，物块与斜面间的动摩擦因数=0.5。现将物块由静止释放，经一段时间后发现当ad边从磁场上边缘穿出时，线框恰好做匀速运动。（g取10m/s，sin53=0.8，cos53= 0.6）求： （1）线框ad边从磁场上边缘穿出时速度的大小？ （2）线框刚刚全部进入磁场时动能的大小？ （

13、3）整个运动过程线框产生的焦耳热为多少？参考答案：（1）由于线框匀速出磁场，则对m2有：2分对m1有： 1分又因为1分联立可得：2分 （2）从线框刚刚全部进入磁场到线框ad边刚要离开磁场，由动能定理得2分将速度v代入，整理可得线框刚刚全部进入磁场时，线框与物块的动能和为J 2分所以此时线框的动能为J 1分 （3）从初状态到线框刚刚完全出磁场，由能的转化与守恒定律可得3分将数值代入，整理可得线框在整个运动过程中产生的焦耳热为：Q = 1.5 J 2分 18. 如图所示，半圆形玻璃砖的半径为R，AB边竖直，一纸面内的单色光束从玻璃砖的C点射入，入射角从0到90变化，现要求只考虑能从AB边折射的情况（不考虑从AB上反射后的情况），已知：=45，玻璃砖对该单色光的折射率n=，光在真空中的速度为c则求；能从AB边出射的光线与AB交点的范围宽度d；光在玻璃砖中传播的最短时间t参考答案：【考点】： 光的折射定律【专题】： 光的折射专题【分析】： 根据临界角公式sinC=求出临界角C当光线射到AB边上发生全反射时，将不能从AB边射出，根据几何关系求解即可根据v=求出光在玻璃砖中的传播速度光在玻璃砖中传播的最短距离等于入射点到AB边的垂直距离，由几何关系求出最短距离，即可求出最短时间： 解：当=0时，光线射到O点 当=9