2021-2022学年山西省太原市第十三中学高三物理期末试题含解析

2021-2022学年山西省太原市第十三中学高三物理期末试题含解析一、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.如图所示，一固定的水平玻璃均匀带上电荷，其中心O的正上方和正下方分别有两点A、B，OA=OB=h．先将一质量为m的带正电小球放在A点时恰好处于静止状态，若给小球一个沿竖直向下的初速度v0，重力加速度为g，则下列判断正确的是（）A．带电圆环在B点产生的场强方向竖直向上B．小球从A点运动到B点的过程中带电小球的电势能一直增大C．小球从A点运动到B点的过程中通过O点时速度最大D．小球通过B点时的速度大小为参考答案：D【考点】电势差与电场强度的关系；电势能．【分析】根据小球原来静止在A点，电场力与重力平衡，判断出A点的电场方向，由对称性分析B点的电场方向．由电场力方向与位移方向的关系分析电场力做功的正负，由动能定理分析速度的变化，并计算小球通过B点的速度．【解答】解：A、小球原来静止在A点，电场力与重力平衡，电场力方向竖直向上，所以A点的场强方向竖直向上，由对称性分析知B点的场强方向竖直向下．故A错误．B、小球从A点运动到B点的过程中电场力先竖直向上，后竖直向下，则电场力做先做负功后做正功，电势能先增大再减小，故B错误．C、小球从A点运动到B点的过程中，电场力做先做负功后做正功，重力一直做正功，由动能定理知，通过B点时的速度最大，故C错误．D、从A到B，由对称性可知电场力做的总功为0，由动能定理得：2mgh=m﹣m，则vB=．故D正确．故选：D．2.三段不可伸长的细绳OA、OB、OC，悬挂一质量为m的重物，如图所示，其中OA与竖直方向的夹角为，OB沿水平方向，则OA、OB绳拉力大小分别为A．、

B．、C．、

D．

、参考答案：D3.均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合;

磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为B0．使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小应为（

）A． B． C． D．

参考答案：C4.在如图所示的电路中，电源两端A、B间的电压恒定不变开始时S断开，电容器上充有电荷，闭合S后，一下判断正确的A．所带电量增大，所带电量减小B．所带电量减小，所带电量增大C．、所带电量均减小D．、所带电量均增大

参考答案：C5.下列四幅图的有关说法中正确的是（）A．原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径不是任意的B．发现少数粒子发生了较大偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小空间范围C．光电效应实验说明了光具有粒子性D．射线甲由α粒子组成，每个粒子带两个单位正电荷E．链式反应属于重核的裂变参考答案：解：A、由图和根据玻尔理论知道，电子的轨道不是任意的，电子有确定的轨道．故A正确．B、少数α粒子发生了较大偏转，说明原子的几乎全部质量和所有正电荷主要集中在很小的核上，否则不可能发生大角度偏转．故B错误．C、光电效应实验说明了光具有粒子性．故C正确．D、根据左手定则可得，向左偏转的粒子带正电，所以射线丙由α粒子组成，该粒子带两个单位正电荷，而射线甲是β粒子，故D错误；E、一个中子轰击后，出现三个中子，此链式反应属于重核的裂变，故E正确．故选：ACE．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.质量为m，速度为v0的子弹，水平射入一固定的地面上质量为M的木块中，深入木块的深度为L.如果将该木块放在光滑的水平面上，欲使同样质量的子弹水平射入木块的深度也为L，则其水平速度应为__________。

参考答案：7.(1)（6分）如图所示为氢原子的能级图。让一束单色光照射到大量处于基态（量子数n=1）的氢原子上，被激发的氢原子能自发地发出3种不同频率的色光，则照射氢原子的单色光的光子能量为

eV。用这种光照射逸出功为4.54eV的金属表面时，逸出的光电子的最大初动能是

eV。参考答案：12.09

7.558.如图所示，一截面为正三角形的棱镜，其折射率为。今有一束单色光射到它的一个侧面，经折射后与底边平行，则入射光线与水平方向的夹角是______。参考答案：30°9.有一个已知内阻RA=10Ω，RV=2000Ω，来测一个未知电阻Rx。用图中（甲）和（乙）两种电路分别对它进行测量，用（甲）图电路测量时，两表读数分别为6.00V，6.00mA，用（乙）图电路测量时，两表读数分别为5.90V，10.00mA，则用___

___图所示电路测该电阻的阻值误差较小，测量值Rx=____

__Ω，真实值Rx=____

__Ω参考答案：甲，1000，99010.（4分）图A是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，测出被测物体的速度。图B中p1、p2是测速仪发出的超声波信号，n1、n2是p1、p2由汽车反射回来的信号。设测速仪匀速扫描，p1、p2之间的时间间隔Δt＝1.0s，超声波在空气中传播的速度是v＝340m/s，若汽车是匀速行驶的，则根据图B可知，汽车在接收到p1、p2两个信号之间的时间内前进的距离是

m，汽车的速度是

m/s。参考答案：答案：17，17.911.如图7所示为某同学在一次实验中用打点计时器打出的一条纸带，其中ABCDEF是打点计时器连续打出的6个点，该同学用毫米刻度尺测量A点到各点的距离，并记录在图中（单位：cm）则：①图中五个数据中不符合有效数字要求的是_______，应即为_______cm；②在纸带上打出D点时的瞬时速度为_______m/s，物体运动的加速度是_______m/s2；③根据以上计算结果可以估计纸带是该同学做下列那个实验打出的纸带（

）A．练习使用打点计时器B．探究“加速度与力和质量的关系”C．用落体法验证机械能守恒定律D．用斜面和小车研究匀变速直线运动参考答案：①2.0，2.00（4分）②1.49m/s（2分），9.88m/s2（2分）③C（2分）12.（4分）用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做了900J的功，同时汽缸向外散热210J，汽缸里空气的内能

（填“增加”或“减少”）了

J。参考答案：

增加

690J13.如图所示，一定质量的理想气体由状态a沿abc变化到状态c，吸收了340J的热量，并对外做功120J。若该气体由状态a沿adc变化到状态c时，对外做功40J，则这一过程中气体

（填“吸收”或“放出”）热量

J。参考答案：吸收（2分）260J三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.在探究弹簧振子（如图甲在一根轻质弹簧下悬挂质量为m的重物，让其在竖直方向上振动）振动周期T与物体质量m间的关系的实验中：（1）如图，某同学尝试用DIS测量周期，把弹簧振子挂在力传感器的挂钩，将图中力传感器的引出端A应接到数据采集器，使重物做竖直方向小幅度振动，若测得连续N个力最大值之间的时间间隔为t，则重物的周期为．（2）为了探究周期T与质量m间的关系．某同学改变重物质量，多次测量，得到了表中所示的实验数据．为了得到T与m的明确关系，该同学建立了如图乙所示的坐标系，并将横轴用来表示质量m．请在图中标出纵轴表示的物理量为周期的平方，然后在坐标系中画出图线．m/kgT/s

0.100.14

0.200.20

0.400.28

0.600.35

0.800.40

（3）周期T与质量m间的关系是振动周期T的平方与重物的质量m成正比．参考答案：考点：探究单摆的周期与摆长的关系．专题：实验题．分析：每次只改变一个变量，控制其它变量保持不变的研究方法是控制变量法．根据描出的点，应用描点法作图，作出图象．根据图线的形状，由数学知识写出T与m的关系式．解答：解：（1）某同学尝试用DIS测量周期，把弹簧振子挂在力传感器的挂钩上，图中力传感器的引出端A应接到数据采集器．使重物做竖直方向小幅度振动，当力的测量值最大时重物位于最低点．若测得连续N个力最大值之间的时间间隔为t，则重物的周期为．（2）为了得到T与m的明确关系，我们应该作出倾斜的直线研究变量间的关系．所以我们应该作出T2﹣m的关系图线．纵轴表示的物理量为周期的平方，如图所示（3）由图象得：弹簧振子的周期与振子质量的平方根成正比．故答案为：（1）数据采集器，最低点，；（2）周期的平方；如图（3）振动周期T的平方与重物的质量m成正比．点评：要掌握描点法作图的方法；本实验应用了控制变量法，控制变量法是常用的物理实验方法，一定要掌握．15.利用图1所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度。斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动。当带有遮光片的滑块自斜面顶部滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t。改变光电门甲的位置进行多次测量s（mm）180295357425466495t（ms）100180230310370450s/t（m/s）1.801.641.551.371.261.10，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用毫米尺测量甲、乙之间的距离s，记下相应的t值，所得数据如右表所示。完成下列填空和作图：（1）设滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度大小a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度v1、测量值s和t四个物理量之间所满足的关系式是__________________________。（2）根据表中给出的数据，在图2给出的坐标纸上描点画出s/t－t图线（3）由所画出的s/t－t图线，得出滑块加速度的大小a＝______m/s2（保留2位有效数字）。参考答案：.(1

)s=v1t-at2/2

(2)如右图

(3)4.0四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图，竖直固定轨道abcd段光滑，长为L=1.0m的平台de段粗糙，abc段是以O为圆心的圆弧．小球A和B紧靠一起静止于e处，B的质量是A的4倍．两小球在内力作用下突然分离，A分离后向左始终沿轨道运动，小球A与de段的动摩擦因数μ=0.2，到b点时轨道对A的支持力等于A的重力的；B分离后平抛落到f点，f到平台边缘的水平距离s=0.4m，平台高h=0.8m，g取10m/s2。求：

（1）B作平抛运动初速度vB的大小；

（2）A到达d点时的速度大小vd；

（3）圆弧abc的半径R．参考答案：（1）B分离后做平抛运动，由平抛运动规律可知h=gt2

（2分）

vB=

（2分）

代入数据得vB=1m/s

（1分）

（2）AB分离时，由动量守恒定律得

0=mAvA-mBvB

（3分）

A球由e到d根据动能定理得

-μmAgl=mAvd2-mAve2

（3分）

代入数据得vd=2m/s

（1分）

（3）A球由d到b根据机械能守恒定律得

mAgR+mAvb2=mAvd2

（2分）

A球在b由牛顿第二定律得

mAg-mAg=

（3分）

代入数据得R=0.5m

（1分）17.（12分）如图所示，两杂技演员（都视为质点）乘秋千从A点（秋千绳处于水平位置）由静止出发绕O点下摆，当摆到最低点B时，女演员在极短时间内将男演员水平方向推出，然后自己刚好能回到A点。求男演员落地点C与Ｏ点的水平距离s。已知男演员质量m1和女演员质量m2之比，秋千的质量不计，秋千的摆长为R，C点比O点低5R。参考答案：设分离前男女演员在秋千最低点B的速度为v0，由机械能守恒定律得：

（3分）

设刚分离时男演员速度的大小为v1，方向与v0相同；女演员速度的大小为v2，方向与v0相反，由于女演员刚好回到A点，则

（2分）

由动量守恒得：

（3分）

分离后，男演员做平抛运动，设男演员从被推出到落在C点所需的时间为t，则

（2分）

因为

以上各式联立可得x=8R

（2分）18.如图所示，粗糙绝缘的水平面附近存在一个与x轴平行的水平电场，其在x轴上的电势φ与坐标x的关系用图中曲线表示，图中斜线为该曲线过点(0.15，3)的切线。现有一质量为0.20kg，电荷量为＋2.0×10－8C的滑块P(可视为质点)，从x＝0.10m处由静止释放，其与水平面的动摩擦因数为0.02。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g＝10m/s2。问：（1）滑块的加速度如