山东省济南市天桥区北园中学2021年高三物理下学期期末试卷含解析

山东省济南市天桥区北园中学2021年高三物理下学期期末试卷含解析一、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，为氢原子的能级图，若用能量为10.5eV的光子去照射一群处于基态的氢原子，则氢原子

A.能跃迁到n=2的激发态上去

B.能跃迁到n=3激发态上去

C.能跃迁到n=2和n=3之间的某个激发态上去

D.以上三种情形均不可能参考答案：答案：D

解析：基态的氢原子能吸收光子的能量应等于激发态与基态的能量差。2.A、B两个物体从同一地点在同一直线上做匀变速直线运动，它们的速度图象如图所示，则()A．A、B两物体运动方向相反B．t＝4s时，A、B两物体相遇C．t＝4s时，A、B两物体速度相同D．从0到4s过程中，A、B两物体之间的距离在逐渐变小参考答案：C3.关于光电效应，下列说法正确的是_______A．极限频率越大的金属材料逸出功越大B．只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应C．从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小D．入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多参考答案：A4.如图10所示，正方形区域abcd中充满匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。一个氢核从ad边的中点m沿着既垂直于ad边又垂直于磁场的方向，以一定速度射入磁场，正好从ab边中点n射出磁场。若将磁场的磁感应强度变为原来的2倍，其他条件不变，则这个氢核射出磁场的位置是()图10A．在b、n之间某点B．在n、a之间某点C．a点D．在a、m之间某点参考答案：C5.（多选）一匀强电场的电场强度E随时间t变化的图象如图所示，在该匀强电场中，有一个带电粒子在t=0时刻由静止释放，若带电粒子只受电场力作用，则下列说法中正确的是：A．带电粒子只向一个方向运动 B．0～2s内，电场力的功等于零 C．2s末带电粒子回到原出发点 D.4s末带电粒子回到原出发点参考答案：BD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.09年湛江二中月考）（5分）利用油膜法可以粗测阿伏加德罗常数，若已知一滴油的体积为V，它在液面上展成的单分子油膜面积为S，假如这种油的摩尔质量为μ，密度为ρ，并把油分子看成小球状，则阿伏加德罗常数可表示为

。参考答案：

答案：6μS3/πρV37.某波源S发出一列简谐横波，波源S的振动图像如图所示。在波的传播方向上有A、B两点，它们到S的距离分别为45m和55m。测得A、B两点开始振动的时间间隔为1．0s。由此可知 ①波长λ＝____________m； ②当B点离开平衡位置的位移为＋6cm时，A点离开平衡位置的位移是__________cm。参考答案：（1）_20_（2）_-6_

8.①如果大量氢原子处在n=3的能级，会辐射出

种频率的光。

②在某些恒星内部，3个He原子结合成一个原子的质量为12.0000u，He原子的质量为4.0026u．已知lu=1．66×10-27kg，则反应过程中的质量亏损为

kg，释放的能量是

J．（已知光速为C=3.0×l08m/s，以上两结果均保留两位有效数字）参考答案：9.首先发现电流周围存在磁场的是丹麦物理学家________，他把一根水平放置的导线沿南北方向放在小磁针的上方，当给导线通以由南向北的电流时，发现小磁针的N极将向______方向偏转。发现电磁感应现象的科学家是

。参考答案：奥斯特，西，法拉第10.用电压表和电流表测定两节完全相同的电池的电动势和内电阻。先用如图所示的电路测量一节电池的电动势和内阻，理想电压表和理想电流表的读数分别为U1和I1。将两节相同电池串联后接入该电路，测得理想电压表和理想电流表的读数分别为U2和I2。串联电池组的总电动势=_________，总内阻=__________。参考答案：，11.在光滑水平面上建立一直角坐标系。观察到某一运动质点沿x轴正方向和y轴正方向运动的规律，记录结果如图（1）（2）所示。经分析可知，此质点在平面内是做：A．匀速运动

B．匀变速直线运动

C．类平抛运动

D．圆周运动

参考答案：

答案：C12.如图3－3－10所示为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系”的实验装置．图3－3－10(1)在该实验中必须采用控制变量法，应保持________不变，用钩码所受的重力作为________，用DIS测小车的加速度．

(2)改变所挂钩码的数量，多次重复测量．在某次实验中根据测得的多组数据可画出a－F关系图线(如图3－3－11所示)．①分析此图线的OA段可得出的实验结论是________________________________________________________________________________________________________________________________________________.②(单选题)此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是

()A．小车与轨道之间存在摩擦B．导轨保持了水平状态C．所挂钩码的总质量太大D．所用小车的质量太大参考答案：(1)小车的总质量(或：小车的质量)小车所受外力(或：外力、合外力)(2)①在质量不变的条件下，加速度与合外力成正比②C13.匀强电场中有M、N、P三点，连成一个直角三角形，MN=4cm，MP=5cm，如图所示，把一个电量为﹣2×10﹣9C的检验电荷从M点移到N点，电场力做功8×10﹣9J，从M点移到P点电场力做功也是8×10﹣9J．则匀强电场的方向由N指向M，电场强度大小为100N/C．参考答案：解：根据电场力做功的公式得：UMN==V=﹣4V，而从M移到P时，电场力做功也为8×10﹣9J，所以UMP=﹣4V，所以N、P两点为等势点，且N点的电势大于M点的电势，即场强方向由N指向M；有：E===100N/C．故答案为：由N指向M，100．三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受拉力F及质量m关系的实验，图（a）为实验装置简图．（所用交变电流的频率为50Hz）（1）图（b）为某次实验得到的纸带，实验数据如图，图中相邻计数点之间还有4个点未画出，根据纸带可求出小车的加速度大小为

m/s2。（保留两位有效数字）（2）保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的，数据如下表：实验次数12345678小车加速度a/m·s–20.6330.5720.4970.4180.3320.2500.1670.101小车质量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.67小车质量倒数4.003.453.032.502.001.411.000.60请在方格坐标纸中画出图线，并从图线求出小车加速度a与质量倒数之间的关系式是 ．（3）若保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，一位同学根据实验数据作出了加速度a随拉力F的变化图线如图所示。该图线不通过原点，其主要原因是________________________参考答案：(1)0.51（2分）

(2)图线为过坐标原点的倾斜直线，要有描点过程，正确给2分，关系式为或写成

（2分）

(3)没有平衡摩擦力（或平衡摩擦不足）解：（1）相邻计数点之间还有4个点未画出，说明相邻的计数点时间间隔为0.1s

利用匀变速直线运动的两个推论得出：（2）由图表分析可知物体加速度a的6倍等于物体质量的倒数即．

根据图表在坐标纸上描点，然后用一条直线将这些点和坐标原点连接起来，图象如图所示；

（3）图线中当F≠0时物体的加速度a=0，即只有当F增大到一定值时物体才开始具有加速度，故在物体保持静止的时候其所受的静摩擦力等于绳子的拉力，所以出现此现象的原因是没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够．

故答案为：（1）0.510；（2）；（3）没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够．15.如图所示，在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列有关实验误差分析说法正确的是A．重锤质量称量不准会造成较大的误差B．重锤质量选用大些的，有利于减小误差C．重锤质量选用小些的，有利于减小误差D．重锤质量的大小不影响本实验的误差参考答案：B四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，气缸呈圆柱形，上部有挡板，内部高度为d．筒内一个很薄的质量不计的活塞封闭一定量的理想气体，开始时活塞处于离底部的高度，外界大气压强为1×105Pa，温度为27℃，现对气体加热．求：①当活塞刚好到达汽缸口时，气体的温度；②气体温度达到387℃时，活塞离底部的高度和气体的压强．参考答案：：解：（1）以封闭气体为研究对象：P1=P0V1=S

T1=300K；设温度升高到T0时，活塞刚好到达汽缸口．此时有：p2=p0，V2=dS，T2=？根据盖?吕萨克定律：=，得T2=600K．（2）T3=660K＞T2，封闭气体先做等压变化，活塞到达汽缸口之后做等容变化．所以：l3=d此时有：p3，V3=dS，T3=600K；由理想气体状态方程：=解得P3=1.1×105Pa答：①当活塞刚好到达汽缸口时，气体的温度为600K；②气体温度达到387℃时，活塞离底部的高度为d，气体的压强1.1×105Pa．17.如图所示，空间区域Ⅰ、Ⅱ存在匀强电场和匀强磁场，MN、PQ为磁场区域的理想边界，Ⅰ区域高度为d，Ⅱ区域的高度足够大。匀强电场方向竖直向上；Ⅰ、Ⅱ区域磁场的磁感应强度均为B，方向分别垂直纸面向里和向外。一个质量为m，电荷量为q的带电小球从磁场上方的O点由静止开始下落，进入电磁场区域后，恰能做匀速圆周运动。已知重力加速度为g。（1）试判断小球的电性并求出电场强度E的大小；（2）若带电小球运动一定时间后恰能回到O点，在图中作出小球的运动轨迹；求出释放时距MN的高度h；并求出小球从开始释放到第一次回到O点所经历的时间t；（3）试讨论h取不同值时，小球第一次穿出磁场Ⅰ区域的过程中电场力所做的功W。参考答案：解析：（1）带电小球进入复合场后，恰能做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，重力与电场力平衡，重力竖直向下，电场力竖直向上，即小球带正电。（2分）由：qE=mg解得：

（2分）（2）带电小球在进入磁场区域前做自由落体运动，由机械能守恒有：mgh=mv2（1分）带电小球在磁场中作匀速圆周运动，设半径为R，依牛顿第二定律有：qvB=m（1分）由于带电小球在Ⅰ、Ⅱ两个区域运动过程中q、v、B、m的大小不变，故三段圆周运动的半径相同，以三个圆心为顶点的三角形为等边三角形，边长为2R，内角为60o，轨迹如答图（a）所示。由几何关系知R=

（2分）解得h=（2分）；作出小球运动大致轨迹图（a）所示（2分）。小球从开始释放到回到O点所经历的时间由两部分组成，一部分为无场区的运动，时间（1分）；一部分为电磁场区域的运动，时间（1分）；总时间=

（2分）（3）当带电小球在Ⅰ区域作圆周运动的圆弧与PQ相切时，运动轨迹如答图（b）所示，有：半径R=d

（1分）解得对应高度：h0=（1分）讨论：i．当h<h0时，小球进入磁场Ⅰ区域的速度较小，半径较小，不能进入Ⅱ区域，由磁场上边界MN第一次穿出磁场Ⅰ区域，此过程电场力做功W=0（2分）ⅱ．当h>h0时