山东省菏泽市单县徐寨镇中学2021-2022学年高三物理上学期期末试卷含解析

山东省菏泽市单县徐寨镇中学2021-2022学年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1.一个物体自静止开始做加速度逐渐变大的加速直线运动，经过时间，末速度为，则这段时间内的位移

(

)A.

B．

C．

D．无法确定参考答案：C2.一名重为667N的同学头朝上坐在一个匀速转动的摩天轮上，在最高点时，座椅对该同学的支持力是556N，则A．此时该同学处于失重状态

B．在最低点时，该同学对座椅的压力为667NC．如果转速加倍时，该同学的动能增加一倍，在最高点时座椅对该同学的压力为1112ND．由于摩天轮的转速不变，因而该同学的机械能守恒参考答案：A3.（多选）如图所示，平直木板AB倾斜放置，板上的P点距A端较近，小物块与木板间的动摩擦因数由A到B逐渐减小，先让物块从A由静止开始滑到B．然后，将A着地，抬高B，使木板的倾角与前一过程相同，再让物块从B由静止开始滑到A．上述两过程相比较，下列说法中一定正确的有（）A．物块经过P点的动能，前一过程较小B．物块从顶端滑到P点的过程中因摩擦产生的热量，前一过程较少C．物块滑到底端的速度，前一过程较大D．物块从顶端滑到底端的时间，前一过程较长参考答案：：解：A、先让物块从A由静止开始滑到B，又因为动摩擦因数由A到B逐渐减小，说明重力沿斜面的分量在整个过程中都大于摩擦力．也就是说无论哪边高，合力方向始终沿斜面向下．物块从A由静止开始滑到P时，摩擦力较大，故合力较小，距离较短；物块从B由静止开始滑到P时，摩擦力较小，故合力较大，距离较长．所以由动能定理，物块从A由静止开始滑到P时合力做功较少，P点是动能较小；由B到P时合力做功较多，P点是动能较大．因而A正确；B、由w=fs，无法确定f做功多少，因而B错误；C、由动能定理，两过程合力做功相同，到底时速度应相同；因而C错误；D、采用v﹣t法分析，第一个过程加速度在增大，故斜率增大，第二个过程加速度减小，故斜率变小，由于倾角一样大，根据能量守恒，末速度是一样大的，还有就是路程一样大，图象中的面积就要相等，所以第一个过程的时间长；因而D正确；故选AD．4.（单选）如图所示，质量m1=10kg和m2=30kg的两物体，叠放在动摩擦因数为0.50的粗糙水平地面上，一处于水平位置的轻弹簧，劲度系数为250N/m，一端固定于墙壁，另一端与质量为m1的物体相连，弹簧处于自然状态，现用一水平推力F作用于质量为m2的物体上，使它缓慢地向墙壁一侧移动，当移动0.40m时，两物体间开始相对滑动，这时水平推力F的大小为（）A．100NB．300NC．200ND．250N参考答案：【考点】：摩擦力的判断与计算；胡克定律．【专题】：摩擦力专题．【分析】：当质量为m2的物体向左移动0.40m时，弹簧被压缩0.40m，根据胡克定律求出此时弹簧的弹力大小．以m1和m2整体为研究对象，分析受力情况，根据平衡条件求出这时水平推力F的大小．：解：当质量为m2的物体向左移动0.40m时，弹簧的量压缩为x=0.40m，根据胡克定律得，此时弹簧的弹力大小为：F弹=kx=250×0.4N=100N以m2研究对象，分析m1和m2整体水平方向的受力情况如图，根据平衡条件得：F=F弹+f又f=μ（m1+m2）g得到：F=F弹+μ（m1+m2）g=100N+（10+30）×10×0.5N=300N．故选：B【点评】：本题平衡条件的简单应用，要灵活选择研究对象，可以采用隔离法，也可以采用整体法．5.如题12B-1图所示,白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q,A点位于P、Q之间,B点位于Q右侧.旋转偏振片P,A、B两点光的强度变化情况是________.(A)A、B均不变

(B)A、B均有变化(C)A不变,B有变化

(D)A有变化,B不变参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.某同学用如图所示的装置验证动能定理．为提高实验精度，该同学多次改变小滑块下落高度胃的值．测出对应的平撼水平位移x，并算出x2如下表，进而画出x2一H图线如图所示：

①原理分析：若滑块在下滑过程中所受阻力很小．则只要测量量满足

，便可验证动能定理．

②实验结果分析：实验中获得的图线未过坐标原点，而交在了大约(0.2h，0)处，原因是

。参考答案：①x2与H成正比

②滑块需要克服阻力做功7.某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行研究。物块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。在ABCDE五个点中，打点计时器最先打出的是______点，在打出C点时物块的速度大小为______m/s（保留3位有效数字）；物块下滑的加速度大小为_____m/s2（保留2位有效数字）。参考答案：

(1).A

(2).0.233

(3).0.75【详解】分析可知，物块沿倾斜长木板最匀加速直线运动，纸带上的点迹，从A到E，间隔越来越大，可知，物块跟纸带的左端相连，纸带上最先打出的是A点；在打点计时器打C点瞬间，物块的速度；根据逐差法可知，物块下滑的加速度。故本题正确答案为：A；0.233；0.75。8.如图所示，匀强磁场竖直向上穿过水平放置的金属框架，框架宽L，足够长且电阻不计，右端接有电阻R。磁场的磁感强度为B。一根质量为m，电阻不计的金属棒以v0的初速沿框架向左运动。棒与框架间的动摩擦因数为μ。测得棒在整个运动过程中，通过电阻的电量为q，则棒能运动的距离为______________，电阻R上消耗的电能为______________。

参考答案：，

9.氢原子处于基态时的能量为-E1,激发态与基态之间的能量关系为（n为量子数），处于基态的大量氢原子由于吸收某种单色光后，最多能产生3种不同波长的光，则被吸收的单色光的频率为

产生的3种不同波长的光中，最大波长为

（已知普朗克常量为h，光速为c）参考答案：；试题分析：基态的氢原子能量为E1，n=2能级的原子能量为，n=3能级的原子能量为，则单色光的能量为；根据得，从第三能级跃迁到第二能级，能量变化最小，则对应的波长最长，因此从第三能级跃迁到第二能级，解得：【名师点睛】此题是对玻尔理论的考查；解决本题的关键知道能级间跃迁所满足的规律，辐射光子的能量等于两个能级的能级差，即Em-En=hv，注意正负号。10.某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验，图甲所示为实验装置的简图。(交流电的频率为50Hz)（1）如图乙所示为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为__

______m/s2。(保留两位有效数字)（2）保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的数据如下表：实验次数12345678小车加速度a/m·s－21.901.721.491.251.000.750.500.30小车质量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.67/kg－14.003.453.032.502.001.411.000.60请在如图12所示的坐标纸中画出图线，并由图线求出小车加速度a与质量倒数之间的关系式是______________________。参考答案：11.

真空中波长为３×１０-7米的紫外线的频率是

_赫。这种紫外线的光子打到金属钠的表面时

（填“能”或“不能”）发生光电效应（已知钠的极限频率是6.0×1014赫，真空中光速为３×１０8米/秒）。参考答案：答案：1.0×1015、能12.如图所示，光滑的平行导轨P、Q相距L=1m，处在同一水平面内，导轨左端接有如图所示的电路。其中水平放置的两平行金属板间距离d=10mm，定值电阻R1=R3=8Ω，R2=2Ω，金属棒ab电阻r=2Ω，导轨电阻不计，磁感应强度B=0.3T的匀强磁场竖直向下穿过导轨平面。金属棒ab沿导轨向右匀速运动，当电键S闭合时，两极板之间质量m=1×10－14kg、带电荷量q=－1×10－15C的粒子以加速度a=7m/s2向下做匀加速运动，两极板间的电压为

V；金属棒ab运动的速度为

m/s。参考答案：0.3，413.密闭在钢瓶中的理想气体,温度升高时压强增大.从分子动理论的角度分析,这是由于分子热运动的_________增大了.该气体在温度T1、T2时的分子速率分布图象如题12A-1图所示,则T1_________(选填“大于冶或“小于冶)T2.参考答案：三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（选修模块3－4）如图所示是一种折射率n=1.5的棱镜用于某种光学仪器中。现有一束光线沿MN的方向射到棱镜的AB界面上，入射角的大小。求光在棱镜中传播的速率及此束光线射出棱镜后的方向（不考虑返回到AB面上的光线）。

参考答案：解析：由得（1分）

由得，（1分）

由＜，可知C＜45°（1分）

而光线在BC面的入射角＞C，故光线在BC面上发生全反射后，垂直AC面射出棱镜。（2分）

15.（09年大连24中质检）（选修3—3）（5分）在图所示的气缸中封闭着温度为100℃的理想气体．一重物用绳索经滑轮与缸中活塞相连接．重物和活塞均处于平衡状态，这时活塞离缸底的高度为20cm．如果缸内气体变为0℃，问：

①重物是上升还是下降？说明理由。②这时重物将从原处移动多少厘米？（设活塞与气缸壁问无摩擦）（结果保留一位小数）参考答案：

解析：

①缸内气体温度降低，压强减小，故活塞下移，重物上升。（2分）

②分析可知缸内气体作等压变化，设活塞截面积为S㎝2，气体初态体积V1=20S㎝3，温度T1=373K，末态温度T2=273K，体积设为V2=hS㎝3（h为活塞到缸底的距离）

据

（1分）

可得h=14.6㎝

则重物上升高度

（1分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图，电阻不计的足够长的平行光滑金属导轨PX、QY相距L=0.5m，底端连接电阻R=2Ω，导轨平面倾斜角θ=30°,匀强磁场垂直于导轨平面向上，磁感应强度B=1T。质量m=40g、电阻R=0.5Ω的金属棒MN放在导轨上，金属棒通过绝缘细线在电动机牵引下从静止开始运动，经过时间t1=2s通过距离x=1.5m，速度达到最大，这个过程中电压表示数U0=8.0V，电流表实数I0=0.6A，示数稳定，运动过程中金属棒始终与导轨垂直，细线始终与导轨平行且在同一平面内，电动机线圈内阻r0=0.5Ω，g=10m/s2.。求：

（1）细线对金属棒拉力的功率P多大？

（2）从静止开始运动的t1=2s时间内，电阻R上产生的热量QR是多大？

（3）用外力F代替电动机沿细线方向拉金属棒MN，使金属棒保持静止状态，金属棒到导轨下端距离为d=1m。若磁场按照右图规律变化，外力F随着时间t的变化关系式？参考答案：（1）根据能量转化和守恒，有

………（2分）解得

P

=0.3W

………（1分）（2）当从静止开始运动经过t1=2s时间，金属棒速度达到最大，设此时为vm，金属棒中电动势为E，电流为I1，受到的安培力为F安，细线的拉力为F拉，则

………（1分）

………（1分）F安=

BI1L

………（1分）P

=F拉vm

………（1分）F拉

=

mgsinθ+

F安

………（1分）解得

vm=1m/s

金属棒从静止开始运动到达到最大速度过程中，设整个电路中产生的热量为Q，由能量转化和守恒得

………（1分）

………（1分）解得

QR=0.224J

………（1分）（3）由图可知

………（1分）设在t时刻，磁场的磁感应强度为B'，金属棒中电动势为E'，电流为I'，受到的安培力为F安'，则（T）

………（1分），

………（1分）

F安'

=B'

I'L

………（1分）

F安'

………（1分）

解得

F

=0.016t

+0.208（N）

………（1分）17.一个平板小车置于光滑水平面上，其右端恰好和一个光滑圆弧轨道AB的底端等高连接，如图所示．已知小车质量M=3.0kg，长L=2.06m，圆弧轨道的半径R=0.8m，现将一质量m=1.0kg的小滑块由轨道顶端A点无初速释放，滑块滑到B端后冲上小车．滑块与小车上表面间的动摩擦因数μ=0.3，g=10m/s2．（1）滑块到达B端，轨道对它支持力的大小；（2）小车运动1.5s时，车右端距轨道B端的距离；（3）滑块与车面间由于摩擦而产生的内能．参考答案：解：（1）根据动能定理得，解得v2=2gR，v=在B端有：N﹣mg=，解得N=3mg=30N．故滑块到达B端，轨道对它支持力的大小为30N．（2）小车的加速度．滑块的加速度当两者速度相等时有：a1t0=v﹣a2t0解得知小车在1.5s内先做匀加速直线运动，然后做匀速直线运动．匀加速直线运动的位移匀速直线运动的速度v′=a1t0=1×1m/s=1m/s则匀速直线运动的位移x2=v′t′=0.5m所以x=x1+x2=1m故小车运动1.5s时，车右端距轨道B端的距离为1m．（3）设两者共同速度为v1，根据动量守恒定律得，mv=（M+m）v1解得根据能量守恒得，Q=故滑块与车面间由于摩擦而产生的内能为6J．【考点】动能定理的应用；牛顿第二定律；向心力；功能关系．【分析】（1）根据动能定理求出小滑块从A点运动到B点的速度，根据牛顿第二定律求出轨道对它的支持力．（2）滑块滑上小车后，小车做匀加速直线运动，滑块做匀减速直线运动，当两者速度相等时，一起做匀速直线运动．判断1.5s时，滑块与小车速度是否相等，然后通过运动学公式求出