河北省唐山市长宁高级中学 2021-2022学年高三物理上学期期末试卷含解析

河北省唐山市长宁高级中学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.（2004?江苏）如图所示，只含黄光和紫光的复色光束PO，沿半径方向射人空气中的玻璃半圆柱后，被分成两光束OA和OB沿如图所示方向射出．则（）A．OA为黄光，OB为紫光B．OA为紫光，OB为黄光C．OA为黄光，OB为复色光D．OA为紫光，OB为复色光参考答案：C解：OB为反射光，故OB应为复色光；而折射后只有一束光线，故有一光发生的全反射；而黄光与紫光相比较，紫光的临界角要小，故紫光发生了全反射；故OA应为黄光；故C正确，ABD错误；故选C．2.关于声波和电磁波，下列说法中正确的是：

（A）它们都能产生反射、折射、干涉、衍射等现象．

（B）它们都需要介质才能传播．

（C）由一种介质进入另一种介质时，它们的频率会改变．

（D）由空气进入另一种介质时，它们的波速和波长都变小．参考答案：A3.（多选）如图所示，甲、乙两个小球从同一固定斜面的顶端0点水平抛出，分别落到斜面上的A、B两点，A点为OB的中点，不计空气阻力。以下说法正确的是（

）A．甲、乙两球接触斜面前的瞬间，速度的方向相同B．甲、乙两球接触斜面前的瞬间，速度大小之比为C．甲、乙两球做平抛运动的时间之比为D．甲、乙两球做平抛运动的初速度大小之比为1：2参考答案：AC设小球落在斜面上时，速度与水平方向的夹角为α，位移与水平方向的夹角为θ，则t，，可知tanα=2tanθ，因为小球落在斜面上时，位移与水平方向的夹角为定值，可知，两球接触斜面的瞬间速度方向相同，故A正确；因为两球下落的高度之比为1：2，根据，则，可知甲乙两球运动的时间之比为，则竖直分速度之比为，因为两球落在斜面上时速度方向相同，根据平行四边形定则知，两球接触斜面的瞬间，速度大小之比为,故B错、C正确;因为两球平抛运动的水平位移为1：2，时间之比为，则初速度之比为,故D错误。故选AC。4.如图所示，A、B两种物体通过轻细绳跨过定滑轮相连接，已知物体A的质量大于物体B的质量，开始它们处于静止状态。在水平拉力F的作用下，使物体A向右做变速运动，同时物体B匀速上升。设水平地面对物体A的支持力为N，对A的摩擦力为，绳子对A的拉力为T，那么在物体B匀速上升的过程中，N、、T的大小变化情况是：A.

N、、T都增大B.

N、、T都减小C.

N、增大，T不变D.

N、T减小，不变参考答案：C5.下列说法正确的是

A.太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的干涉的结果B.用光导纤维束传送图象信息，这是光的衍射的应用C.眯着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹，这是光的偏振现象D.在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时水面下的景物，可使景像清晰参考答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.在用DIS测定匀变速直线运动规律的实验中，在小车前部和轨道末端都安装了磁铁，同名磁极相对以防止发生碰撞．从轨道上静止释放小车，得到如图2所示的v﹣t图象并且有4个点的坐标值．（1）本实验是通过位移传感器获得v﹣t图象的（填传感器名称）．（2）小车沿轨道下滑过程匀加速阶段的加速度大小为1m/s2．（3）若实验中的阻力可忽略不计，根据图象，1.5s～1.6s内磁铁之间排斥力平均值是小车重力的1.1倍．参考答案：考点：探究小车速度随时间变化的规律．专题：实验题；直线运动规律专题．分析：在物体的v﹣t图象中，斜率大小表示物体的加速度，斜率不变表示物体做匀变速直线运动，图象和横坐标围成的面积表示位移，明确图象的斜率、面积等含义即可正确解答．解答：解：（1）本实验是通过位移传感器获得v﹣t图象的．（2）由图可知图象AB部分为倾斜的直线，因此物体在AB部分做匀加速直线运动，图象的斜率的大小等于物体的加速度，因此有：故其加速度为：a==1m/s2．（3）若实验中的阻力可忽略不计，根据图象得a==10m/s2．根据牛顿第二定律得：1.5s～1.6s内磁铁之间排斥力平均值是小车重力的1.1倍．故答案为：（1）位移

（2）1

（3）1.1点评：本题考查了对v﹣t图象的物理意义的理解与应用，对v﹣t图象要明确斜率的含义，知道在v﹣t图象中图象与坐标轴围成的面积的含义等．7.一个物体静置于光滑水平面上，外面扣一质量为M的盒子，如图l所示。现给盒子一初速度v0，此后，盒子运动的v一t图像呈周期性变化，如图2所示。则盒内物体的质量为

。参考答案：M8.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㎝/s9.第一代核反应堆以铀235为裂变燃料，而在天然铀中占99%的铀238不能被利用，为了解决这个问题，科学家们研究出快中子增殖反应堆，使铀238变成高效核燃料。在反应堆中，使用的核燃料是钚239，裂变时释放出快中子，周围的铀238吸收快中子后变成铀239，铀239（）很不稳定，经过_____次β衰变后变成钚239（）。参考答案：210.如图所示，一定质量的理想气体发生如图所示的状态变化，状态A与状态B的体积关系为VA

▲VB(选填“大于”、“小于”或“等于”)；若从A状态到C状态的过程中气体对外做了50J的功，则此过程中____▲__(选填“吸热”或“放热”)参考答案：小于；吸热试题分析：状态A与状态B，压强不变，温度升高，根据气体状态方程，体积增大，所以VA小于VB。从A状态到C状态的过程中，温度不变，内能不变，根据热力学定的表达式△U=Q+W，知道此过中吸热吸收的热量50J。考点：理想气体的状态方程11.在如图所示的光电效应现象中，光电管阴极K的极限频率为v0，则阴极材料的逸出功等于_________；现用频率大于v0的光照射在阴极上，若在A、K之间加一数值为U的反向电压时，光电流恰好为零，则光电子的最大初动能为_________；若入射光频率为v（v>v0），则光电子的最大初动能为_________。参考答案：（1）hv0；eU；hv-hv012.（6分）图中A为某火箭发射场，B为山区，C为城市。发射场正在进行某型号火箭的发射实验。该火箭起飞时质量为2.02×103千克Kg，起飞推力2.75×106N，火箭发射塔高100m，则该火箭起飞时的加速度大小为______m/s2，在火箭推力不变的情况下，若不考虑空气阻力及火箭质量的变化，火箭起飞后，经_____秒飞离火箭发射塔。（参考公式及常数：=ma，vt=v0+at，s=v0t+(1/2)at2，g=9.8m/s2）参考答案：答案：3.81m/s2；7.25s（答3.83s同样给分）13.4．在图示的复杂网络中，所有电源的电动势均为E0，所有电阻器的电阻值均为R0，所有电容器的电容均为C0，则图示电容器A极板上的电荷量为

。参考答案：．（5分）三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.下图中的甲、乙两种打点计时器是高中物理实验中常用的。光电计时器像打点计时器一样，也是一种研究物体运动情况的计时仪器，其结构如图丙所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当一辆带有档光片的小车从a、b间通过时，光电计时器就可以显示挡光片的挡光时间。某同学在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中，做了一个U型遮光板如图丁所示，两个遮光片宽度均为L=5mm，将此U型遮光板装在小车上，让小车做匀速直线运动通过静止的光电计时器，实验时测得两次遮光时间分别为从第一遮光片遮光到第二个遮光片遮光经过的时间t=1s，则：（1）图乙是_________（填“电磁”或“电火花”）打点计时器，电源采用的是_______（填“交流4—6V”或“交流220V”）。（2）第一个遮光片通过光电门的速度大小为_______m/s，第二个遮光片通过光电门的速度大小为_______m/s。（3）小车做加速直线运动的加速度大小为____________m/s2。参考答案：（1）电火花 交流220V（2）0.05 0.10（3）0.05解析：（1）图乙是电火花打点计时器，电源采用的是交流220V。（2）第一个遮光片通过光电门的速度平均大小为v1＝＝0.05m/s；第二个遮光片通过光电门的速度平均大小为v2＝＝0.10m/s。（3）根据加速度定义式可得滑块的加速度a＝＝0.05m/s2。15.某实验小组用图甲所示装置研究系统在金属轨道上运动过程中机械能是否守恒：将一端带有滑轮的长金属轨道水平放置，重物通过细绳水平牵引小车沿轨道运动，利用打点计时器和纸带记录小车的运动．（1）本实验中小车质量

（填“需要”、“不需要”）远大于重物质量；（2）将小车靠近打点计时器，将穿好的纸带拉直，接通电源，释放小车．图乙是打出的一条清晰纸带，O点是打下的第一个点，1、2、3、4、5是连续的计数点，O点和计数点1之间还有多个点（图中未画出），相邻计数点间的时间间隔为0.02s．在打计数点4时小车的速度v=

m/s（保留三位有效数字）．若已知重物的质量为m，小车的质量为M，则从点O到点4的过程中，系统减少的重力势能为

J，增加的动能为

J（g取9.8m/s2，数字保留两位小数）．参考答案：（1）不需要；（2）2.30；5.18m；2.65（m+M）．【考点】验证机械能守恒定律．【分析】（1）明确实验原理，根据机械能守恒定律进行分析即可明确是否需要小车的质量远小于重物的质量；（2）根据平均速度方法可求得打点4时的速度；根据重力势能的定义可求得0到4时的改变量；根据动能的定义可求得动能的变化．【解答】解：（1）本实验中为了验证机械能守恒定律，两物体的质量均要考虑，故不需要使小车的质量远小于重物的质量；（2）打4点时的速度v===2.30m/s；0到4过程中重力势能的减小量△EP=mgh=9.8×0.5290m=5.18m；动能的增加量△Ek=（m+M）v2=×（2.3）2（M+m）=2.65（M+m）故答案为：（1）不需要；（2）2.30；5.18m；2.65（m+M）．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图，光滑半圆弧轨道半径为r，OA为水平半径，BC为竖直直径。水平轨道CM与C点相切，轨道上有一轻弹簧，一端固定在竖直墙上，另一端恰位于轨道的末端C点(此时弹簧处于自然状态)。一质量为m的小物块自A处以竖直向下的初速度v0=滑下，到C点后压缩弹簧进入水平轨道，被弹簧反弹后恰能通过B点。重力加速度为g，求：（1）物块通过B点时的速度大小；(2)物块离开弹簧刚进入半圆轨道C点时对轨道的压力大小；(3)弹簧的最大弹性势能。参考答案：【知识点】机械能守恒定律；向心力．E3D4【答案解析】（1）物块通过B点时的速度大小；（2）物块离开弹簧刚进入半圆轨道C点时对轨道的压力大小6mg；（3）弹簧的最大弹性势能4mgr．解析：（1）物体恰能通过B点，此时对轨道压力为零mg=，解得（2）物体由C到B机械能守恒：

，在C点联立解得FN=6mg，由牛顿第三定律可知F′N=FN=6mg（3）物体从A点到弹簧最短的过程中，根据能量守恒物体从弹簧最短到B点过程根据能量守恒解得EP=4mgr．【思路点拨】（1）物体恰能通过B点，由牛顿第二定律即可求得；（2）由动能定理和牛顿第二定律即可求得（3）有能量守恒即可判断17.一质量m=0.9kg的小球，系于长L=0.9m的轻绳一端，绳的另一端固定在O点，假定绳不可伸长、柔软且无弹性．现将小球从O点的正上方O1点以初速度v0=2.25m/s水平抛出，已知OO1=0.8m，如图所示．（g取10m/s2）试求：（1）轻绳刚伸直时，绳与竖直方向的夹角θ；（2）当小球到达O点的正下方时，小球对绳的拉力．参考答案：解：（1）质点做平抛运动，当绳刚伸直时，设绳与竖直方向的夹角为θ．则

v0t=Lsinθ=OO1﹣Lcosθ其中，L=0.9m，v0=2.25m/s，OO1=0.8m，联立解得：θ=，t=0.4s（2）绳绷直时刚好水平，如图所示，由于绳不可伸长，故绳绷直瞬间，分速度v0立即减为零，小球仅有竖直速度v⊥，且v⊥=gt=4m/s小球在竖直平面内做圆周运动，设小球到达O点正下方时的速度为v′，根据机械能守恒有：=+mgL小球在最低点，设绳对球的拉力为F，由牛顿第二定律得：F﹣mg=m联立解得：F=43N根据牛顿第三定律知，小球对绳的拉力大小也为43N，方向竖直向下．答：（1）轻绳刚伸直时，绳与竖直方向的夹角θ是；（2）当小球到达O点的正下方时，小球对绳的拉力大小为43N，方向竖直向下．【考点】机械能守恒定律；平抛运动．【分析】（1）先将平抛运动沿水平和竖直方向正交分解，根据位移公式和几何知识列式求解绳与竖直方向的夹角θ；（2）当绳刚绷直时，由于绳不可伸长，则沿绳子方向的速度立即减为零，只有垂直于绳的速度．此后向下摆动的过程，机械能守恒，由机械能守恒定律求出小球到达O点的正下方的速度，再由牛顿第二定律求绳的拉力．18.(10分)如图所示，比荷为的负离子，以速度v垂直磁感应强度为B的匀强磁场由．P点进入，界面I和Ⅱ平行，宽度为L(L<)要使离子由界面II飞出可改变离子的入射方向，离子所受重力不计，求离子在磁场中运动时间的最小值和最大值