山东省聊城市梁堂中学2021年高三物理下学期期末试卷含解析

山东省聊城市梁堂中学2021年高三物理下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.如图所示，轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连，下端与另一质量为M的木块2相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态．现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块1、2的加速度大小分别为a1、a2.重力加速度大小为g,则有（

）A．

B．

C．

D．参考答案：C2.如图所示，边长为2l的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个边长的l的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直，导线框和虚线框的对角线重合。从t=0开始，使导线框从图示位置开始以恒定速度沿对角线方向移动进入磁场，直到整个导线框离开磁场区域。用I表示导线框中的感应电流，取逆时针方向为正。则下列表示I-t关系的图线中，可能正确的是（

）参考答案：D3.质量相同的两个物体，分别在地球表面和月球表面以相同的初速度竖直上抛，不计空气阻力，比较这两种情况，下列说法中正确的是A.物体在地球表面时的惯性比物体在月球表面时的惯性大B.各自落回抛出点时，重力做功的瞬时功率相等C.在各自都上升到最高点的过程中，它们的重力做的功相等D.在空中飞行的过程中，它们的机械能都守恒参考答案：CD解析：质量是惯性的量度，物体在地球表面时的惯性和在月球表面时的惯性相同，选项A错误；物体在月球表面的重力小于在地球表面的重力，它们各自落回抛出点时，重力做功的瞬时功率不相等，选项B错误；它们在竖直上抛过程中，机械能守恒，抛出时初动能相等，在各自都上升到最高点的过程中，它们的重力做的功相等，在空中飞行的过程中，它们的机械能都守恒，选项CD正确。4.如图1所示，物块A、B叠放在粗糙的水平桌面上，水平外力F作用在B上，使A、B一起沿水平桌面向右加速运动。设A、B之间的摩擦力为f1，B与水平桌面间的摩擦力为f2。在始终保持A、B相对静止的情况下，逐渐增大F则摩擦力f1和f2的大小（

）A.f1不变、f2变大

B.f1变大、f2不变

C.f1和f2都变大

D.f1和f2都不变参考答案：Bf1是静摩擦力，大小等于，f2是滑动摩擦力，大小等于，故在始终保持A、B相对静止的情况下，逐渐增大F则f1变大、f2不变。选B。5.有一内阻为的电源，当其两端接的定值电阻时，路端电压为1.6V，则该电源电动势为A．

B．

C．

D．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.有一个电流表G，内阻Rg=10Ω，满偏电流Ig=3mA，要把它改装成量程0—3V的电压表，要与之___________（选填“串联”或“并联”）一个______Ω的电阻？改装后电压表的内阻是___________Ω参考答案：7.氢原子的能级图如图所示.一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时能发出_____种不同频率的光.这些光照射到逸出功等于2.5eV的金属上，产生的光电子的最大初动能等于_____eV.参考答案：

(1).6

(2).10.25【分析】能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差，发生光电效应的条件是当光子能量大于逸出功，根据光电效应方程求出光电子的最大初动能．【详解】一群处于n=4能级的氢原子向基态跃迁时，共有种；从n=4跃迁到n=1的能级差最大，则辐射的光子能量最大为-0.85eV+13.6eV=12.75eV，根据光电效应方程知，光电子的最大初动能Ekm=hv-W0=12.75eV-2.5eV=10.25eV．【点睛】解决本题的关键掌握光电效应的条件，以及知道能级间跃迁所满足的规律，注意最大初动能与入射频率的不成正比，但是线性关系．8.有两个单摆做简谐运动，位移与时间关系是：x1=3asin(4πbt+π/4)和x2=9asin(8πbt+π/2)，其中a、b为正的常数，则它们的：①振幅之比为__________；②摆长之比为_________。参考答案：①1：3

②4：19.升降机中站着一个人发现失重，则升降机可能在做竖直

运动，也可能在做竖直

过程．参考答案：减速上升，加速下降．【考点】超重和失重．【分析】当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时，就说物体处于超重状态，此时有向上的加速度；当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时，就说物体处于失重状态，此时有向下的加速度．【解答】解：人站在磅秤上受重力和支持力，发现了自已的体重减少了，处于失重状态，所以具有向下的加速度，

那么此时的运动可能是减速上升，也可能是加速下降．故答案为：减速上升，加速下降．10.将一小球从高处水平抛出，最初2s内小球动能EK随时间t变化的图线如图所示，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2。根据图象信息可知，小球的质量为

▲

kg，小球的初速度为

▲

m/s，最初2s内重力对小球做功的平均功率为

▲

W。参考答案：0.125kg

m/s

12.5W

11.如图所示的器材可用来研究电磁感应现象及判定感应电流的方向，其中L1为原线圈，L2为副线圈。（1）在给出的实物图中，将实验仪器连成完整的实验电路。（2）在实验过程中，除了查清流入检流计电流方向与指针偏转方向之间的关系之外，还应查清_______的绕制方向（选填“L1”、“L2”或“L1和L2”）。闭合开关之前，应将滑动变阻器的滑动头P处于_______端（选填“左”或“右”）。参考答案：（1）（2）___L1和L2；_（3）___右_____端12.（4分）有一束射线进入匀强磁场中，a、b、c分别表示组成射线的三种粒子流在磁场里的轨迹，如图所示．已知磁场方向与速度方向垂直并指向纸内，从这些粒子流的偏转情况可知，可能是粒子的轨迹是_______；可能是光子的轨迹是______。参考答案：

a；b13.在光电效应试验中，某金属的截止频率相应的波长为，该金属的逸出功为______。若用波长为（<0）单色光做实验，则其截止电压为______。已知电子的电荷量，真空中的光速和布朗克常量分别为e、c和h。参考答案：三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（4分）如图所示，光滑水平面轨道上有三个木块，A、B、C，质量分别为mB=mc=2m,mA=m，A、B用细绳连接，中间有一压缩的弹簧(弹簧与滑块不栓接)。开始时A、B以共同速度v0运动，C静止。某时刻细绳突然断开，A、B被弹开，然后B又与C发生碰撞并粘在一起，最终三滑块速度恰好相同。求B与C碰撞前B的速度。参考答案：解析：设共同速度为v，球A和B分开后，B的速度为,由动量守恒定律有,,联立这两式得B和C碰撞前B的速度为。考点：动量守恒定律15.（10分）如图所示，气缸放置在水平台上，活塞质量为5kg，面积为25cm2，厚度不计，气缸全长25cm，大气压强为1×105pa，当温度为27℃时，活塞封闭的气柱长10cm，若保持气体温度不变，将气缸缓慢竖起倒置．g取10m/s2．

（1）气缸倒置过程中，下列说法正确的是__________A．单位时间内气缸单位面积上气体分子撞击次数增多B．单位时间内气缸单位面积上气体分子撞击次数减少C．吸收热量，对外做功D．外界气体对缸内气体做功，放出热量（2）求气缸倒置后气柱长度；（3）气缸倒置后，温度升至多高时，活塞刚好接触平台(活塞摩擦不计)?参考答案：(1)BC(2)15cm(3)227℃四、计算题：本题共3小题，共计47分16.汽车以12m/s的速度行驶，刹车后的加速度为3m/s2，则需经多长汽车才能停止？从刹车到停止这段时间内的位移是多少？参考答案：4s

24m17.如图所示，一根质量可以忽略的细杆，长为2，两端和中心处分别固连着质量为的小球B、D和C，开始时静止在光滑的水平桌面上。桌面上另有一质量为的小球A，以一给定速度沿垂直于杆DB的方间与右端小球B作弹性碰撞。求刚碰后小球A,B,C,D的速度，并详细讨论以后可能发生的运动情况。参考答案：求刚碰撞后小球A、B、C、D的速度设刚碰撞后，小球A、B、C、D的速度分别为、、、，并设它们的方向都与的方向相同．由于小球C位于由B、C、D三球组成的系统的质心处，所以小球C的速度也就是这系统的质心的速度．因碰撞前后四小球组成的质点组的动量守恒，故有

（1）碰撞前后质点组的角动量守恒，有

（2）这里角动量的参考点设在与B球重合的空间固定点，且规定顺时针方向的角动量为正．因为是弹性碰撞，碰撞前后质点组的动能相等，有

（3）因为杆是刚性杆，小球B和D相对于小球C的速度大小必相等，方向应相反，所以有

（4）解（1）、（2）、（3）、（4）式，可得两个解

=0

（5）和

（6）因为也是刚碰撞后由B、C、D三小球组成的系统的质心的速度，根据质心运动定律，碰撞后这系统的质心不可能静止不动，故（5）式不合理，应舍去．取（6）式时可解得刚碰撞后A、B、D三球的速度

（7）

（8）

（9）2．讨论碰撞后各小球的运动碰撞后，由于B、C、D三小球组成的系统不受外力作用，其质心的速度不变，故小球C将以（6）式的速度即沿方向作匀速运动．由（4）、（8）、（9）式可知，碰撞后，B、D两小球将绕小球C作匀角速度转动，角速度的大小为

（10）方向为逆时针方向．由（7）式可知，碰后小球A的速度的大小和方向与M、m的大小有关，下面就M、m取值不同而导致运动情形的不同进行讨论：（i），即碰撞后小球A停住，由（7）式可知发生这种运动的条件是

即

（11）（ii），即碰撞后小球A反方向运动，根据（7）式，发生这种运动的条件是

（12）（iii）但，即碰撞后小球A沿方向作匀速直线运动，但其速度小于小球C的速度．由（7）式和（6）式，可知发生这种运动的条件是

和

即

（13）（iv），即碰撞后小球A仍沿方向运动，且其速度大于小球C的速度，发生这种运动的条件是

（14）（v），即碰撞后小球A和小球C以相同的速度一起沿方向运动，发生这种运动的条件是

（15）在这种情形下，由于小球B、D绕小球C作圆周运动，当细杆转过时，小球D将从小球A的后面与小球A相遇，而发生第二次碰撞，碰后小球A继续沿方向运动．根据质心运动定理，C球的速度要减小，碰后再也不可能发生第三次碰撞．这两次碰撞的时间间隔是

（16）从第一次碰撞到第二次碰撞，小球C走过的路程

（17）3．求第二次碰撞后，小球A、B、C、D的速度刚要发生第二次碰撞时，细杆已转过，这时，小球B的速度为，小球D的速度为．在第二次碰撞过程中，质点组的动量守恒，角动量守恒和能量守恒．设第二次刚碰撞后小球A、B、C、D的速度分别为、、和，并假定它们的方向都与的方向相同．注意到（1）、（2）、（3）式可得

（18）

（19）

（20）由杆的刚性条件有

（21）（19）式的角动量参考点设在刚要发生第二次碰撞时与D球重合的空间点．把（18）、（19）、（20）、（21）式与（1）、（2）、（3）、（4）式对比，可以看到它们除了小球B和D互换之外是完全相同的．因此它们也有两个解

（22）和

（23）对于由B、C、D三小球组成的系统，在受到A球的作用后，其质心的速度不可能保持不变，而（23）式是第二次碰撞未发生时质心的速度，不合理，应该舍去．取（22）式时，可解得

（24）

（25）

（26）（22）、（24）、（25）、（26）式表明第二次碰撞后，小球A以速度作匀速直线运动，即恢复到第一次碰撞前的运动，但已位于杆的前方，细杆和小球B、C、D则处于静止状态，即恢复到第一次碰撞前的运动状态，但都向前移动了一段距离，而且小球D和B换了位置．18.如图所示，一薄的长木板B置于光滑水平地面上，长度为L=0.25m、质量为M=4kg。另有一质量为m=2kg的小滑块A置于木板的左端，二者均相对地面静止。已知A与B之间的动摩擦因数为μ=0.1，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若B受到如图所示的水平外力F作用，求：（1）0～2s时间内，B在水平地面上的滑动的距离；（2）2s～4s时间内，B在水平地面上滑动的距离。参考答案：见解析当A、B之间达到最大静摩擦力时。由牛顿第二定律得，对B有

1分对A有

1分解得

1分（1）当时，A、B相对静止，一起向右运动，有1分在内的位移为

1