河北省石家庄市第二十一中学高三物理下学期期末试题含解析

河北省石家庄市第二十一中学高三物理下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.近日，奥地利维也纳理工大学的一个科学家团队成功在两个单光子之间建立起强大的相互作用，据科学家介绍：两个相互作用的光子同时到达时显示出与单个光子完全不同的行为，该项成果朝着轻拍校验量子通道或建立光学逻辑门发送信息迈出了重要一步．我们通过学习也了解了光子的初步知识，下列有关光子的现象以及相关说法正确的是（）A．如果利用紫光照射某种金属可以发生光电效应，改用红光一定不能发生光电效应B．大量光子产生的效果往往显示出波动性C．当氢原子的电子吸收光子时会从较低的能量态跃迁到较高的能量态，吸收的光子的能量由频率条件决定D．一个处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时最多可以释放3种不同频率的光子E．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子之间发生碰撞时，将一部分动量转移给电子，所以光子散射后波长变长参考答案：BCE【考点】光电效应；玻尔模型和氢原子的能级结构．【分析】当入射光的频率小于极限频率时，不会发生光电效应；大量光子体现波动性，少量光子体现粒子性；玻尔理论可知：由较高能级跃迁到较低能级时，要释放光子，电子的动能增大，电势能减小；根据一个n=3能级的氢原子向基态跃迁时最多可以释放2种不同频率的光子；康普顿效应中，一部分动量转移给电子，散射后波长变长，从而即可求解．【解答】解：A、紫光照射某种金属发生光电效应，改用红光，因红光的频率小于紫光，则照射这种金属不一定发生光电效应，故A错误；B、大量光子产生的效果往往显示出波动性，少量光子体现粒子性，故B正确；C、玻尔理论可知，核外电子由较低能级跃迁到较高能级时，要吸收一定频率的光子，而吸收光子的能量是由两能级差决定，故C正确；D、根据数学组合，一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时最多可以释放=3种，但一个处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时最多可以释放2种不同频率的光子，故D错误；E、康普顿效应中，碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此，光子散射后波长变长，故E正确；故选：BCE．2.（单选）一群处于n=3的激发态的氢原子向基态跃迁，辐射光以角照射到玻璃砖的上表面，所有的光都从玻璃砖的下表面射出，如图所示，下列说法不正确的是（

） A．跃迁过程中将辐射出三种不同频率的光 B．下表面射出的3条光线平行于入射光线 C．下表面射出的3条光线分别照射逸出功为1.89eV的金属，都能产生光电效应 D．下表面射出的3条光线，用同一双缝干涉装置，测得相邻两亮条纹间的距离相同参考答案：D3.如图直线AB和CD表示彼此平行且笔直的河岸。若河水不流动，小船船头垂直河岸由A点匀速驶向对岸，小船的运动轨迹为直线P。若河水以稳定的速度沿平行河岸方向流动，且整个河中水的流速处处相等，现仍保持小船船头垂直河岸由A点静止开始匀加速驶向对岸，则小船实际运动的轨迹可能是图中的（

）A．直线P

B．曲线Q

C．直线R

D．曲线S参考答案：D4.A、B两质点分别在各自的直线轨道上运动，图甲是质点A的位移一时间图象，图乙是质点B的速度一时间图象，下列说法中正确的是A.质点A在0～2s内的平均速度为零B.质点B在0～2s内的平均速度为零C.质点A在0～1s内的运动方向与在1～2s内的运动方向相反D.质点B在0～1s内的运动方向与在1～2s内的运动方向相反参考答案：AC5.用一定光强的绿光照射某金属表面，发生光电效应A．若使绿光光强减弱，光电子的最大初动能不变B．若使绿光光强减弱，单位时间内产生的光电子数减少C．改用光强相同的蓝光照射该金属表面，不一定发生光电效应D．改用光强相同的红光照射该金属表面，一定能发生光电效应参考答案：AB解析：光电子的最大初动能决定于光的频率或光子能量，A正确；绿光光强减弱，绿光光子少，产生的光电子数少，B正确；由于蓝光的频率大于绿光，一定发生光电效应，C错误；由于红光的频率小于绿光，不一定发生光电效应，D错误。答案AB。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一个质量为70kg的人在电梯中用体重计称量，当电梯以4m/s2向下加速运动时，读数为

N，当电梯以4m/s2向下减速运动时，读数为

N。参考答案：420

9807.一质量为1kg的物体被人用手由静止向上提升1m．物体的速度是2m／s。提升过程中手对物体做功

J，合外力对物体做功

J，物体克服重力做功

J。参考答案：

12，2，108.(4分)质量为1×10-2kg的氢气球，受到浮力的大小为0.12N，距天花板距离为4m。今沿水平方向以3m/s速度拍出（不计空气阻力），当它到达天花板时，水平位移是

，速度的大小为

（g取10m/s2）。

参考答案：

答案：6m；5m/s9.如图所示为氢原子的能级图。用光子能量为13.06eV的光照射一群处于基态的氢原子，可能观测到氢原子发射的不同波长的光有

▲

种，其中最短波长为

▲

m（已知普朗克常量h=6.63×10－34J·s）。参考答案：10

9.5×10-810.

（选修3一3）（6分）一列简谐横波沿直线传播的速度为2m/s，在传播方向上有A,B两点，从波刚好传到某质点(A或B)时开始计时，己知5s内A点完成了6次全振动，B点完成了10次全振动，则此波的传播方向为（填"AB"或"BA"),周期是s，波长为m参考答案：答案：BA

0.5

111.如图是汽车牵引力F和车速倒数的关系图像，若汽车质量为2×103kg，由静止开始沿平直公路行驶，阻力恒定，最大车速为30m/s，则在车速为15m/s时汽车发动机功率为______W；该汽车作匀加速运动的时间为______s.参考答案：

答案：6×104

512.如图所示，水平板上有质量m=1.0kg的物块，受到随时间t变化的水平拉力F作用，用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力Ff的大小。已知9s末的速度为9.5m/s，取重力加速度g=10m/s2。则4s末物块的加速度的大小为

▲

，4s~9s内合外力对物块做功为

▲

。参考答案：13.（实验）如图所示，在“研究平抛物体运动”的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L=1.25cm．若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为v0=

（用L、g表示），其值是

（取g=9.8m/s2）参考答案：2；0.70m/s考点：研究平抛物体的运动解：设相邻两点间的时间间隔为T竖直方向：2L﹣L=gT2，得到T=水平方向：v0===2代入数据解得v0=0.70m/s故答案为：2；0.70m/s三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某实验小组组装了一套如图所示的装置探究做功与动能变化的关系，拉力传感器固定在小车上，一端与细绳相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小．穿过打点计时器的纸带与小车尾部相连接，打点计时器打点周期为T，实验的部分步骤如下：（1）平衡小车所受的阻力：不挂钩码，调整木板右端的高度，用手轻推小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列间距_________的点．高考资源网（2）测量小车和拉力传感器的总质量为M，所挂钩码的总质量为m，按图组装好仪器，并连接好所需电路，将小车停在打点计时器附近，先接通拉力传感器和打点计时器的电源，然后 ，打出一条纸带，关闭电源．（3）在打出的纸带中选择一条比较理想的纸带如图所示，在纸带上按打点先后顺序依次取O、A、B、C、D、E等多个计时点，各个计时点到O点间的距离分别用hA、hB、hC、hD、hE……表示，则小车和拉力传感器在计时器打下D点时的动能表达式为Ek=

，若拉力传感器的读数为F，计时器打下A点到打下D点过程中，细绳拉力对小车所做功的表达式为W=

，F

（选填“>”、“<”或“=”）mg．（4）某同学以A点为起始点，以A点到各个计数点动能的增量（单位：J）为纵坐标，以A点到各个计数点拉力对小车所做的功W（单位：J）为横坐标，描点作图得到一条过原点且倾角为45°的直线，由此可以得到的结论是

．

参考答案：（1）相等

（1分，其他表述正确的同样给分）

（2）释放小车

（1分）

（3）（2分）

（1分）

<（1分）（4）外力所做的功，等于物体动能的变化量（2分，其他表述正确的同样给分）15.与打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如左图所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体通过时的挡光时间。为了测定两张纸之间的动摩擦因数，某同学利用光电计时器设计了一个实验：如右图所示，在小铁块A和木板B上贴上待测的纸，木板B水平固定，铅锤通过细线和小铁块相连。l和2是固定在木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出。释放铅锤，让小铁块在木板上加速运动，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为2.0×10-2s和0.5×10-2s。用游标卡尺测量小铁块的宽度d如下图所示。（1）读出小铁块的宽度d=

cm。（2）铁块通过光电门l的速度v1=

m／s，铁块通过光电门2的速度v2=

m／s。（计算结果保留3位有效数字）（3）已知当地的重力加速度为g，为完成测量，除了测量v1、v2和两个光电门之间的距离L外，还需测量的物理量有（用文字说明并用字母表示）_______________。（4）用(3)中各量求解动摩擦因数的表达式：

（用字母表示）。参考答案：）答案(1)2.015（1分）

(2)1.01，（1分）4.03

（1分）

(3)铁块的质量m、铅锤的质量M

（1分）

(4)四、计算题：本题共3小题，共计47分16.动物爱好者经过长期观察发现，猎豹从静止开始沿直线奔跑时，经过60m的距离其速度加速到最大为30m/s，以后只能维持这一速度4.0s；羚羊从静止开始沿直线奔跑时，经过50m的距离其速度加速到最大为25m/s，并能保持这一速度奔跑较长的时间．一次猎豹在距羚羊x处对羚羊开始发起攻击，羚羊在猎豹发起攻击后1.0s开始奔跑，结果猎豹在减速前追上了羚羊，试求x值的取值范围（假定猎豹和羚羊在加速阶段分别做匀加速直线运动，且均沿同一直线奔跑）．参考答案：解：设时猎豹恰好在即将减速时追上了羚羊，所以猎豹匀速运动时间为。由得猎豹和羚羊加速运动时的加速度分别为：

（1）2分

（2）2分由得猎豹和羚羊加速运动过程所用时间分别为：

（3）2分

（4）2分猎豹在减速前发生的位移为：

（5）2分羚羊在猎豹减速前发生的位移为：

（6）2分所以：

（7）1分由题意分析可知，要使猎豹在减速前追上羚羊，应有x≤x0，即x≤55m（8）1分

17.一辆汽车从静止开始做匀加速直线运动，去追赶前面的一辆做匀速直线运动的电车，当电车行驶100m后被追上，此时汽车的速度恰好是电车速度的4倍，求汽车开始运动时两车相距多远？参考答案：设汽车运动t时间追上电车，汽车行驶S1，电车行驶S2，开始时两车相距S0,由已知条件可知，

①……………3分

②……………3分

③……………1分

④……………3分解得

⑤……………2分18.如图，一上端开口，下端封闭的细长玻璃管，下部有长l1=66cm的水银柱，中间封有长l2=6．6cm的空气柱，上部有长l3=44cm的水银柱，此时水银面恰好与管口平齐。已知大气压强为Po=76cmHg。如果使玻璃管绕低端在竖直平面内缓慢地