2021-2022学年广东省茂名市化州奋志中学高三物理期末试卷含解析

2021-2022学年广东省茂名市化州奋志中学高三物理期末试卷含解析一、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，位于光滑水平桌面上的物块P用跨过定滑轮的轻绳与小托盘相连，托盘内有砝码。托盘与砝码的总质量为m，P的质量为2m，重力加速度为g。释放后，P从静止开始沿桌面运动的过程中，下列说法正确的是（

）

A．托盘运动的加速度为g

B．P运动的加速度为

C．托盘对轻绳的拉力大小为

D．砝码处于超重状态参考答案：BC2.下列说法正确的是（）A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分B．α粒子散射实验揭示了原子具有核式结构C．氢原子核外电子轨道半径越大，其能量越低D．重核的裂变和轻核的聚变过程都向外界放出核能，都有质量亏损E．原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为λ1的光子；原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长为λ2的光子，已知λ1＞λ2，那么原子从a能级跃迁到c能级状态时将要吸收波长为的光子参考答案：BDE【考点】爱因斯坦质能方程；原子核衰变及半衰期、衰变速度．【分析】β衰变是原子核中的中子转化为质子同时产生电子的过程，但电子不是原子核的组成部分，α粒子散射实验揭示了原子具有核式结构，氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离原子核较近的轨道上时，能量减小．减小的能量以光子的形式释放出来；重核的裂变和轻核的聚变过程都有质量亏损；根据玻尔理论分析即可．【解答】解：A、β衰变是原子核中的中子转化为质子同时产生电子的过程，但电子不是原子核的组成部分，故A错误；B、α粒子散射实验揭示了原子具有核式结构，故B正确；C、氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离原子核较近的轨道上时，能量减小．减小的能量以光子的形式释放出来．故氢原子核外电子轨道半径越大，其能量越高，故C错误；D、重核的裂变和轻核的聚变过程都有质量亏损，都向外界放出核能，故D正确；E、原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为λ1的光子；原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长为λ2的光子，已知λ1＞λ2．根据玻尔理论得a→b：Ea﹣Eb=hb→c：Ec﹣Eb=ha→c：Ec﹣Ea=h联立上三式得：λ=．故E正确．故选：BDE3.2009年9月28日，甬台温高速铁路正式开通，浙江铁路进入了高铁时代。假设列车在某段距离中做匀加速直线运动，速度由5m/s增加到10m/s时位移为x。则当速度由10m/s增加到15m/s时，它的位移是（

）A．

B．

C．

D．参考答案：D4.如图所示，A、B、C、D四图中的小球以及小球所在的左侧斜面完全相同，现从同一高度h处由静止释放小球，使之进入右侧不同的轨道：除去底部一小段圆弧，A图中的轨道是一段斜面，高度大于h；B图中的轨道与A图中轨道相比只是短了一些，且斜面高度小于h；C图中的轨道是一个内径略大于小球直径的管道，其上部为直管，下部为圆弧形，与斜面相连，管的高度大于h；D图中的轨道是个半圆形轨道，其直径等于h.如果不计任何摩擦阻力和拐弯处的能量损失，小球进入右侧轨道后能到达h高度的是参考答案：试题分析：小球到达最高点的速度可以为零，根据机械能守恒定律得，mgh+0=mgh′+0．则h′=h．故A正确．小球离开轨道做斜抛运动，运动到最高点在水平方向上有速度，即在最高点的速度不为零，根据机械能守恒定律得，mgh+0=mgh′+mv2．则h′＜h．故B错误．

小球离开轨道做竖直上抛运动，运动到最高点速度为零，根据机械能守恒定律得，mgh+0=mgh′+0．则h′=h．故C正确．

小球在内轨道运动，通过最高点有最小速度，故在最高点的速度不为零，根据机械能守恒定律得，mgh+0=mgh′+mv2．则h′＜h．故D错误．故选AC．考点：机械能守恒定律；牛顿第二定律；向心力。5.（多选）图中，固定的光滑竖直杆上套有一质量为m的圆环，圆环与水平放置轻质弹簧一端相连，弹簧另一端固定在墙壁上的A点，图中弹簧水平时恰好处于原长状态．现让圆环从图示位置（距地面高度为h）由静止沿杆滑下，滑到杆的底端B时速度恰好为零．则在圆环下滑至底端的过程中（）A．圆环的机械能守恒B．弹力对圆环做负功，大小为mghC．圆环所受合力做功为零D．圆环到达B时弹簧弹性势能为mgh参考答案：考点：功能关系；功的计算．分析：分析圆环沿杆下滑的过程的受力和做功情况，只有重力弹簧的拉力做功，所以圆环机械能不守恒，系统的机械能守恒；根据系统的机械能守恒进行分析．解答：解：A、圆环沿杆滑下过程中，弹簧的拉力对圆环做功，圆环的机械能不守恒，故A错误，B、图中弹簧水平时恰好处于原长状态，在圆环下滑的过程中，弹簧对圆环有拉力，此拉力对圆环做负功，则由功能原理知圆环的机械能减小，根据动能定理可知弹力做功为﹣mgh．故B正确．C、对于圆环，两个过程中动能的变化量为零，根据动能定理可知圆环所受的合力做功为零，故C正确．D、对于圆环和弹簧组成的系统而言，只有重力和弹力做功，系统的机械能守恒，可知圆环的机械能减少了mgh，那么弹簧的弹性势能增大mgh，故D正确．故选：BCD．点评：对物理过程进行受力、运动、做功分析，是解决问题的根本方法．这是一道考查系统机械能守恒的基础好题．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.湖面上一列水波使漂浮在水面上的小树叶在3.0s内完成了6次全振动．当该小树叶开始第10次振动时，沿此传播方向与该小树叶相距1.8m、浮在水面的另一小树叶刚好开始振动，根据上述信息可求得水波的波长

，水波的传播速度大小为

．参考答案：0.20m；0.40m/s【考点】波长、频率和波速的关系；横波的图象．【分析】小树叶在3.0s内全振动了6次，求出树叶振动一次的时间即树叶振动的周期，等于此水波的周期．由题意当某小树叶开始第10次振动时，沿水波的传播方向与该小树叶相距1.8m经历的时间为9个周期，求出传播时间，得到波速．若振动的频率变大，波速不变，波传播的时间不变．【解答】解：据题，小树叶在3.0s内全振动了6次，则此水波的周期为T=s=0.5s，由题意当某小树叶开始第10次振动时，沿水波的传播方向与该小树叶相距1.8m、经历的时间为9个周期，即为t=4.5s，波速为v=，波长为λ=vT=0.4×0.5m=0.20m．故答案为：0.20m；0.40m/s7.（4分）一带电量为q的小圆环A，可沿着长为2的光滑绝缘固定的细杆在竖直方向运动，小圆环直径远小于。杆的下端固定一质量为m、带电量为q的小球B。平衡时，小圆环A恰好悬于细杆的正中间，如图所示。这时杆对B小球的拉力为___________；若取B小球位置重力势能为零，当设法使B小球所带的电瞬间消失，则此后经过时间_____________A小环的动能恰等于其重力势能。（一切阻力均不计，静电力恒量用k表示）。参考答案：；8.某同学用左下图所示的装置来探究加速度与力、质量的关系。装置屮小车J^量为W,钩码的总质量为/?

‘①为了尽可能减少摩擦力的影响，计时器最好选用_____式打点计吋器(选填“电磁”或“电火花”）。在没有钩码拖动下，需要将长木扳的右端

,使小车拖动纸带穿过计时器时能_____②

在_____的条件下，可以认为细绳对小车的拉力近似等于钩码的总重力，在控制_____不变的情况下，可以探究加速度与力的关系。③在此实验中，此同学先接通计时器的电源，再放开小车，小车拖动纸带运动而得到右上图所示的一条纸带，其中0点为小车开始运动吋打下的第一点，A、B、C为纸带上选定的三个相邻的计数点，相邻的计数点之间有四个点没有标出，用刻度尺测得A、B、C三计数点到O点的距离分别为xA=42.05cm，xB=51.55cm,xC=62.00cm,则小车的加速度大小为a=_____m/s2参考答案：①电火花（1分）

垫高（1分）

匀速直线运动（或均匀打点）（2分）②m《M(或钩码的总质量远小于小车的质量)（2分）

M(或小车的质量)（2分）③0.95（2分）9.（8分）质量为1．0kg的物体放在可绕竖直轴转动的水平圆盘上，物体与转轴间用轻弹簧相连．物体与转盘间最大静摩擦力是重力的0．2倍，弹簧的劲度系数为600N／m，原长为4cm，此时圆盘处于静止状态，如图2—13所示．圆盘开始转动后，要使物体与圆盘保持相对静止，圆盘的最大角速度=

(2)当角速度达到2ω0时，弹簧的伸长量X=

．(g取10m／s2)参考答案：10.一定质量的理想气体，从初始状态A经状态B、C再回到状态A，变化过程如图所示，其中A到B曲线为双曲线．图中V0和P0为已知量．①从状态A到B，气体经历的是

(选填“等温”“等容”或“等压”)过程；②从B到C的过程中，气体做功大小为

；③从A经状态B、C再回到状态A的过程中，气体吸放热情况为____(选填“吸热”、“放热”或“无吸放热”)。参考答案：等温

放热（1）据题知A到B曲线为双曲线，说明p与V成反比，即pV为定值，由得知气体的温度不变，即从状态A到B，气体经历的是等温过程；（2）从B到C的过程中，气体做功大小等于BC线与V轴所围的“面积”大小，故有：（3）气体从A经状态B，再到C气体对外做功，从C到A外界对气体，根据“面积”表示气体做功可知：整个过程气体对外做功小于外界对气体做功，而内能不变，根据热力学第一定律得知气体要放热。11.在“探究恒力做功与物体的动能改变量的关系”的实验中备有下列器材：A.打点计时器；B.天平；C秒表；D.低压交流电源；E.电池；F.纸带；G.细线、砝码、小车、砝码盘；H.薄木板．①其中多余的器材是____________，缺少的器材是__________________．②测量时间的工具是__________________；测量质量的工具是____________________．③如图实所示是打点计时器打出的小车(质量为m)在恒力F作用下做匀加速直线运动的纸带．要测量的数据已用字母表示在图中，打点计时器的打点周期为T.请分析，利用这些数据能否验证动能定理？若不能，请说明理由；若能，请写出需验证的表达式．_________________________________________________________________________________参考答案：）①C、E

毫米刻度尺②A

B③能从A到B的过程中，恒力做的功为WAB＝FsAB物体动能的变化量为EkB－EkA＝mv－mv＝m()2－m()2＝m只要验证FsAB＝m即可．优点：A、B两点的距离较远，测量时的相对误差较小；缺点：只进行了一次测量验证，说服力不强．12.某同学设计了一个如图甲所示的装置来测定滑块与木板间的动摩擦因数,其中A为滑块,B和C处是钩码,不计绳和滑轮的质量及它们之间的摩擦。实验中该同学保持在B和C处钩码总个数不变的条件下,改变C处钩码个数,测出C处不同个数钩码的总质量m及对应加速度a,然后通过对实验数据的分析求出滑块与木板间的动摩擦因数。(1)该同学手中有电火花计时器、纸带、10个质量均为100克的钩码、滑块、一端带有定滑轮的长木板、细线,为了完成本实验,得到所要测量的物理量,还需要________。A.秒表B.毫米刻度尺C.天平D.弹簧测力计(2)在实验数据处理中,该同学以C处钩码的总质量m为横轴,以加速度a为纵轴,绘制了如图乙所示的实验图线,可知滑块与木板间的动摩擦因数μ=________。(g取10m/s2)参考答案：

(1).(1)B

(2).(2)0.3【详解】第一空.打点计时器通过打点即可知道时间，故不需要秒表，故A错误．本实验不需要测滑块的质量，钩码质量已知，故不需要天平，故B错误．实验需要测量两点之间的距离，需要毫米刻度尺，故C正确．滑块受到的拉力等于钩码的重力，不需要弹簧测力计测拉力，故D错误．故选C；

第二空.对ABC系统应用牛顿第二定律可得：，其中m+m＇=m0；所以a-m图象中，纵轴的截距为-μg，故-μg=-3，μ=0.3.13.（6分）木块A、B分别重50N和60N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25，夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm，弹簧的劲度系数为400N/m，系统置于水平地面上静止不动，现用F=1N的水平拉力作用在木块B上，如图所示，力F的作用后木块A所受摩擦力大小是

N，木块B所受摩擦力大小是

N。参考答案：

8

9三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某学习小组探究电学元件的伏安特性曲线。①甲同学要描绘一个标有“3.6V，1.2W”的小灯泡的伏安特性曲线，除了导线和开关外，还有下列器材可供选择：电压表V（量程5V，内阻约为5kΩ）直流电源E（电动势4.5V，内阻不计）电流表A1（量程350mA，内阻约为1Ω）电流表A2（量程150mA，内阻约为2Ω）滑动变阻器R1（阻值0~200Ω）滑动变阻器R2（阻值0~10Ω）实验中电流表应选______，滑动变阻器应选______；（填写器材代号）以下的四个电路中应选用_________进行实验。图3②乙同学利用甲同学的电路分别描绘了三个电学元件的伏安特性曲线，如图3所示。然后他用图4所示的电路给三个元件分别供电，并测出给元件1和元件2供电时的电流和电压值，分别标在图3上，它们是A点和B点。已知R0=9.0Ω，则该电源的电动势_______V，内电阻_______Ω。这个电源给元件3供电时，元件3的电功率P=_______W。参考答案：①A1……………（2分）

R2

…………（2分）

A

…………（2分）②3.0…………（2分）

1.0…………（2分）

0.2…………（2分）①由于描绘伏安特性曲线要求灯泡两端电压从0开始变化，故滑动变阻器应采用分压式接法，选小量程的便于调节；灯泡内阻较小，额定电流为330mA，故电流表应外接，选A1不容易被烧坏。②读出A、B的坐标数据，由闭合电路欧姆定律列方程可求得电源的电动势和内电阻；在图像中作出电源的伏安特性曲线，与原件3图线的交点坐标的乘积即为待求的功率值。15.用如图1所示装置来做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，回答下面问题：（1）下列说法中正确的是

．A．连接沙桶和小车的细绳应与长木板保持平行B．实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源C．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力D．平衡摩擦力时，将空的沙桶用细绳通过定滑轮拴在小车上（2）本实验中把沙和沙桶的总重量当作小车受到的拉力，当测得某一次小车连同车上的重物的总质量M=450g时，则图2的物体中能用来取代沙和沙桶的是

．（3）实验得到如图3所示的一条纸带，打点计时器所接交流电源的频率为50Hz，从O点开始每5个计时点取一个计数点，在纸带上依次标出0、1、2、3、4，5个计数点，表格中记录的是各计数点对应的刻度数值，其中计数点3的刻度数为

cm，并将这个测量值填入表中．计数点01234刻度数值/cm03.037.11

18.55（4）根据表格中的数据试计算出小车的加速度为

m/s2（结果保留两位有效数字）．参考答案：（1）AC；（2）D；（3）12.28；（4）1.1【考点】探究加速度与物体质量、物体受力的关系．【分析】（1）在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，使得砂和小桶的重力等于小车的合力，需平衡摩擦力，平衡摩擦力时，不挂砂和小桶，小车后面需连接纸带．连接沙桶和小车的轻绳应和长木板保持平行，平衡摩擦力后，长木板与水平面夹角不能改变，小车应靠近打点计时器，且应先接通电源再释放小车（2）根据牛顿第二定律，运用整体法和隔离法求出拉力的表达式，得出砂桶重力表示拉力的条件（3）根据刻度尺读出示数，注意估读；（4）根据△x=aT2利用逐差法求得加速度【解答】解：（1）A、连接砂桶和小车的轻绳应和长木板保持平行，使绳子的拉力等于小车受到的合力，故A正确．B、实验时，先接通电源，后放开小车，故B错误；C、平衡摩擦力后，当改变小车或砂桶质量时，不需要再次平衡摩擦力，故C正确；D、平衡摩擦力时，不需挂砂和小桶，但小车后面必须与纸带相连，因为运动过程中纸带受到阻力，故D错误．故选：AC（2）本实验中把沙和沙桶的总重量当作小车受到的拉力，要保证小车的质量远远大于砂和砂桶的质量，故D正确；（3）由刻度尺可知示数为12.28cm（4）根据△x=aT2可知，m/s2=1.1m/s2故答案为：（1）AC；（2）D；（3）12.28；（4）1.1四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，xOy平面内存在均匀、大小随时间周期性变化的磁场和电场，变化规律分别如图乙、丙所示(规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向、沿y轴正方向电场强度为正)．在t=0时刻由原点O发射初速度大小为，方向沿y轴正方向的带负电粒子．已知，粒子的比荷，不计粒子的重力.(1)等时，求粒子的位置坐标；(2)若t=5t0时粒子回到原点，求0～5t