2021年四川省达州市石河中学高三物理上学期期末试题含解析

1、2021年四川省达州市石河中学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. 氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量为E154.4eV，氦离子的能级示意图如图所示。在具有下列能量的光子或者电子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是（ ）A42.8eV(光子) B43.2eV（电子）C41.0eV（电子） D54.4eV(光子) 参考答案：A2. 如图甲所示，匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度的大小为B，磁场在y轴方向足够宽，在x轴方向宽度为a一直角三角形导线框ABC（BC边的长度为a）从图示位置向右匀速穿

2、过磁场区域，以逆时针方向为电流的正方向，在图乙中感应电流i、BC两端的电压uBC与线框移动的距离x的关系图象正确的是参考答案：D3. 如图所示,E为电源,R为电阻,D为理想二极管,P和Q构成一理想电容器,M、N为输出端,让薄金属片P以图示位置为中心在虚线范围内左右做周期性往复运动,而Q固定不动.下列说法中正确的是()A. P每次向右运动,电容器的电容就会增大B. P每次向左运动,电容器的电压就会增大C. 随着P的左右运动,两板间电场强度最终会保持不变D. 随着P的左右运动,输出端会有周期性脉冲电压输出参考答案：ABCA、根据电容器的电容：，P每次向右运动，d减小，C增大，A正确；B、P每次向左

3、运动,因为二极管，电容器无法放电，两板间电场强度不变，U=Ed，电容器的电压就会增大，B正确；C、因为电容器无法放电，当电容器电量达到最大时，电量保持不变，两板间电场强度最终会保持不变，C正确；D、电容器电量保持不变时，不再进行充放电，流过R中的电流为零，输出端输出电压为零，D错误。故选ABC。4. （多选）如图所示，理想变压器原副线圈的匝数比为3:1， L1、L2、L3、L4为规格均为“9V，6W”的完全相同灯泡，各电表均为理想交流电表。输入端交变电压为u，已知L2、L3、L4正常发光，则：( )A电压表的示数为27V B电流表A的示数为2ACL1可以正常发光 D输入端交变电压为27V参考答

4、案：ABC5. （多选）下列说法中正确的是 （） A 粒子散射实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据 B 光电效应和康普顿效应深入揭示了光的粒子性，前者表明光子具有能量，后者表明光子除了具有能量外还具有动量 C 根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大，核外电子的运动速度减小 D 正负电子对湮灭技术是一项较新的核物理技术一对正负电子对湮灭后生成光子的事实说明质量守恒定律是有适用范围的 E Bi的半衰期是5天，12gBi经过15天后衰变了1.5g参考答案：【考点】： 氢原子的能级公式和跃迁；光电效应；玻尔模型和氢原子的能级结构【专题】： 光电效应专题【分析】： 粒子散射实

5、验是卢瑟福原子核式结构学说的实验基础；光电效应和康普顿效应都揭示了光的粒子性；根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，根据电场力做功，分析电子的电势能和动能的变化；质量守恒定律是自然界的普遍规律；放射性元素的原子核有半数发生衰变时所需要的时间叫半衰期： 解：A、卢瑟福根据粒子散射实验中少数粒子发生大角度偏转，从而提出了原子核式结构模型，故A正确B、光电效应和康普顿效应都揭示了光的粒子性，前者表明光子具有能量，后者表明光子除了具有能量外，还具有动量，故B正确C、根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，总能量减小，电子的轨道半径减小，电场力对电子做正功，其电势能减小，动能增大，则速度增大，故C

6、错误D、一对正负电子对湮灭后生成光子，根据爱因斯坦质能方程可知，光子有与能量相对应的质量，所以这个过程仍遵守质量守恒定律，故D错误E、Bi的半衰期是5天，15天是3个半衰期，则未衰变的 Bi的质量为 m=12g=1.5g，故E正确故选：ABE【点评】： 本题考查的知识较多，特别要理解并掌握理论玻尔理论和半衰期的意义，知道半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变时所需要的时间，根据时间能算出没有衰变的原子核的质量二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6. 若以M表示水的摩尔质量，表示在标准状态下水蒸气的密度，NA为阿伏加德罗常数，则在标准状态下体积为V的水蒸气中分子数为N=NA参考答

7、案：在标准状态下体积为V的水蒸气质量m=V，物质的量为，分子数为N=NA；7. 一打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下，如图甲。图乙是打出的纸带的一段。（1）已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，利用图所给出的数据可求出小车下滑的加速度a = 。（2）为了求出小车在下滑过程中所受的阻力，还需测量的物理量有_。用测得的加速度a表示阻力的计算式为Ff=_。参考答案：（1）4；（2）斜面倾角、物体质量（共4分，各2分）；8. 宇航员驾驶宇宙飞船到达月球表面，关闭动力，飞船在近月圆形轨道绕月运行的周期为T，接着，宇航员调整飞船动力，安全着陆，宇航员在月球表面离地某

8、一高度处将一小球以初速度vo水平抛出，其水平射程为S。已知月球的半径为R，万有引力常量为G，则月球的质量=_，小球开始抛出时离地的高度=_。参考答案： 9. 一个电流表的满偏电流值Ig= 0.6mA，内阻Rg=50，面板如图所示，如果要把这个电流表改装成量程为 3V的电压表，那么应该在Rg上串联一个电阻Rs，Rs的大小应是_；如果将这个量程为0.6mA的电流表与=10的电阻并联后改装成一个量程大一些的电流表，用来测某一电流，指针指到图中所示位置，则该电流值_ _Ma参考答案：、4950 2.04（10. （6分）美国“肯尼迪”号航空母舰上装有帮助飞机起飞的弹射系统，已知“FA15”型战斗机在跑

9、道上产生的最大加速度为5.0m/s2，起飞速度为50m/s。若要该飞机滑行100m后起飞，则弹射系统必须使飞机具有 m/s的初速度。假设某航空母航不装弹射系统，要求该飞机仍能在此舰上正常飞行，则该舰身长至少为m。参考答案：10m/s；250m11. 一列简谐波在t=0.8s时的图象如图甲所示，其x=0处质点的振动图象如图乙所示，由图象可知：简谐波沿x轴 方向传播（填“正”或“负”），波速为 ms，t=10.0s时刻，x=4m处质点的位移是 m参考答案：12. 为了测量人骑自行车的功率，某活动小组在操场的直道上进行了如下实验：在离出发线5 m、10 m、20 m、30 m70 m的地方分别划上8

10、条计时线，每条计时线附近站几个学生，手持秒表，听到发令员的信号后，受测者全力骑车由出发线启动，同时全体学生都开始计时，自行车每到达一条计时线，站在该计时线上的几个学生就停止计时，记下自行车从出发线到该条计时线的时间。实验数据记录如下（每个计时点的时间都取这几个同学计时的平均值）：运动距离s（m）0510203040506070运动时间t（s）02.44.26.37.89.010.011.012.0各段速度（m/s）2.084.766.678.3310.010.0（1）请计算出上述表格中空缺的、处的数据： m/s； m/s（保留三位有效数字）。（2）次实验中，设运动过程中学生和自行车所受阻力与其

11、速度大小成正比，其比例系数为15Ns/m，则在20m30m路段的平均阻力f1与30m40m路段的平均阻力f2之比f1：f2= ；若整个过程中该同学骑车的功率P保持不变，则P= W。 参考答案：（1） 2.78 10.0 （2） 11.25（6.678.33） 1500W 13. （1）一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图象如图所示。则：_弹簧的原长更长，_弹簧的劲度系数更大。（填“a”或“b”）参考答案：b；a 根据胡克定律有：F=k（l-l0），由此可知在F与l图象中，斜率大小等于劲度系数，横轴截距等于弹簧原长，因此有：b的

12、原长比a的长，劲度系数比a的小三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14. 在“用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻”的实验中，提供的器材有：A干电池一节 B电流表（量程0.6A）C电压表（量程03V） D. 电键S和若干导线E. 滑动变阻器R(最大阻值20，允许最大电流2A)为使测量尽可能精确，请根据原理图甲用笔画线代替导线将如图乙所示的实物图连成实验电路（已连接了部分线）。完成下列实验步骤中所缺的内容：A按实验要求连接好电路，使滑动变阻器以阻值 接入电路中（选填“最大”或“最小”）。B闭合电键，移动滑动变阻器的滑片，使电压表和电流表的指针有明显偏转，读取电压表和电流表的示数

13、。C继续移动 ，并再次读取电压表和电流表的示数。用同样方法测量多组数据。D断开电键，整理好器材，进行实验数据处理。将实验测得的数据标在如图丙所示的坐标图中，作出UI图线，由此求得待测电池的电动势E= V，内电阻r= 。（结果保留三位有效数字）参考答案：答案：所连实物图如答图所示。（2分）最大 （2分）； 滑动变阻器的滑片。（2分） E=1.48V，（2分）； r=0.400 （2分）：连接实物图时注意电表的正负接线柱和量程，具体见上图；实验开始时为保护电路滑动变阻器的阻值调到最大；移动滑动变阻器的滑片，得到多组电压和电流；U-I图线的纵轴截距为电源的电动势，大小为1.48V；斜率的绝对值为内阻

14、，内阻大小为。15. 有同学利用如图的装置来验证力的平行四边形定则：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个勾码的重量相等，当系统达到平衡时，根据勾码个数读出三根据绳子的拉力TOA、TOA和TOA，回答下列问题： （1）改变勾码个数，实验能完成的是（ ）A勾码的个数N1=N2=2，N3=4 B勾码的个数N1=N3=3，N2=4C勾码的个数N1=N2=N3=4 D勾码的个数N1=3， N2=4，N3=5（2）在拆下勾码和绳子前，最重要的一个步骤是（ ）A标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向B量出OA、OB、OC三段绳子的长度 C用量角器量出三根绳

15、子之间的夹角 D用天平测出勾码的质量参考答案：（1）BCD （2）A四、计算题：本题共3小题，共计47分16. 同学设计出如图所示实验装置.将一质量为0.2kg的小球(可视为质点)放置于水平弹射器内,压缩弹簧并锁定,此时小球恰好在弹射口,弹射口与水平面AB相切于A点,AB为粗糙水平面,小球与水平面间动摩擦因数,弹射器可沿水平方向左右移动,BC为一段光滑圆弧轨道.(O为圆心,半径 ,与OB之间夹角为,以C为原点,在C的右侧空间建立竖直平面内的坐标xOy,在该平面内有一水平放置开口向左且直径稍大于小球的接收器D, , (1)某次实验中该同学使弹射口距离B处处固定,解开锁定释放小球,小球刚好到达C处

16、,求弹射器释放的弹性势能;(2)把小球放回弹射器原处并锁定,将弹射器水平向右移动至离B处L2=0.8m处固定弹射器并解开锁定释放小球,小球将从C处射出,恰好水平进入接收器D,求D处坐标;(3)每次小球放回弹射器原处并锁定,水平移动弹射器固定于不同位置释放小球,要求小球从C处飞出恰好水平进入接收器D,求D位置坐标y与x的函数关系式.参考答案：（1）1.8J（2）(，)（3）y=x（1）从A到C的过程中，由定能定理得：W弹-mgL1-mgR（1-cos）=0，解得：W弹=1.8J根据能量守恒定律得：EP=W弹=1.8J；（2）小球从C处飞出后，由动能定理得：W弹-mgL2-mgR（1-cos）=m

17、vC2-0，解得：vC=2m/s，方向与水平方向成37角，由于小球刚好被D接收，其在空中的运动可看成从D点平抛运动的逆过程，vCx=vCcos37=m/s，vCy=vCsin37= m/s，则D点的坐标：，解得：x=m，y=m，即D处坐标为：（m，）（3）由于小球每次从C处射出vC方向一定与水平方向成37角，则：，根据平抛运动规律可知：抛出点D与落地点C的连线与x方向夹角的正切值：，故D的位置坐标y与x的函数关系式为：y=x点睛：本题考查了动能定理的应用，小球的运动过程较复杂，分析清楚小球的运动过程是解题的前提与关键，分析清楚小球的运动过程后，应用动能定理、平抛运动规律可以解题17. 如图所示

18、，在直角坐标系的第象限0 x4m区域内，分布着的匀强电场，方向竖直向上；第象限中的两个直角三角形区域内，分布着大小均为的匀强磁场，方向分别垂直纸面向外和向里。质量为，电荷量为的带正电粒子（重力不计），从坐标点M（-4m,m）处，以的速度平行于x轴向右运动，并先后通过匀强磁场和匀强电场区域。求：（1）带电粒子在磁场中的运动半径r=?(2)粒子在两个磁场区域及电场区域偏转所用的时间t=?（3）粒子运动轨迹与y轴和直线x=4m交点的纵坐标分别是多少？参考答案：解：（1）带电粒子在磁场中做匀速园周运动，由洛仑兹力提供向心力， ，解得（2）粒子在磁场中运动的周期带电粒子在磁场中的运动时间带电粒子在电场中的运动时间带电粒子在磁场和电场中运动的总时间为 (3)带电粒子的运动轨迹如图所示，粒子在两个磁场中的偏转位移为则粒子射出磁场时与y轴交点的纵坐标为 粒子在电场中的加速度为 粒子在匀强电场中的偏转位移为粒子的运动轨迹与直线x=4m交点的纵坐标为，代入数据得：18. 如图所示，一平直的传送带以速度v=2m/s匀速运动，传送带把A处的工件运送到B处，A、B相距L=10