山東省聊城市高集鄉(xiāng)中學(xué)2021年高三物理上學(xué)期期末試題含解析

山東省聊城市高集鄉(xiāng)中學(xué)2021年高三物理上學(xué)期期末試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.（單選題）如圖所示，實線為某電場的電場線，虛線為等勢面，已知φa=3V,φc=5V,ab=bc,則（

）A.φb=4VB.φb>4VC.φb<4V

D.以上幾種情況都有可能參考答案：B2.下列說法正確的是（）A．圖甲中，當(dāng)弧光燈發(fā)出的光照射到鋅板上時，與鋅板相連的驗電器鋁箔有張角，證明光具有粒子性B．如圖乙所示為某金屬在光的照射下，光電子最大初動能Ek與入射光頻率v的關(guān)系圖象，當(dāng)入射光的頻率為2v0時，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為EC．圖丙中，用n=2能級躍遷到n=1能級輻射出的光照射逸出功為6.34eV的金屬鉑，不能發(fā)生光電效應(yīng)D．丁圖中由原子核的核子平均質(zhì)量與原子序數(shù)Z的關(guān)系可知，若D和E能結(jié)合成F，結(jié)合過程一定會釋放能量E．圖戊是放射線在磁場中偏轉(zhuǎn)示意圖，射線c是β粒子流，它是原子的核外電子掙脫原子核的束縛而形成的參考答案：ABD【考點】光電效應(yīng)；氫原子的能級公式和躍遷；原子核的結(jié)合能．【分析】弧光燈照射鋅板發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，飛出的光電子對應(yīng)著一種波，這種波叫物質(zhì)波，光電效應(yīng)現(xiàn)象說明光具有粒子性；根據(jù)EK=hv﹣hVc，入射光的頻率為2Vc時，即可求出最大初動能；根據(jù)左手定則判斷出β粒子，然后由β衰變的本質(zhì)解答．【解答】解：A、與鋅板相連的驗電器的鋁箔相互張開，說明光照射到鋅板上發(fā)生光電效應(yīng)，從鋅板上有光電子逸出，光電效應(yīng)說明光具有粒子性．故A正確；B、根據(jù)光電效應(yīng)方程有：EK=hv﹣W其中W為金屬的逸出功：W=hv0所以有：EK=hv﹣hv0，由此結(jié)合圖象可知，該金屬的逸出功為E，或者W=hv0，當(dāng)入射光的頻率為2v0時，帶入方程可知產(chǎn)生的光電子的最大初動能為E，故B正確；C、圖丙中，用n=2能級躍遷到n=1能級輻射出的光照射逸出功為6.34eV的金屬鉑，光子的能量為：△E=E2﹣E1=﹣3.4﹣（﹣13.6）=10.2eV大于金屬鉑的逸出功，所以能發(fā)生光電效應(yīng)．故C錯誤；D、丁圖中由原子核的核子平均質(zhì)量與原子序數(shù)Z的關(guān)系可知，若D和E能結(jié)合成F，核子的平均質(zhì)量減小，則總質(zhì)量減小，所以結(jié)合過程一定會釋放能量．故D正確；E、圖戊是放射線在磁場中偏轉(zhuǎn)示意圖，根據(jù)左手定則可知，射線c是β粒子流，它是原子核發(fā)生β衰變的過程中，由中子轉(zhuǎn)化為一個質(zhì)子與一個電子時形成的．故E錯誤．故選：ABD3.圖中虛線為一組間距相等的同心圓，圓心處固定一帶正電的點電荷。一帶電粒子以一定初速度射入電場，實線為粒子僅在電場力作用下的運動軌跡，a、b、c三點是實線與虛線的交點。則該粒子（

）A．帶負電B．在c點受力最大C．在b點的電勢能大于在c點的電勢能D．由a點到b點的動能變化大于由b點到c點的動能變化參考答案：CD4.2018年6月14日11時06分，探月工程嫦娥四號任務(wù)“鵲橋”中繼星成為世界首顆成功進入地月拉格朗日L2點Halo使命軌道的衛(wèi)星，為地月信息聯(lián)通搭建“天橋”。如圖所示，該L2點位于地球與月球連線的延長線上，“鵲橋”位于該點，在幾乎不消耗燃料的情況下與月球同步繞地球做圓周運動，已知地球、月球和“鵲橋”的質(zhì)量分別為Me、Mm、m，地球和月球之間的平均距離為R，L2點離月球的距離為x，則（

）A.“鵲橋”的線速度小于月球的線速度B.“鵲橋”從近地軌道向高軌道變軌時，需向后噴氣，機械能變大C.x滿足D.x滿足參考答案：BC【詳解】A項：由線速度，中繼星繞地球轉(zhuǎn)動的半徑比月球繞地球的半徑大，中繼星繞地球轉(zhuǎn)動的線速度比月球的線速度大，故A錯誤；B項：“鵲橋”從近地軌道向高軌道變軌時，即做離心運動，所以要加速，即需向后噴氣，由化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機械能，故B正確；C、D項：中繼星的向心力由月球和地球引力的合力提供，則有，對月球有：，兩式聯(lián)立解得：，故C正確，D錯誤。5.（多選題）科學(xué)家使用核反應(yīng)獲取氚，再利用氘和氚的核反應(yīng)獲得能量，核反應(yīng)方程分別為：X+Y→He+H+4.9MeV和H+H→He+X+17.6MeV．下列表述正確的有（）A．X是中子B．Y的質(zhì)子數(shù)是3，中子數(shù)是6C．兩個核反應(yīng)都沒有質(zhì)量虧損D．氘和氚的核反應(yīng)是核聚變反應(yīng)參考答案：AD【考點】愛因斯坦質(zhì)能方程．【分析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒以及電荷數(shù)守恒即可判斷出X和Y；根據(jù)是否釋放能量判定有沒有質(zhì)量虧損；根據(jù)核反應(yīng)的特點判定是否是聚變反應(yīng)．【解答】解：A、根據(jù)核反應(yīng)方程：H+H→He+X，X的質(zhì)量數(shù)：m1=2+3﹣4=1，核電荷數(shù)：z1=1+1﹣2=0，所以X是中子．故A正確；B、根據(jù)核反應(yīng)方程：X+Y→He+H，X是中子，所以Y的質(zhì)量數(shù)：m2=4+3﹣1=6，核電荷數(shù)：z2=2+1﹣0=3，所以Y的質(zhì)子數(shù)是3，中子數(shù)是3．故B錯誤；C、根據(jù)兩個核反應(yīng)方程可知，都有大量的能量釋放出來，所以一定都有質(zhì)量虧損．故C錯誤；D、氘和氚的核反應(yīng)過程中是質(zhì)量比較小的核生成質(zhì)量比較大的新核，所以是核聚變反應(yīng)．故D正確．故選：AD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.一只木箱在水平地面上受到水平推力F作用，在5s內(nèi)F的變化和木箱速度的變化如圖中（a）、（b）所示，則木箱的質(zhì)量為_______________kg，木箱與地面間的動摩擦因數(shù)為_______________.（g=10m/s2）參考答案：25；0.27.（6分）某行星繞太陽的運動可近似看作勻速圓周運動，已知行星運動的軌道半徑為R，周期為T，萬有引力恒量為G，則該行星的線速度大小為___________，太陽的質(zhì)量可表示為___________。參考答案：，8.歐洲天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一顆可能適合人類居住的行星。若該行星質(zhì)量為M，半徑為R，萬有引力恒量為G，則繞該行星運動的衛(wèi)星的第一宇宙速度是______________。設(shè)其質(zhì)量是地球的5倍，直徑是地球的1.5倍，在該行星表面附近沿圓軌道運行的人造衛(wèi)星的動能為Ek1，在地球表面附近沿圓軌道運行的相同質(zhì)量的人造衛(wèi)星的動能為Ek2，則為______________。參考答案：，10/39.如圖所示，由導(dǎo)熱材料制成的氣缸和活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸內(nèi)，活塞與氣缸壁之間無摩擦，活塞上方存有少量液體，將一細管插入液體，利用虹吸現(xiàn)象，使活塞上方液體緩慢流出，在此過程中，大氣壓強與外界的溫度均保持不變，下列各個描述理想氣體狀態(tài)變化的圖象中與上述過程相符合的是________圖，該過程為________過程(選填“吸熱”、“放熱”或“絕熱”)參考答案：10.有一個勻加速直線運動的物體從2s末至6s末的位移為24m,從6s末至10s末的位移為40m,則這個物體的加速度的大小是______m/s2，初速度的大小是______m/s。

參考答案：答案：1

2

11.（3分）一個質(zhì)量為m0靜止的ω介子衰變?yōu)槿齻€靜止質(zhì)量都是m的π介子，它們在同一平面內(nèi)運動，彼此運動方向的夾角為120°，光在真空中的傳播速度為c，則每個π介子的動能為

。參考答案：（3分）12.某人在靜止的湖面上豎直上拋一小鐵球，小鐵球上升到最高點后自由下落，穿過湖水并陷入湖底的淤泥中某一深度處．若不計空氣阻力，取豎直向上為正方向，則最能反映小鐵球運動過程的速度與時間關(guān)系的圖象是參考答案：D物體在豎直上升過程中物體的速度豎直向上，即速度大于0，此時物體的加速度為a1=g，方向豎直向下；到達最高點后做自由落體運動，速度方向豎直向下，即速度小于0，此時物體的加速度加速度為a2=g，方向豎直向下．故進入湖水之前物體的加速度保持不變．故速度圖象的斜率保持不變．鐵球進入湖水后受到湖水的阻力作用，但重力大于阻力，加速度向下但加速度a3＜g，速度方向仍然向下即速度小于0．在淤泥中運動的時候速度仍向下，即速度小于0，但淤泥對球的阻力大于鐵球的重力，所以加速度方向豎直向上，故物體做減速運動,直至靜止。比較四圖易得D對。

13.（4分）如圖，金屬棒ab置于水平放置的U形光滑導(dǎo)軌上，在ef右側(cè)存在有界勻強磁場B，磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向下，在ef左側(cè)的無磁場區(qū)域cdef內(nèi)有一半徑很小的金屬圓環(huán)L，圓環(huán)與導(dǎo)軌在同一平面內(nèi)。當(dāng)金屬棒ab在水平恒力F作用下從磁場左邊界ef處由靜止開始向右運動后，圓環(huán)L有__________（填收縮、擴張）趨勢，圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流_______________（填變大、變小、不變）。參考答案：收縮，變小解析：由于金屬棒ab在恒力F的作用下向右運動，則abcd回路中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流，則在圓環(huán)處產(chǎn)生垂直于只面向外的磁場，隨著金屬棒向右加速運動，圓環(huán)的磁通量將增大，依據(jù)楞次定律可知，圓環(huán)將有收縮的趨勢以阻礙圓環(huán)的磁通量將增大；又由于金屬棒向右運動的加速度減小，單位時間內(nèi)磁通量的變化率減小，所以在圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流不斷減小。三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.在“驗證力的平行四邊形定則”實驗中，現(xiàn)有木板、白紙、圖釘、橡皮筋、細繩套和一把彈簧秤。(1)為完成實驗,某同學(xué)另找來一根彈簧,先測量其勁度系數(shù),得到的實驗數(shù)據(jù)如下表：用作圖法求得該彈簧的勁度系數(shù)k=________N/m；彈力F(N)0.501.001.502.002.503.003.50伸長量x(10-2m)0.741.802.803.724.605.586.42(2)某次實驗中，彈簧秤的指針位置如圖，其讀數(shù)為________N；同時利用(1)中結(jié)果獲得彈簧上的彈力值為2.50N，請在答題紙上畫出這兩個共點力的合力F合；(3)由圖得到F合=________N。參考答案：解析：(1)如圖，在圖像上取相距較遠的兩點P(0.50,0.31)、Q(6.00,3.25)、彈簧的勁度系數(shù)k＝N/cm＝0.53N/cm＝53N/m；(2)利用作圖法作出兩個力的圖示；(3)利用作圖法求合力．

15.(10分)如圖甲所示，用包有白紙的質(zhì)最為1.0kg的圓柱棒替代紙帶和重物；蘸有顏料的毛筆固定在電動機的飛輪上并隨之勻速轉(zhuǎn)動，以替代打點計時器。燒斷懸掛圓柱棒的線后，圓柱棒豎直自由下落，毛筆就在圓棒面的紙上畫出記號。如圖乙所示．設(shè)毛筆接觸棒時不影響棒的運動，測得記號之間的距離依次為26.0mm、50.0mm、74.0mm、98.0mm、122.0mm、146.0mm，由此可驗證機械能守恒定律．已知電動機銘牌上標有“1200r/min”字樣。根據(jù)以上內(nèi)容回答下列問題。

(1)毛筆畫相鄰兩條線的時間間隔T

s。

(2)根據(jù)圖乙所給的數(shù)據(jù)可知：毛筆畫下記號“3”時，圓柱棒下落的速度=

m/s；在毛筆畫下記號“3”到畫下記號“6”的這段時間內(nèi)，棒的動能的變化量為

J，重力勢能的變化量為

J。

由此可得出的結(jié)論是：

。（取，(2)中結(jié)果保留三位有效數(shù)字)參考答案：四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（18分）顯像管是電視機的重要部件，在生產(chǎn)顯像管的陰極時，需要用到去離子水。如果去離子水的質(zhì)量不好，會導(dǎo)致陰極材料中含有較多的SO42－離子，用這樣的陰極材料制作顯像管，將造成電視機的畫面質(zhì)量變差。顯像管的簡要工作原理如圖所示：陰極K發(fā)出的電子（初速度可忽略不計）經(jīng)電壓為U的高壓加速電場加速后，沿直線PQ進入半徑為r的圓形勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面，圓形磁場區(qū)域的圓心O在PQ直線上，熒光屏M與PQ垂直，整個裝置處于真空中。若圓形磁場區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強度的大小或方向發(fā)生變化，都將使電子束產(chǎn)生不同的偏轉(zhuǎn)，電子束便可打在熒光屏M的不同位置上，使熒光屏發(fā)光而形成圖象，其中Q點為熒光屏的中心。不計電子和SO42－離子所受的重力及它們之間的相互作用力。（1）已知電子的電量為e，質(zhì)量為me，求電子射出加速電場時的速度大??；（2）在圓形磁場區(qū)域內(nèi)勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為B時，電子離開磁場時的偏轉(zhuǎn)角大小為θ（即出射方向與入射方向所夾的銳角，且θ未知），請推導(dǎo)tan的表達式；（3）若由于去離子水的質(zhì)量不好，導(dǎo)致陰極材料中含有較多的SO42－離子，使得陰極在發(fā)出電子的同時還發(fā)出一定量的SO42－離子，SO42－離子打在熒光屏上，屏上將出現(xiàn)暗斑，稱為離子斑。請根據(jù)下面所給出的數(shù)據(jù)，通過計算說明這樣的離子斑將主要集中在熒光屏上的哪一部位。（電子的質(zhì)量me=9.1×10-31kg，SO42－離子的質(zhì)量mso=1.6×10-25kg）參考答案：解析：（1）設(shè)電子經(jīng)電場加速后的速度為v，對于電子被電場加速的過程運用動能定理有

（3分）解得

（2分）（2）電子進入磁場后做勻速圓周運動，設(shè)電子在磁場中的運動半徑為R，根據(jù)洛侖茲力公式和牛頓第二定律有

（3分）解得=