辽宁省阜新市第二十一高级中学高三物理上学期期末试卷含解析

辽宁省阜新市第二十一高级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.（单选）如图所示，质量分别为mA、mB的两物块A、B叠放在一起，若它们共同沿固定在水平地面上倾角为的斜面匀速下滑。则A.A、B间无摩擦力B.B与斜面间的动摩擦因数=tanC.A、B间有摩擦力，且B对A的摩擦力对A做负功D.B对斜面的摩擦力方向沿斜面向上参考答案：B解析：A、因为A处于平衡状态，A受重力、支持力以及B对A的静摩擦力平衡，知A、B间有摩擦力．摩擦力的方向沿A与B的接触面斜向上，向下滑动的过程中，摩擦力的方向与A的速度方向的夹角为锐角，所以B对A的摩擦力对A做正功．故A、C错误．B、A、B能一起匀速下滑，对整体分析，受重力、支持力和滑动摩擦力，有：Mgsinθ=μMgcosθ，可得μ=tanα．斜面对B的摩擦力方向沿斜面向上，所以B对斜面的摩擦力方向沿斜面向下．故B正确．D错误；故选B．2.下列说法正确的是（）A．天然放射现象的发现揭示了原子的核式结构B．一群处于n=3能级激发态的氢原子，自发跃迁时能发出最多6种不同频率的光C．放射性元素发生一次β衰变，原子序数增加1D．U的半衰期约为7亿年，随着地球环境的不断变化，半衰期可能变短参考答案：C【考点】原子核衰变及半衰期、衰变速度；氢原子的能级公式和跃迁；天然放射现象．【分析】天然放射现象的发现揭示了原子核具有复杂结构；n=3能级激发态的氢原子，自发跃迁时能发出3种不同频率的光；根据质量数与质子数守恒，可知，一次β衰变，原子序数增加1；元素的半衰期与环境无关，与元素的化合态，还是单质无关．【解答】解：A、天然放射现象的发现揭示了原子核具有复杂结构，故A错误；B、一群处于n=3能级激发态的氢原子，自发跃迁时能发出3种不同频率的光，分别是从n=3到n=2，从n=3到n=1，从n=2到n=1，故B错误；C、根据质量数与质子数守恒，则有放射性元素发生一次β衰变，原子序数增加1，故C正确；D、半衰期不随着地球环境的变化而变化，故D错误；故选：C．3.（多选）（2010?宁夏）如图所示，在外力作用下某质点运动的υ﹣t图象为正弦曲线．从图中可以判断（） A． 在0～t1时间内，外力做正功 B． 在0～t1时间内，外力的功率逐渐增大 C． 在t2时刻，外力的功率最大 D． 在t1～t3时间内，外力做的总功为零参考答案：AD考点：功的计算；功率、平均功率和瞬时功率解：A、在0～t1时间内，由图象可知，物体的速度沿正方向，加速度为正值且减小，故力与速度方向相同，故外力做正功；故A正确；B、图象斜率表示加速度，加速度对应合外力，合外力减小，速度增大；由图象可知0时刻速度为零，t1时刻速度最大但拉力为零，由P=Fv可知外力的功率在0时刻功率为零，t1时刻功率也为零，可知功率先增大后减小，B错误．C、t2时刻物体的速度为零，由P=Fv可知外力的功率为零，故C错误．D、在t1～t3时间内物体的动能变化为零，由动能定理可知外力做的总功为零，故D正确；故选AD4.（单选）如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线和虚线分别表示t1=0和t2=0.5s时的波形（已知波的周期T＞0.5s），则能正确反映t3=7.0s时波形的图是（）A．B．C．D．参考答案：考点：波长、频率和波速的关系；横波的图象．分析：根据两时刻的波形，结合条件T＞0.5s，定出周期与时间的关系，求出周期．求出时间t3=7.0s与周期的倍数，根据波形的平移，确定t3=7.0s时波形图．解答：解：由题意，简谐横波沿x轴正方向传播，t1=0和t2=0.5s（T＞0.5s）时的波形得到实线波形到形成虚线波形波传播距离为λ，经过T时间．则有T=t2﹣t1，T=4（t2﹣t1）=2s，即t3=7.0s因为经过整数倍周期时间波形重复，故t3=7.0s时刻与t=3T时刻波形相同．则波形为波向右平移λ的波形．故选：C．点评：本题如没有T＞0.5s条件限制，则周期、波传播的距离等是通项式．对于两个时刻的波形关系，常常用波形平移的方法研究．但要注意，波形平移，质点并没有迁移．5.电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图中所示的电路,当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时,下列说法正确的是

A.电压表和电流表读数都增大

B.电压表和电流表读数都减小

C.电压表读数增大,电流表读数减小

D.电压表读数减小,电流表读数增大参考答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.欧洲天文学家发现了一颗可能适合人类居住的行星。若该行星质量为M，半径为R，万有引力恒量为G，则绕该行星运动的卫星的第一宇宙速度是______________。设其质量是地球的5倍，直径是地球的1.5倍，在该行星表面附近沿圆轨道运行的人造卫星的动能为Ek1，在地球表面附近沿圆轨道运行的相同质量的人造卫星的动能为Ek2，则为______________。参考答案：，10/37.从离地面高度为h处有自由下落的甲物体，同时在它正下方的地面上有乙物体以初速度v0竖直上抛，要使两物体在空中相碰，则做竖直上抛运动物体的初速度v0应满足什么条件？________（不计空气阻力，两物体均看作质点）.若要乙物体在下落过程中与甲物体相碰，则v0应满足什么条件？________参考答案：v0≥，≤v0≤8.氢原子能级及各能级值如图所示．当大量氢原子从第4能级向第2能级跃迁时，可以释放出3种不同频率的光子，所释放的光子最小频率为（用普朗克常量h和图中给出的能级值字母表示）．参考答案：【考点】：氢原子的能级公式和跃迁．【专题】：原子的能级结构专题．【分析】：根据hγ=Em﹣En，可知在何能级间跃迁发出光的频率最小．：解：当大量氢原子从第4能级向第2能级跃迁时，可以释放出3种不同频率的光子；分别是n=4向n=3，n=3向n=2，以及n=4向n=2三种．因为放出的光子能量满足hγ=Em﹣En，知，从n=4能级跃迁到n=3能级发出光的频率最小；则有：hγ=E4﹣E3，所以：γ=．故答案为：3；【点评】：解决本题的关键知道能级间跃迁放出或吸收光子的能量满足hγ=Em﹣En．9.如图所示，倾角θ的固定光滑斜面上放置质量m的小物块A。某时刻用竖直向下的恒力压物体A使其静止起加速下滑，同时B物体从同高度自由落体。两者同时到地面，则恒力的大小为

；若B物体质量也为m，则两者落地瞬间，A物体重力的功率PA

B物体重力的功率PB（选填“大于”，“小于”或“等于”）。参考答案：mg/tan2θ；等于10.用光照射某金属，使它发生光电效应现象，若增加该入射光的强度，则单位时间内从铝板表面逸出的光电子数_________，从表面逸出的光电子的最大动量大小__________（填“增加”“减小”或“不变”）参考答案：增加

不变

11.质量为20kg的小孩，平推一质量为4kg的物体使它得到对地4m/s的速度，若小孩靠着墙，则小孩做功为___________，若小孩站在光滑的冰面上，则小孩做的功将是_________。参考答案：32J，38.4J12.在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为λ0，该金属的逸出功为________．若用波长为λ(λ<λ0)的单色光做该实验，则其遏止电压为________．(已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e、c和h)参考答案：13.如图甲，水平面内的三个质点分别位于直角三角形ABC的三个顶点上，已知AB=3m，AC=4m。t0=0时刻A、B同时开始振动，此后形成的波动图象均如图乙，所形成的机械波在水平面内传播，在t=4s时C点开始振动。则该机械波的传播速度大小为_________；两列波相遇后，C点振动_________（填“加强”或“减弱”）。该列波的波长是______m，周期是______s。参考答案：（1）1m／s

减弱

2m

2s

三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.(2)一定质量的理想气体，在保持温度不变的情况下，如果增大气体体积，气体压强将如何变化？请你从分子动理论的观点加以解释．如果在此过程中气体对外界做了900J的功，则此过程中气体是放出热量还是吸收热量？放出或吸收多少热量？(简要说明理由)参考答案：一定质量的气体，温度不变时，分子的平均动能一定，气体体积增大，分子的密集程度减小，所以气体压强减小．一定质量的理想气体，温度不变时，内能不变，根据热力学第一定律，当气体对外做功时气体一定吸收热量，吸收的热量等于气体对外做的功，即900J.15.静止在水平地面上的两小物块A、B，质量分别为mA=l.0kg，mB=4.0kg；两者之间有一被压缩的微型弹簧，A与其右侧的竖直墙壁距离l=1.0m，如图所示。某时刻，将压缩的微型弹簧释放，使A、B瞬间分离，两物块获得的动能之和为Ek=10.0J。释放后，A沿着与墙壁垂直的方向向右运动。A、B与地面之间的动摩擦因数均为u=0.20。重力加速度取g=10m/s2。A、B运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。（1）求弹簧释放后瞬间A、B速度的大小；（2）物块A、B中的哪一个先停止？该物块刚停止时A与B之间的距离是多少？（3）A和B都停止后，A与B之间的距离是多少？参考答案：（1）vA=4.0m/s，vB=1.0m/s；（2）A先停止；0.50m；（3）0.91m；分析】首先需要理解弹簧释放后瞬间的过程内A、B组成的系统动量守恒，再结合能量关系求解出A、B各自的速度大小；很容易判定A、B都会做匀减速直线运动，并且易知是B先停下，至于A是否已经到达墙处，则需要根据计算确定，结合几何关系可算出第二问结果；再判断A向左运动停下来之前是否与B发生碰撞，也需要通过计算确定，结合空间关系，列式求解即可。【详解】（1）设弹簧释放瞬间A和B的速度大小分别为vA、vB，以向右为正，由动量守恒定律和题给条件有0=mAvA-mBvB①②联立①②式并代入题给数据得vA=4.0m/s，vB=1.0m/s（2）A、B两物块与地面间的动摩擦因数相等，因而两者滑动时加速度大小相等，设为a。假设A和B发生碰撞前，已经有一个物块停止，此物块应为弹簧释放后速度较小的B。设从弹簧释放到B停止所需时间为t，B向左运动的路程为sB。，则有④⑤⑥在时间t内，A可能与墙发生弹性碰撞，碰撞后A将向左运动，碰撞并不改变A的速度大小，所以无论此碰撞是否发生，A在时间t内的路程SA都可表示为sA=vAt–⑦联立③④⑤⑥⑦式并代入题给数据得sA=1.75m，sB=0.25m⑧这表明在时间t内A已与墙壁发生碰撞，但没有与B发生碰撞，此时A位于出发点右边0.25m处。B位于出发点左边0.25m处，两物块之间的距离s为s=025m+0.25m=0.50m⑨（3）t时刻后A将继续向左运动，假设它能与静止的B碰撞，碰撞时速度的大小为vA′，由动能定理有⑩联立③⑧⑩式并代入题给数据得

故A与B将发生碰撞。设碰撞后A、B的速度分别为vA′′以和vB′′，由动量守恒定律与机械能守恒定律有

联立式并代入题给数据得

这表明碰撞后A将向右运动，B继续向左运动。设碰撞后A向右运动距离为sA′时停止，B向左运动距离为sB′时停止，由运动学公式

由④式及题给数据得sA′小于碰撞处到墙壁的距离。由上式可得两物块停止后的距离四、计算题：本题共3小题，共计47分16.在xOy平面内，第Ⅲ象限内的直线OM是电场与磁场的边界，0M与x轴负方向成45°角。在x＜0且OM的左侧空间存在着x轴负方向的匀强电场，场强E大小为50N/C；在y＜0且OM的右侧空间存在着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=0.2T。如图所示。一不计重力的带负电的微粒，从坐标原点O沿y轴负方向以v0=4×103m/s的初速度进入磁场，已知微粒的电荷量q=-4×10-18C，质量m=1×10-24kg，求：

（1）带电微粒第一次经过电、磁场边界OM的坐标；（2）带电微粒离开电、磁场时的位置的坐标；（3）带电微粒在电、磁场区域运动的总时间。

参考答案：见解析解：(1)第一次经过磁场边界上的A点，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律得：qv0B＝m

解得：r＝＝5×10－3m

（2分）A点位置坐标为(－5×10－3m，－5×10－3m)

（2分）经过磁场边界时速度方向与OM夹角为450；与电场平行。

（1分）(2)微粒从C点沿y轴正方向进入电场，做类平抛运动a＝，解得：a＝2.0×108m/s2

（1分）Δx＝at＝2r

解得：t1＝1×10－5s

（2分）Δy＝v0t1

代入数据解得Δy＝0.04m

（1分)y＝Δy－2r＝(0.04－2×5×10－3)m＝3.0×10－2m

（2分）离开电、磁场时的位置D的坐标为(0,3.0×10－2m)

（1分）(3)带电微粒在磁场中运动的周期T＝在磁场中运动的时间t2＝tOA＋tAC＝T＋T代入数据解得：t2＝T＝s

（2分）带电微粒第一次进入电场中做直线运动的时间t3＝2＝4.0×10－5s

（2分）带电微粒在电、磁场区域运动的总时间t＝t1＋t2＋t3＝s

（2分）17.（18分）如图所示，坐标空间中有场强为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场，y轴为两种场的分界面，图中虚线为磁场区的右边界。现有一质量为m、电量为-q的带电粒子，从电场中的P点以初速度V0沿x轴正方向开始运动，已知P点的坐标为（－L，0）且，试求：

（1）带电粒子运动到Y轴上时的速度（2）要使带电粒子能穿越磁场区域而不再返回到电场中，磁场的宽度最大为多少（不计带电粒子的重力）参考答案：解析：（1）粒子在电场中做类平抛运动，竖直速度Vy=