山东省东营市中国石油大学(华东)附属中学2021年高三物理上学期期末试题含解析

山东省东营市中国石油大学(华东)附属中学2021年高三物理上学期期末试题含解析一、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.（多选）下列有关电磁学知识的几句说法，正确的是A．最先提出画电场线来形象直观表示电场的物理学家是法拉第B．同一电荷位于同一电场中电势高处其电势能大，电势低处其电势能小C．磁场中某点磁感强度的方向就是正电荷在该点所受洛伦兹力的方向D．磁通量的国际单位是韦伯参考答案：AD2.如图，一气缸竖直倒放，气缸内有一质量不可忽略的活塞，将一定量的理想气体封在气缸内，活塞与气缸壁无摩擦，气体处于平衡状态。现保持温度不变把气缸稍微倾斜一点，在达到平衡后，与原来相比，则A．气体的压强变大B．气体的压强变小C．气体的体积变大D．气体的体积变小参考答案：答案：AD3.如图所示，虚线是两个等量点电荷所产生的静电场中的一簇等势

线，若不计重力的带电粒子从a点射入电场后恰能沿图中的实线运动，b点是其运动轨迹上的另一点，则下述判断正确的是

A．由a到b的过程中电场力对带电粒子做正功

B．由a到b的过程中带电粒子的电势能在不断减小

C．若粒子带正电，两等量点电荷均带正电D．若粒子带负电，a点电势高于b点电势参考答案：D可由运动轨迹确定粒子的受力方向与速度方向，两者的夹角大于90°故电场力做负功，则电势能增加，故A、B错误。若粒子带正电，在两者中垂线左侧受力方向相左，则其电场线向左，而两等量点电荷左边的为负电荷，故C错误．若粒子带负电荷，由a到b电势能增加，电势减小，故D正确。4.如图所示，重量为G的物体在水平向左的大小为F的恒力作用下，静止在倾角为α的光滑斜面上。下列关于物体对斜面压力大小N的表达式，正确的是A.

B.C.

D.参考答案：ABD5.（05年全国卷Ⅱ）图中a、b是两个点电荷，它们的电量分别为Q1、Q2，MN是ab连线的中垂线，P是中垂线上的一点。下列哪中情况能使P点场强方向指向MN的左侧？

A．Q1、Q2都是正电荷，且Q1<Q2

B．Q1是正电荷，Q2是负电荷，且Q1>|Q2|

C．Q1是负电荷，Q2是正电荷，且|Q1|2

D．Q1、Q2都是负电荷，且|Q1|>|Q2|参考答案：答案：ACD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（6分）如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R。线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度匀速转动，线框中感应电流的有效值I=

。线框从中性面开始转过的过程中，通过导线横截面的电荷量q=

。

参考答案：，解析：本题考查交变流电的产生和最大值、有效值、平均值的关系及交变电流中有关电荷量的计算等知识。电动势的最大值，电动势的有效值，电流的有效值；7.某同学用如图所示的实验装置探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系。图中A为小车，连接在小车后面的纸带穿过打点计时器B的限位孔，它们均置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上，C为弹簧测力计，不计绳与滑轮的摩擦。实验时，先接通电源再松开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点。(1)该同学在一条比较理想的纸带上，从点迹

清楚的某点开始记为0点，再顺次选取5个点，分别测量这5个点到0之间的距离L，并计算出各点速度平方与0点速度平方之差△v2（△v2=v2－v02），填入下表：请以△v2为纵坐标，以L为横坐标在方格纸中作出△v2-L图象。若测出小车质量为0.2kg，结合图象可求得小车所受合外力的大小为_______N。(2)若该同学通过计算发现小车所受合外力小于测力计读数，明显超出实验误差的正常范围。你认为主要原因是_________________________________________。实验操作中改进的措施是__________________________________________。点迹L/cm△v2/m2·s－20//11.600.0423.600.0936.000.1547.000.1859.200.23参考答案：（1）△v2-s图象如右图。（4分）0.25±0.01N（2分）（2）小车滑行时所受摩擦阻力较大。（2分）（3）将导轨左端垫起一定的高度以平衡摩擦力。（2分）8.如图所示为氢原子的能级图，n为量子数。在氢原子核外电子由量子数为2的轨道跃迁到量子数为3的轨道的过程中，将

（填“吸收”或“放出”）光子。若该光子恰能使某金属产生光电效应，则一群处于量子数为4的激发态的氢原子在向基态跃迁过程中，有

种频率的光子能使该金属产生光电效应。参考答案：吸收

（填“吸收”或“放出”）；

59.在“用DIS研究小车加速度与所受合外力的关系”实验中时，甲、乙两组分别用如图（a）、（b）所示的实验装置实验，重物通过细线跨过滑轮拉相同质量小车，位移传感器（B）随小车一起沿水平轨道运动，位移传感器（A）固定在轨道一端．甲组实验中把重物的重力作为拉力F，乙组直接用力传感器测得拉力F，改变重物的重力重复实验多次，记录多组数据，并画出a-F图像。（1）位移传感器（B）属于

。（填“发射器”或“接收器”）（2）甲组实验把重物的重力作为拉力F的条件是

。（3）图（c）中符合甲组同学做出的实验图像的是

；符合乙组同学做出的实验图像的是

。参考答案：（1）发射器（2分）（2）小车的质量远大于重物的质量（2分）（3）②（1分）；①（1分）10.（3分）一个质量为m的皮球，从距地面高为h处自由落下，反弹回去的高度为原来的3/4，若此时立即用力向下拍球，使球再次反弹回到h高度。设空气阻力大小不变，且不计皮球与地面碰撞时的机械能损失，则拍球时需对球做的功为

。参考答案：mgH/211.若将一个电量为3.0×10－10C的正电荷，从零电势点移到电场中M点要克服电场力做功9.0×10－9J，则M点的电势是

V；若再将该电荷从M点移到电场中的N点，电场力做功1.8×10－8J，则M、N两点间的电势差UMN＝

V。参考答案：12.一个质量为0.5kg的物体做初速度为零的匀加速直线运动，其位移S与速度的关系是S=0.5u2m，则该物体运动到3s末，其速度大小是________m/s；物体所受合外力的瞬时功率是__________W。参考答案：答案：3；1.513.水平面上，质量为m的滑块A以大小为v的速度碰撞质量为的静止滑块B，碰撞后A、B速度方向相同，它们的总动量为_____；若B获得的初速为v0，碰撞后A的速度为______．参考答案：mv；

三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学根据弹簧弹性势能的表达式（k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量）设计了如图所示的装置用来“探究做功与速度变化的关系”.将弹簧放置在水平气垫导轨上，左端固定，右端在O点，在O点右侧的B、C位置各安装一个光电门，计时器（图中未画出）与两个光电门相连，用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置A，由静止释放。（1）实验中，若A、O之间的距离x变为原来的2倍，则弹簧对滑块做的功为原来的_________倍；（2）实验中，除了用米尺测量A、O之间的距离x，计时器显示遮光片从B到C所用的时间t外，_______（填“不需要”或“还需要”）测出B、C两点间距离s；（3）实验中，若x与______（填“”或“”）成正比，则说明弹簧对滑块做的功与其速度的平方的变化成正比.参考答案：

(1).4

(2).还需要

(3).【分析】功是能量转化的量度和能量守恒有：；知道实验的原理：；利用能量守恒思想来解答【详解】第一空.根据功是能量转化的量度，已知弹性势能表达式，若A、O之间的距离x变为原来的2倍，则弹簧对滑块做的功为,即变为原来的4倍；第二空.弹簧的弹性势能转化为滑块的动能，我们需要测出滑块的速度，即计时器显示遮光片从B到C所用的时间t外，还需要测出B、C两点间距离s；第三空.弹簧的弹性势能转换为滑块的动能：；利用平均速度公式：；得，即与成正比；【点睛】理解功能关系、能量守恒思想、实验原理和能推导物理量之间关系15.用木板、白纸、图钉、一根原长为5cm且劲度系数为100N/m的弹簧、两个弹簧秤（单位：N）、细绳套、三角板、刻度尺和铅笔等器材做“验证力的平行四边形定则”实验，实验过程如下：①在水平木板上铺白纸，把弹簧的一端固定在O点，过O画一条标记线OD，弹簧的另一端拴两条细绳套；用两把弹簧秤互成角度拉细绳套，使弹簧的另一端沿OD拉至C点，如图甲所示．用铅笔描下C点的位置和两条细绳的方向，记录两弹簧秤的读数分别为FA与FB，其中B弹簧称的读数FB=

N；用刻度尺测出此时弹簧的长度为10cm，通过计算得出弹簧的拉力F=

N；可以判断FA与FB互成的角度为

．②根据力的图示，作出FA和FB，如图乙所示．请你根据力的图示，在图乙中作出FA与FB的合力F′．③比较力F′与F的大小和方向，得出的结论是：在实验误差范围内，．参考答案：10、(1)4.00

5.0

90°；(2)如图所示；(3)平行四边形定则成立。（1）如图甲所示．用铅笔描下C点的位置和两条细绳的方向，记录两弹簧秤的读数分别为FA与FB，其中A弹簧称的读数FA=3.00N，B弹簧称的读数FB=4.00N；这是一根原长为5cm且劲度系数为100N/m的弹簧，用刻度尺测出此时弹簧的长度为10cm，根据胡克定律计算得出弹簧的拉力F=k△x=100×（0.1-0.05）=5.00N，根据三角函数关系得FA与FB互成的角度为90°．（2）根据力的平行四边形定则画图如图所示，（3）比较力F′与F的大小和方向，得出的结论是：在实验误差范围内，平行四边形定则成立。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，物块A、C的质量均为m，B的质量为2m，都静止于光滑水平台面上．A、B间用一不可伸长的轻质短细线相连，初始时刻细线处于松弛状态，C位于A右侧足够远处．现突然给A一瞬时冲量，使A以初速度v0沿A、C连线方向向C运动，绳断后A速度变为v0，A与C相碰后粘合在一起．求：①A与C刚粘合在一起时的速度v大小；②若将A、B、C看成一个系统，则从A开始运动到A与C刚好粘合的过程中系统损失的机械能△E．参考答案：解：①A与C相碰后粘合在一起，取向右为正方向，在碰撞过程中，A、C组成的系统动量守恒，则得：m?v0=（m+m）v…①解得：v=v0…②②设绳断后B速度为vB，轻细线绷断的过程中，A、B组成的系统动量守恒，则得：mv0=m?v0+2m?vB…③在运动全过程，A、B、C组成的系统机械能损失为：△E=mv02﹣?2m?vB2﹣…④联解③④得：△E=mv02…⑤答：①A与C刚粘合在一起时的速度v大小是v0；②若将A、B、C看成一个系统，则从A开始运动到A与C刚好粘合的过程中系统损失的机械能△E是mv02．【考点】动量守恒定律；功能关系．【分析】①A与C相碰后粘合在一起的过程，AC系统的动量守恒，由动量守恒定律求A与C刚粘合在一起时的速度．②轻细线绷断的过程中，A、B组成的系统动量守恒，由动量守恒定律求得绳断后B的速度，再由能量守恒定律可以求出系统损失的机械能△E．17.已知氢原子的基态能量为，量子数为n的激发态的能量为．现有一群氢原子处于n=3的能级，在向低能级跃迁过程中，其中从n=2能级向n=1能级跃迁辐射出的光照射某金属的表面恰能发生光电效应，求该金属的极限频率和能从该金属表面逸出的光电子的最大初动能．参考答案：①

（1分）所以

（1分）②氢原子从n=3能级向n=1能级跃迁辐射出的光子能量最大，此