北京英才学校2021年高三物理期末试题含解析

1、北京英才学校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. （单选）如图所示，o点是地心，地球的半径为r，地球表面的重力加速度为g现有一宇宙飞船绕地球沿箭头方向无动力飞行，其运动轨迹是焦点位于地心的椭圆，该飞船运动中某时刻恰好经过距地心2r的p点。为研究方便，忽略地球的自转及地球表面的大气，则 a飞船经过p点的速率一定增大b飞船经过p点的速度大小一定是c飞船在p点的加速度大小一定是g/4d飞船经过p的速度大小可能超过第二宇宙速度 参考答案：c2. 选做题本题包括a、b、c三小题，请选定其中两小题，并在相应的答题区域内作答。 若多

2、做，则按a、b两小题评分。a。 选修3-3（12分）如图所示，一定质量的理想气体从状态a依次经过状态b、c和d后再回到状态a。 其中，和为等温过程，和为绝热过程（气体与外界无热量交换）。 这就是著名的“卡诺循环”。 （1）该循环过程中，下列说法正确的是_。（a）过程中，外界对气体做功（b） 过程中，气体分子的平均动能增大（c） 过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多（d） 过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化（2）该循环过程中，内能减小的过程是_ （选填“”、“”、“”或“”）。 若气体在过程中吸收63kj 的热量，在过程中放出38kj 的热量，则气体完成一次循环对外做的功为_ k

3、j。（3）若该循环过程中的气体为1mol，气体在a状态时的体积为10l，在b状态时压强为a状态时的。 求气体在b状态时单位体积内的分子数。 （已知阿伏加德罗常数，计算结果保留一位有效数字）b。 选修3-4（12分）（题12b-1图）（1）如题12b-1图所示的装置，弹簧振子的固有频率是4hz。 现匀速转动把手，给弹簧振子以周期性的驱动力，测得弹簧振子振动达到稳定时的频率为1hz，则把手转动的频率为_。（a）1hz（b）3hz（c）4hz（d）5hz（2）如题12b-2图所示，两艘飞船a、b沿同一直线同向飞行，相对地面的速度均为v（v 接近光速c）。 地面上测得它们相距为l，则a测得两飞船间的距

4、离_ （选填“大于”、“等于”或“小于”）l。 当b向a发出一光信号，a测得该信号的速度为_。 （3）题12b-3图为单反照相机取景器的示意图，abcde为五棱镜的一个截面，abbc。 光线垂直ab射入，分别在cd和ea上发生反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂直bc射出。若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率的最小值是多少？（计算结果可用三角函数表示） c。 选修3-5（12分）（1）如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的_也相等。 （a）速度（b）动能（c）动量（d）总能量（2）根据玻尔原子结构理论，氦离子（）的能级图如题12c-1图所示。 电子处在n=3轨道上比处在n=

5、5轨道上离氦核的距离_ （选填“近”或“远”）。 当大量处在n=4的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有_条。 （3）如题12c-2图所示，进行太空行走的宇航员a和b的质量分别为80kg和100kg，他们携手远离空间站，相对空间站的速度为0。 1m/ s。 a将b向空间站方向轻推后，a的速度变为0。2m/ s，求此时b的速度大小和方向。参考答案：a. (1)c (2) 25(3)等温过程,单位体积内的分子数.解得,代入数据得b. (1)a   (2)大于  c(或光速)(3)由题意知,入射角°则折射率最小值c. (1)c   (2)近&#

6、160;  6(3)根据动量守恒解得       离开空间站方向3. 如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n1800和n2200的两个线圈，上线圈两端与u51sin314t v的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是()a2.0 v  b9.0 v  c12.7v  d144.0 v参考答案：a4. (单选)如图所示，水平地面上的物体，在斜向上的拉力f的作用下，向右做匀速运动，则下列说法中正确的是：（a）物体可能只受到二个力的作用    &#

7、160;    （b）物体可能只受到三个力的作用     （c）物体一定受到了四个力的作用          （d）物体对水平地面的压力大小一定为fsin      参考答案：c5. 如图所示，光滑轨道mo和on底端对接且on=2mo，m、n两点高度相同。小球自m点右静止自由滚下，忽略小球经过o点时的机械能损失，以v、s、a、ek分别表示小球的速度、位移、加速度和动能四个物理量的大小。下

8、列图象中能正确反映小球自m点到n点运动过程的是参考答案：a二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6. 某物质的摩尔质量为，密度为，na为阿伏加德罗常数，则每单位体积中这种物质所包含的分子数目是_若这种物质的分子是一个挨一个排列的，则它的直径约为_。参考答案：； 或  ()7. 图为一小球做平抛运动时闪光照片的一部分，图中背景是边长5cm的小方格。问闪光的频率是      hz；小球经过b点时的速度大小是       m/s。（重力加速度g取10 m/s2）参考答案：10；2.5

9、60;   8. 地球表面的重力加速度为g，地球半径为r。有一颗卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道离地面的高度是地球半径的3倍。则该卫星做圆周运动的向心加速度大小为_；周期为_。参考答案：   9. 平行板电容器所带量q=4×l0-8c，它的两极板之间电压u=2v，则它的电容为       f；如果电量减少一半，则两板间电势差变为        v。参考答案：2×10-8f     

10、; 1v电容；当电量减小一半，电容不变，则电势差；10. 在如右图所示的逻辑电路中，当a端输入电信号为“1”，b端输入电信号为“1”时，在c端和d端输出的电信号分别为_和_。参考答案：、0，0    11. 约里奥·居里夫妇因发现人工放射性而获得了1935年的诺贝尔化学奖，他们发现的放射性元素衰变成的同时放出另一种粒子，这种粒子是参考答案：正电子12. (1)如图甲所示为某校兴趣小组通过电流传感器和计算机来测电源电动势和内阻实验电路，其中r0为定值，电阻r为可调节的电阻箱，电流传感器与计算机（未画出）相连，该小组成员通过实验记录下电阻箱的阻值r和相应的电

11、流值i，通过变换坐标，经计算机拟合得到如图乙所示图象，则该图象选取了_为纵坐标，由图乙中图线可得到该电源的电动势为_v；(2)现由三个规格相同的小灯泡，标出值为“2.5v、0.6a”，每个小灯泡的i-u特性曲线如图丙所示，将它们与图甲中电源按图丁所示的电路相连，闭合开关后，a灯恰好正常发光，则电源的内阻r=_，图甲中定值电阻r0=_参考答案：    (1).     (2). 4.5    (3). 2.5    (4). 2（1）由电路图可知，本实验采用电流表与电阻箱串联的

12、方式进行实验，由闭合电路欧姆定律可知： 变形可得： 故纵坐标应选取；由图可知，图象的斜率；解得：e=4.5v；r+r=4.5（2）a灯泡正常发光，故电压为2.5v，电流i=0.6a；两并联灯泡电流i'=0.3a，则电压u=0.5v；故路端电压u=2.5+0.5=3v；电流为0.6a；由闭合电路欧姆定律可知：u=e-ir代入数据解得 ；则可知r0=2点睛：本题考查测量电动势和内电阻的实验以及灯泡伏安特性曲线的应用，要注意明确闭合电路欧姆定律的应用，同时注意灯泡内阻随沉默温度的变化而变化，故只能根据图象分析对应的电压和电流，不能利用欧姆定律求解灯泡电阻13. (选修模块35) （4分）氢原

13、子的能级如图所示，当氢原子从n=4向n=2的能级跃迁时，辐射的光子照射在某金属上，刚好能发生光电效应，则该金属的逸出功为    ev。现有一群处于n=5的能级的氢原子向低能级跃迁，在辐射出的各种频率的光子中，能使该金属发生光电效应的频率共有      种。    参考答案：    答案：2.55 （2分） 6（2分）三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14. 如图为一块直角三棱镜，顶角a为30°一束激光沿平行于bc边的方

14、向射向直角边ab，并从ac边射出，出射光线与ac边夹角也为30°则该激光在棱镜中的传播速度为多少？(结果保留两位有效数字)参考答案：1.7×108m/s解：光路图如图：由几何关系得：=a=30°，=90°-30°=60°折射率 激光在棱镜中传播速【点睛】几何光学要正确作出光路图，由几何知识找出入射角和折射角是关键知道光速和折射率的关系.15. 如图所示，水平传送带两轮心o1o2相距l1=6.25m，以大小为v0=6m/s不变的速率顺时针运动，传送带上表面与地面相距h=1.25m现将一质量为m=2kg的小铁块轻轻放在o1的正上

15、方，已知小铁块与传送带间动摩擦因数=0.2，重力加速度g取10m/s2，求：（1）小铁块离开传送带后落地点p距离o2的水平距离l2；（2）只增加l1、m、v0中的哪一个物理量的数值可以使l2变大参考答案：（1）小铁块离开传送带后落地点p距离o2的水平距离为2.5m；（2）只增加l1数值可以使l2变大解：（1）小铁块轻放在传送带上后受到摩擦力的作用，由mg=ma得a=g=2m/s2，当小铁块的速度达到6 m/s时，由vt2=2ax得：x=9 m由于9 ml1=6.25 m，说明小铁块一直做加速运动设达到o2上方的速度为v，则v= =5m/s小铁块离开传送带后做平抛运动根据h=gt2得下落时间：t

16、= =0.5 s由l2=vt=5×0.5=2.5 m（2）欲使l2变大，应使v变大由v= 可知，l1增大符合要求m、v0增大对a没有影响，也就对v和l2没有影响因此，只增加l1、m、v0中的l1的数值可以使l2变大答：（1）小铁块离开传送带后落地点p距离o2的水平距离为2.5m；（2）只增加l1数值可以使l2变大四、计算题：本题共3小题，共计47分16. 如图甲所示，在竖直平面内有一个直角三角形斜面体，倾角为30°，斜边长为x0，以斜面顶部o点为坐标轴原点，沿斜面向下建立一个一维坐标x轴斜面顶部安装一个小的定滑轮，通过定滑轮连接两个物体a、b（均可视为质点），其质量分别为m

17、1、m2，所有摩擦均不计，开始时a处于斜面顶部，并取斜面底面所处的水平面为零重力势能面，b物体距离零势能面的距离为；现加在a物体上施加一个平行斜面斜向下的恒力f，使a由静止向下运动当a向下运动位移x0时，b物体的机械能随x轴坐标的变化规律如图乙，则结合图象可求：（1）b质点最初的机械能e1和上升x0时的机械能e2；（2）恒力f的大小参考答案：考点：机械能守恒定律；牛顿第二定律.专题：机械能守恒定律应用专题分析：（1）物体具有的机械能等于物体的动能加势能，利用图象关系即可求得（2）以ab组成的系统，当物体b运动到，利用动能定理球的速度，再利用牛顿第二定律与运动学公式即可求得恒力解答：解：（1）b

18、物体最初的动能够为零，重力势能为ep=，故b物体的机械能为上升后由图象可求b物体的机械能为（2）f为恒力，ab组成的系统以恒定的加速度运动，当b运动时机械能为零，可得解得v=由运动学公式求的a=对ab组成的系统由牛顿第二定律得f+m1gsinm2g=（m1+m2）af=答：（1）b质点最初的机械能e1和上升x0时的机械能e2为（2）恒力f的大小为点评：本题主要考查了动能定理与运动学及牛顿第二定律的综合运用，利用好图象是关键17. 如图所示，质量m=2kg的物体静止于水平地面的a处，a、b间距l=20m。用大小为30n，沿水平方向的外力拉此物体，经t0=2s拉至b处。（取g=10m/s2）（1）

19、求物体与地面间的动摩擦因数；（2）该外力作用一段时间后撤去，使物体从a处由静止开始运动并能到达b处，求该力作用的最短时间t。参考答案：1）物体做匀加速直线运动，则，所以， 由牛顿第二定律得f-f=ma，又f=mg，解得：= 0.5（2）力f作用时，a1=a，联立以上各式，代入数据，解得。18. 质量m2kg的物体静止在水平地面上，用f=18n的水平力拉物体，在开始的2s内物体发生了10m位移，此后撤去力f，求： 撤去力f时物体的速度； 撤去力f后物体运动的最大位移参考答案：解：由运动学公式：        

20、; （1分）                                        （1分）解得： v=10m/s                    （2分）由牛顿