山东省泰安市现代中学2021-2022学年高三物理上学期期末试卷含解析

山东省泰安市现代中学2021-2022学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.（多选题）如图甲所示，两平行金属板MN、PQ的板长和板间距离相等，板间存在如图乙所示的随时间周期性变化的电场，电场方向与两板垂直，不计重力的带电粒子沿板间中线垂直电场方向源源不断地射入电场，粒子射入电场时的初动能均为Ek0。已知t=0时刻射入电场的粒子刚好沿上板右边缘垂直电场方向射出电场。则（

）A．所有粒子最终都垂直电场方向射出电场B．t=0之后射入电场的粒子有可能会打到极板上C．所有粒子在经过电场过程中最大动能都不可能超过2Ek0D．若入射速度加倍成2v0，则粒子从电场出射时的侧向位移与v0相比必定减半参考答案：ACABD、粒子在平行极板方向不受电场力，做匀速直线运动，故所有粒子的运动时间相同；t=0时刻射入电场的带电粒子沿板间中线垂直电场方向射入电场，沿上板右边缘垂直电场方向射出电场，说明竖直方向分速度变化量为零，根据动量定理，竖直方向电场力的冲量的矢量和为零，故运动时间为周期的整数倍；故所有粒子最终都垂直电场方向射出电场；由于t=0时刻射入的粒子始终做单向直线运动，竖直方向的分位移最大，故所有粒子最终都不会打到极板上；故A正确B错误；C、t=0时刻射入的粒子竖直方向的分位移最大，为；根据位移公式，有：，由于L=d，故：故最大动能，故C正确；D、若入射速度加倍成2v0，则粒子从电场出射时间减半的侧向位移与时间的平方成正比，侧向位移与原v0相比必变成原来的四分之一；故D错误；故选AC。2.如图所示，电源的电动势为E、内阻为r，L1、L2为两个相同的灯泡，线圈L的直流电阻不计，与灯泡L1连接的是一只理想二极管D．下列说法中正确的是A．闭合开关S稳定后L1、L2亮度相同B．断开S的瞬间，L2会逐渐熄灭C．断开S的瞬间，L1中电流方向向左D．断开S的瞬间，a点的电势比b点高参考答案：D3.如图所示，AB两物体在同一直线上运动，当它们相距s=7m时，A在水平拉力和摩擦力的作用下，正以4m／s的速度向右做匀速运动，而物体B此时速度为10m／s，方向向右，它在摩擦力作用下做匀减速运动，加速度大小为2m/s2，则A追上B用的时间为(

)A．6s

B．7s

C．8s

D．9s参考答案：C4.下列说法正确的是：A．牛顿发现了万有引力定律.

B.法拉第发现了电流的磁效应.C．安培提出了磁场对运动电荷的作用力公式。

D．在国际单位中，力学的基本单位是米、牛顿、秒。参考答案：A5.A、B、C、D四个同学用“插针法”测定透明半圆柱玻璃砖的折射率，O为玻璃砖截面的圆心，使入射光线跟玻璃砖的平面垂直，如图所示的四个图中P1、P2、P3、、P4是实验插针的结果．(1)在这四个图中肯定把针插错了的同学是_____；(2)在这四个图中可以比较准确地测出折射率的同学是_____．参考答案：（1）

A

（2）

D

二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图a是一个门电路符号，图b是其A端和B端输入电压的波形图。该门电路的名称是

门电路。请在图b中画出Z端输入电压的波形图。

参考答案：答案：与，7.如图所示，一无限长通电直导线固定在光滑水平面上，金属环质量为0.02kg，在该平面上以、与导线成60°角的初速度运动，其最终的运动状态是__________，环中最多能产生__________J的电能。参考答案：匀速直线运动；0.03金属环最终会沿与通电直导线平行的直线，做匀速直线运动；最终速度v=v0cos60°由能量守恒定律，得环中最多能产生电能E=ΔEk=0.03J【考点定位】电磁感应；能量守恒定律8.摩托车手在水平地面转弯时为了保证安全，将身体及车身倾斜，车轮与地面间的动摩擦因数为μ，车手与车身总质量为M，转弯半径为R。为不产生侧滑，转弯时速度应不大于

；设转弯、不侧滑时的车速为v，则地面受到摩托车的作用力大小为

。参考答案：

由静摩擦力提供向心力可得，解得v=，地面受到摩托车的作用力为摩托车的重力与摩擦力的合力。9.如图所示，质量为m＝5kg的物体，置于一倾角为30°的粗糙斜面上，用一平行于斜面的大小为40N的力F拉物体，使物体沿斜面M向上做初速度为零的匀加速直线运动，加速度a＝2m/s2，斜面始终保持静止状态。则水平地面对斜面的静摩擦力大小为__________N，2s末该系统克服摩擦力做功的瞬时功率为__________W。参考答案：

答案：15；2010.为了“验证牛顿运动定律”，现提供如图所示的器材：A为小车，B为电火花计时器，C为装有砝码的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力F等于砝码和小桶的总重量．请思考探究思路并回答下列问题：(1)为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取什么做法？_______________________________.(2)在“探究加速度与质量的关系”时，保持砝码和小桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m的数据如下表：次数12345小车加速度a/m·s－20.780.380.250.200.16小车质量m/kg0.200.400.600.801.00根据上述实验数据，用计算机绘制出a—m图象如图所示：通过对图象(图甲)的观察，可猜想在拉力F一定的情况下a与m的关系可能是：a∝m－1、a∝m－2、a∝m－3、…，为了验证猜想，请在图乙中作出最能直观反映a与m之间关系的图象．(3)在“探究加速度与力的关系”时，保持小车的质量不变，改变小桶中砝码的质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与力F图线如图所示，该图线不通过坐标原点，试分析图线不通过坐标原点的原因是________________________________________________________．参考答案：(1)把木板的右端(或安装打点计时器的那端)适当垫高，以平衡摩擦力(2)如图所示

(3)实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分11.如图所示为ABC是三角形玻璃砖的横截面，∠ABC=90°，∠BAC=30°，一束平行于AB的光束从AC边射入玻璃砖，EF是玻璃砖中的部分光路，且EF与AC平行，则玻璃砖的折射率为

，光束

（填“能”或“不能”）从E点射出玻璃砖。参考答案：由题意做出光路图可知折射率，临界角满足，可知临界角C大于30°小于45°，由于光线在E点的入射角等于30°，小于临界角，故能从E点射出玻璃砖。

12.日本福岛核电站核泄漏事故中的污染物中含有碘131，它通过一系列的衰变产生对人体有危害的辐射，碘131不稳定，发生衰变，其半衰期为8天．碘131的衰变方程：(衰变后的新元素用Y表示)，经过

天有的碘131发生了衰变．参考答案：，，2413.如图所示为氢原子的能级图。用光子能量为13.06eV的光照射一群处于基态的氢原子，可能观测到氢原子发射的不同波长的光有

▲

种，其中最短波长为

▲

m（已知普朗克常量h=6.63×10－34J·s）。参考答案：10

9.5×10-8三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（1）某同学设想用如图甲的装置来测量滑块与导轨间的动摩擦因数。在气垫导轨上安装了两光电门l、2，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过定滑轮与钩码相连。①用游标卡尺测光电门遮光条的宽度d，图乙中游标卡尺读数为

▲

cm。滑块在轨道上做匀变速运动时，先后通过光电门l、2所用的时间分别为t1、t2，两光电门间的距离为L，用d、t1、t2、L表示滑块运动的加速度a为▲

②要使细线中拉力近似等于钩码重力，滑块质量M与钩码质量m应满足▲

关系。③满②后，调整气垫导轨水平，断开气源时，测得滑块在轨道上运动的加速度为a1;不改变钩码的质量，接通气源，测得滑块在轨道上运动的加速度为a2，用“a1、a2、g来表示滑块与导轨间的动摩擦因数μ为▲

。（2）如图秒表的读数是▲

参考答案：⑴1.050

M远大于m

⑵99．815.某同学在测定匀变速直线运动的加速度时，得到了在不同拉力下的A、B、C、D……等几条较为理想的纸带，并在纸带上每5个点取一个计数点，即相邻两计数点间的时间间隔为0.1s，将每条纸带上的计数点都记为0、1、2、3、4、5……，如图所示甲、乙、丙三段纸带，分别是从三条不同纸带上撕下的.

(1)在甲、乙、丙三段纸带中，属于纸带A的是

.(2)打A纸带时，打O点的速度大小是

m/s(结果取两位有效数字)，物体的加速度大小是

m/s2

参考答案：乙

0.16m/s

3.11m/s2四、计算题：本题共3小题，共计47分16.质量为m=1kg的小木块（可看成质点），放在质量为M=5kg的长木板的左端，如图所示．长木板放在光滑的水平桌面上．小木块与长木板间的动摩擦因数μ=0.1，长木板的长度l=2m．系统处于静止状态．现使小木块从长木板右端脱离出来，可采取下列两种方法：（g取10m/s2）（1）给小木块施加水平向右的恒定外力F，F作用时间t=2s．则F至少是多大？（2）给小木块一个水平向右的冲量I，则冲量I至少是多大？参考答案：见解析（1）设m、M的加速度分别是a1，a2，则

①

②

③由①②可得

④

⑤

⑥（2）

⑦解得⑧解得

⑨

⑩17.如图所示，弹簧振子以点为平衡位置在、两点之间做简谐运动。相距20cm，某时刻振子处于B点。经过0.5s，振子首次到达点。求：

（1）振子振动的周期和频率；

（2）振子在5s内通过的路程及位移大小；

（3）振子在点的加速度大小与它距点4cm处点的加速度大小的比值。参考答案：解：（1）（2分）振子从到所用时间s，所以

s

……………1分

由

得Hz……………1分

（2）（2分）设弹簧振子的振幅为，由题意cm

cm

振子在1个周期内通过的路程为

故在s内通过的路程

cm

………………………1分

5s内振子振动了5个周期，5s末振子仍处在点，所以振子偏离平衡位置的位移大小为10cm

…………………1分

（3）（2分）振子加速度

……………1分

所以

…………………1分18.拔火罐”是一种中医疗法，为了探究“火罐”的“吸力”，某人设计了如图实验．圆柱状气缸（横截面积为S）被固定在铁架台上，轻质活塞通过细线与重物m相连，将一团燃烧的轻质酒精棉球从缸底的开关K处扔到气缸内，酒精棉球熄灭时（设此时缸内温度为t℃）密闭开关K，此时活塞下的细线刚好拉直且拉力为零，而这时活塞距缸底为L．由于气缸传热良好，重物被吸起，最后重物稳定在距地面处．已知环境温度为27℃不变，与大气压强相当，气缸内的气体可看做理想气体，求t值．参