2021-2022学年山东省聊城市梁堂中学高三物理上学期期末试题含解析

2021-2022学年山东省聊城市梁堂中学高三物理上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.（多选）硅光电池已广泛应用于人造卫星和灯塔、高速公路“电子眼”等设施。其原理如图所示，a、b是硅光电池的两个电极，P、N

是两块硅半导体，P、N

可在E区形成匀强电场。P的上表面镀有一层膜，当光照射时，P内产生的自由电子经E区电场加速后到达半导体N，从而产生电动势。以下说法中正确的是A．a电极为电池的正极B．电源内部的电流方向由P指向NC．E区匀强电场的方向由N指向PD．硅光电池是一种把化学能转化为电能的装置参考答案：AC2.如图所示，象棋子压着纸条，放在光滑水平桌面上。第一次沿水平方向将纸条抽出，棋子落在地面上的P点。将棋子、纸条放回原来的位置，仍沿原水平方向将纸条抽出，，棋子落在地面上的Q点，与第一次相比（

）A.棋子受到纸条的摩擦力较大B.棋子落地速度与水平方向夹角较大C.纸条对棋子的摩擦力做功较多D.棋子离开桌面至落地过程中动能增量较大参考答案：C【分析】纸片对棋子的摩擦力的做功，从而使棋子获得初速度，做平抛运动，则根据平抛运动和动能定进行求解即可；【详解】A、两次由于正压力不变，根据滑动摩擦力公式纸带对棋子的摩擦力没变，故选项A错误；B、棋子离开桌面后做平抛运动，由于竖直分位移相同，根据竖直方向运动规律可知时间相同，由于第二次水平分位移较大，可以第二次做平抛运动的初速度大，可知第二次纸条对棋子的摩擦力做功较多，设落地时速度与水平方向夹角为，则，可知第二次棋子落地时速度与水平方向夹角较小，故选项B错误，C正确；D、根据动能定理可知，动能的增量等于合外力的功，由于不计空气阻力，则合力的功即为重力的功，由题可知重力的功相等，故动能的增量相等，故选项D错误。【点睛】解答本题的关键是正确分析铁块在纸条上的运动过程，根据平抛运动规律和动能定理即可分析解答。3.设同步卫星离地心距离为r，运行速率为v1，加速度为a1,地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2,第一宇宙速度为v2，地球半径为R，则：（

）A．

B．

C．

D．[参考答案：4.（多选）如图所示，两个横截面分别为圆形和正方形的区域内有磁感应强度相同的匀强磁场，圆的直径和正方形的边长相等，两个电子分别以相同的速度分别飞入两个磁场区域，速度方向均与磁场方向垂直，进入圆形磁场的电子初速度方向对准圆心；进入正方形磁场的电子初速度方向垂直于边界，从中点进入．则下面判断正确的是(

)A.两电子在两磁场中运动时，其半径一定相同B.两电子在磁场中运动的时间有可能相同C.进入圆形磁场区域的电子可能先飞离磁场D.进入圆形磁场区域的电子可能后飞离磁场参考答案：ABC5.（单选）甲、乙两车某时刻由同一地点沿同一方向开始做直线运动，若以该时刻作为计时起点，得到两车的位移—时间图象如图1所示，则下列说法正确的是()A．t1时刻两车相距最远B．t1时刻乙车追上甲车C．t1时刻两车的速度刚好相等D．0到t1时间内，乙车的平均速度小于甲车的平均速度参考答案：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，一自行车上连接踏脚板的连杆长R1＝20cm，由踏脚板带动半径为r1的大齿盘，通过链条与半径为r2的后轮齿盘连接，带动半径为R2＝30cm的后轮转动。若踏脚大齿盘与后轮齿盘的齿数分别为48和24。当骑车人以n=2r/s的转速蹬踏脚板时，自行车的前进速度为______________m/s。若车匀速前进，则骑车人蹬踏脚板的平均作用力与车所受平均阻力之比为______________。参考答案：2.4π=7.54，3:1

7.如图所示，实线是一列简谐横波在t1时刻的波形图，虚线是在t2=(t1＋0.2)s时刻的波形图．若波速为35m/s，则质点M在t1时刻的振动方向为

；若在t1到t2的时间内，M通过的路程为1m，则波速为

m/s．参考答案：向下258.利用光电管产生光电流的电路如图所示。电源的正极应接在端

（填“a”或“b”）；若电流表读数为8μA，则每秒从光电管阴极发射的光电子至少是

个（已知电子电量为l.6×10-19C）。参考答案：答案：a，5×1013分析：要使电子加速，应在A极接高电势，故a端为电源正极。由I＝ne/t，得n=It/e＝5×1013。9.(1)（6分）如图所示为氢原子的能级图。让一束单色光照射到大量处于基态（量子数n=1）的氢原子上，被激发的氢原子能自发地发出3种不同频率的色光，则照射氢原子的单色光的光子能量为

eV。用这种光照射逸出功为4.54eV的金属表面时，逸出的光电子的最大初动能是

eV。参考答案：12.09

7.5510.在《探究加速度与力、质量的关系》实验中，某同学利用右图所示的实验装置，将一端带滑轮的长木板固定在水平桌面上，滑块置于长木板上，并用细绳跨过定滑轮与托盘相连，滑块右端连一条纸带，通过打点计时器记录其运动情况．开始时，托盘中放少许砝码，释放滑块，通过纸带记录的数据，得到图线a．然后在托盘上添加一个质量为m=0.05kg的砝码，再进行实验，得到图线b．已知滑块与长木板间存在摩擦，滑块在运动过程中，绳中的拉力近似等于托盘和所加砝码的重力之和，g取10m/s2，则X①通过图象可以得出，先后两次运动的加速度之比为

；②根据图象，可计算滑块的质量为

kg．参考答案：（1）①3:4（2分），②2.511.飞镖是一种喜闻乐见的体育活动。飞镖靶上共标有10环，其中第10环的半径为1cm，第9环的半径为2cm……以此类推，靶的半径为10cm。记成绩的方法是：当飞镖击中第n环与第n+1环之间区域则记为n环。某人站在离靶5m的位置，将飞镖对准靶心以水平速度v投出，当v<________m/s（小数点后保留2位）时，飞镖将不能击中靶，即脱靶；当v=60m/s时，成绩应为______环。（不计空气阻力，g取10m/s2）参考答案：35.36，712.如图所示为一正在测量中的多用电表表盘。①如果是用×10Ω挡测量电阻，则读数为________Ω。②如果是用直流10V挡测量电压，则读数为________V。参考答案：（i）DEF

（ii）①140

②5.213.实验室内，某同学用导热性能良好的气缸和活塞将一定质量的理想气体密封在气缸内（活塞与气缸壁之间无摩擦），活塞的质量为m，气缸内部的横截面积为S．用滴管将水缓慢滴注在活塞上，最终水层的高度为h，如图所示．在此过程中，若大气压强恒为p0，室内的温度不变，水的密度为，重力加速度为g，则：①图示状态气缸内气体的压强为

；②以下图象中能反映密闭气体状态变化过程的是

。

参考答案：①；②A三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.在测定金属丝的直径时，螺旋测微器的读数如图所示．可知该金属丝的直径d=＿＿＿mm参考答案：15.在验证机械能守恒定律实验时：（1）关于本实验的叙述中，正确的有（

）A．打点计时器安装时要使两限位孔位于同一竖直线上并安装稳定，以减少纸带下落过程中的阻力B．必须用天平测出重锤的质量C．实验时要先闭合打点计时器的电源开关，再释放重锤D．打出的纸带中，只要点迹清晰，就可以运用公式，来验证机械能是否守恒E．验证机械能是否守恒必须先确定重力势能的参考平面F．计算重锤重力势能减小量时的g值必须用当地的实际重力加速度数值（2）电火花计时器接在频率为50Hz的交流电源上，下图为实验中打出的一条纸带，从起始点O开始，将此后连续打出的7个点依次标为A、B、C、D……，如果已知重锤的质量为1.0kg，电火花计时器打E点时，重锤的动能为

（保留到小数点后两位）参考答案：（1）打点计时器安装时要使两限孔位于同一竖直线上并安装稳定，以减少纸带下落过程中的阻力，故A正确．因为我们是比较mgh、mv2的大小关系，故m可约去，不需要用天平，故B错误．用手托着重锤，先闭合打点计时器的电源开关，待打点稳定后，再释放重锤，故C正确．打出的纸带中，点迹清晰，运用公式mg△h=mv2，必须是准确找出起始点，故D错误．验证机械能是否守恒不需要确定重力势能的参考平面，故E错误．计算重锤重力势能减小量时的g值必须用当地的实际重力加速度数值，F正确。（2）根据中点时刻的瞬时速度等于平均速度可得，，代入数据即可求解。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，宽度为L=0.5m的足够长的平行金属导轨MN、PQ的电阻不计，垂直导轨水平放置一质量为m=0.5kg、电阻为R=4Ω的金属杆CD，导轨上端跨接一个阻值RL=4Ω的灯泡，整个装置处于垂直于导轨平面的匀强磁场中，导轨平面与水平面之间的夹角为θ=60°，金属杆由静止开始下滑，且始终与导轨垂直并良好接触，动摩擦因数为μ=，下滑过程中当重力的最大功率P=12W时灯泡刚好正常发光（g=10m/s2）．求：（1）磁感应强度B的大小；（2）灯泡的额定功率PL；（3）金属杆达到最大速度一半时的加速度大小．参考答案：解：（1）金属杆CD由静止加速下滑时，其产生的感应电动势逐渐增大，感应电流逐渐增大，CD杆所受的沿导轨平面向上的安培力逐渐增大，当CD杆所受的沿导轨平面向上的安培力和滑动摩擦力的合力与CD杆的重力在沿导轨平面向下的分力平衡时，CD的速度达最大为v，此后并以v匀速运动，此时重力的功率也达最大金属杆的电动势为：E=BLv…①感应电流为：I=…②安培力为：F=BIL…③金属杆受力平衡，则有：mgsinθ=F+μmgcosθ…④重力的最大功率为：P=mgvsinθ…⑤联立以上各式解得：B=代入数值得：B=5T（2）金属杆下滑的最大速度为：v==m/s产生的最大电动势为：E=BLv=4V灯泡的额定电流为：I==A灯泡的额定功率为：PL=I2RL=3W（3）由（2）可知，金属杆达到最大速度一半时，电流也是原来的一半，即：I′=I=ACD杆所受安培力为：F′=I′LB=NCD的加速度为：a=代入数值得：a=m/s2≈2.16m/s2答：（1）磁感应强度B的大小为5T；（2）灯泡的额定功率PL为3W．（3）金属杆达到最大速度一半时的加速度大小约为2.16m/s2．【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律；电功、电功率；电磁感应中的能量转化．【分析】（1）金属杆CD由静止加速下滑时，其产生的感应电动势逐渐增大，感应电流逐渐增大，CD杆所受的沿导轨平面向上的安培力逐渐增大，当CD杆所受的沿导轨平面向上的安培力和滑动摩擦力的合力与CD杆的重力在沿导轨平面向下的分力平衡时，CD的速度达最大为v，此后并以v匀速运动，此时重力的功率也达最大．根据E=BLv、I=和安培力公式F=BIL得到安培力表达式，再根据平衡条件和重力的最大功率P=mgvsinθ列式，即可求解B．（2）根据第1小题的结果求解金属杆下滑的最大速度，由E=BLv求出杆产生的最大电动势，由欧姆定律求得回路中的电流，即可根据公式PL=I2RL求得灯泡的额定功率PL；（3）先求出金属杆达到最大速度一半时的安培力，再运用牛顿第二定律求解加速度的大小．17.如图所示，质量为m=llkg的物块放在水平地面上，在方向与水平方向成=37°角斜向上、大小为50N的拉力作用下，以大小为v0=l0m/s的速度向右做匀速直线运动，（取当地的重力加速度度10m／s2，sin37°=0．6，cos37°=0．8）

求：（1）物块与水平面间的动摩擦因数。

（2）若撤去拉力F后，物块经过3秒在水平地面上滑行的距离。参考答案：18.如图所示，半圆形玻璃砖的半径为R，光屏PQ置于直径的右端并与直径垂直，一