山东省烟台市云峰中学2021年高三物理上学期期末试卷含解析

山东省烟台市云峰中学2021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.家用台式计算机上的硬盘磁道如图所示。A、B是分别位于两个半径不同磁道上的两质量相同的点，磁盘转动后，它们的A．向心力大小相等B．角速度大小相等C．向心加速度相等D．线速度大小相等参考答案：B2.如图，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为φM、φN、φP、φQ。一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，则A.直线a位于某一等势面内，φM＞φQB.直线c位于某一等势面内，φM＞φNC.若电子由M点运动到Q点，电场力做正功D.若电子由P点运动到Q点，电场力做负功参考答案：B试题分析：电子带负电荷，从M到N和P做功相等，说明电势差相等，即N和P的电势相等，匀强电场中等势线为平行的直线，所以NP和MQ分别是两条等势线，从M到N，电场力对负电荷做负功，说明MQ为高电势，NP为低电势。所以直线c位于某一等势线内，但是φM=φN，选项A错，B对。若电子从M点运动到Q点，初末位置电势相等，电场力不做功，选项C错。电子作为负电荷从P到Q即从低电势到高电势，电场力做正功，电势能减少，选项D错。考点：静电场3.2009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的一点，如图所示，关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有（

）A.在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度B.在轨道Ⅱ上经过A的动能小于在轨道Ⅰ上经过A的动能C.在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度D.在轨道Ⅰ上运动时航天员处于完全失重状态参考答案：ABD4.如图所示，在方向向下的匀强电场中，一个带负电的小球被绝缘细线拴住在竖直面内做圆周运动，则(

)A．小球可能做匀速圆周运动B．当小球运动到最高点时，线拉力一定最小C．当小球运动到最高点时，电势能最大D．小球在运动过程中，机械能一定不守恒参考答案：答案：AD5.（单选）课堂上老师给同学们布置了这样一个题目：假设地球是一半径为R，质量分布均匀的球体。一矿井深度为d。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。求矿井底部和地球表面处的重力加速度大小之比。李明同学的思考过程如下：由等式GM=gR2（G为引力常量，M为地球质量，R为地球半径，g为地球表面处的重力加速度）变形后得到，则矿井底部的重力加速度g′与地球表面处的重力加速度g大小之比。下列说法中正确的是A．李明的答案是正确的B．李明的答案是错误的，因为等式GM=gR2不成立C．李明的答案是错误的，因为本题不能用等式GM=gR2求解D．李明的答案是错误的，本题虽然能用等式GM=gR2求解，但他分析问题时出现错误参考答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，由两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器的极板N与静电计相接，极板M接地．用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差U．在两板相距一定距离d时，给电容器充电，静电计指针张开一定角度．在整个实验过程中，保持电容器所带电量Q不变．

（1）若将M板向上移，静电计指针偏角将________．

（2）若在M、N之间插入云母板，静电计指针偏角将________参考答案：

答案：(1)增大(2)减小7.)如图所示，是一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，已知波的传播速度v=2m/s，则振动的周期为

s，x=1.0m处质点的振动方向沿

(填“y轴正方向”或“y轴负方向”)，x=2.0m处的质点在0—1.5s内通过的路程为

cm．参考答案：8.两颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，运行线速度之比是v1:v2=1:2，它们运行的轨道半径之比为__________；所在位置的重力加速度之比为__________。参考答案：4:1

1:16由万有引力提供向心力可得，解得，，将v1:v2=1:2代入即可解答。9.一列简谐横波在t=0时的波形图如图所示。介质中x=3m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为cm。则此波沿x轴

▲

(选填“正”或“负”)方向传播，传播速度为▲

m/s。参考答案：

负（2分）

10m/s

(2分)10.氢原子第n能级的能量为En=，其中E1为基态能量．当氢原子由第5能级跃迁到第3能级时，发出光子的频率为；若氢原子由第3能级跃迁到基态，发出光子的频率为，则=

。参考答案：11.一列简谐横波在t=0时刻的波形如图所示，质点P此时刻向-y方向运动，经过0.1s第一次到达平衡位置，波速为5m/s，那么①该波沿▲（选填“+x”或“-x”）方向传播；②图中Q点（坐标为x=7.5m的点）的振动方程=

▲

cm；③P点的横坐标为x=

▲

m.参考答案：12.某横波在介质中沿x轴正方向传播，t=0时刻时波源O开始振动，振动方向沿y轴负方向，图示为t=0.7s时的波形图，已知图中b点第二次出现在波谷，则该横波的传播速度v=10m/s；从图示时刻开始计时，图中c质点的振动位移随时间变化的函数表达式为y=﹣0.03sin5πtm．参考答案：：解：由题意得：+（+T）=0.7s，得该波的周期为T=0.4s由图知波长为λ=4m，则波速为v==10m/s横波在介质中沿x轴正方向传播，图示时刻c质点向下振动，则c质点的振动位移随时间变化的函数表达式为y=﹣Asin（t）=﹣0.03sin=﹣0.03sin5πtm故答案为：10，y=﹣0.03sin5πt．13.自行车的设计蕴含了许多物理知识，利用所学知识完成下表自行车的设计目的（从物理知识角度）车架用铝合金、钛合金代替钢架减轻车重车胎变宽

自行车后轮外胎上的花纹

参考答案：减小压强（提高稳定性）；增大摩擦（防止打滑；排水）解析：车胎变宽能够增大轮胎与地面的接触面积，提高稳定性，减小压强，有利于行车安全；自行车后轮外胎上的花纹，增大摩擦，防止打滑。三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学利用图甲中器材验证机械能守恒实验.如图乙是该实验得到的一条点迹清晰的纸带，现要取A、B两点来验证实验，已知电磁打点计时器每隔0.02s打一个点.请回答下列问题：打点计时器应接___________(填“直流”或“交流”)________V的电源；可以判断，连接重物的夹子应夹在纸带的

端(填“左”或“右”)；若x2=4.80cm，则在纸带上打下记数点B时的速度vB=

m/s

(计算结果保留三位有效数字).④若x1数据也已测出，则实验还需测出物理量为

.⑤若分析实验结果发现重物下落过程中减少的重力势能明显大于其增加的动能，则可能的原因是：

.

参考答案：

15.用如图丙所示的实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒．m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．图丁给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图丁所示．已知m1=50g、m2=150g，取g=9.8m/s2，则（结果保留两位有效数字）①.在纸带上打下记数点5时的速度v

=

m/s；②.在0~5过程中系统动能的增量△EK=J，系统势能的减少量△EP=

J；③.若某同学作出图象如图戊所示，则当地的重力加速度g′=

m/s2．参考答案：四、计算题：本题共3小题，共计47分16.飞行时间质谱仪可以对气体分子进行分析。如图12所示，在真空状态下，脉冲阀P喷出微量气体，经激光照射产生质量均为m、电荷量为ke的正离子(1≤k≤3，k取整数)。离子自a板小孔进入a、b间加速电场，从b板小孔沿中心线进入M、N板间控制区，上下调节探测器，接收到离子。已知a、b间距为d，极板M、N的长度和间距均为L，不计离子的重力及进入a板时的

初速度。(1)当a、b间的电压为U1，M、N间加上适当的电压U2，使离子到达探测器，请推导出离子自进入a板到探测器飞行时间的表达式；(2)去掉偏转电压U2，在M、N间区域加上垂直于纸面、磁感应强度为B的匀强磁场，要使所有离子均通过控制区，从右侧飞出，a、b间的加速电压U1为多少?参考答案：见解析17.钓鱼岛是我国固有领土，决不允许别国侵占，近期，为提高警惕保卫祖国，我人民海军为此进行登陆演练，假设一艘战舰因吨位大吃水太深，只能停锚在离海岸登陆点s=1km处。登陆队员需要从较高的军舰甲板上，利用绳索下滑到登陆快艇上再行登陆接近目标，若绳索两端固定好后，与竖直方向的夹角θ=30°，为保证行动最快，队员甲先无摩擦自由加速滑到某最大速度，再靠摩擦匀减速滑至快艇，速度刚好为零，在队员甲开始下滑时，队员乙在甲板上同时开始向快艇以速度v0=m／s平抛救生圈，第一个刚落到快艇，接着抛第二个，结果第二个救生圈刚好与甲队员同时抵达快艇，若人的质量m，重力加速度g=10m／s2，问：（1）军舰甲板到快艇的竖直高度H=?队员甲在绳索上运动的时间t0=?（2）若加速过程与减速过程中的加速度大小相等，则队员甲在何处速度最大?最大速度多大?（3）若登陆艇额定功率5KW，载人后连同装备总质量103Kg，从静止开始以最大功率向登陆点加速靠近，到达岸边时刚好能达到最大速度10m／s，则登陆艇运动的时间t'=?参考答案：见解析18.（05年全国卷Ⅰ）（19分）如图质量为m1的物体A经一轻质弹簧与下方地面上的质量为m2的物体B相连，弹簧的劲度系数为k，A、B都处于静止状态。一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮，一端连物体A，另一端连一轻挂钩。开始时各段绳都处于伸直状态，A上方的一段沿竖直方向。现在挂钩上挂一质量为m3的物体C上升。若将C换成另一个质量为(m1+m3)物体D，仍从上述初始位置由静止状态释放，则这次B则离地时D的速度的大小是多少？已知重力加速度为g。参考答案：解