河北省衡水市义门中学2021年高三物理期末试题含解析

河北省衡水市义门中学2021年高三物理期末试题含解析一、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.根据热力学定律和分子动理论，下列说法正确的是（

）A．布朗运动就是液体分子的运动，它说明了分子在永不停息地做无规则运动

B．密封在容积不变的容器内的气体，若温度升高，则气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大C．第二类永动机违反了能量守恒定律，所以不可能制成D．根据热力学第二定律可知，热量能够从高温物体传到低温物体，但不可能从低温物体传到高温物体参考答案：B2.某电热水器的恒温控制原理图如图．当温度低时，热敏电阻的阻值很大，温度高时热敏电阻的阻值就很小．如果热水器中没有水时，电路中BC部分就处于断路．只有当热水器中有水，且水温低于某一数值时，发热器才会开启并加热，否则便会关掉．某同学分析列出逻辑电路的真值表，则虚线框内逻辑电路L的类型以及其真值表中X、Y处的逻辑值分别为A．L应为与门电路，X、Y的值都为0B．L应为或门电路，X、Y的值都为1C．L应为与门电路，X、Y的值都为1D．L应为与非门电路，X、Y的值都为1参考答案：

答案：A

3.下列关于能量转化或转移过程的说法中正确的是

A．所有能量守恒的过程都能自发地进行B．摩擦生热的过程是不可逆过程C．空调机既能致热又能致冷，说明热传递不存在方向性

D．能的转化过程符合能量守恒定律，因此不会发生能源危机参考答案：B4.根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，图中虚线表示原子核形成的电场的等势线，实线表示一个α粒子运动的轨迹，在α粒子从a运动到b，再运动到c的过程中，下列说法中正确的是（

）

A．动能先增大，后减小B．电势能先减小，后增大C．电场力先做负功，后做正功，总功为零D．加速度先变小，后变大参考答案：C试题分析：由α粒子运动的轨迹可知，它一定受到原子核对它的斥力的作用，故α粒子由a运动到b时电场力做负功，电势能增加，动能减小，再由b到c时，电场力做正功，电势能减小，动能增大，故选项AB错误；C正确；因为a、c两点在同一条等势面上，故电场力做的总功为0；而离原子核越近的地方，电场强度越大，则粒子的加速度越大，所以加速度是先变大后变小，选项D错误。考点：带电粒子在电场中的运动。5.根据粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。图中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个粒子的运动轨迹，取无穷远处为零电势点，在粒子从a运动到b、再运动到c的过程中，下列说法中正确的是（

）

A．b点的电势大于a点的电势

B．加速度先变小，后变大

C．动能先减小，后增大

D．电场力先做负功，后做正功，总功等于零参考答案：ACD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.在做“平抛物体的运动”的实验时，为了确定小球在不同时刻所通过的位置，实验时用如图11所示的装置，将一块平木板钉上复写纸和白纸，竖直立于槽口前某处且和斜槽所在的平面垂直，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滑下，小球撞在木板上留下痕迹A；将木板向后移距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滑下，小球撞在木板上留下痕迹B；又将木板再向后移距离x，小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止滑下，再得到痕迹C.若测得木板每次后移距离x，A、B间距离y，B、C间距离y。根据以上直接测量的物理量导出测小球初速度的公式为v0=_________.（用题中所给字母x,y,y和g表示）；若距离x=20.00cm，距离y1=4.70cm，距离y2=14.50cm.小球初速度值为_______m/s.（g取9.80m/s2

结果保留两位有效数字）参考答案：

2.0由匀变速直线运动的相关规律结合平抛运动的知识可解答。【答案】7.如图所示，实线为电场线，虚线为等势面。且AB＝BC，电场中A、B、C三点的场强分别为EA、EB、EC，AB、BC间的电势差分别为UAB、UBC，则EA、EB、EC大小关系为

；UAB、UBC大小关系为

(按从大到小的顺序排列)。参考答案：．EC>EB>EA

UABBC8.若一定质量的理想气体分别按下图所示的三种不同过程变化，其中表示等压变化的是

(填“A”、“B”或“C”)，该过程中气体的内能

(填“增加”、“减少”或“不变”)．参考答案：C

增加

9.如图所示，一根绝缘杆沿竖直方向放置，杆上有一个带负电的圆环，它的质量为m、电量为q，与杆间的动摩擦因数为μ．所在的空间存在着方向都是水平向右的匀强电场与匀强磁场，电场强度大小为E、磁感应强度大小为B．现将圆环从静止开始释放，环将沿杆下落，则圆环运动过程中的最大加速度为为__________，最大速度为__________。

参考答案：

答案：

10.2009年诺贝尔物理学奖得主威拉德·博伊尔和乔治·史密斯主要成就是发明了电荷耦合器件（CCD）图像传感器。他们的发明利用了爱因斯坦的光电效应原理。如图所示电路可研究光电效应规律。图中标有A和K的为光电管，其中K为阴极，A为阳级。理想电流计可检测通过光电管的电流，理想电压表用来指示光电管两端的电压。现接通电源，用光子能量为10.5eV的光照射阴极K，电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为6.0V；现保持滑片P位置不变，光电管阴极材料的逸出功为________，若增大入射光的强度，电流计的读数________（填“为零”或“不为零”）。参考答案：4.5eV

为零11.如右图所示为一小球做平抛运动频闪照相的闪光照片的一部分，图中背景小方格的边长为5cm．如果敢g=l0，则：(1)闪光的频率是________Hz；(2)小球做平抛运动时的初速度大小是________m/s；(3)小球经过B点时的速度大小是_______m/s.参考答案：12.某校学习兴趣小组在研究“探索小车速度随时间变化的规律”的实验，图是某次实验得出的纸带，所用电源的频率为50HZ，舍去前面比较密集的点，从0点开始，每5个打印的连续点取1个计数点，标以1、2、3……。各计数点与0计数点之间的距离依次为d1=3cm，d2=7.5cm,d3=13.5cm，则（1）物体做

的运动，理由是

；（2）物体通过1计数点的速度v1=

m/s；（3）物体运动的加速度为a=

m/s2.参考答案：（1）匀加速直线运动；；或连续相等的时间内位移之差为常数；（2分）（2）0.375m/s2；（2分）（3）1.5m/s2

13.如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n=3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，并用这些光照射逸出功为2.49eV的金属钠。

①这群氢原子能发出______种不同频率的光，其中有____种频率的光能使金属钠发生光电效应。

②金属钠发出的光电子的最大初动能_______eV。参考答案：①3

2

②9.60eV

三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.在测定匀变速直线运动加速度的实验中，选定一条纸带如图所示，从0点开始，每5个点取一个计数点的纸带，其中0、1、2、3、4、5、6都为记数点。测得：x1=1.40cm，x2=1.90cm，x3=2.38cm，x4=2.88cm，x5=3.39cm，x6=3.87cm。

(1)在计时器打出点4时，小车的速度分别为：v4=

m/s。(2)该匀变速直线运动的加速度的大小a=

m/s2。(结果均保留三位有效数字)参考答案：（1）0.314；（2）0.496(1)由题意知两相邻计数点间有四个点未画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上4点时小车的瞬时速度大小；

v4==31.35cm/s=0.314m/s

(2)根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，

得：x4-x1=3a1T2

x5-x2=3a2T2

x6-x3=3a3T2

为了更加准确的求解加速度，我们对三个加速度取平均值

得：a=即小车运动的加速度计算表达式为：a=，代入数据解得a=0.496m/s2【答案】【解析】15.某同学用如图所示装置“研究物体的加速度与外力关系”，他将光电门固定在气垫轨道上的某点B处，调节气垫导轨水平后，用重力为F的钩码，经绕过滑轮的细线拉滑块，每次滑块从同一位置A由静止释放，测出遮光条通过光电门的时间t。改变钩码个数，重复上述实验。记录的数据及相关计算如下表。实验次数12345F/N0.490.981.471.962.45t/（ms）40.428.623.320.218.1t2/（ms）21632.2818.0542.9408.0327.66.112.218.424.530.6（1）为便于分析F与t的关系，应作出

的关系图象，并在如图坐标纸上作出该图线。（2）由图线得出的实验结论是

。（3）设AB间的距离为s，遮光条的宽度为d，请你由实验结论推导出物体的加速度与外力的关系

。

参考答案：四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（10分）如图所示，物体A的质量m=3kg，用两根轻绳B，C连接于竖直墙上，要使两绳都能绷直，即物体A在如图所示位置保持平衡，现施加一个力F作用于物体，力F的方向如图所示，若夹角=60°，求力F的大小应满足的条件。（取g=10m/s）。参考答案：解析：A球受力如图所示，则有水平方向：

①竖直方向：

②由②式得由①②式得所以力F大小应满足的条件是17.3N≤F≤34.6N

17.用长l=1．6m的轻绳悬挂一质量为M=1．0kg的木块（可视为质点）。一颗质量m=10g的子弹以水平速度v0=500m/s沿水平方向射穿木块，射穿后的速度v=100m/s，子弹与木块的作用时间极短，如图所示。g=10m/s2。求：（1）在子弹打击木块的过程中系统（子弹与木块）产生的内能Q。（2）打击后，木块上摆的最大高度H。（3）子弹射穿木块后的瞬间，木块所受绳的拉力T。参考答案：（1）

①

②

（2）

③

④

（3）

18.“神舟”五号载人飞船，于北京时间10月15日9时，在酒泉发射中心成功升空。按照预定计划，飞船绕地球飞行14圈后，于16日晨返回地面。一般情况飞船返回地面时，为保护返回舱内的仪器不受损，及保障宇航员的安全，在离地面1.1×104m的高空时，飞船的降落伞打开。伞全部打开后，若所受阻力f与速度v的平方成正比，与伞迎风面的横截面积S成正比，比例系数为k，即。设此时返回航的总质量为m=2×103kg，试求：（1）若返回舱在伞打开后，先做减速运动，再以收尾速度作匀速下落，直至开动反推火箭，那么该返回舱的