2021-2022学年广东省茂名市大衙中学高三物理上学期期末试卷含解析

2021-2022学年广东省茂名市大衙中学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.在固定于地面的斜面上垂直安放了一个挡板,截面为圆的柱状物体甲放在斜面上,半径与甲相等的光滑圆球乙被夹在甲与挡板之间,乙没有与斜面接触而处于静止状态,如图所示.现在从球心处对甲施加一平行于斜面向下的力F使甲沿斜面方向缓慢地移动，直至甲与挡板接触为止.设乙对挡板的压力为F1,甲对斜面的压力为F2，在

此过程中(

)A.F1缓慢增大,F2缓慢增大

B.F1缓慢增大,F2缓慢减小C.F1缓慢减小,F2缓慢增大

D.F1缓慢减小,F2保持不变参考答案：D2.（多选）下列说法中正确的是（）A．两列机械横波相遇，在相遇区一定会出现干涉现象B．机械波在传播过程中，沿传播方向上，在任何相等时间内，传播相同的距离C．光波在介质中传播的速度与光的频率有关D．狭义相对论认为：一切物理规律在不同的惯性参考系中都相同E．紫光的双缝干涉条纹间距可能大于红光双缝干涉条纹间距参考答案：解：A、只有频率相同的两列机械横波相遇，才会出现干涉现象，故A错误．B、机械波的波速与介质有关，不同介质机械波的传播速度不同，则机械波在传播过程中通过两种不同的介质，沿传播方向上，在任何相等时间内，传播的距离不一定相同．故B错误．C、光波在介质中传播的速度与光的频率有关．故C正确．D、根据狭义相对论的基本原理可知：一切物理规律在不同的惯性参考系中都相同，故D正确．E、双缝干涉条纹间距与光的波长成正比．红光的波长比紫光长，所以红光的双缝干涉条纹间距大于紫光双缝干涉条纹间距．故E错误．故答案为：CD．3.如图甲所示,一对平行金属板M、N,两板长为L,两板间距离也为L,置于O1是的粒子发射源可连续沿两板的中线O1O发射初速度为v0、电荷量为q、质量为m的带正电的粒子(不计粒子重力),若在M、N板间加变化规律如图乙所示交变电压UMN,交变电压的周期为L/v0，t=0时刻入射的粒子恰好贴着N板右侧射出,金属板的右边界与坐标轴y轴重合,板的中心线O1O与坐标轴x轴重合,y轴右侧存在垂直坐标平面向里的匀强磁场,大小未知。求(1)U0的值(用v0、g、m表示；(2)若已知分别在t=0、t=L/2v0时刻入射的粒子进入磁场后,它们的运动轨迹交于P点,已知P点的纵坐标为L,求P点的横坐标x以及磁感应强度的大小B1；(3)撒去y轴右方磁场B1,要使射出电场的所有粒子经y轴右侧某一圆形区域的匀强磁场偏转后都能通过圆形磁场边界的一个点处,而便于再搜集,求该磁场区域的最小半径,以及相应的磁感应强度的大小B2。参考答案：(1)；(2)；(3)【详解】(1)t=0时刻射入的粒子：解得：；(2)时刻飞入的粒子恰好贴着M板右侧射出，如图由几何关系得：联立解得：，r=L粒子在磁场中做匀速圆周运动有：解得：(3)根据磁聚焦有：解得：。4.如图甲所示，Q1、Q2为两个被固定的点电荷，其中Q1带负电，两点在它们连接的延长线上。现有一带负电的粒子以一定的初速度沿直线从点开始经点向远处运动（粒子只受电场力作用），粒子经过两点时的速度分别为，其速度图像如图乙所示，以下说法中不正确的是A．一定带正电B．的电量一定大于的电量C．b点的电场强度一定为零D．整个运动过程中，粒子的电势能先增大后减小参考答案：B5.有一列简谐横波的波源在O处，某时刻沿x轴正方向传播的振动形式传到20cm处，此时x轴上10cm处的质点已振动0.2s，P点离O处80cm，如图所示，取该时刻为t=0，下列说法正确的是（

）A.P点起振时的速度方向沿y轴负方向B.波的传播速度为1m/sC.经过1.5s，P点第一次到达波峰D.0～0.1s时间内，x=10cm处的质点振动的速度逐渐增大E.x=15cm处的质点从开始起振到P点开始起振的时间内通过的路程为52cm参考答案：ACE【详解】A．根据图象可知，A点起振方向向下，沿y轴负方向，各个质点的起振方向均相同，故质点P的起振方向与质点A的起振方向相同，为沿y轴负方向，故A正确；B．根据图象可知波长λ=20cm=0.2m，此时x轴上10cm处的质点已振动0.2s，则周期T=0.4s，则波速，故B错误；C．P点第一次到达波峰的时间，故C正确；D．从0～0.1s时间内，x=10cm处的质点从平衡位置向波峰位置振动，速度逐渐减小，到达波峰处速度为零，故D错误；E．x=15cm处质点从开始起振到P点开始起振的时间，则x=15cm处的质点振动的路程，故E正确；二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.．已知地球自转周期为T，地球半径为R，引力常量为G，地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍，则地球同步卫星的速度大小为____________；地球的质量为___________。参考答案：，7.有一个匀加速直线运动的物体从2s末至6s末的位移为24m,从6s末至10s末的位移为40m,则这个物体的加速度的大小是______m/s2，初速度的大小是______m/s。

参考答案：答案：1

2

8.在地球大气层上界，垂直于太阳光方向上的每秒种内每平方米上接受的太阳辐射能叫做太阳常数，其值为J/m2．S。太阳到地球大气层上界的距离取为m，那么太阳能的辐射功率用上述字母可表示为

，其值为

W（结果取2位有效数字）。参考答案：

答案：9.放射性物质碘131的衰变方程为．可知Y粒子为

。若的质量为m1，的质量为m2，Y粒子的质量为m3。真空中的光速为c，则此核反应释放出的核能为

。参考答案：β粒子（或电子）

（m1－m2－m3）c2

10.小明同学在学习机械能守恒定律后，做了一个实验，将小球从距斜轨底面高h处释放，使其沿竖直的圆形轨道（半径为R）的内侧运动，在不考虑摩擦影响的情况下，（Ⅰ）若h＜R，小球不能通过圆形轨道最高点；（选填“能”或“不能”）（Ⅱ）若h=2R，小球不能通过圆形轨道最高点；（选填“能”或“不能”）（Ⅲ）若h＞2R，小球不一定能通过圆形轨道最高点；（选填“一定能”或“不一定能”）参考答案：考点：机械能守恒定律．专题：机械能守恒定律应用专题．分析：小球恰好能通过圆弧轨道最高点时，重力提供向心力，根据向心力公式求出到达最高点的速度，再根据机械能守恒定律求出最小高度即可求解．解答：解：小球恰好能通过最高点，在最高点，由重力提供向心力，设最高点的速度为v，则有：

mg=m，得：v=从开始滚下到轨道最高点的过程，由机械能守恒定律得：

mgh=2mgR+解得：h=2.5R所以当h＜2.5R时，小球不能通过圆形轨道最高点，Ⅰ．若h＜R，小球不能通过圆形轨道最高点；Ⅱ．若h=2R，小球不能通过圆形轨道最高点；Ⅲ．若h＞2R，小球不一定能通过圆形轨道最高点．故答案为：Ⅰ．不能；Ⅱ．不能；Ⅲ．不一定能点评：本题的突破口是小球恰好能通过最高点，关键抓住重力等于向心力求出最高点的速度．对于光滑轨道，首先考虑能否运用机械能守恒，当然本题也可以根据动能定理求解．11.如图所示，正方形容器处在匀强磁场中，一束电子从a孔垂直射入容器中，其中一部分沿c孔射出，一部分从d孔射出，则从两孔射出的电子速率之比vc:vd=

，从两孔中射出的电子在容器中运动的时间之比tc:td=

。参考答案：

答案：2:1

tc:td=1:212.地球同步卫星到地心的距离r可用地球质量M、地球自转周期T与引力常量G表示为r=_____________。参考答案：13.如图所示为氢原子的能级图，有一群处于n=4激发态的氢原子发生跃迁时能够发出多种频率的光子，让这些光子照射逸出功为2.75ev的光电管，有

中光子能使光电管能发生光电效应，逸出的光电子的最大初动能为

ev。参考答案：3

10三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（实验）.甲、乙、丙三同学做"互成角度的两个力的合成"的实验。所用弹賛测力计的量程为0~5N他们均把橡皮条的一端固定在木板上的A点,橡皮条的另一端通过细绳连接弹簧测力计。用两个弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定点0。如图8所示，操作时细绳都与平板平行,用F1和F2表示拉力的方向和大小。甲同学F1和F2的方向互相垂直,F1=3.0N,F2=3.8N;乙同学F1和F2方向的夹角约为30o。；丙同学F1和F2方向的夹角约为120o。F1=F2=4.0N这三位同学中操作不合适的是

同学，原因

验证力的平行四边形定则．参考答案：乙同学.合力超出弹簧测力计量程解析：对于甲同学，合力．对于乙同学，对于丙同学，．可见操作不合适的是乙同学，因为他的两个力的合力超过了弹簧测力计的最大值应用力的平行四边形定则可求.15.某兴趣小组设计出如图甲所示的实验装置探究小车的加速度跟合外力的关系，图中与小车左端相连的是测力传感器，小车放置在表面各处粗糙程度相同的水平长木板上，按甲图装配好实验器材，先测出小车运动时所受摩擦阻力，逐渐向沙桶中添加细沙粒，当观察到小车刚开始运动时，记下传感器的最大示数为F0，可认为摩擦阻力为F0．（1）将小车放回初位置并用手按住，继续向沙桶中添加一定量的沙粒，记下传感器的示数F1，接通频率外为50Hz的交流电源，使打点计时器工作，然后释放小车，打出一条纸带，再继续在桶中添加沙粒，多次重复实验，打出多条纸带，图乙为某次实验打出的一条纸带，纸带上每相邻的两计数点间都有四个计时点未画出，按时间顺序取0、1、2、3、4、5、6六个计数点，用刻度尺量出1、2、3、4、5、6点到0点的距离（单位：cm），分别标注在相应计数点的下方，则小车的加速度a=0.756m/s2，（结果保留三位有效数字）（2）算出各次小车的加速度和合力F（F=F1﹣F0），获得多组数据，描绘小车加速度a与F的关系图象，纸带与打点计时器间的摩擦可忽略，图中可能正确的是AD．（3）写出一条提高实验结果准确程度有益的建议：控制桶和砂的总质量应远小于小车和传感器的总质量．参考答案：考点：探究加速度与物体质量、物体受力的关系．专题：实验题．分析：根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小．根据牛顿第二定律得出a与F的关系式，结合关系式得出正确的图线．解答：解：（1）由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，设第一个计数点到第二个计数点之间的距离为x1，以后各段分别为x2、x3、x4、x5、x6，根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，得：x4﹣x1=3a1T2x5﹣x2=3a2T2x6﹣x3=3a3T2为了更加准确的求解加速度，我们对三个加速度取平均值得：a=（a1+a2+a3）==0.756m/s2，（2）改变小桶中砂的重力，多次重复实验，获得多组数据，描绘小车加速度a与合力F（F=F1﹣F0）的关系图象．由于已经平衡摩擦力，所以图象应该过原点．故AD正确，BC错误；故选：AD．（3）提高实验结果准确程度有益的建议：控制桶和砂的总质量应远小于小车和传感器的总质量．故答案为：（1）0.756（2）AD（3）控制桶和砂的总质量应远小于小车和传感器的总质量．点评：本题借助实验考查了匀变速直线的规律以及推论的应用，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用，提高解决问题能力．解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，其中平衡摩擦力的原因以及做法在实验中应当清楚．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（8分）如图所示，将甲球从空中A点以vA=3m/s的速度竖直向下抛出，同时将小球乙从A点的正下方H=10m的B点以vB=4m/s的速度水平抛出。不计空气阻力，B点离地面足够高，求两球在空中的最短距离。参考答案：解析：经过时间t，甲球做竖直下抛运动的位移为

（1分）乙球在竖直方向的位移为

（1分）两球在竖直方向的距离为

y=H－y甲＋y乙

（2分）两球在水平方向的距离就是乙球的水平位移，即

（1分）两球之间的距离为

（1分）联立以上各式代入数据解得

当t=1.2s时，两球之间的最短距离为

（2分）17.如图，真空室内存在一有右边界的匀强磁场区域，磁感应强度B=0.332T，磁场方向垂直于纸面向里，右边界cd为荧光屏（粒子打上去会发光）。在磁场中距荧光屏d=8cm处有一点状α粒子放射源S，可沿纸面向各个方向均匀放射初速率相同的α粒子，已知：α粒子的质量m=6.64×10－27kg，电荷量q=3.2×10－19C，初速度v=3.2×106m/s。（可能用到的三角函数：sin37°=0.6，sin30°=0.5）求：（1）α粒子在磁场中作圆周运动的轨道半径R；（2）荧光屏cd被α粒子射中而发光的区域长度L；（3）若从放射源打出的α粒子总个数为3.6×1010个，则最终能打到荧光屏上的α粒子个数为多少？参考答案：.(1)R=20cm=0.2m

（4分）(2)o点上方16cm,o点下方16cm,发光长度为：y=16（1+）cm

（7分）

(3)2.54×1010个。（7分）18.某实验小组做了如下实验，装置如图甲所示．竖直平面内的光滑轨道由倾角为θ的斜面轨道AB和圆弧轨道BCD组成，将质量m=0.1kg的小球，从轨道AB上高H处的某点静止滑下，用压力传感器测出小球经过圆弧最高点D时对轨道的压力