2021-2022学年河北省石家庄市藁城第一中学高三物理下学期期末试题含解析

2021-2022学年河北省石家庄市藁城第一中学高三物理下学期期末试题含解析一、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，质量为m的小球用水平弹簧系住，并用倾角为30°的光滑木板AB托住，小球恰好处于静止状态．当木板AB突然向下撤离的瞬间，小球的加速度为（）A．0B．大小为g，方向竖直向下C．大小为，方向垂直木板向下D．大小为，方向水平向右参考答案：C【考点】牛顿第二定律．【分析】木板撤去前，小球处于平衡态，根据共点力平衡条件先求出各个力，撤去木板瞬间，支持力消失，弹力和重力不变，求出合力后即可求出加速度．【解答】解：木板撤去前，小球处于平衡态，受重力、支持力和弹簧的拉力，如图根据共点力平衡条件，有F﹣Nsin30°=0Ncos30°﹣G=0解得N=F=mg木板AB突然撤去后，支持力消失，重力和拉力不变，合力等于支持力N，方向与N反向，故加速度为a==故选C．2.在物理学中，没有比光更令人惊奇的了，关于光的产生、本质和应用，下列说法正确的是______A．光是一份一份的，每一份叫做光子，每一个光子的能量是h，光子打在金属板上，可能发生光电效应B．光子被U吸收，U会裂变，发生链式反应，产生核能C．当大批氢原子从n=4能级跃迁到n=1能级时，氢原子会产生6种频率的光子D．光子是较轻的粒子，与H和H结合能发生聚变反应，吸收能量参考答案：AC（3分，选对但不全可得2分）中子被U吸收，U会裂变，发生链式反应，产生核能，B错误；H和H结合能发生聚变反应，释放能量，D错误。选项AC说法正确。3.（4分）在下列物理量和单位中，正确的说法是（）

①焦耳

②牛顿

③米/秒④加速度

⑤长度

⑥质量

⑦千克

⑧时间．A．属于国际单位制中基本单位的是①⑤⑥⑧B．属于国际单位制中基本单位的是②⑦C．属于国际单位制中单位的是①②③⑦D．属于国际单位制中单位的是④⑤⑥

参考答案：C解：A、B国际单位制中力学基本单位的是米、千克、秒，牛顿不是基本单位，长度、质量和时间是基本物理量．故AB错误．C、D属于围际单位制中单位的是焦耳、牛顿、米/秒、千克．故C正确，D错误．故选C4.（单选）如图所示，一正弦交流电瞬时值为，通过一个理想电流表，接在一个理想的降压变压器两端。以下说法正确的是A．流过r的电流方向每秒钟变化50次B．变压器原线圈匝数小于副线圈匝数C．开关从断开到闭合时，电流表示数变小D．开关闭合前后，AB两端电功率可能相等参考答案：D5.（单选）如图，静止在光滑地面上的小车，由光滑的斜面AB和粗糙的平面BC组成（它们在B处平滑连接），小车右侧与竖直墙壁之间连接着一个力传感器，当传感器受压时，其示数为正值，当传感器被拉时，其示数为负值．一个小滑块从小车A点由静止开始下滑至C点的过程中，传感器记录到的力F随时间t的关系图中可能正确的是（）A．B．C．D．参考答案：解：滑块先匀加速下滑后匀减速向左滑动；滑块加速下滑时，受重力和支持力，故对斜面体有向右下方的恒定压力，故传感器示数为正且恒定不变；滑块匀减速向左滑动时，对小车有向左的摩擦力，故传感器受到拉力且恒定；故ABC错误，D正确；故选：D．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.某同学通过实验对平抛运动进行研究，他在竖直墙上记录了抛物线轨迹的一部分，如图所示．O点不是抛出点，x轴沿水平方向，由图中所给的数据可求出平抛物体的初速度是_________m/s,抛出点的坐标x＝

m，y＝

m(g取10m/s2)（结果保留2位有效数字）参考答案：7.在如图（a）所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器．闭合开关S，将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端，两个电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图（b）所示．则电源内阻的阻值为5Ω，滑动变阻器R2的最大功率为0.9W．参考答案：考点：闭合电路的欧姆定律；电功、电功率．专题：恒定电流专题．分析：由图可知两电阻串联，V1测R1两端的电压，V2测R2两端的电压；当滑片向左端滑动时，滑动变阻器接入电阻减小，则可知总电阻变化，由闭合电路欧姆定律可知电路中电流的变化，则可知内电压的变化及路端电压的变化，同时也可得出R1两端的电压变化，判断两图象所对应的电压表的示数变化；由图可知当R2全部接入及只有R1接入时两电表的示数，则由闭合电路的欧姆定律可得出电源的内阻；由功率公式可求得电源的最大输出功率及滑动变阻器的最大功率．解答：解：当滑片左移时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大；而R1两端的电压增大，故乙表示是V1示数的变化；甲表示V2示数的变化；由图可知，当只有R1接入电路时，电路中电流为0.6A，电压为3V，则由E=U+Ir可得：E=3+0.6r；当滑动变阻器全部接入时，两电压表示数之比为，故=；由闭合电路欧姆定律可得E=5+0.2r解得：r=5Ω，E=6V．由上分析可知，R1的阻值为5Ω，R2电阻为20Ω；当R1等效为内阻，则当滑动变阻器的阻值等于R+r时，滑动变阻器消耗的功率最大，故当滑动变阻器阻值为10Ω时，滑动变阻器消耗的功率最大，由闭合电路欧姆定律可得，电路中的电流I==A=0.3A，则滑动变阻器消耗最大功率P=I2R=0.9W；故答案为：5，0.9．点评：在求定值电阻的最大功率时，应是电流最大的时候；而求变值电阻的最大功率时，应根据电源的最大输出功率求，必要时可将与电源串联的定值电阻等效为内阻处理．8.在光电效应试验中，某金属的截止频率相应的波长为，该金属的逸出功为______。若用波长为（<0）单色光做实验，则其截止电压为______。已知电子的电荷量，真空中的光速和布朗克常量分别为e、c和h.参考答案：

（2）由和得由爱因斯坦质能方程和得9.在空中某固定点，悬挂一根均匀绳子，然后让其做自由落体运动。若此绳经过悬点正下方H=20m处某点A共用时间1s(从绳下端抵达A至上端离开A)，则该绳全长为

m。参考答案：1510.如图所示为一个竖直放置、半径为R的半圆形轨道ABC，B是最低点，AC与圆心O在同一水平高度，AB段弧面是光滑的，BC段弧面是粗糙的。现有一根长为R、质量不计的细杆，上端连接质量为m的小球甲，下端连接质量为2m的小球乙。开始时甲球在A点，由静止释放后，两球一起沿轨道下滑，当甲球到达最低点B时速度刚好为零，则在此过程中，两球克服摩擦力做功的大小为

；在下滑过程中，乙球经过B点时的瞬时速度大小为

。参考答案：答案：(2-)mgR，

11.某同学利用验证牛顿第二定律的实验装置来验证动能定理。在一端带滑轮的长木板上固定放置两个光电门，其中光电门乙固定在靠近滑轮处，光电门甲的位置可移动。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。改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使小车上的遮光片从紧靠光电门甲处由静止开始运动，用米尺测量甲、乙之间的距离s，并记下相应的时间t。测得小车的质量为M，钩码的质量为m，并满足M远远大于m。则：外力对小车做功为W=

，小车动能的增量为△EK=

。（用题中的字母表示）为减小实验误差，你认为实验操作之前必须进行的操作是：

。参考答案：12.水平面中的平行导轨相距L，它们的右端与电容为C的电容器的两块极板分别相连如图，直导线ab放在导轨上并与其垂直相交，磁感应强度为B的匀强磁场竖直向下穿过导轨面。若发现电容器上极板上带负电荷，则ab向______沿导轨滑动(填向“左”或向“右”)；如电容器的带电荷量为Q，则ab滑动的速度v=_________参考答案：左

Q／BLC由题意可知，电容器极板上带负电荷，因此因棒的切割，从而产生由a到b的感应电流，根据右手定则可知，只有当棒向左滑动时，才会产生由a到b的感应电流；根据电容器的电容公式，而棒切割磁感线产生感应电动势大小为：E=BLv，此时U=E，所以ab滑动的速度为：，13.如图所示，质点甲以8ms的速度从O点沿Ox轴正方向运动，质点乙从点Q（0m，60m）处开始做匀速直线运动，要使甲、乙在开始运动后10s在x轴上的P点相遇，质点乙运动的位移是

，乙的速度是

．参考答案：100m

10㎝/s三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某兴趣小组利用平抛运动知识测量某农庄水平喷水口的流量（单位时间内从管口喷出的水的体积），方法如下：（1）先用游标卡尺测量喷水口的内径D。A、B、C、D图中，测量方式正确的是

（2）右上图为正确测量得到的结果，由此可得喷水口的内径D＝

m。（3）打开水阀，让水从喷水口水平喷出，稳定后测得落地点距喷水口水平距离为x，竖直距离为y，则喷出的水的初速度v0＝

（用x、y、g表示）。（4）根据上述测量值，可得水管内水的流量Q＝

（用D、x、y、g表示）参考答案：15.如图甲所示，在“探究功与速度变化的关系”的实验中，主要过程如下：A．设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、……；B．分析纸带，求出橡皮筋做功使小车获得的速度v1、v2、v3、……；C．作出W-v图象；D．分析W-v图象。如果W-v图象是一条直线，表明W∝v；如果不是直线，可考虑是否存在W∝v2、W∝v3、W∝等关系。(1)实验中得到的一条如图乙所示的纸带，求小车获得的速度应选______________（选填“AB”或“CD”）段来计算。(2)关于该实验，下列说法正确的有_______________A.通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加B.通过改变小车质量可以改变橡皮筋对小车做的功C.每次实验中，橡皮筋拉伸的长度必需保持一致D.先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出(3)在该实验中，打点计时器正常工作，纸带足够长，点迹清晰的纸带上并没有出现一段等间距的点，造成这种情况的原因可能是___________。（写出一条即可）参考答案：

(1).CD

(2).ACD

(3).没有平衡摩擦力或木板的倾角过大或过小(1)由图知：在AB之间，由于相邻计数间的距离不断增大，而打点计时器每隔0.02s打一个点，所以小车做加速运动；在CD之间相邻计数间距相等，说明小车做匀速运动。小车离开橡皮筋后做匀速运动，应选用CD段纸带来计算小车的速度；(2)AB、该实验中利用相同橡皮筋形变量相同时对小车做功相同，通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加。故A正确，B错误；C.为保证每根橡皮条对小车做功一样多，每次实验中，橡皮筋拉伸的长度必需保持一致，故C正确；D.在中学阶段，用打点计时器测量时间时，为有效利用纸带，总是先接通电源后释放纸带，故D正确。故选：ACD。(3)在该实验中，打点计时器正常工作，纸带足够长，点迹清晰的纸带上并没有出现一段等间距的点，造成这种情况的原因可能是没有平衡摩擦力或木板的倾角过大或过小。【名师点睛】（1）打点计时器每隔0.02s打一个点，根据相邻计数点间距离的变化，分析小车的运动情况。小车离开橡皮筋后做匀速运动，由CD段纸带，求出速度。

（2）在探究橡皮筋的拉力对小车所做的功与小车速度变化的关系的实验中应注意：n根相同橡皮筋对小车做的功就等于系一根橡皮筋时对小车做的功的n倍，这个设计很巧妙地解决了直接去测量力和计算功的困难；该实验需要平衡摩擦力以保证动能的增量是只有橡皮筋做功而来；小车最大速度即为后来匀速运动的速度。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.坐标原点O处有一点状的放射源，它向xoy平面内的x轴上方各个方向发射α粒子，α粒子的速度大小都是v0，在0<y<d的区域内分布有指向y轴正方向的匀强电场，场强大小为，其中q与m分别为α粒子的电量和质量；在的区域内分布有垂直于xoy平面的匀强磁场.ab为一块很大的平面感光板，放置于处，如图所示.观察发现此时恰无粒子打到ab板上.（不考虑a粒子的重力）

（1）求α粒子刚进人磁场时的动能；

（2）求磁感应强度B的大小；

（3）将ab板平移到什么位置时所有粒子均能打到板上?并求出此时ab板上被α粒子打中的区域的长度.参考答案：（1）根据动能定理：可得末动能(4分)

（2）根据上题结果可知，对于沿x轴正方向射出的粒子进入磁场时与x轴正方向夹角，(2分)其在电场中沿x方向的位移，(2分)易知若此粒子不能打到ab板上，则所有粒子均不能打到ab板，因此此粒子轨迹必与ab板相切，可得其圆周运动的半径(2分)又根据洛伦兹力提供向心力可得（2分）

（3）易知沿x轴负方向射出的粒子若能打到ab板上，则所有粒子均能打到板上。其临界情况就是此粒子轨迹恰好与ab板相切。由图可知此时磁场宽度为原来的，（1分）即当ab板位于的位置时，恰好所有粒子均能打到板上；（2分）ab板上被打中区域的长度（2分）17.如图所示,虚线框内为某两级串列加速器原理图,abc为长方体加速管,加速管底面宽度为d,加速管的中部b处有很高的正电势,a、c两端均有电极接地(电势为零),加速管出口c右侧距离为d处放置一宽度为d的荧光屏.现让大量速度很小(可认为初速度为零)的负一价离子(电荷量为-e)从a端进入,当离子到达b处时,可被设在b处的特殊装置将其电子剥离,成为三价正离子(电荷量为+3e),而不改变其速度大小.这些三价正离子从c端飞出后进入与其速度方向垂直的、磁感应