陕西省西安市第十六中学2021年高三物理下学期期末试卷含解析

陕西省西安市第十六中学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.（多选）加速器是使带电粒子获得高能量的装置，如图是回旋加速器的原理图，由回旋加速器的工作原理可知（）A．随着速度的增加，带电粒子走过半圆的时间越来越短B．带电粒子获得的最大速度是由交变电场的加速电压决定的C．交变电场的频率跟带电粒子的荷质比成正比D．不同的带电粒子在同一回旋加速器中运动的总时间相同参考答案：考点：质谱仪和回旋加速器的工作原理．.专题：带电粒子在磁场中的运动专题．分析：回旋加速器是利用电场进行加速，磁场进行偏转的．粒子在磁场中运动的周期T=，与粒子的速度无关．解答：解：A、粒子在磁场中运动的周期T=，其长短与粒子的速度大小无关，故A错误．B、设D形盒的半径为R．根据qvB=m，解得粒子获得的最大v=，则知最大速度与加速电压U无关，故B错误．C、交变电场的周期与带电粒子运动的周期相等，带电粒子在匀强磁场中运动的周期T=，频率f==，则f与荷质比成正比，故C正确．D、设加速电压为U，加速次数为n．带电粒子获得的最大动能EK=mv2，由EK=nqU，n=．带电粒子运动的总时间t=n?联立解得t=，则知不同的带电粒子在同一回旋加速器中运动的总时间相同，故D正确．故选：CD．点评：解决本题的关键知道回旋加速器是利用电场进行加速，磁场进行偏转的．以及知道粒子在磁场中运动的周期不变．2.（多选）对下列概念、公式的理解，正确的是A．根据，电场中某点的电场强度和检验电荷的电荷量q成反比B．根据，电容器极板上的电荷量每增加1C，电压增加1V，则该电容器的电容为1FC．根据W＝qU，一个电子在电势差为1V的两点间被电场加速，电场力做功为1eVD．根据，若带电荷量为1×10－5C的正电荷从a点移动到b点，克服电场力做功为1×10－5J，则a、b两点的电势差为Uab＝1V，且a点电势比b点高参考答案：BC3.一质量为0．2kg的物体在水平面上运动，它的两个正交分速度图像分别如图所示，由图可知 A．开始4s内物体的位移为 B．开始4s内物体的位移为16m

C．从开始至6s末物体一直做曲线运动 D．开始4s内物体做曲线运动，接着2s内物体做直线运动参考答案：AD速度时间图像中图线与时间轴围成的面积为物体运动的位移，开始4s内物体x方向位移为8m，y方向位移为8m，所以开始4s内物体的位移为8m，故A正确B错误。开始时物体初速度方向为x方向，加速度方向为y方向，两者不在一条直线上，所以物体做曲线运动，4s末物体的速度方向与x方向夹角的正切值为=2，加速度方向与x方向夹角的正切值为=2，所以速度方向与加速度方向在同一条直线上，所以物体要做直线运动，故C错误，D正确．故选AD．4.下列说法正确的是（）A．极限频率越大的金属材料逸出功越大B．β射线是从原子核内部射出的高速电子流C．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比D．通过化学反应不能改变物质的放射性E．在光的双缝干涉实验中，光通过双缝时显出波动性，通过单缝时显出粒子性参考答案：ABD【考点】光电效应；双缝干涉的条纹间距与波长的关系；天然放射现象．【分析】依据逸出功W0=hv0．β衰变中产生的β射线实际上是原子核中的中子转化而来的．根据爱因斯坦光电效应方程判断光电子的最大初动能与入射光的频率的关系；放射性元素的放射性是原子核自身决定的；干涉、衍射体现波动性，且大量光子表现波动性，少量光子体现粒子性，从而即可求解．【解答】解：A、根据逸出功W0=hv0．知极限频率越大，金属材料的逸出功越大，故A正确；B、β衰变中产生的β射线实际上是原子核中的中子转化而来的不是原子内部核外电子释放出来的，故B正确；C、根据爱因斯坦光电效应方程Ek=hγ﹣w0，知光电子的最大初动能与入射光的频率成一次函数关系，不是正比，故C错误；D、放射性元素的放射性是原子核自身决定的，而化学反应不能改变原子的原子核，故化学反应并不能改变物质的放射性，故D正确．E、在光的双缝干涉实验中，光通过双缝时显出波动性，通过单缝时，发生衍射现象，仍显出波动性，故E错误；故选：ABD．5.（单选题）甲、乙两物体在同一直线上运动，它们在0～4s时间内的v-t图象如图所示。若仅在两物体之间存在相互作用，则物体甲与乙的质量之比和图中时间t1分别为（

）A．和3s

B．3和3sC．和2.8s

D．3和2.8s参考答案：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，竖直平面内有两个水平固定的等量同种正点电荷，AOB在两电荷连线的中垂线上，O为两电荷连线中点，AO＝OB＝L，一质量为m、电荷量为q的负点电荷若由静止从A点释放则向上最远运动至O点。现若以某一初速度向上通过A点，则向上最远运动至B点，重力加速度为g。该负电荷A点运动到B点的过程中电势能的变化情况是

；经过O点时速度大小为

。参考答案：先减小后增大；7.某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙．当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态．若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：

（1）你认为还需要的实验器材有

．

（2）实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是

，实验时首先要做的步骤是

．（3）在（2）的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M．往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m．让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1<v2）．则本实验最终要验证的数学表达式为

（用题中的字母表示实验中测量得到的物理量）．参考答案：1）天平，刻度尺（1分）（2）沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量（1分），

平衡摩擦力（1分）

（3）（2分）8.如图所示，一定质量的理想气体发生如图所示的状态变化，状态A与状态B的体积关系为VA

VB(选填“大于”、“小于”或“等于”)；若从A状态到C状态的过程中气体对外做了100J的功，则此过程中_______(选填“吸热”或“放热”)参考答案：＜

（2分）

吸热9.如图所示，匀强磁场中有一个电荷量为q的正离子，自a点沿半圆轨道运动，当它运动到b点时，突然吸收了附近若干电子，接着沿另一半圆轨道运动到c点，已知a、b、c点在同一直线上，且ac=ab，电子电荷量为e，电子质量可忽略不计，则该离子吸收的电子个数为（）A． B． C． D．参考答案：B【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动．【专题】定量思想；方程法；比例法；带电粒子在磁场中的运动专题．【分析】根据题干中的信息，找出在虚线两侧运动时的半径，利用洛伦兹力提供向心力列式，即可解答正离子吸收的电子的个数．【解答】解：由a到b的过程，轨迹半径为：r1=…①此过程洛伦兹力提供向心力，有：qvB=m…②在b附近吸收n个电子，因电子的质量不计，所以正离子的速度不变，电量变为q﹣ne，有b到c的过程中，轨迹半径为：r2==…③洛伦兹力提供向心力，有：（q﹣ne）vB=m…④联立①②③④得：n=选项B正确，ACD错误故选：B10.打点计时器用频率50Hz交流电打出的匀变速运动的纸带，以原始点作为计数点，则根据此纸带的数据，纸带的加速度大小是

m/s2和打点计时器打第3个点时的纸带速度是

m/s（保留3位有效数字）参考答案：9.40；

1.8711.为了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的砝码．实验测出了砝码质量m与弹簧长度l的相应数据，其对应点已在图中标出．(g＝9.8m/s2)

(1)作出m—l的关系图线；

(2)弹簧的劲度系数为________。参考答案：(1)如图所示

(2)0.259N/m(0.248～0.262)12.将一个力传感器连接到计算机上，我们就可以测量快速变化的力。图中所示就是用这种方法测得的小滑块在半球形碗内在竖直平面内来回滑动时，对碗的压力大小随时间变化的曲线。从这条曲线提供的信息，可以判断滑块约每隔

秒经过碗底一次，随着时间的变化滑块对碗底的压力

（填“增大”、“减小”、“不变”或“无法确定”）。参考答案：1.0

减小13.氢原的能级如图所示，一大群处于第一激发态的氢原子吸收2.55eV能量后从高能级向低能级跃迁，能发出

种不同频率的光子，这些光子中能使截止频率为8.07×1014Hz的锌板发生光电效应的有

种。已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s。参考答案：三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.(1)在“研究平抛物体的运动”实验时，下列说法正确的是_____。A．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下B．斜槽轨道必须光滑C．斜槽轨道末端可以不水平D．要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些E．为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条曲线把所有的点连接起来

（2）某同学在做平抛运动试验得出如图所示的小球运动轨迹，a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出．则：(g取10m/s2)A、小球开始做平抛运动的位置坐标为

cm.y＝

cm.B、小球运动到b点的速度为________m/s.参考答案：15.某课外活动小组利用力传感器和位移传感器进一步探究变力作用下的“动能定理”．如图（甲）所示，他们用力传感器通过定滑轮直接拉固定在小车上的细绳，测出拉力F1用位移传感器测出小车的位移x和瞬时速度v．已知小车质量为200g．（1）某次实验得到数据如表所示，v﹣x图象已经画出，如图（乙）所示，请根据表格中数据在坐标纸内图（丙）中画出F﹣x图象，并求出x=0.30m到0.52m过程中变力F做功W=

J，此过程动能的变化量△EK=

J（保留2位有效数字）．s/mF/Nv/m?s﹣10.301.000.000.310.990.310.320.950.440.350.910.670.400.810.930.450.741.100.520.601.30（2）指出下列情况可减小实验误差的操作是

（填选项前的字母，可能不止一个正确选项）A．使拉力F要远小于小车的重力

B．使拉力F要远大于小车的重力C．实验时要先平衡摩擦力

D．要使细绳与滑板表面平行．参考答案：①图见解析；0.18J；0.17J

②CD：解：（1）根据表格中数据在坐标纸内图（丙）中画出F﹣x图象，根据F﹣s图象可知，当s1=0.30m时，F1=1.00N，s2=0.52m时，F2=0.56N，因此：W=×（S2﹣S1）=0.18J，速度v随位移s变化图象可知：s1=0.30m，v1=0，s2=0.52m时，v2=1.24m/s△EK=m（v22﹣v12）=0.17J

（2）A、该实验中不是利用悬挂的重物的重力表示绳子的拉力，而是直接测量出绳子的拉力，因此不需要使拉力F要远小于小车的重力，故AB错误；C、当平衡了摩擦力和细绳与滑板表面平行时，绳子上的拉力才等于小车所受合外力，故CD正确；故选：CD．故答案为：①0.18J；0.17J

②CD【点评】：该实验在原来的基础上有所改进和创新，只要明确了其实验原理，正确应用基本物理知识即可正确解答，知道F﹣s图象的物理意义．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.一质量为M，长为L的木板固定在光滑水平面上。一质量为m的小滑块以水平速度v0从木板的左端开始滑动，滑到木板的右端时速度恰好为零。（1）小滑块在木板上的滑动时间；（2）若木块不固定，其他条件不变，小滑块相对木板静止时距木板左端的距离。参考答案：17.（18分） 如图19（a）所示，在垂直于匀强磁场B的平面内，半径为r的金属圆盘绕过圆心O的轴转动，圆心O和边缘K通过电刷与一个电路连接，电路中的P是加上一定正向电压才能导通的电子元件。流过电流表的电流I与圆盘角速度ω的关系如图19（b）所示，期中ab段和bc段均为直线，且ab段过坐标原点。ω>0代表圆盘逆时针转动。已知：R=3.0Ω，B=1.0T，r=0.2m。忽略圆盘、电流表和导线的电阻（1）

根据图19（b）写出ab、bc段对应I与ω的关系式（2）

求出图19（b）中b、c两点对应的P两端的电压Ub、Uc（3）

分别求出ab、bc段流过P的电流Ip与其两端电压Up的关系式

参考答案：（1）根据图象可知ab段满足：

(1)又由图象可求得所以(-45rad/s15rad/s)

(2)bc段满足：

(3)由图象可得所以()

(4)（2）b点时对应圆盘产生的电动势V所以，VVks5u所以，V（3）经分析可知ab段时没有电流流过元件P，IP=0,；bc段时元件P中有电流流过

(5)