山东省潍坊市青州第五中学2021-2022学年高三物理上学期期末试卷含解析

山东省潍坊市青州第五中学2021-2022学年高三物理上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，倾角为30°的光滑杆上套有一个小球和两根轻质弹簧a、b两弹簧的一端各与小球相连，另一端分别用小钉M、N固定于杆上，小球处于静止状态，设拔去小钉M瞬间，小球的加速度大小为6m/s2，若不拔去小钉M，而拔去小钉N瞬间，小球的加速度是（g取10m/s2）（

）

A．11m/s2，沿杆向上

B．11m/s2，沿杆向下

C．1m/s2，沿杆向上

D．1m/s2，沿杆向下参考答案：

答案：BC2.在如图所示的倾角为θ的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小为B的匀强磁场，区域I的磁场方向垂直斜面向上，区域Ⅱ的磁场方向垂直斜面向下，磁场的宽度均为L，一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，当ab边刚越过GH进入磁场Ⅰ区时，恰好以速度v1做匀速直线运动；当ab边下滑到JP与MN的中间位置时，线框又恰好以速度v2做匀速直线运动，从ab进入GH到MN与JP的中间位置的过程中，线框的动能变化量为△Ek，重力对线框做功大小为W1，安培力对线框做功大小为W2，下列说法中正确的有

A．在下滑过程中，由于重力做正功，所以有v2＞v1

B．从ab进入GH到MN与JP的中间位置的过程中，机械能守恒

C．从ab进入GH到MN与JP的中间位置的过程，有（W1－△Ek）机械能转化为电能

D．从ab进入GH到MN与JP的中间位置的过程中，线框动能的变化量大小为△Ek=W1－W2参考答案：CD3.一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为v。假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为N。已知引力常量为G，则这颗行星的质量为()A.B.

C.

D.参考答案：b4.下列说法中正确的是

A.温度相同的氢气和氮气，氢气分子比氮气分子的平均速率大B.夏天荷叶上水珠呈球形，是由于液体表面张力使其表面积收缩的缘故C.当理想气体的体积增加时，气体的内能一定增大D.将碳素墨水滴入清水中，观察到布朗运动是碳分子的无规则运动E.容器内一定质量的理想气体体积不变，温度升高，则单位时间内撞击容器壁的分子数增加参考答案：ABE【详解】温度相同的氢气和氮气，分子平均动能相同，由于氢气分子质量小于氮气分子质量，则氢气分子比氮气分子的平均速率大，选项A正确；夏天荷叶上水珠呈球形，是由于液体表面张力使其表面积收缩的缘故，选项B正确；当理想气体的体积增加时，气体对外做功，由于不知吸热放热情况，则不能确定气体的内能的变化情况，选项C错误；将碳素墨水滴入清水中，观察到布朗运动是碳颗粒的无规则运动，选项D错误；容器内一定质量的理想气体体积不变，则气体密度不变，温度升高，分子平均速率增加，则单位时间内撞击容器壁的分子数增加，选项E正确。5.匀强磁场中有四个由细导线弯曲而成的平面回路。磁场方向垂直纸面向里。如图所示描绘了当磁场逐渐减弱时，回路中产生的感应电流的方向，其中错误的是

（

）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.直升机沿水平方向匀速飞往水源取水灭火，悬挂着m=500kg空箱的悬索与竖直方向的夹角θ1＝450。直升机取水后飞往火场，加速度沿水平方向，大小稳定在a=1.5m/s2时，悬索与竖直方向的夹角θ2＝140。如果空气阻力大小不变，且忽略悬索的质量，则空气阻力大小为___

___N，水箱中水的质量M约为_______kg。（sin140=0.242；cos140=0.970）（保留两位有效数字）参考答案：试题分析：直升机沿水平方向匀速和匀加速飞行时，水箱受力情况如下图，根据牛顿第二定律，则有，，解得，。考点：本题考查了牛顿第二定律的应用。7.在点电荷电场中的A点分别由静止释放质子和α粒子，从A运动到B的过程中，电场力对质子和α粒子的冲量之比为

。参考答案：

答案：：48.1某同学为了探究杆转动时的动能表达式，设计了如图所示的实验：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。⑴设杆的宽度为L（L很小），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

▲

。组

次123456h/m0.050.100.150.200.250.30vA/（m·s-1）1.231.732.122.462.743.00vA-1/（s·m-1）0.810.580.470.410.360.33vA2/（m2·s-2）1.503.004.506.057.519.00

⑵调节h的大小并记录对应的速度vA，数据如上表。为了形象直观地反映vA和h的关系，请选择适当的纵坐标并画出图象。⑶当地重力加速度g取10m/s2，结合图象分析，杆转动时的动能Ek=

▲

（请用质量m、速度vA表示）。参考答案：⑴（3分）⑵如图（纵坐标1分，图象2分）⑶（2分）9.如图所示，有一个匀强电场，方向平行于纸面。电场中有A、B、C、D四点，已知AD=DB=BC=d，且ABBC。有一个电量为q的正电荷从A点移动到B点电场力做功为2W，从B点移动到C点克服电场力做功为W。则电场中D点的电势

（填“大于”“小于”或“等于”）C点的电势；该电场的电场强度为

。参考答案：等于；10.(5分)如图所示，用水平力F拉静放在光滑水平地面A处的物体，到达B处时物体的速度大小为v，此时若改用方向相反，大小为8F的力作用在物体上，使物体能回到A处，则物体回到B处时的速度大小为

，回到A处时的速度大小为

。

参考答案：

答案：v、3v

11.某同学在学习了DIS实验后，设计了一个测物体瞬时速度的实验，其装置如图甲所示。在小车上固定挡光片（宽度为Δs），在倾斜导轨的A处放置光电门。让小车从P点静止下滑，再利用光电门记录下挡光片经过A点所经历的时间Δt。接下来，改用不同宽度的挡光片重复上述实验，最后运用公式计算出不同宽度的挡光片从A点开始在各自Δs区域内的，并作出图像。

（1）当光电门传感器A、B之间无挡光物体时，电路

；当A、B之间有物体挡光时，电路

。（填“断开”或“接通”）（2）（多选）该同学测出4组数据，其中第3组数据发生了明显的偏差，如图乙所示。造成偏差的可能原因是

（

）A.小车从图甲中P点上方静止下滑

B.小车从图甲中P点下方静止下滑C.小车从图甲中P点静止下滑

D.小车从图丙中P点静止下滑（3）另一位同学测出如下图所示的6组数据，根据图线，可知小车的加速度大小约为

m/s2，挡光片经过A点时的瞬间速度大小约为

m/s。参考答案：（1）断开，接通

（各1分）

（2）AD

（2分）

（3）0.6—0.8，0.54—0.56

12.欧洲天文学家发现了一颗可能适合人类居住的行星。若该行星质量为M，半径为R，万有引力恒量为G，则绕该行星运动的卫星的第一宇宙速度是______________。设其质量是地球的5倍，直径是地球的1.5倍，在该行星表面附近沿圆轨道运行的人造卫星的动能为Ek1，在地球表面附近沿圆轨道运行的相同质量的人造卫星的动能为Ek2，则为______________。参考答案：，10/313.氢原子第n能级的能量为En=，其中E1为基态能量．当氢原子由第5能级跃迁到第3能级时，发出光子的频率为；若氢原子由第3能级跃迁到基态，发出光子的频率为，则=

。参考答案：三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（10分）在其他能源中，核能具有能量密度大，地区适应性强的优势，在核电站中，核反应堆释放的核能被转化为电能。核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能。(1)核反应方程式，是反应堆中发生的许多核反应中的一种，n为中子，X为待求粒子，为X的个数，则X为________，=__________，以、分别表示、、核的质量，，分别表示中子、质子的质量，c为光的真空中传播的速度，则在上述核反应过程中放出的核能（2）有一座发电能力为的核电站，核能转化为电能的效率为。假定反应堆中发生的裂变反应全是本题(1)中的核反应，已知每次核反应过程中放出的核能，核的质量，求每年(1年=3.15×107s)消耗的的质量。参考答案：解析：(1)

(2)反应堆每年提供的核能

①其中T表示1年的时间以M表示每年消耗的的质量，得：

②解得:代入数据得：M=1.10×103（kg）

③15.(2)一定质量的理想气体，在保持温度不变的情况下，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：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．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，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，即900J.四、计算题：本题共3小题，共计47分16.甲、乙两汽车沿同一平直公路同向匀速运动,速度均为16m/s.在前面的甲车紧急刹车,加速度为a1=3m/s2,乙车由于司机的反应时间为0.5s而晚刹车,已知乙的加速度为a2=4m/s2,为了确保乙车不与甲车相撞,原来至少应保持多大的车距?参考答案：1.5m17.如图，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置．玻璃管的下部封有长ll=25.0cm的空气柱，中间有一段长为l2=25.0cm的水银柱，上部空气柱的长度l3=40.0cm．已知大气压强为P0=75.0cmHg．现将一活塞（图中未画出）从玻璃管开口处缓缓往下推，使管下部空气柱长度变为l'1=20.0cm．假设活塞下推过程中没有漏气，求活塞下推的距离．参考答案：解：以cmHg为压强单位，在活塞下推前，玻璃管下部空气柱的压强为：P1=P0+l2…①设活塞下推后，下部空气的压强为P1′，由玻意耳定律得：P1l1=P1′l1′…②如图，设活塞下推距离为△l，则此时玻璃管上部的空气柱的长度为：l3′=l3+（l1﹣l1′）﹣△l…③设此时玻璃管上部空气柱的压强为P3′，则P3′=p1′﹣l2…④由波意耳定律，得：P0l3=P3′l3′…⑤由①②③④⑤式代入数据解得：△l=15.0cm；答：活塞下推的距离为15cm．【考点】理想气体的状态方程．【分析】设活塞下推距离为△l，分别求解出上、下两端封闭气体下推前的压强和长度，在表示出下推后的压强和长度，对两端封闭气体分别运用玻意耳定律列式后联立求解即可．18.用额定电压U=100V，额定功率是P=1000W的直流电动机竖直提升一重物，已知电动机线圈的电阻r=1Ω，重物的质量m=30kg，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力．（1）求重物匀速上升时的速度；（2）若电动机以额定功率