山东省泰安市御碑楼中学2021-2022学年高三物理期末试卷含解析

山东省泰安市御碑楼中学2021-2022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.（多选）下列说法正确的是（）A．在水中的鱼斜向上看岸边的物体时，看到的物体将比物体所处的实际位置高B．光纤通信是一种现代通信手段，光纤内芯的折射率比外壳的大C．水中的气泡，看起来特别明亮，是因为光线从气泡中射向水中时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故D．全息照相主要是利用了光的衍射现象E．沙漠蜃景和海市蜃楼都是光的全反射现象参考答案：解：A、景物的光斜射到水面上，由光发生折射的条件知，会发生折射现象，当光进入水中后靠近法线，射入潜水员眼睛，而潜水员由于错觉，认为光始终沿直线传播，逆着光的方向看上去而形成的虚像，所以比实际位置高．故A正确．B、发生全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质，则光纤的内芯折射率大于外壳的折射率．故B正确．C、水中的气泡，看起来特别明亮，是因为光线从水射入气泡发生全发射的缘故．故C错误．D、全息照相利用光的干涉现象．故D错误；E、海市蜃楼、沙漠蜃景都是由于光的折射和全反射而产生的，故E正确．故选：ABE．2.甲、乙、丙三个质量相同的物体与水平面的动摩擦因数相同，受到三个大小相同的作用力F沿水平面向右运动。则它们受到的摩擦力的大小关系是：A.三者相同

B．乙最大

C.丙最大

D.已知条件不够，无法判断参考答案：B3.（多选）某家用桶装纯净水手压式饮水器如图所示，在手连续稳定的按压下，出水速度为V，供水系统机械效率为η，现测量出桶底到出水管之间的高度差H，桶中水面到出水管之间的高度差是h，出水口倾斜，离出水管的高度差可忽略，出水口的横截面积为S，水的密度为ρ，重力加速度为g，则下列说法正确的是

（

）A．出水口单位时间内的出水体积B．出水口所出水落地时的速度C．出水后，手连续稳定按压的功率为D．手按压输入的功率等于单位时间内所出水的动能和重力势能之和参考答案：AC4.下列说法正确的是（）A．由E=mc2可知，质量与能量是可以相互转化的B．Bi的半衰期是5天，12g

Bi经过15天后还有1.5g衰未变C．如果使较重的核分裂成中等大小的核，或者把较小的核聚合成中等大小的核，原子核的比结合能均会增加D．现在的很多手表指针上涂有一种新型发光材料，白天吸收光子，外层电子跃迁到高能级轨道，晚上向低能级跃迁放出光子，其发出的光的波长一定跟吸收的光的波长完全一致参考答案：BCD【考点】原子核衰变及半衰期、衰变速度．【分析】由质能方程，可知，能量与质量一一相对应，不能相互转化；根据剩余质量和衰变前的质量关系并会进行有关运算，即公式m=m0（）即可求解；不论是裂变还是聚变，导致核子相对稳定，则比结合能增大；由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子．【解答】解：A、由质能方程可知，质量与能量相对应，不能相互转化，A错误；B、半衰期是5天，经过15天即3个半衰期后，还有m=m0（）=m0?（）=m0=×12g=1.5g未衰变，B正确；C、较重的核分裂成中等大小的核，或者把较小的核合并成中等大小的核，核子的比结合能均会增加，C正确；D、白天吸收光子外层电子跃迁到高能轨道，晚上向低能级跃迁放出光子，其发光的波长一定跟吸收的光的波长完全一致，D正确；故选：BCD．5.（多选）（2014?宁夏一模）下列说法正确的是（）A． 电子的衍射现象说明实物粒子具有波动性B． 光的波长越小，光子的能量越小C． 原子核内部某个质子转变为中子时，放出β射线D． 在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强E． 光电效应实验中，遏止电压与入射光的频率有关参考答案：ADE光的波粒二象性；X射线、α射线、β射线、γ射线及其特性解：A、电子的衍射现象说明实物粒子具有波动性，电子是实物粒子，故A正确；B、光的波长越小，频率越大，则光子的能量越大，故B错误；C、原子核内部某个中子转变为质子时，放出β射线，故C错误；D、在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强，故D正确；E、光电效应实验中，根据eU0=hγ0，可知，遏止电压与入射光的频率成正比，故E正确；故选：ADE．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（６分）磁感线是在磁场中画出的一些有方向的曲线。其特点是：①磁感线是为了形象描述磁场而假设的曲线；②磁感线的疏密表示磁场的_______，磁感线上某点切线方向表示该点的磁场方向；③磁感线不相交、不中断、是闭合曲线，在磁体内部从

极指向

极。参考答案：

答案：强弱（大小）；

ＳＮ（每空2分）7.如图所示，把电量为－5×10－9C的电荷，从电场中的A点移到B点，其电势能

（选填“增大”、“减小”或“不变”）；若A点的电势UA＝15V，B点的电势UB＝10V，则此过程中电场力做的功为

J。参考答案：答案：增大，－2.5×10－8

解析：将电荷从从电场中的A点移到B点，电场力做负功，其电势能增加；由电势差公式UAB=，W=qUAB=－5×10―9×(15－10)J=－2.5×10－8J。8.（5分）重力势能实际上是万有引力势能在地面附近的近似表达式，其更精确的表达式为，式中G为万有引力恒量，M为地球质量，m为物体质量，r为物体到地心的距离，并以无穷远处引力势能为零。现有一质量为m的地球卫星，在离地面高度为H处绕地球做匀速圆周运动，已知地球半径为R，地球表面处的重力加速度为g，地球质量未知，则卫星做匀速圆周运动的线速度为

，卫星运动的机械能为

。参考答案：；9.一物体以100J的初动能沿倾角为θ的斜面向上运动，在上升的过程中达到某位置时，动能减少了80J，重力势能增加了60J，则物体与斜面间的动摩擦因数为

。参考答案：答案：10.一物体在水平面上运动，以它运动的起点作为坐标原点，表中记录了物体在x轴、y轴方向的速度变化的情况。物体的质量为m＝4kg，由表格中提供的数据可知物体所受合外力的大小为__________N，该物体所做运动的性质为__________。参考答案：

答案：4（14.4)

匀加速曲线11.1919年卢瑟福通过如图所示的实验装置，第一次完成了原子核的人工转变，并由此发现______________。图中A为放射源发出的射线，银箔的作用是吸收______________。参考答案：质子，α粒子

12.原长为16cm的轻质弹簧，当甲、乙两人同时用100N的力由两端反向拉时，弹簧长度变为18cm；若将弹簧一端固定在墙上，另一端由甲一人用200N的拉，这时弹簧长度变为__________cm，此弹簧的劲度系数为___________N/m．参考答案：２0，5000，13.有一个电流表G，内阻Rg=10Ω，满偏电流Ig=3mA，要把它改装成量程0-3V的电压表，要与之

串联（选填“串联”或“并联”）一个

9Ω的电阻？改装后电压表的内阻是

1000Ω。参考答案：串联９９０１０００三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图所示，在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场，其边界过原点O和y轴上的点A（0，L）．一质量为m、电荷量为e的电子从A点以初速度v0平行于x轴正方向射入磁场，并从x轴上的B点射出磁场，射出B点时的速度方向与x轴正方向的夹角为60°．求：（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小；（2）电子在磁场中运动的时间t．参考答案：答：（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小为；（2）电子在磁场中运动的时间t为考点： 带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力．专题： 带电粒子在磁场中的运动专题．分析： （1）电子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律可以求出磁感应强度．（2）根据电子转过的圆心角与电子做圆周运动的周期可以求出电子的运动时间．解答： 解：（1）设电子在磁场中轨迹的半径为r，运动轨迹如图，可得电子在磁场中转动的圆心角为60°，由几何关系可得：r﹣L=rcos60°，解得，轨迹半径：r=2L，对于电子在磁场中运动，有：ev0B=m，解得，磁感应强度B的大小：B=；（2）电子在磁场中转动的周期：T==，电子转动的圆心角为60°，则电子在磁场中运动的时间t=T=；答：（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小为；（2）电子在磁场中运动的时间t为．点评： 本题考查了电子在磁场中的运动，分析清楚电子运动过程，应用牛顿第二定律与周期公式即可正确解题．15.(8分)如图所示，有四列简谐波同时沿x轴正方向传播，波速分别是v、2v、3v和4v，a、b是x轴上所给定的两点，且ab＝l。在t时刻a、b两点间四列波的波形分别如图所示，则由该时刻起a点出现波峰的先后顺序依次是图

；频率由高到低的先后顺序依次是图

。参考答案：

BDCA

DBCA四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图甲所示，两平行金属板间距为2l，极板长度为4l，两极板间加上如图乙所示的交变电压（t=0时上极板带正电）．以极板间的中心线OO1为x轴建立坐标系，现在平行板左侧入口正中部有宽度为l的电子束以平行于x轴的初速度v0从t=0时不停地射入两板间．已知电子都能从右侧两板间射出，射出方向都与x轴平行，且有电子射出的区域宽度为2l．电子质量为m，电荷量为e，忽略电子之间的相互作用力．

（1）求交变电压的周期T和电压U0的大小；

（2）在电场区域外加垂直纸面的有界匀强磁场，可使所有电子经过有界匀强磁场均能会聚于（6l，0）点，求所加磁场磁感应强度B的最大值和最小值；

（3）求从O点射入的电子刚出极板时的侧向位移y与射入电场时刻t的关系式．参考答案：（1）电子在电场中水平方向做匀速直线运动4l=v0nT

T=（n=1,2,3…）

2分（其中n=1,2,3…1分）

电子在电场中运动最大侧向位移 1分

1分（n=1,2,3…）

2分（其中n=1,2,3…1分）

（2）如上图，最大区域圆半径满足

1分

1分对于带电粒子当轨迹半径等于磁场区域半径时，带电粒子将汇聚于一点

1分

得： 1分最小区域圆半径为

1分

1分

（3）设一时间τ，

若且进入电场

1分

其中（n=1,2,3…，k=0,1,2,3…）

1分

若且进入电场

1分

其中（n=1,2,3…，k=0,1,2,3…）

1分

或：若电子在且进入电场时，出电场的总侧移为：，其中（n＝1,2,3…，k＝0，1,2,3…）

（其他解法）若，则

电子沿+y方向第一次加速的时间为

电子沿-y方向第一次加速的时间为

解得：

其中，∴（n=1,2,3…，k=0,1,2,3…）

若，则

电子沿-y方向第一次加速的时间为

电子沿+y方向第一次加速的时间为

解得：

其中，

∴（n=1,2,3…，k=0,1,2,3…） 17.一个半径为R、半球形的光滑碗固定不动．碗口处于水平面内．（1）若将小球静止从碗口内侧释放，运动中能达到的最大速度为多少？（2）若将质量m的小球静止从碗口内侧释放，从释放开始计时，t时间内重力的平均功率，小球尚未到达碗底，则t时间末小球的瞬时速度为多少？（3）求在上问中t时间末小球重力的瞬时功率为多少？（4）如图所示，若将小球以沿球面的水平初速度v0从碗口内侧释放，小球会逐渐转动着下落．在运动到任意位置A时，将速度沿水平方向和沿图中圆弧虚线的切线向下分解，则水平分速度满足vx=（θ为小球与球心O点连线和水平面的夹角）．某次释放后，θ=30°时小球速度最大．求释放初速度v0（用g、R表示）．参考答案：考点： 机械能守恒定律；功率、平均功率和瞬时功率．专题： 机械能守恒定律应用专题．分析： （1）由机械能守恒定律即可求解速度；（2）根据平均功率求出高度，再由机械能守恒定律即可求解；（3）竖直方向瞬时功率Pt=mgvy，再根据几何关系即可求解；（4）速度最大处即为其轨迹的最低点，此处小球无沿球面向下的速度分量，再根据动能定理列式即可求解．解答： 解：（1）由机械能守恒定律有：

解得：（2）平均功率，解得由机械能守恒定律有：t时间末瞬时速度（3）竖直方向瞬时功率Pt=mgvy而

解得：（4）速度最大处即为其轨迹的最低点，此处小球无沿球面向下的速度分量．则小球速度就是vx=，根据动能定理（或机械能守恒）联立上两式得答：（1）若将小球静止从碗口内侧释放，运动中能达到的最大速度为；（2）若将质量m的小球静止从碗口内侧释放，从释放开始计时，t时间内重力的平均功率，小球尚未到达碗底，则t时间末小球的瞬时速度为；（3）求在上问中t时间末小球重力的瞬时功率为；（4）释放初速度为．点评： 本题主题考查了机械能守恒定律、动能定理以及平均功率和瞬时功率的计算，过程较为复杂，难度适中．18.如图所示，在空间建立直角坐标系，坐标轴正方向如图所示。空间有磁感应强度为B=1T，方面垂直于纸面向里的磁场，II、III、IV象限（含x、y轴）有电场强度为E=1N/C，竖直向下的电场。光滑1/4圆弧轨道圆心O`，半径为R=2m，圆环底端位于坐标轴原点O。质量为m1=1kg，带电q1=-1C的小球A从O`处水平向右飞出，经过一段时间，正好运动到O点。质量为m2=2kg，带电q2=2C小球的B从与圆心等高处静止释放，与A同时运动到O点并发生完全非弹性碰撞，碰后生成小球C。小球A、B、C均可视为质点，所在空间无重力场作用。（1）小球A在O`处的初速度为多大；（2）碰撞完成后