2021年山东省聊城市临清第一中学高三物理上学期期末试卷含解析

2021年山东省聊城市临清第一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.如图所示，在矩形区域ABCD内有一垂直纸面向里的匀强磁场，AB＝，AD＝10cm，磁感应强度B＝0．2T．在AD的中点P有一个发射正离子的装置，能够连续不断地向纸面内的各个方向均匀地发射出速率为v＝1．0×10—12m／s的正离子，离子的质量m＝2．0X10—12kg，电荷量q＝1．0×10—5C，离子的重力不计，不考虑离子之间的相互作用，则A.从边界BC边飞出的离子中，BC中点飞出的离子在磁场中运动的时间最短B.边界AP段无离子飞出C.从CD、BC边飞出的离子数之比为1：2D.若离子可从B、C两点飞出，则从B点和C点飞出的离子在磁场中运动的时间相等参考答案：ACD【分析】粒子在磁场中做匀速圆周运动，作出粒子运动轨迹，求出粒子轨道半径，由牛顿第二定律可以求出粒子的速度，然后确定粒子速率范围；由牛顿第二定律求出粒子轨道半径，作出粒子运动轨迹，应用几何知识求出粒子射出的范围。【详解】AD．由于离子的速率一定，所以离子运动的半径确定，在离子转过的圆心角小于的情况下，弦长越短，圆心角越小，时间越短，弦长相等，时间相等，所以从BC中点飞出的离子对应的弦长最短，所用时间最短，离子从B、C两点飞出对应的弦长相竺，所以运动时间相等，故A、D正确；B．由洛伦兹力方向可知，离子逆时针方向旋转，发射方向与PA方向夹角较小的离子会从AP段飞出，故B错误；C．由公式得：，通过图可知，，所以从CD、BC边飞出的离子数之比为1：2，故C正角。故选：ACD。【点睛】本题考查了粒子在磁场中的运动，粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，分析清楚粒子运动过程、作出粒子运动轨迹是正确解题的前提与关键，应用牛顿第二定律、几何知识即可正确解题。2.（单选）图中虚线为一组间距相等的同心圆，圆心处固定一个带负电的点电荷，有一带电粒子以某一初速度射人该电场区，实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c三点为实线和虚线的交点，则下列说法正确的是

A．a点的电势高于b点的电势

B．带电粒子在c点所受电场力比a点大

C．带电粒子在a点的电势能小于在c点的电势能

D．带电粒子由a点到b点的动能变化大于由b点到c点的动能变化参考答案：D3.对下面用相同红光照射做出的两幅图说法正确的是(

)

A．甲图是衍射图样，乙图是干涉图样

B．甲图是干涉图样，乙图是衍射图样

C．甲图是光通过单缝后的图样，乙图是光通过双缝后图样

D．甲图是光通过双缝后的图样，乙图是光通过单缝后图样参考答案：BD由单缝衍射和双缝干涉的特点可知，双缝干涉图样的条纹宽度相等，各相邻条纹等间距，亮度基本相同；单缝衍射图样的条纹宽度不等，中央最宽，各相邻条纹间距不等，中央条纹最亮，两边变暗，结合题图对比可知选项BD正确。4.用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体，静止时弹簧伸长量为L0。现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m的物体，系统静止时弹簧伸长量也为L0。斜面倾角为30，如图所示。则物体所受摩擦力(

)A.等于零B.大小为,方向沿斜面向下C.大小为，方向沿斜面向上D.大小为mg,方向沿斜面向上参考答案：A5.如图所示，物体A在与水平方向成α角斜向下的推力作用下，沿水平地面向右匀速运动，若推力变小而方向不变，则物体A将

A．向右加速运动

B．仍向右匀速运动C．向右减速运动

D．向左加速运动参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，质量相等的物体a和b，置于水平地面上，它们与

地面问的动摩擦因数相等，a、b间接触面光滑，在水平力F作用下，一起沿水平地面匀速运动时，a、b间的作用力=_________,如果地面的动摩擦因数变小，两者一起沿水平地面作匀加速运动，则____（填“变大”或“变小”或“不变”）。参考答案：F/2（2分），不变（2分）7.如图，在真空中有两个点电荷A和B，电量分别为-Q和+2Q，它们相距L，如果在两点电荷连线的中点O有一个半径为r(2r<L)的空心金属球，且球心位于O点，则球壳上的感应电荷在。点处的场强大小为________，方向____．

参考答案：8.一个质量为M=3kg的木板与一个轻弹簧相连，在木板的上方有一质量m为2kg的物块，若在物块上施加一竖直向下的外力F，此时木板和物块一起处于静止状态，如图所示。突然撤去外力，木板和物块一起向上运动0.2m时，物块恰好与木板分离，此时木板的速度为4m/s，则物块和木板分离时弹簧的弹力为________N，木板和物块一起向上运动，直至分离的过程中，弹簧弹力做的功为________J。参考答案：０

N；

５０

J。9.新发现的双子星系统“开普勒-47”有一对互相围绕运行的恒星，运行周期为T，其中一颗大恒星的质量为M，另一颗小恒星只有大恒星质量的三分之一。已知引力常量为G。大、小两颗恒星的转动半径之比为_____________，两颗恒星相距______________。参考答案：1:3，

10.（4分）如图为某报警装置示意图，该报警装置在一扇门、两扇窗上各装有一个联动开关，门、窗未关上时，开关不闭合，只要有一个开关未闭合，报警器就会报警。该报警装置中用了两个串联的逻辑电路，虚线框甲内应选用_________门电路，虚线框乙内应选用_________门电路（填与、非、或）。参考答案：或，或解析：题意只要有一个开关未闭合，报警器就会报警，结合或门的特点因此虚线框甲内应选用或门；虚线框乙内应选用或门。11.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。12.质量为30㎏的小孩推着质量为10㎏的冰车，在水平冰面上以2m/s的速度滑行．不计冰面摩擦，若小孩突然以5m/s的速度(对地)将冰车推出后，小孩的速度变为_______m/s，这一过程中小孩对冰车所做的功为______J．参考答案：1.010513.（4分）在光滑的水平面内，一质量ｍ＝1kg的质点，以速度＝10m/s沿ｘ轴正方向运动，经过原点后受一沿ｙ轴正方向的恒力Ｆ＝5Ｎ作用，直线ＯＡ与ｘ轴成37°角，如图所示。如果质点的运动轨迹与直线ＯＡ相交于Ｐ点，则质点从Ｏ点到Ｐ点所经历的时间为

s，质点经过Ｐ点时的速率为

____

m/s．（）

参考答案：3；18.03三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.学校物理兴趣小组利用如图甲所示的实验装置完成“探究加速度与力的关系”的实验。他们所用的器材有小车、一端带有滑轮的导轨、打点计时器和几个已知质量的钩码，另有学生电源和力传感器(图中未画出)。(1)图乙是实验中得到的一条纸带，图中打相邻两计数点的时间间隔为0.1s，由图中数据可得小车的加速度大小a=____m／s2(结果保留三位有效数字)。(2)实验小组A、B分别以各自测得的加速度a为纵轴，小车所受的合力F为横轴，作出图象如图丙中图线1、2所示，则图线1、2中对应小车(含车内的钩码)的质量较大的是图线________(选填“1”或“2”)。参考答案：

(1).（1）0.195

(2).（2）1【分析】（1）根据连续相等时间内的位移之差是一恒量，运用逐差法求出小车的加速度．（2）根据牛顿第二定律得出a与F的关系式即可分析质量较大的图线。【详解】（1）根据△x=aT2，运用逐差法得：，（2）根据牛顿第二定律得F=ma，变形得：，即a-F图线的斜率表示质量的倒数，则斜率越小质量越大，故1图线的质量较大。【点睛】掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度和加速度，关键是匀变速直线运动推论的运用．在该实验中，知道当钩码的质量远远小于小车质量时，钩码的重力才能近似等于小车的合力．15.用如图1所示装置做“探究物体的加速度跟力的关系”的实验．实验时保持小车的质量不变，用钩码所受的重力作为小车受到的合力，用打点计时器和小车后端拖动的纸带测出小车运动的加速度．图1(1)实验时先不挂钩码，反复调整垫木的左右位置，直到小车做匀速直线运动，这样做的目的是_____________________________________________________________________．(2)图2为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4个点迹没有标出，测出各计数点到A点之间的距离，如图所示．已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源两端，则此次实验中小车运动的加速度的测量值a＝________m/s2.(结果保留两位有效数字)图2(3)实验时改变所挂钩码的质量，分别测量小车在不同外力作用下的加速度．根据测得的多组数据画出a－F关系图线，如图3所示．此图线的AB段明显偏离直线，造成此现象的主要原因可能是________．(选填下列选项的序号)

A．小车与平面轨道之间存在摩擦B．平面轨道倾斜角度过大C．所挂钩码的总质量过大D．所用小车的质量过大

参考答案：(1)平衡小车运动时受到的摩擦力（2）1.0m/s2

（3）C四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图17所示，一带电微粒质量为m=2.0×10-11kg、电荷量为q=+1.0×10-5C，从静止开始经电压为U1=100V的电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中，偏转电压为U2=100V，接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为D=34.6cm的匀强磁场区域。已知偏转电场中金属板长L=20cm，两板间距d=17.3cm，带电微粒的重力略不计。求：（l）带电微粒进入偏转电场时的速率v1;（2）带电微粒射出偏转电场时的速度偏转角θ；（3）为使带电微粒不会从磁场右边界射出，该匀强磁场的磁应强度的最小值B。参考答案：见解析（1）带电微粒经加速电场加速后速度为，根据动能定理

（2）带电微粒在偏转电场中只受电场力作用，做类平抛运动。在水平方向：，带电微粒在竖直方向做匀加速直线运动，加速度为，出电场时竖直方向速度为，

竖直方向：

由几何关系联立求解

（3）带电微粒进入磁场做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，设微粒轨道半径为R，由几何关系知：

设微粒进入磁场时的速度为

由牛顿运动定律及运动学规律

若带电粒子不射出磁场，磁感应强度B至少为0.1T。17.一宇宙空间探测器从某一星球的表面升空，假设探测器的质量恒为1500kg，发动机的推力为恒力，宇宙探测器升空到某一高度时，发动机突然关闭，如图是表示其速度随时间变化规律：①升空后，9s.25s.45s时探测器的运动情况如何？②求宇宙探测器在该行星表面所能到达的最大高度？③计算该行星表面的重力加速度？④假设行星表面没有空气，试计算发动机的推力。参考答案：18.2011年7月11日23时41分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭，成功将“天链一号02星”送入太空．火箭飞行约26分钟后，西安卫星测控中心传来的数据表明，星箭分离，卫星成功进入地球同步转移轨道．“天链一号02星”是我国第二颗地球同步轨道数据中继卫星，又称跟踪和数据中继卫星，由中国航天科技集团公司所属中国空间技术研究院为主研制．中继卫星被誉为“卫星的卫星”，是航天器太空运行的数据“中转站”，用于转发地球站对中低轨道航