山东省潍坊市诸城龙城中学2021年高三物理上学期期末试题含解析

山东省潍坊市诸城龙城中学2021年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.（单选）奥运会中，跳水比赛是我国的传统优势项目，某运动员正在进行10m跳台比赛。下列说法正确的是：（

）A.为了研究运动员的技术动作，可将正在比赛的运动员视为质点

B.运动员在下落过程中，感觉水面在匀速上升

C.前一半时间内位移大，后一半时间内位移小

D.前一半位移用的时间长，后一半位移用的时间短参考答案：D解：A、研究运动员的技术动作，运动员的形状大小不能忽略，故运动员不能看成质点．故A错误．

B、运动员在下落的过程做匀加速直线运动，以自己为参考系，水面做匀加速上升．故B错误．

C、运动员下落的过程中，速度越来越大，后一半时间内的位移比前一半时间内位移大，根据，前一半时间内的位移是整个位移，所以前一半时间内的位移与后一半时间内的位移比为1：3．故C错误．

D、速度越来越快，前一半位移内所用的时间长，后一半位移内所用的时间短．故C错误，D正确．

故选D．2.人造地球卫星以地心为圆心，做匀速圆周运动，下列说法正确的是A．半径越大，速度越小，周期越小。

B．半径越大，速度越小，周期越大。C．所有卫星的速度均是相同的，与半径无关。D．所有卫星角速度都相同，与半径无关。参考答案：B3.如图甲所示，某人正通过定滑轮将质量为m的货物提升到高处．滑轮的质量和摩擦均不计，货物获得的加速度a与绳子对货物竖直向上的拉力T之间的函数关系如图3乙所示。由图可以判断（）

A．图线与纵轴的交点M的值aM＝－g

B．图线与横轴的交点N的值TN＝mg

C．图线的斜率等于物体的质量m

D．图线的斜率等于物体质量的倒数参考答案：ABD由牛顿第二定律，有T－mg＝ma，故得a＝－g，当T＝0时，a＝－g，A对；当a＝0时，T＝mg，B对；图线的斜率k＝，D对．4.（单选）如图，置于水平地面的三脚架上固定一质量为m照相机，三脚架的三根轻质支架等长，与竖直方向均成角，则每根支架中承受压力大小为（

）A．mg/3

B．2mg/3

C．mg/6

D．mg/9参考答案：D5.用a、b、c、d表示四种单色光，若已知：①a、b从同种玻璃射向空气，a的临界角小于b的临界角。②用b、c和d在相同条件下分别做双缝干涉实验，c的条纹间距最大。③用b、d照射某金属表面，只有b能使其发射电子。则可推断a、b、c、d可能分别是

。A.紫光、蓝光、红光、橙光

B.蓝光、紫光、红光、橙光C.紫光、蓝光、橙光、红光

D.紫光、橙光、红光、蓝光参考答案：二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.原长为16cm的轻质弹簧，当甲、乙两人同时用100N的力由两端反向拉时，弹簧长度变为18cm；若将弹簧一端固定在墙上，另一端由甲一人用200N的拉，这时弹簧长度变为__________cm，此弹簧的劲度系数为___________N/m．参考答案：２0，5000，7.某次光电效应实验中，测得某金属的入射光的频率n和反向遏制电压Uc的值如下表所示。（已知电子的电量为e=1.6×10-19C）

根据表格中的数据，作出了Uc-n图像，如图所示，则根据图像求出：

①这种金属的截止频率为

Hz；（保留三位有效数字）

②普朗克常量

Js。（保留两位有效数字）参考答案：

①由图像读得：；②由图线斜率，解得：8.探究能力是物理学研究的重要能力之一．有同学通过设计实验来探究物体因绕轴转动而具有的转动动能与哪些因素有关。他以圆型砂轮为研究对象，研究其转动动能与其质量、半径、角速度等的具体关系。如图所示，砂轮由动力带动匀速旋转，测得其角速度ω，然后让砂轮脱离动力，用一把弹性尺子与砂轮接触使砂轮慢慢停下，设尺和砂轮间的摩擦力恒为（转动过程动能定理也成立。不计转轴的质量及其与支架间的摩擦）。分别取不同质量、不同半径的砂轮，使其以不同角速度旋转的进行实验，最后得到的数据如下表所示：半径/cm质量/m0角速度/rad·s-1圈数转动动能/J4128

41432

42216

44232

81216

161232

(1)根据题给数据计算砂轮的转动动能Ek，并填在上面的表格里。(2)由上述数据推导出该砂轮的转动动能Ek与质量m、角速度ω、半径r的关系式为_____________。参考答案：（1）填空半径/cm质量/m0角速度/rad·s-1圈数转动动能/J41286.44143225.64221612.84423225.68121625.6161232102.4（2）

EK=kmω2r2

或者EK=mω2r2。9.如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，已知波的传播速度v=2m/s．试回答下列问题：①写出x=0.5m处的质点做简谐运动的表达式：

cm；②x=0.5m处质点在0～5.5s内通过的路程为

cm．参考答案：①y=5sin(2πt+π/2)②

11010.氢原子处于基态时的能量为-E1,激发态与基态之间的能量关系为（n为量子数），处于基态的大量氢原子由于吸收某种单色光后，最多能产生3种不同波长的光，则被吸收的单色光的频率为

产生的3种不同波长的光中，最大波长为

（已知普朗克常量为h，光速为c）参考答案：；试题分析：基态的氢原子能量为E1，n=2能级的原子能量为，n=3能级的原子能量为，则单色光的能量为；根据得，从第三能级跃迁到第二能级，能量变化最小，则对应的波长最长，因此从第三能级跃迁到第二能级，解得：【名师点睛】此题是对玻尔理论的考查；解决本题的关键知道能级间跃迁所满足的规律，辐射光子的能量等于两个能级的能级差，即Em-En=hv，注意正负号。11.如图为一压路机的示意图，其大轮半径是小轮半径的2倍．A、B分别为大轮和小轮边缘上的点．在压路机前进时，A、B两点相对各自轴心的线速度之比vA∶vB＝

；A、B两点相对各自轴心的角速度之比ωA∶ωB＝

A、B两点相对各自轴心的向心加速度之比为aA∶aB＝

参考答案：1:1;

1:2；1:212.一个小球从长为4m的斜面顶端无初速度下滑，接着又在水平面上做匀减速运动，直至运动6m停止，小球共运动了10s．则小球在运动过程中的最大速度为2m/s；小球在斜面上运动的加速度大小为m/s2．参考答案：考点：匀变速直线运动的位移与时间的关系．专题：直线运动规律专题．分析：根据匀变速直线运动的平均速度推论，结合总路程和总时间求出最大速度的大小，根据速度位移公式求出小球在斜面上的加速度．解答：解：设小球在运动过程中的最大速度为v，根据平均速度的推论知，，解得最大速度v=．小球在斜面上的加速度a=．故答案为：2，点评：解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式和推论，并能灵活运用，有时运用推论求解会使问题更加简捷．13.如图所示，把电量为-6×10C的电荷，从电场中的A点移到B点，其电势能_______(选填“增大”、“减小”或“不变”)；若A点的电势为=16V，B点的电势为=10V，则此过程中电场力做的功为___________J。参考答案：答案：增大：-3.6

三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（选修3-4）（6分）如图所示，己知平行玻璃砖的折射率，厚度为。入射光线以入射角60°射到玻璃砖的上表面，经玻璃砖折射从下表面射出，出射光线与入射光线平行，求两平行光线间距离。（结果可用根式表示）参考答案：解析：∵n=

∴r=300

（2分）

光路图如图所示

∴L1=d/cosr=

（2分）

∴L2=L1sin300=

（2分）15.（4分）试通过分析比较，具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小。参考答案：粒子的动量，物质波的波长由，知，则。解析：物质波的的波长为，要比较波长需要将中子和电子的动量用动能表示出来即，因为，所以，故。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图甲所示，沿波的传播方向上有间距均为0.1m的六个质点a、b、c、d、e、f，均静止在各自的平衡位置，t＝0时刻振源a从平衡位置开始沿y轴正方向做简谐运动，其运动图象如图乙所示，形成的简谐横波以0.1m/s的速度水平向右传播，则下列说法正确的是

（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）A．这列波的周期为4sB．0～4s时间内质点b运动路程为6cmC．4～5s时间内质点c的加速度在减小D．6s时质点e的振动方向沿y轴正方向E．质点d起振后的运动方向始终与质点b的运动方向相反（2）（10分）如图所示为一个半径为R的透明介质球体，M、N两点关于球心O对称，且与球心的距离均为2R。一细束单色光从M点射出穿过透明介质球体后到达N点。真空中的光速为c。i.若介质的折射率为n0，光线沿MON传播到N点，光传播的时间t为多少？ii.已知球面上的P点到MN的距离PA=R。若光束从M点射出后到达P点，经过球体折射后传播到N点，那么球体的折射率n等于多少？（取sin37°=0.6，cos37°=0.8）

参考答案：（1）由图乙可知波源振动周期T=4s，A选项正确；由λ=υT=0.1×4m=0.4m，b点起振时刻是1s，0～4s质点b实际只振了3s，运动路程为6cm，B选项正确；质点c起振的时刻是第2s末，4～5s时质点c正在由平衡位置向y轴负方向振动，加速度在增大，C选项错误；质点e的起振时刻是第4s末，6s时质点e的振动方向沿y轴负方向，D选项错误；质点d和质点b相差半个波长，所以质点d起振后的运动方向始终与质点b的运动方向相反，E选项正确；本题正确选项为ABE。（2）i.光在介质球外的传播时间为t1= ① （1分）光在介质球中的传播速度为v= ② （2分）光在介质球中的传播时间为t2= ③ （1分）光传播的时间t为t=t1+t2=（n0+1） ④ （1分）ii.光路图如图所示，其中sinθ=0.6，又β=θ+α，根据折射定律得sinβ=nsinθ ⑤ （2分）又sinθ=0.6 ⑥ （1分）MA=MO－AO=2R－Rcosθ=RMP==R所以sinα==R

cosα==Rsinβ=sin(θ+α)= ⑦ （1分）解得n= ≈1.49 ⑧ （1分）另法：sinβ=nsinθ ⑤ （2分）MA=MO－AO=2R－Rcosθ=RMP==R ⑥ （1分）在△MPO中，由正弦定理得= ⑦ （1分）解得n== ≈1.49 ⑧ （1分）17.如图所示，玻璃棱镜ABCD可以看成是由ADE、ABE、BCD三个直角三棱镜组成。一束频率为5．3×1014Hz的单色细光束从AD面入射，在棱镜中的折射光线如图中ab所示，ab与AD面的夹角=60°。已知光在真空中的速度c=3×108m／s，玻璃的折射率n=1．5，求：①这束入射光线的入射角多大?②光在棱镜中的波长是多大?参考答案：）①设光在AD面的入射角、折射角分别为θ1、θ2，θ2＝30°根据n＝（1分）得sinθ1＝nsinθ2＝1.5×sin30°＝0.75，θ1＝arcsin0.75（1分）②根据n＝，得v＝＝m/s＝2×108m/s（2分）根据v＝λf，得λ＝＝m≈3.77×10-7m（1分）18.（16分）如图所示，一块长为L、质量m的扁平均匀规则木板通过装有传送带的光滑斜面输送。斜面与传送带靠在一起连成一直线，与水平方向夹角θ，传送带以较大的恒定速率转动，传送方向向上，木板与传送带之间动摩擦因数为常数。已知木板放在斜面或者传送带上任意位置时，支持力均匀作用在木板底部。将木板静止放在传送带和光滑斜面之间某一位置，位于传送带部位的长度设为x，当x=L/4时，木板能保持静止。（1）将木板静止放在x=L/2的位置，则木板释放瞬间加速度多大？（2）设传送带与木板间产生的滑动摩擦力为f，试在0≤x≤L范围内，画出f-x图象。（本小题仅根据图象给分）（3）木板从x=L/2的位置静止释放，始终在滑动摩擦力的作用下，移动到x=L的位置时，木板的速度多大？（4）在（3）的过