2021年广西壮族自治区柳州市第十三中学高三物理下学期期末试题含解析

2021年广西壮族自治区柳州市第十三中学高三物理下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.如图所示，一轻质弹簧竖直放置，下端固定在水平面上，上端处于a位置，当一重球放在弹簧上端静止时，弹簧上端被压缩到b位置。现将重球（视为质点）从高于a位置的c位置沿弹簧中轴线自由下落，弹簧被重球压缩到最低位置d.以下关于重球运动过程的正确说法应是（

）

A．重球下落压缩弹簧由a至d的过程中，重球做减速运动。B．重球下落至b处获得最大速度。C．重球下落至d处获得最大加速度。D．由a至d过程中重球克服弹簧弹力做的功等于小球由c下落至d处时重力势能减少量。参考答案：BCD略2.如图所示为杂技“顶杆”表演，一人站在地上，肩上扛一质量为M的竖直竹竿，当竿上一质量为m的人以加速度a加速下滑时，杆对地面上的人的压力大小为：（

）A．（M+m）g－ma

B．（M+m）g+maC．（M+m）g

D．（M－m）g参考答案：3.（单选）如图所示，轻弹簧一端固定在挡板上．质量为m的物体以初速度v0，沿水平面向左运动，起始点A与轻弹簧自由端O距离为s，物体与水平面间的动摩擦因数为μ，物体与弹簧相碰后弹簧被压缩、南于弹力作用物体被向右反弹，回到A点的速度刚好为零，则（）A．弹簧的最大压缩量为B．弹簧的最大压缩量为≤羞C．弹簧获得的最大弹性势能为mv02D．弹簧获得的最大弹性势能为mv02参考答案：考点：功能关系；弹性势能．.分析：求解本题的关键是明确对物体、弹簧、地面组成的系统应用能量守恒定律即可求解．解答：解：A、物体受到的滑动摩擦力大小为f=μmg，设弹簧的最大压缩量为x，则物块从A点再回到A点的过程中，，弹簧的最大压缩量，故A、B项错误；C、从A点到弹簧最大压缩量的过程中，EPm+μmg（s+x）=mv02，因此最大弹性势能为EPm=mv02，故D错误、C正确．故选：C点评：注意摩擦生热公式为Q=fs，其中s是物体相对接触面发生的相对路程；对系统应用能量守恒定律求解较简便．4.如图所示，质量为m的物体（可视为质点）以某一速度从A点冲上倾角为30°的固定斜面，其运动的加速度为，此物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这个过程中物体的A．重力势能增加了

B．重力势能增加了mghC．动能损失了mgh

D．机械能损失了参考答案：BD5.我国第一颗月球探测卫星“嫦娥一号”在西昌卫星发射中心发射成功,在卫星绕月球做匀速圆周运动的过程中,下列说法正确的是

A.如果知道探测卫星的轨道半径和周期,再利用万有引力常量,就可以估算出月球的质量B.如果有两颗这样的探测卫星,只要它们的绕行速率相等,不管它们的质量、形状差别多大,它们绕行半径与周期都一定是相同的C.如果两颗探测卫星在同一轨道上一前一后沿同一方向绕行,只要后一卫星向后喷出气体,则两卫星一定会发生碰撞D.如果一绕月球飞行的宇宙飞船,宇航员从舱中缓慢地走出,并离开飞船,飞船因质量减小,所受万有引力减小,则飞船速度减小参考答案：AB二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.我们绕发声的音叉走一圈会听到时强时弱的声音，这是声波的现象；如图是不同频率的水波通过相同的小孔所能达到区域的示意图，则其中水波的频率最大的是图．参考答案：干涉，

C

7.在测定金属丝电阻率的实验中，某同学用螺旋测微器测量金属丝的直径，一次的测量结果如图所示．图中读数为_________mm。参考答案：螺旋测微器的固定刻度读数0.5mm，可动刻度读数为0.01×35.6=0.356mm，所以最终读数为：固定刻度读数+可动刻度读数=0.5mm+0.356mm=0.856mm.8.经过核衰变成为，共发生了

次衰变，

次衰变。

i的半衰期是5天，12g的i经过15天后剩下

g.参考答案：4；2；1.59.如图所示为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分，图中背景方格的边长均为5cm，如果取g＝10m/s2，那么：（1）闪光频率是

Hz．（2）小球运动中水平分速度的大小

__m/s．（3）小球经过B点时的速度大小是

__m/s．参考答案：10.在万有引力定律研究太阳系中的行星围绕太阳运动时，我们可以根据地球的公转周期，求出太阳的质量。在运算过程中，采用理想化方法，把太阳和地球简化成质点，还做了

和

的简化处理。参考答案：答案：把地球的运动简化为匀速圆周运动（匀速、轨迹圆周分别填在两空上得一空分），忽略其他星体对地球的作用，认为地球只受太阳引力作用。11.如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n=3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，并用这些光照射逸出功为2.49eV的金属钠．①这群氢原子能发出3种不同频率的光，其中有2种频率的光能使金属钠发生光电效应．②金属钠发出的光电子的最大初动能9.60eV．参考答案：3种

2种

9.60eV12.两列简谐波分别沿x轴正方向和负方向传播，波速均为υ＝0.4m/s，波源的振幅均为A＝2cm。如图所示为t＝0时刻两列波的图像，此刻平衡位置在x＝0.2m和x＝0.8m的P、Q两质点恰好开始振动。质点M的平衡位置位于x＝0.5m处。则两列波相遇的时刻为t＝______s，当t＝2.0s时质点M运动的路程为_______cm。参考答案：0.75，20 13.一列简谐横波沿x轴传播，t＝0时刻波形如图所示，此时质点P沿y轴负方向运动，质点Q经过0．3s第一次到达平衡位置，则该波的传播方向为沿x轴___（填”正”“负”）方向，传播波速为______m／s，经过1．2s，质点P通过的路程为______cm。参考答案：

(1).负

(2).10

(3).8（1）此时质点P沿y轴负方向运动，由波的形成原理可知此波沿沿x轴负方向传播。（2）Q经过0．3s第一次到达平衡位置，可知波的周期为，所以波速为（3）经过1．2s，质点P通过的路程为三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图所示，甲、乙两名宇航员正在离空间站一定距离的地方执行太空维修任务。某时刻乙以大小为v0=2m/s的速度远离空间站向乙“飘”去，甲、乙和空间站在同一直线上且可当成质点。甲和他的装备总质量共为M1=90kg，乙和他的装备总质量共为M2=135kg，为了避免直接相撞，乙从自己的装备中取出一质量为m=45kg的物体A推向甲，甲迅速接住后即不再松开，此后甲乙两宇航员在空间站外做相对距离不变通向运动，一线以后安全“飘”入太空舱。（设甲乙距离太空站足够远，本题中的速度均指相对空间站的速度）①求乙要以多大的速度（相对空间站）将物体A推出②设甲与物体A作用时间为，求甲与A的相互作用力F的大小参考答案：15.某待测电阻Rx的阻值在80Ω～100Ω）之间，现要测量其电阻的阻值，实验室提供如下器材

A．电流表A1（量程50mA、内阻r1=10Ω）

B．电流表A2（量程200mA、内阻r2约为2Ω）

C．电流表A3（量程O．6A、内阻r3约为O．2Ω）

D．定值电阻R0=30Ω

E．滑动变阻器R（最大阻值约为10Ω）

F．电源E（电动势为4V）

G．开关S、导线若干

①某同学设计了测量电阻尺鬈的一种实验电路原理如图甲所示，为保证测量时电流表读数不小于其量程的1/3，M、N两处的电流表应分别选用：M为_______；N为_______。（填器材选项前相应的英文字母）

②在下列实物图乙中已画出部分线路的连接，请你以笔画线代替导线，完成剩余的线路连接。

③若M、N电表的读数分别为IM、IN,则Rx的计算式为Rx=______________。

参考答案：①A

B（共4分，每空2分）②如图所示（4分）③；（4分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（16分）如图1所示，真空室中电极K发出的电子（初速不计）经过U0＝1000伏的加速电场后，由小孔S沿两水平金属板A、B间的中心线射入。A、B板长l＝0.20米，相距d＝0.020米，加在A、B两板间电压u随时间t变化的u-t图线如图2所示。设A、B间的电场可看作是均匀的，且两板外无电场。在每个电子通过电场区域的极短时间内，电场可视作恒定的。两板右侧放一记录圆筒，筒在左侧边缘与极板右端距离b＝0.15米，筒绕其竖直轴匀速转动，周期T＝0.20秒，筒的周长s＝0.20米，筒能接收到通过A、B板的全部电子。

（1）以t＝0时（见图2，此时u＝0）电子打到圆筒记录纸上的点作为xy坐标系的原点，并取y轴竖直向上。试计算电子打到记录纸上的最高点的y坐标和x坐标。（不计重力作用）

（2）在给出的坐标纸（图3）上定量地画出电子打到记录纸上的点形成的图线。参考答案：（1）计算电子打到记录纸上的最高点的坐标

设v0为电子沿A、B板的中心线射入电场时的初速度,则

①

电子在中心线方向的运动为匀速运动,设电子穿过A、B板的时间为t0,则

l=v0t0

②

电子在垂直A、B板方向的运动为匀加速直线运动.对于恰能穿过A、B板的电子,在它通过时加在两板间的电压uc应满足

③

联立①②③式解得

此电子从A、B板射出时沿y方向的分速度为

④

此后,此电子作匀速直线运动,它打在记录纸上的点最高,设纵坐标为y,由图（1）可得

⑤

由以上各式解得

⑥

从题给的u-t图线可知,加于两板电压u的周期T0=0．10秒,u的最大值um=100伏,因为uC<um,在一个周期T0内,只有开始的一段时间间隔△t内有电子通过A、B板

⑦

因为电子打在记录纸上的最高点不止一个,根据题中关于坐标原点与起始记录时刻的规定,第一个最高点的x坐标为

⑧

第二个最高点的x坐标为

⑨

第三个最高点的x坐标为

由于记录筒的周长为20厘米,所以第三个最高点已与第一个最高点重合,即电子打到记录纸上的最高点只有两个,它们的x坐标分别由⑧和⑨表示

（2）电子打到记录纸上所形成的图线,如图（2）所示.17.如图，传送带AB总长为l=10m，与一个半径为R=0.4m的光滑1/4圆轨道BC相切于B点。传送带速度恒为v=6m/s，方向向右。现有一个滑块以一定初速度v0从A点水平冲上传送带，滑块质量为m=10kg，滑块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.1。已知滑块运动到B端时，刚好与传送带共速。求（1）v0；（2）滑块能上升的最大高度h；（3）求滑块第二次在传送带上滑行时，滑块和传送带系统产生的内能。参考答案：（1）v0=4m/s或m/s

4分

（2）1.8m

4分（3）220J

18.光滑水平轨道abc、ade在a端很接近但是不相连，bc段与de段平行，尺寸如图所示。轨道之间存在磁感应强度为B的匀强磁场。初始时质量m的杆1放置在b、d两点上，杆2放置在杆1右侧L/2处。除杆2电阻为R外，杆1和轨道电阻均不计。（1）若固定杆1，用水平外力以速度v0匀速向右拉动杆2。试利用法拉第电磁感应定律推导：杆2中的感应电动势大小E=BLv0。（2）若固定杆2，用水平外力将杆1以初速度v0向左拉动，运动过程中保持杆中电流不变，杆1向左运动位移L时速度的大小为多少？（3）在（2）问的过程中，杆1向左运动位移L内，水平外力做的功为多少？（4）在（2）问的过程中，杆1向左运动位移L