江苏省连云港市潍坊尚文中学2021年高三物理上学期期末试题含解析

江苏省连云港市潍坊尚文中学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.下列说法中正确的是（

）

A．a粒子散射实验的现象表明原子核有复杂结构B．天然放射现象表明原子核是由质子和中子组成的C．g射线是波长很短的电磁波，它的贯穿能力很强D．一群处于n=3状态的氢原子向较低能级跃迁时，只能辐射出两种不同频率的光子参考答案：C2.（多选）如图甲为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器。升压变压器原副线圈匝数比为l：100，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为100。降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R1为一定值电阻，R2为用半导体热敏材料制成的传感器，当温度升高时其阻值变小。电压表V显示加在报警器上的电压（报警器未画出）。未出现火警时，升压变压器的输入功率为750kW。下列说法中正确的有A．降压变压器副线圈输出的交流电频率为50HzB．远距离输电线路损耗功率为180kwC．当传感器R2所在处出现火警时，电压表V的示数变大D．当传感器R2所在处出现火警时，输电线上的电流变大参考答案：AD3.如图，在火星与木星轨道之间有一小行星带．假设该带中的小行星只受到太阳的引力，并绕太阳做匀速圆周运动．下列说法正确的是A.太阳对各小行星的引力相同B.各小行星绕太阳运动的周期均小于一年C.小行星带内侧小行星的向心加速度值大于外侧小

行星的向心加速度值D.小行星带内各小行星圆周运动的线速度值大于地球公转的线速度值参考答案：C4.（单选）一物体作匀加速直线运动，通过一段位移所用的时间为，紧接着通过下一段位移所用时间为。则物体运动的加速度为A．

B．

C．

D．参考答案：A5.如图所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立气缸的活塞，使气缸悬空而静止，设活塞与缸壁间无摩擦且可以在缸内自由移动，缸壁导热性能良好使缸内气体总能与外界大气温度相同，则下述结论中正确的是

（

）

A．若外界大气压增大，则弹簧将压缩一些

B．若外界大气压增大，则气缸上底面距地面的高度将减小

C．若气温升高，则气缸上底面距地面的高度将减小

D．若气温升高，则气缸上底面距地面的高度将增大参考答案：答案：BD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对气缸中的气体做功为2.0×105J，同时气体的内能增加了1.5×l05J．试问：此压缩过程中，气体

(填“吸收”或“放出”)的热量等于

J．参考答案：放出；

5×104；7.（选修3-3）（5分）如图表示一定质量的某气体在不同温度下的两条等温线．图中等温线Ⅰ对应的温度比等温线Ⅱ对应的温度要

（填“高”或“低”）．在同一等温线下，如果该气体的压强变为原来的2倍，则气体的体积应变为原来的

倍．参考答案：答案：低（2分）

1/2（3分）8.一条细线下面挂一小球，让小角度自由摆动，它的振动图像如图所示。根据数据估算出它的摆长为________m，摆动的最大偏角正弦值约为________。参考答案：(1)T＝2s答案：(1)10.049.某探究学习小组的同学欲以右图装置中的滑块为对象验证“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、垫块。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

、

。(两个)

（2）实验时为了保证滑块（质量为M）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m应满足的实验条件是

，实验时首先要做的步骤是

。

（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）。则对滑块，本实验最终要验证的数学表达式为

（用题中的字母表示）。

（4）要探究滑块与沙及沙桶组成的系统机械能是否守恒，如果实验时所用滑块质量为M，沙及沙桶总质量为m，让沙桶带动滑块在水平气垫导轨上加速运动，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）。则最终需验证的数学表达式为

（用题中的字母表示）。参考答案：（1）天平，刻度尺；（每空1分）（2）m<<M

；平衡摩擦力（每空1分）

（3）

（3分）（4）

（3分）10.一辆汽车从静止开始匀加速开出，然后保持匀速运动，最后匀减速运动直到停止。从汽车开始运动起计时，下表给出了某些时刻汽车的瞬时速度。根据表中的数据通过分析、计算可以得出，汽车加速运动经历的时间为

s，汽车全程通过的位移为

m。

时刻（s）1.02.03.05.07.09.510.5速度（m/s）3.06.09.012129.03.0

参考答案：4；9611.一简谐横波沿x轴正向传播，t=0时刻的波形如图（a）所示，x=0.30m处的质点的振动图线如图（b）所示，该质点在t=0时刻的运动方向沿y轴_________（填“正向”或“负向”）。已知该波的波长大于0.30m，则该波的波长为_______m。参考答案：正向，0.8m，根据图（b）可知，图线在t=0时的切线斜率为正，表示此时质点沿y轴正向运动；质点在图（a）中的位置如图所示。设质点的振动方程为(cm)，当t=0时，,可得.当时，y=2cm达到最大。结合图（a）和题意可得，解得12.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是

．（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）（4分）（1）实验要验证动能增加量和总功是否相等，故需要求出总功和动能，故还要天平和刻度尺；故答案为：刻度尺、天平；

（2）沙和沙桶加速下滑，处于失重状态，其对细线的拉力小于重力，设拉力为T，根据牛顿第二定律，有

对沙和沙桶，有mg-T=ma

对小车，有T=Ma

解得故当M＞＞m时，有T≈mg

小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，故可以将长木板的一端垫高；

故答案为：沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量，平衡摩擦；

（3）总功为：mgL，动能增加量为：故答案为：mgL=13.如图所示，质量均为0.1kg的带等量同种电荷的小球A、B，现被绝缘细线悬挂在O点，悬线长均为10cm．平衡时，OA悬线处于竖直方向，A球倚于绝缘墙上，而B球却偏离竖直方向60°，此时A球对B球的库仑力为1N．若由于漏电B球逐渐摆下，则悬挂A球的细绳拉力将变大（选填“变大”、“不变”或“变小”）．参考答案：考点：库仑定律．分析：对B球受力分析，根据共点力平衡条件列式求解库仑力和细线的拉力；先对B球受力分析求解拉力；再对AB球整体受力分析，根据平衡条件列式求解细线对A球拉力的变化情况．解答：解：对B球受力分析，受重力、拉力和库仑力，如图所示：结合几何关系可知图中的力三角形是等边三角形，故：库仑力：F=mg=0.1×10=1N；拉力：T=mg=0.1×10=1N漏电后，先对B球分析，如图所示：根据平衡条件，有：T=mg再对AB球整体，有：T′=Tcosθ+mg解得：T′=mg+mgcosθθ变小，故T′变大；故答案为：1，变大．点评：本题关键是灵活选择研究对象，根据共点力平衡条件并采用相似三角形法和正交分解法列式分析，不难．三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图所示“为探究碰撞中的不变量”的实验装置示意图．（1）因为下落高度相同的平抛小球（不计空气阻力）的飞行时间相同，所以我们在实验中可以用平抛运动的

来替代平抛运动的初速度．（2）本实验中，实验必须要求的条件是

A．斜槽轨道必须是光滑的B．斜槽轨道末端点的切线是水平的C．入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速释放D．入射球与被碰球满足ma＞mb，ra=rb（3）图中M、P、N分别为入射球与被碰球对应的落点的平均位置，则实验中要验证的关系是

A．ma?ON=ma?OP+mb?OM

B．ma?OP=ma?ON+mb?OMC．ma?OP=ma?OM+mb?ON

D．ma?OM=ma?OP+mb?ON．参考答案：（1）水平位移；（2）BCD；（3）C【考点】验证动量守恒定律．【分析】本题（1）根据平抛运动的规律即可求解；他（2）根据实验要求每次碰前小球a的速度相同可知没有必要要求斜槽轨道光滑，并且每次小球a的释放位置必须相同，这样可对AC做出判断；根据平抛运动的规律可知斜槽的末端必须水平，可对B做出判断；根据弹性碰撞规律，若入射小球质量小于被碰小球质量时可能被碰回，及只有发生对心碰撞时才能做直线运动，可对D做出判断；题（3）的关键是明确小球a碰前与碰后的位置，再根据平均动量守恒定律表达式即可求解．【解答】解：（1）由平抛运动规律y=可知，当下落高度相同时落地时间相同，再根据x=可知=，所以可以用平抛运动的水平位移来替代平抛运动的初速度；（2）A、本实验必须要求入射小球在每次碰撞前的速度相同，与斜槽是否光滑无关，所以A错误；B、只有斜槽末端点的切线水平才能保证碰后小球做平抛运动，所以B正确；C、根据动等定理mgH﹣=可知，只有满足入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速释放时，入射速度才能相同，所以C正确；D、根据弹性碰撞规律，若入射小球质量小于被碰小球的质量时，入射小球要被碰回，所以必须满足，只有满足两小球的半径相同时，碰后两小球的速度才能在一条直线上，所以D正确；故选BCD（3）根据题意，P点应是小球a没有与b碰撞时的落地位置，M点应是碰后小球a的落地位置，P点应是碰后小球b的落地位置，根据平均动量守恒定律应有=再由OP=，OM=，ON=可得=+?ON所以C正确，即实验中要验证的关系是C．故答案为：（1）水平位移；（2）BCD；（3）C15.某同学利用图甲的实验装置做"探究动能定理"的实验。在尽量减小摩擦阻力的情况下，先接通打点计时器的电源，再释放纸带，让质量m=1.00kg的重物由静止下落，在纸带上打出一系列的点，如图乙所示，A、B、C分别为所选取的计数点，且0为开始打出的第一点，0A之间有若干点未标出，相邻计数数点的时间间隔为0.02s,重力加速度g取9.80m/s

(D释放纸带前，纸带的

(选填"0"或"C")端在上面;

(2)重物从0运动到B的过程中，动能的变化量△E=________J(取两位有效数字);

(g)请列举一种能有效减小实验误差的做法_________________________________.

参考答案：四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示的直角坐标系中，在直线x=-2l0到y轴区域内存在着两个大小相等、方向相反的有界匀强电场，其中x轴上方的电场方向沿y轴负方向，x轴下方的电场方向沿y轴正方向。在电场左边界上A（-2l0，-l0）到C（-2l0，0）区域内的某些位置，分布着电荷量+q．质量为m的粒子。从某时刻起A点到C点间的粒子，依次以相同的速度v0沿x轴正方向射入电场。若从A点射入的粒子，恰好从y轴上的A′（0，l0）沿x轴正方向射出电场，其轨迹如图所示。不计粒子的重力及它们间的相互作用。

（1）求匀强电场的电场强度E：

（2）若带电粒子通过电场后都能沿x轴正方向运动，请推测带电粒子在AC间的初始位置到C点的距离。

（3）若以直线x=2l0上的某点为圆心的圆形区域内，分布着垂直于xOy平面向里的匀强磁场，使沿x轴正方向射出电场的粒子，经磁场偏转后，都能通过直线x=2l0与圆形磁场边界的一个交点处，而便于被收集，求磁场区域的最小半径及相应的磁感应强度B的大小。参考答案：解析：（1）从A点射出的粒子，由A到A′的运动时间为T，根据运动轨迹和对称性可得：

X轴方向

(2分)

Y轴方向

(2分)

得：

(2分)（2）设到C点距离为处射出的粒子通过电场后也沿轴正方向，粒子第一次到达x轴用时间，水平位移为，则

(2分)若满足，则从电场射出时的速度方向也将沿x轴正方向（4分）

解之得：

（n=1,2，3……）(2分)（3）当时，粒子射出的坐标为(1分)当时，粒子射出的坐标为(1分)当时，沿x轴正方向射出的粒子分布在到之间（如图）到之间的距离为

(1分)

则磁场的最小半径为

(1分)

若使粒子经磁场偏转后汇聚于一点，粒子的运动半径与磁场圆的半径相等（如图），（轨迹圆与磁场圆相交，四边形为棱形）由

(1分)得到：(1分)17.如图17(A)所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN,PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.3.0m。导轨电阻忽略不计，其间连接有固定电阻尺=0．40Ω．导轨上停放一质量m=0.30kg、电阻r=0.20Ω的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁