山西省呂梁市賀家坡中學2021年高三物理上學期期末試卷含解析

山西省呂梁市賀家坡中學2021年高三物理上學期期末試卷含解析一、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.如圖所示為游樂場中過山車的一段軌道，P點是這段軌道的最高點，A、B、C三處是過山車的車頭、中點和車尾。假設(shè)這段軌道是圓軌道，各節(jié)車廂的質(zhì)量相等，過山車在運行過程中不受牽引力，所受阻力可忽略。那么，過山車在通過P點的過程中，下列說法正確的是（

）A．車頭A通過P點時的速度最小B．車的中點B通過P點時的速度最小C．車尾C通過P點時的速度最小D．A、B、C通過P點時的速度一樣大參考答案：B山車在通過P點的過程中，車頭A和車尾C通過P點時，還不是整體過最高點，所以其重力比所需向心力要大，故經(jīng)過時速度不是最?。欢嚨闹悬cB通過P點時，如某質(zhì)點過最高點，要能過最高點，其重力剛好提供向心力，所以車的中點B通過P點時的速度最小，故B正確，ACD錯誤。故選：B2.如圖2所示，虛線表示電場的一簇等勢面且相鄰等勢面間電勢差相等，一個粒子以一定的初速度進入電場后，只在電場力作用下沿實線軌跡運動，粒子先后通過M點和N點．在這一過程中，電場力做負功，由此可判斷出

（

）

A．N點的電勢低于M點的電勢

B．粒子在N點的電勢能比在M點的電勢能大

C．粒子在M點的速率小于在N點的速率

D．粒子在M點受到的電場力比在N點受到的電場力大參考答案：B3.如圖所示，圓柱形的倉庫內(nèi)有三塊長度不同的滑板aO、bO、cO，其下端都固定于底部的圓心O點，而上端則擱在倉庫側(cè)壁，三塊滑塊與水平面的夾角依次是30o、45o、60o。若有三個小孩同時從a、b、c處開始下滑（忽略阻力），則:A.a處小孩先到O點

B.b處小孩先到O點C.c處小孩先到O點

D.a、b、c處小孩同時到O點參考答案：B解：斜面上小孩的加速度：a=gsinθ；斜面的長度s=at2，得：，，把與水平面的夾角分別代入得：，，，知tb＜ta=tc，即b先到，ac同時到。故B正確，ACD錯誤。故選B。【點睛】解決本題的關(guān)鍵是根據(jù)牛頓第二定律對物體進行受力分析，并根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律計算出時間．4.圖示為氫原子的能級圖，現(xiàn)讓一束單色光照射到大量處于基態(tài)(量子數(shù)n=1)的氫原子上，受激的氫原子能自發(fā)地發(fā)出6種不同頻率的光，則照射氫原子的單色光的光子能量為A.0.54eV B.0.85eV C.10.2eV D.12.75eV參考答案：D【分析】根據(jù)氫原子只發(fā)出6種不同頻率的色光，根據(jù)公式確定單色光照射大量處于基態(tài)的氫原子使它躍遷到哪一個激發(fā)態(tài)，從而根據(jù)能極差求出照射光子的能量．【詳解】由題意應(yīng)該有，得n=4．即能發(fā)出6種頻率光的一定是n=4能級，則照射氫原子的單色光的光子能量為：-0.85ev-（-13.6ev）=12.75ev，故選D?！军c睛】明確原子吸收光子是量子化的，會求能級差是求這類問題的基礎(chǔ)．5.（單選）人造衛(wèi)星在受到地球外層空間大氣阻力的作用后，衛(wèi)星繞地球運行的半徑、角速度、速率將（）A．半徑變大，角速度變大，速率變大B．半徑變小，角速度變大，速率變大C．半徑變大，角速度變小，速率變小D．半徑變小，角速度變大，速率變小參考答案：考點：人造衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的關(guān)系；萬有引力定律及其應(yīng)用．.專題：人造衛(wèi)星問題．分析：人造衛(wèi)星在受到地球外層空間大氣阻力的作用后，它的總機械能會減小，所以它的軌道的高度會降低，其他的可以根據(jù)公式做出判定．解答：解：人造衛(wèi)星在太空運動時，它的能量包括動能和勢能，發(fā)射的高度越高，需要的能量越大．因此，人造衛(wèi)星在受到地球外層空間大氣阻力的作用后，阻力做負功，它的總機械能會減小所以它的軌道的高度會降低，運動的半徑減?。鶕?jù)萬有引力提供向心力，即==mω2r，得：v=，半徑減小時，速度會增大；ω=，半徑減小時，角速度增大．故選：B．點評：該題考查衛(wèi)星繞地球運行的半徑、角速度、速率在受到地球外層空間大氣阻力的作用后的變化，最簡單的方法是根據(jù)衛(wèi)星的總能量來說明．屬于簡單題．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.一條細線下面掛一小球，讓小角度自由擺動，它的振動圖像如圖所示。根據(jù)數(shù)據(jù)估算出它的擺長為________m，擺動的最大偏角正弦值約為________。參考答案：(1)T＝2s答案：(1)10.047.某實驗小組利用拉力傳感器和速度傳感器探究“動能定理”．如圖，他們將拉力傳感器固定在小車上，用不可伸長的細線將其通過一個定滑輪與鉤碼相連，用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大?。谒阶烂嫔舷嗑?0.0cm的A、B兩點各安裝一個速度傳感器，記錄小車通過A、B時的速度大?。≤囍锌梢苑胖庙来a．(1)實驗主要步驟如下：①測量小車和拉力傳感器的總質(zhì)量M′；把細線的一端固定在拉力傳感器上，另一端通過定滑輪與鉤碼相連；正確連接所需電路；②將小車停在C點，釋放小車，小車在細線拉動下運動，記錄細線拉力及小車通過A、B時的速度．③在小車中增加砝碼，或________，重復(fù)②的操作．(2)下表是他們測得的一組數(shù)據(jù)，其中M是M′與小車中砝碼質(zhì)量之和，|v2－v12|是兩個速度傳感器記錄速度的平方差，可以據(jù)此計算出動能變化量ΔE，F(xiàn)是拉力傳感器受到的拉力，W是F在A、B間所做的功．表格中的ΔE3＝________，W3＝________.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)次數(shù)M/kg|v2－v12|/(m/s)2ΔE/JF/NW/J10.5000.7600.1900.4000.20020.5001.650.4130.8400.42030.5002.40ΔE31.220W341.0002.401.202.4201.2151.0002.841.422.8601.43(3)根據(jù)上表，我們在圖中的方格紙上作出ΔE－W圖線如圖所示，它說明了________參考答案：(1)改變鉤碼數(shù)量

(2)0.6000.610(3)拉力（合力）所做的功近似等于物體動能的改變量8.“探究加速度與物體質(zhì)量，物體受力關(guān)系”的實驗裝置如圖所示，（1）本實驗的研究對象是

。（2）當作用力一定時（懸掛的小盤和盤內(nèi)的砝碼重力不變），探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時，以下說法中正確的是（

）A．平衡摩擦力時，應(yīng)將小盤用細繩通過定滑輪系在小車上B．每次改變小車質(zhì)量時，不需要重新平衡摩擦力C．實驗時，先放開小車，再接通打點計時器的電源D．小車運動的加速度可用天平測出小車的質(zhì)量M和小盤及盤內(nèi)砝碼的質(zhì)量m后，直接用公式求出。（3）若確保小車質(zhì)量一定時，加速度a與合外力F的關(guān)系數(shù)據(jù)如下表：1.984.065.958.129.951.002.003.004.005.00①根據(jù)表中數(shù)據(jù)在右側(cè)坐標紙中畫出a—F圖象。②從圖象可以判定

。參考答案：（1）小車

（2分）

（2）B

（2分）

（3）①如圖：

（3分）

②當小車質(zhì)量一定時，加速度與合外力成正比

（2分）9.汽車在行駛中，司機看到圖2所示的標志牌，在不違反交通法規(guī)的前提下，從標志牌到西大橋最快需要h。

參考答案：10.下列核反應(yīng)中，X1是

、X2是

，其中發(fā)生核裂變反應(yīng)的是

。①

②

參考答案：中子、氘核11.如圖所示電路中，E為不計內(nèi)阻的電源，R1為滑動變阻器，R2為定值電阻，燈L的電阻不隨溫度改變，所有電表均為理想電表。某同學選擇與電路圖相應(yīng)的實驗器材，按圖示電路進行實驗，通過改變滑動變阻器滑動片P的位置從而調(diào)節(jié)燈泡的亮度，并將各電表的示數(shù)變化情況分別記錄在下表中。實驗序號A1表示數(shù)（A）A2表示數(shù)（A）V1表示數(shù)（V）V2表示數(shù)（V）10.850.143.52.102X0.244.82.4030.720.484.80則由表格中數(shù)據(jù)可知變阻器電阻R1的全阻值為

W；表格中X值為

。參考答案：．20；0.7212.某熱機在工作中從高溫熱庫吸收了8×106kJ的熱量，同時有2×106kJ的熱量排放給了低溫熱庫(冷凝器或大氣），則在工作中該熱機對外做了

kJ的功，熱機的效率％．參考答案：

6×106

；

75

13.馬拉著質(zhì)量為60kg的雪橇，從靜止開始用80s的時間沿平直冰面跑完1000m。設(shè)雪橇在運動過程中受到的阻力不變，并且它在開始運動的8s時間內(nèi)作勻加速直線運動，從第8s末開始，馬拉雪橇做功的功率保持不變，繼續(xù)做直線運動，最后一段時間雪橇做的是勻速直線運動，速度大小為15m/s，已知開始運動的8s內(nèi)馬拉雪橇的平均功率是8s后功率的一半。則在整個運動過程中馬拉雪橇做功的平均功率是

w；雪橇在運動過程中所受的阻力大小是

N。參考答案：687，48.2三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖所示,甲為某一列簡諧波t=t0時刻的圖象,乙是這列波上P點從這一時刻起的振動圖象,試討論:①波的傳播方向和傳播速度.②求0~2.3s內(nèi)P質(zhì)點通過的路程.參考答案：①x軸正方向傳播，5.0m/s②2.3m解：(1)根據(jù)振動圖象可知判斷P點在t=t0時刻在平衡位置且向負的最大位移運動，則波沿x軸正方向傳播，由甲圖可知，波長λ=2m，由乙圖可知，周期T=0.4s，則波速(2)由于T=0.4s，則,則路程【點睛】本題中根據(jù)質(zhì)點的振動方向判斷波的傳播方向，可采用波形的平移法和質(zhì)點的振動法等等方法，知道波速、波長、周期的關(guān)系.15.如圖為一塊直角三棱鏡，頂角A為30°．一束激光沿平行于BC邊的方向射向直角邊AB，并從AC邊射出，出射光線與AC邊夾角也為30°．則該激光在棱鏡中的傳播速度為多少？(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)參考答案：1.7×108m/s解：光路圖如圖：

由幾何關(guān)系得：α=∠A=30°，β=90°-30°=60°

折射率

激光在棱鏡中傳播速【點睛】幾何光學要正確作出光路圖，由幾何知識找出入射角和折射角是關(guān)鍵．知道光速和折射率的關(guān)系.四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（15分）如圖所示，一質(zhì)量為0.4kg、足夠長且粗細均勻的絕緣細管置于水平地面上，細管內(nèi)表面粗糙，外表面光滑；有一質(zhì)量為0.1kg、電荷量為0.1C的帶正電小球沿管以水平向右的速度進入管內(nèi)，細管內(nèi)徑略大于小球直徑，運動過程中小球電荷量保持不變，空間中存在垂直絕緣細管水平向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為1.0T．（取水平向右為正方向，g=10m/s2）(1)帶電小球以20m/s的初速度進入管內(nèi)，則系統(tǒng)最終產(chǎn)生的內(nèi)能為多少？(2)小球以不同的初速度v0進入管中，在細管未離開地面的情況下，求小球最終穩(wěn)定時的速度vt與初速度v0的函數(shù)關(guān)系，并以初速度v0為橫坐標，最終穩(wěn)定的速度vt為橫坐標，在乙圖中畫出小球初速度和最終穩(wěn)定的速度的關(guān)系圖象。參考答案：解析：（1）小球剛進入管內(nèi)時受到的洛侖茲力方向豎直向上，洛侖茲力大小為：N

（1分）

由于，小球與管的上壁有彈力，摩擦使球減速至：

得：m/s

（1分）

球與管系統(tǒng)動量守恒：

得：m/s

（2分）

系統(tǒng)產(chǎn)生內(nèi)能：

（2分）

代入數(shù)據(jù)得：

（1分）

（2）①當小球初速小于m/s時，，小球與管的下壁有彈力，摩擦力使小球最終與管共速，系統(tǒng)動量守恒：代入數(shù)據(jù)得：（m/s）

（2分）

②當初速度大于時細管離開地面：

代入數(shù)據(jù)得：

m/s

（2分）

當小球初速時，小球與管的上壁有彈力，摩擦使球減速最終速度為vt,

即：m/s

()

（2分）

關(guān)系如圖所示．（2分）17.電磁驅(qū)動是現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)中的重要技術(shù)。如圖15是磁懸浮機車的電磁驅(qū)動模型：機車軌道沿x軸方向，軌道區(qū)域內(nèi)固定一系列電阻為r=0.5Ω的獨立線圈，每線圈通以I0=10A的電流后使其產(chǎn)生如圖所示的磁場，磁感應(yīng)強度大小均為B=1T，相鄰區(qū)域磁場方向相反。固定在機車底端的金屬框abcd可視為一矩形線圈，電阻為R=0.01Ω，ab邊寬度為d，與磁場的寬度相同，bc邊長為L=0.5m，平行于y軸，金屬框ad、bc兩邊總處于方向相反的磁場中。驅(qū)動機車時，固定在軌道上的獨立線圈依次通電，等效于金屬框所在區(qū)域的磁場以v0=12m/s勻速向x軸正方向移動，驅(qū)使機車前進，若機車所受阻力恒為f=200N。

(提示：當線圈與磁場存在相對速度v相，動生電動勢E=BLv相。)求：(1)模型機車啟動時刻，金屬框中感應(yīng)電流的方向和大小；(2)模型機車所能達到的最大速率；(3)當模型機車以恒定速率勻速行駛時，整個系統(tǒng)驅(qū)動機車的效率為多大？參考答案：(1)電流方向adcba（2分）（2分）代入數(shù)據(jù)得I=1.2×103A（1分）(2)當模型機車達到的最大速率時；（1分）,

（2分）

（1分）代入數(shù)據(jù)得=10m/s（1分）(3)

;（1分）;（2分）%

（1分）

代入數(shù)據(jù)得（1分）18.為了測量列車的速度及加速度，可采用下述裝置：在列車底部安裝一個正方形線圈，而在軌道上每隔40m安裝一塊磁性很強的小磁鐵，當列車經(jīng)過磁鐵上方時，有感應(yīng)電流產(chǎn)生，記錄此電流就可換算成列車的速度及加速度。視磁鐵上方區(qū)域的磁場