2021-2022学年湖北省荆门市外国语学校高三物理上学期期末试题含解析

2021-2022学年湖北省荆门市外国语学校高三物理上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.下列说法正确的是(

)A．根据玻尔理论，氢原子在辐射光子的同时，轨道也在连续地减小B.放射性物质的温度升高，则半衰期减小C.用能量等于氘核结合能的光子照射静止氘核,不可能使氘核分解为一个质子和一个中子D.某放射性原子核经过2次α衰变和一次β衰变，核内质子数减少3个E．根据玻尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小。参考答案：2.如图所示，电阻不能忽略的矩形闭合导线框ABCD处于水平匀强磁场中，线框绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈接有一只“22V6W”的灯泡．当灯泡正常发光时，线框输出电压u＝66sin100πtV．下列说法正确的是()A.线框转动的频率为100HzB.图示位置线框中产生的感应电动势最大C.变压器原、副线圈匝数之比为3∶1D.若副线圈再并联一个相同的灯泡，则变压器的输入功率为12W参考答案：C3.关于对下列四幅图的说法，正确的是：_________A．根据玻尔理论，原子中的电子绕原子核高速运转轨道的半径是任意的B．根据玻尔理论，氢原子的核外电子由外层轨道跃迁到内层轨道后原子的能量减小C．光电效应实验证明了光具有波动性D．电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子具有波动性E．α粒子散射实验发现少数α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参考答案：BD4.关于物理学史，下列说法正确的是A．伽利略认为运动不需要力来维持B．牛顿发现行星运动三大定律C．法拉第发现电流产生磁场D．法拉第发现磁场对通电导线有作用力参考答案：A5.在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程．在对以下几位物理学家所做科学贡献的叙述中，正确的说法是

A．英国物理学家卡文迪许用实验的方法测出引力常量GB．牛顿通过计算首先发现了海王星和冥王星C．哥白尼首先提出了“地心说”

D．开普勒经过多年的天文观测和记录，提出了“日心说”的观点参考答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.

（1）用图甲所示的装置做“验证牛顿第二定律”的实验。

①为了消除长木板与小车间摩擦力对实验的影响，必须在长木板远离滑轮的一端下面垫一块薄木板，反复移动薄木板的位置，直至不挂砂桶时小车能在长木板上做____运动。②挂上砂桶后，某同学只改变小车的质量进行测量。他根据实验得到的几组数据作出图乙的a-m图象，请根据图乙在答题卡上的图丙中作出图象。

③根据图丙，可判断本次实验中小车受到的合外力大小为

N。参考答案：7.一个人由高H=20m的高台上将质量为m=0.5kg的小球以v0=16m/s的初速度竖直向上抛出，则人对小球所做的功为________J；小球落地时速度大小为24m/s，整个过程中小球克服空气阻力做功为________J。（g=10m/s2）参考答案：答案：64J；20J。

8.在如图所示电路中，电源电动势E，内阻r，保护电阻R0，滑动变阻器总电阻R，闭合电键S，在滑片P从滑动变阻器的中点滑到b的过程中，通过电流表的电流________，通过滑动变器a端的电流________。(填“变大”、“变小”或“不变”)参考答案：变大，变小9.如图所示，将边长为a、质量为m、电阻为R的正方形导线框竖直向上抛出，穿过宽度为b、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里。线框向上离开磁场时的速度刚好是进入磁场时速度的一半，线框离开磁场后继续上升一段高度，然后落下并匀速进入磁场。整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力Ff，且线框不发生转动，则：线框在上升阶段刚离开磁场时的速度v1=

，线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热Q=

。参考答案：10.某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可视为理想气体。初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界。现使活塞缓慢移动，直至容器中的空气压强与外界相同。此时，容器中空气的温度__________（填“高于”“低于”或“等于”）外界温度，容器中空气的密度__________（填“大于”“小于”或“等于”）外界空气的密度。参考答案：

(1).低于

(2).大于【详解】由题意可知，容器与活塞绝热性能良好，容器内气体与外界不发生热交换，故，但活塞移动的过程中，容器内气体压强减小，则容器内气体正在膨胀，体积增大，气体对外界做功，即，根据热力学第一定律可知：，故容器内气体内能减小，温度降低，低于外界温度。最终容器内气体压强和外界气体压强相同，根据理想气体状态方程：又，m为容器内气体质量联立得：取容器外界质量也为m的一部分气体，由于容器内温度T低于外界温度，故容器内气体密度大于外界。故本题答案为：低于；大于。11.在2004年6月10日联合国大会第58次会议上，鼓掌通过一项决议。决议摘录如下：联合国大会，承认物理学为了解自然界提供了重要基础，注意到物理学及其应用是当今众多技术进步的基石，确信物理教育提供了建设人类发展所必需的科学基础设施的工具，意识到2005年是爱因斯坦科学发现一百周年，这些发现为现代物理学奠定了基础，．……；．……；．宣告2005年为

年．参考答案：国际物理（或世界物理）．

12.当你在商店时打工时，要把货箱搬上离地12m高的楼上，现有30个货箱，总质量为150kg，如果要求你尽可能快地将它们搬上去。你身体可以提供的功率（单位为W）与你搬货箱的质量关系如图所示，则要求最快完成这一工作，你每次应该搬个货箱，最短工作时间为s（忽略下楼、搬起和放下货箱等时间）。参考答案：

3、72013.如图所示是两个相干波源发出的水波，实线表示波峰，虚线表示波谷．已知两列波的振幅都为10cm，C点为AB连线的中点．图中A、B、C、D、E五个点中，振动减弱的点是DE，从图示时刻起经过半个周期后，A点的位移为﹣20cm．（规定竖直向上为位移的正方向）参考答案：考点：波的叠加．版权所有分析：两列波相遇时振动情况相同时振动加强，振动情况相反时振动减弱．两列频率相同的相干波，当波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇时振动加强，当波峰与波谷相遇时振动减弱，则振动情况相同时振动加强；振动情况相反时振动减弱．解答：解：振动减弱的点为波峰和波谷相遇，由图象知振动减弱的点是DE；A点是波峰和波峰相遇，经过半个周期后是波谷和波谷相遇，所以位移为﹣20cm．答案为：DE，﹣20三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图2-4-17，甲为一段粗细均匀的新型导电材料棒，现测量该材料的电阻率．

①首先用多用电表的欧姆挡（倍率为“×10”）粗测其电阻，指针位置如图乙所示，其读数R=____

．（4分）②然后使用以下器材用伏安法尽可能精确地测量其电阻：

A．电流表：量程为30mA，内阻约为0.1

ks5u

B．电压表：量程为3V，内阻约为3K

C．滑动变阻器：最大阻值为20，额定电流1A

D．低压直流电源：电压4V，内阻忽略

F.电键K，导线若干在方框中画出实验电路图．（4分）

③如果实验中电流表示数为I，电压表示数为U，并测出该棒的长度为L.直径为d，则该材

料的电阻率=

（用测出的物理量的符号表示）．（4分）参考答案：①200从题图中读出示数为：20×10=200：（4分）②电路如图所示．，故用电流表内接法，(分压2分，内接2分，共4分))③由欧姆定律解得导电材料棒的电阻为：，由电阻定律得：，材料棒的横截面积为，联立解得15.某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙．当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态．若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：（1）你认为还需要的实验器材有

（2）实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是

，实验时为保证细线拉力为木块的合外力首先要做的步骤

（3）在（2）的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M.往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m.让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1＜v2）。则本实验最终要验证的数学表达式为

（用题中的字母表示实验中测量得到的物理量）.参考答案：（1）天平，刻度尺（2分）（2）沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量（2分），平衡摩擦力（2分）（3）（3分）

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图甲所示，一个质量m＝0.1kg的正方形金属框总电阻R＝0.5Ω，金属框放在表面绝缘且光滑的斜面顶端(金属框上边与AA′重合)，自静止开始沿斜面下滑，下滑过程中穿过一段边界与斜面底边BB′平行、宽度为d的匀强磁场后滑至斜面底端(金属框下边与BB′重合)，设金属框在下滑过程中的速度为v，与此对应的位移为s，那么v2—s图象（记录了线框运动全部过程）如图乙所示，已知匀强磁场方向垂直斜面向上。试问：（g取10m/s2）(1)根据v2—s图象所提供的信息，计算出金属框从斜面顶端滑至底端所需的时间为多少？(2)匀强磁场的磁感应强度多大？(3)现用平行斜面沿斜面向上的恒力F作用在金属框上，使金属框从斜面底端BB′(金属框下边与BB′重合)由静止开始沿斜面向上运动，匀速通过磁场区域后到达斜面顶端(金属框上边与AA′重合)。试计算恒力F做功的最小值。参考答案：

设位移分别为

S1，S2，S3对应的时间分别为

匀加速运动

匀速运动

初速末速度v3=5m/s

匀加速运动（1）

解得：a3=5m/s2

（2）线框通过磁场时，线框作匀速运动，线框受力平衡在AA’a’a区域，对线框进行受力分析穿过磁场区域时，

由题意得：线框的宽度

解得

（3）设恒力作用时金属框上边进入磁场速度为V，

线框穿过磁场时，

又由

解得

由于,所以穿过磁场后，撤去外力，物体仍可到达顶端。所以力F做功为

17.在如图所示的直角坐标中，x轴的上方存在与x轴正方向成45°角斜向右下方的匀强电场，场强的大小为E=×104V/m．X轴的下方有垂直于xOy面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为B=2×10﹣2T．一个比荷为=2×108C/kg的正点电荷从坐标为（0，1）的A点由静止释放．电荷所受的重力忽略不计．（1）求电荷从释放到第一次进入磁场时所用的时间；（2）求电荷在磁场中做圆周运动的半径；（3）当电荷第二次到达x轴上时，电场立即变为竖直向下，而场强大小不变，运动到P点处时速度方向与x轴正方向相同．试求P点位置坐标．参考答案：考点：带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动．专题：带电粒子在复合场中的运动专题．分析：（1）根据牛顿第二定律与运动学公式，即可求解；（2）根据洛伦兹力提供向心力，结合速度公式，即可求解；（3）根据运动的合成与分解知识求出P点的坐标值．解答：解：（1）电荷从A点匀加速运动运动到x轴的C点的过程：位移为：S=AC=m，由牛顿第二定律得，加速度：a=，由匀变速运动的位移公式得：s=at2，代入数据解得：t=1×10﹣6s（2）电荷到达C点的速度为：v=at，代入数据解得：v=2×106m/s速度方向与x轴正方向成45°角，粒子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：qvB=m，代入数据解得：R=m；（3）轨迹圆与x轴相交的弦长为：△x=R=×=1m，所以电荷从坐标原点O再次进入电场中，速度方向与x轴方向成45度角斜向右上方，电场方向竖直向下，则粒子在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做匀减速直线运动，运动到P点处时速度方向与x轴正方向相同，则竖直方向分速度为零，由题意知：vx=vcos45°，vy=vsin45°，则：vx=2×106m，vy=2×106m，由牛顿第二定律得，加速度：a=，在竖直方向，由匀变速运动的速度公式得：vy﹣at′=0，由匀变速运动的位移公式得：y=at′2，在水平方向，由匀速直线运动的位移公式得：x=vxt′，代入数据解得：x=（2+）m，y=m；答：（1）电荷从释放到第一次进入磁场时所用的时间1×10﹣6s；（2）电荷在磁场中做圆周运动的半径为m；（3）P点的位置坐标为（2+，）．点评：带电粒子在电磁场中的运动一般有直线运动、圆周运动和一般的曲线运动；直线运动一般由动力学公式求解，圆周运动由洛仑兹力充当向心力来解题．18.（16分）如图所示，以A、B和C、D为端点的半径为R=0.6m的两半圆形光滑绝缘轨道固定于竖直平面内，B端、C端与光滑绝缘水平面平滑连接．A端、D端之间放一绝缘水平传送带，传送带下方B、C之间的区域存在水平向右的匀强电场，场强E=5×105V/m．当传送带以v0=6m/s的速度沿图示方向匀速运动时，将质量为m=4×10﹣3kg，带电量q=+1×10﹣8C的小物块由静止放上传送带的最右端，小物块第一次运动到传送带最左端时恰好能从A点沿半圆轨道滑下，不计小物块大小及传送带与半圆轨道间的距离，g取10m/s2，已知A、D端之间的距离为1.2m等于水平传送带的长．（1）求小物块第一次运动到传送带最左端时的速度的大小；（2）求小物块与传送带间的动摩擦因数；（3）求小物块第1次经CD半圆形轨