2021年湖北省荊州市石首鄉(xiāng)泥南中學(xué)高三物理上學(xué)期期末試題含解析

2021年湖北省荊州市石首鄉(xiāng)泥南中學(xué)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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.圖10為“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖．砂和砂桶的質(zhì)量為m，小車和砝碼的總質(zhì)量為M.實(shí)驗(yàn)中用砂和砂桶總重力的大小作為細(xì)線對(duì)小車?yán)Φ拇笮。?1)實(shí)驗(yàn)中，為了使細(xì)線對(duì)小車的拉力等于小車所受的合外力，先調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板一端滑輪的高度，使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行．接下來(lái)還需要進(jìn)行的一項(xiàng)操作是()圖10A．將長(zhǎng)木板水平放置，讓小車連著已經(jīng)穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電，調(diào)節(jié)m的大小，使小車在砂和砂桶的牽引下運(yùn)動(dòng)，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)B．將長(zhǎng)木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨龋屝≤囘B著已經(jīng)穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，撤去砂和砂桶，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電，輕推小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)C．將長(zhǎng)木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨龋啡ゼ垘б约吧昂蜕巴?，輕推小車，觀察判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)(2)實(shí)驗(yàn)中要進(jìn)行質(zhì)量m和M的選取，以下最合理的一組是()A．M＝200g，m＝10g、15g、20g、25g、30g、40gB．M＝200g，m＝20g、40g、60g、80g、100g、120gC．M＝400g，m＝10g、15g、20g、25g、30g、40gD．M＝400g，m＝20g、40g、60g、80g、100g、120g(3)圖11是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，A、B、C、D、E、F、G為7個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出．量出相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為：sAB＝4.22cm、sBC＝4.65cm、sCD＝5.08cm、sDE＝5.49cm、sEF＝5.91cm、sFG＝6.34cm.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz，則小車的加速度a＝______m/s2(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)．

參考答案：(1)B(2)C(3)0.422.某質(zhì)點(diǎn)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移x與時(shí)間t的關(guān)系式為x=5t+t2（各物理量均采用國(guó)際單位制單位），則該質(zhì)點(diǎn)A．第2s內(nèi)的位移是14mB．前2s內(nèi)的平均速度是8m/sC．任意相鄰的1s內(nèi)的位移差都是1mD．任意1s內(nèi)的速度增量都是2m/s參考答案：D3.電場(chǎng)線分布如右圖所示，a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別為Ea和Eb，電勢(shì)分別為φa和φb，則（

A

）A．Ea＞Eb，φa＞φb

B．Ea＜Eb，φa＜φbC．Ea＜Eb，φa＞φb

D．Ea＞Eb，φa＜φb參考答案：A4.某人橫渡一河流，船劃行速度和水流動(dòng)速度一定，此人過(guò)河最短時(shí)間為t1；若此船用最短的位移過(guò)河，則需時(shí)間為t2，若船速大于水速，則船速與水速之比為A．

B．

C．

D．參考答案：A5.為了完成研究性學(xué)習(xí)課題：測(cè)量籃球從教學(xué)樓三樓自由落下時(shí)地面對(duì)籃球的最大彈力，同學(xué)們提出了以下四個(gè)方案，你認(rèn)為可行的是A．甲同學(xué)認(rèn)為把一張白紙平放到地面，讓籃球從三樓落到白紙上，留下印跡，然后將白紙放到臺(tái)秤上，把球慢慢地向下壓，當(dāng)球的形變和印跡重合時(shí)，根據(jù)體重計(jì)的讀數(shù)可知最大彈力的大小B．乙同學(xué)認(rèn)為可以通過(guò)測(cè)量籃球的質(zhì)量和落地后彈起的高度，然后根據(jù)動(dòng)能定理可求最大作用力C．丙同學(xué)認(rèn)為如果知道籃球與地面的作用時(shí)間、球觸地前以及跳離地面瞬間的速度可以應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求最大作用力D．丁同學(xué)認(rèn)為可以把球直接放到普通指針式體重計(jì)上，直接讀數(shù)即可，因?yàn)榍驅(qū)Φ孛娴淖畲髲椓Σ粫?huì)超過(guò)它自身的重力參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.（選修3-5）（4分）有關(guān)熱輻射和光的本性，請(qǐng)完成下列填空題黑體輻射的規(guī)律不能用經(jīng)典電磁學(xué)理論來(lái)解釋，1900年德國(guó)物理學(xué)家普朗克認(rèn)為能量是由一份一份不可分割最小能量值組成，每一份稱為_________.1905年愛(ài)因斯坦從此得到啟發(fā)，提出了光子的觀點(diǎn)，認(rèn)為光子是組成光的最小能量單位，光子的能量表達(dá)式為_________，并成功解釋了__________________現(xiàn)象中有關(guān)極限頻率、最大初動(dòng)能等規(guī)律，寫出了著名的______________方程，并因此獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。參考答案：

答案：能量子

光電效應(yīng)

光電效應(yīng)方程（或）7.圖1為驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。圖中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為50Hz的交流電源，打點(diǎn)的時(shí)間間隔用Δt表示。在小車質(zhì)量未知的情況下，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種方法用來(lái)研究“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質(zhì)量間的關(guān)系”。（1）完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空：①平衡小車所受的阻力：小吊盤中不放物塊，調(diào)整木板右端的高度，用手輕撥小車，直到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列________的點(diǎn)。②按住小車，在小吊盤中放入適當(dāng)質(zhì)量的物塊，在小車中放入砝碼。③打開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，釋放小車，獲得帶有點(diǎn)列的紙袋，在紙袋上標(biāo)出小車中砝碼的質(zhì)量m。④按住小車，改變小車中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟③。⑤在每條紙帶上清晰的部分，沒(méi)5個(gè)間隔標(biāo)注一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)。測(cè)量相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距s1，s2，…。求出與不同m相對(duì)應(yīng)的加速度a。⑥以砝碼的質(zhì)量m為橫坐標(biāo)1/a為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上做出1/a-m關(guān)系圖線。若加速度與小車和砝碼的總質(zhì)量成反比，則1/a與m處應(yīng)成_________關(guān)系（填“線性”或“非線性”）。（2）完成下列填空：（?。┍緦?shí)驗(yàn)中，為了保證在改變小車中砝碼的質(zhì)量時(shí)，小車所受的拉力近似不變，小吊盤和盤中物塊的質(zhì)量之和應(yīng)滿足的條件是_______________________。（ⅱ）設(shè)紙帶上三個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距為s1、s2、s3。a可用s1、s3和Δt表示為a=__________。圖2為用米尺測(cè)量某一紙帶上的s1、s3的情況，由圖可讀出s1=__________mm，s3=__________。由此求得加速度的大小a=__________m/s2。（ⅲ）圖3為所得實(shí)驗(yàn)圖線的示意圖。設(shè)圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，若牛頓定律成立，則小車受到的拉力為___________，小車的質(zhì)量為___________。參考答案：（2(23.9～24.5)47.2(47.0～47.6)1.16(1.13～1.19)；8.將一個(gè)力傳感器連接到計(jì)算機(jī)上，我們就可以測(cè)量快速變化的力。圖中所示就是用這種方法測(cè)得的小滑塊在半球形碗內(nèi)在豎直平面內(nèi)來(lái)回滑動(dòng)時(shí)，對(duì)碗的壓力大小隨時(shí)間變化的曲線。從這條曲線提供的信息，可以判斷滑塊約每隔

秒經(jīng)過(guò)碗底一次，隨著時(shí)間的變化滑塊對(duì)碗底的壓力

（填“增大”、“減小”、“不變”或“無(wú)法確定”）。參考答案：1.0

減小9.某同學(xué)將力傳感器固定在小車上，然后把繩的一端固定在傳感器拉鉤上，用來(lái)測(cè)量繩對(duì)小車的拉力，探究在小車及傳感器總質(zhì)量不變時(shí)加速度跟它們所受拉力的關(guān)系，根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中作出了如圖所示的a－F圖象．(1)本實(shí)驗(yàn)中是否需要砂和桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和傳感器的總質(zhì)量________(填“是”或“否”)；(2)由圖象求出小車和傳感器的總質(zhì)量為________kg.（保留1位有效數(shù)字）參考答案：

否

，

1

kg

10.（5分）

，稱為核反應(yīng)；與衰變過(guò)程一樣，在核反應(yīng)中，

守恒、

守恒。參考答案：原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過(guò)程，稱為核反應(yīng)；質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)11.某同學(xué)在做研究彈簧的形變與外力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，將一輕彈簧豎直懸掛讓其自然下垂，測(cè)出其自然長(zhǎng)度；然后在其下部施加外力F，測(cè)出彈簧的總長(zhǎng)度L，改變外力F的大小，測(cè)出幾組數(shù)據(jù)，作出外力F與彈簧總長(zhǎng)度L的關(guān)系圖線如圖所示（實(shí)驗(yàn)過(guò)程是在彈簧的彈性限度內(nèi)進(jìn)行的）．由圖可知該彈簧的自然長(zhǎng)度為____cm；該彈簧的勁度系數(shù)為____N／m．參考答案：10

5012.一個(gè)標(biāo)有“12V”字樣，功率未知的燈泡，測(cè)得燈絲電阻R隨燈泡兩端電壓變化的關(guān)系圖線如圖所示，利用這條圖線計(jì)算：（1）在正常發(fā)光情況下，燈泡的電功率P＝________W。（2）若一定值電阻與燈泡串聯(lián)，接在20V的電壓上，燈泡能正常發(fā)光，則串聯(lián)電阻的阻值為________Ω。

參考答案：

答案：24；413.一群氫原子處于量子數(shù)n=4能級(jí)狀態(tài)，氫原子的能級(jí)圖如圖所示，氫原子可能發(fā)射

種頻率的光子；氫原子由量子數(shù)n＝4的能級(jí)躍遷到n＝2的能級(jí)時(shí)輻射光子的能量是

eV；用n＝4的能級(jí)躍遷到n＝2的能級(jí)時(shí)輻射的光子照射下表中幾種金屬，

金屬能發(fā)生光電效應(yīng)。幾種金屬的逸出功金屬銫鈣鎂鈦逸出功W/eV1.92.73.74.1參考答案：6

2.55

銫三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.如圖甲是某研究小組設(shè)計(jì)的一個(gè)實(shí)驗(yàn)電路，R為阻值可調(diào)節(jié)的電阻箱，R0為定值電阻，K為單刀雙擲開關(guān)，電流表量程適當(dāng)、內(nèi)阻忽略不計(jì)，用該實(shí)驗(yàn)電路測(cè)量直流電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r.

(1)讀出圖乙中電阻箱的阻值R＝________Ω.(2)根據(jù)圖甲實(shí)驗(yàn)電路，用筆畫線代表導(dǎo)線將圖乙儀器連接好．(3)將單刀雙擲開關(guān)K分別打到a、空置兩種狀態(tài)下并保持電阻箱阻值(已知)不變，閉合開關(guān)K1時(shí)電流表的讀數(shù)分別為Ia、I0，則直流電源的電動(dòng)勢(shì)E＝________(用符號(hào)表示)參考答案：15.某同學(xué)用電壓表、電流表和滑動(dòng)變阻器等常規(guī)器材研究標(biāo)有額定電壓為3.8V字樣（額定功率字跡不清）的小燈泡的伏安特性，測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示次數(shù)123456U／V00.100.200.400.601.00I／A00.0800.1000.1180.1280.160次數(shù)789101112U／V1.602.202.603.003.403.80I／A0.2000.2380.2580.2780.2910.310請(qǐng)你根據(jù)上表數(shù)據(jù)：（1）在如圖所示虛線框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。（2）在如圖所示的坐標(biāo)系中，選取適當(dāng)?shù)臉?biāo)度，畫出小燈泡的伏安特性曲線．（3）實(shí)驗(yàn)中小燈泡兩端的電壓從零變化到額定電壓的過(guò)程中，小燈泡的最大電阻約為

Ω（保留三位有效數(shù)字）；電阻大小發(fā)生變化的原因是

。（4）將本實(shí)驗(yàn)用的小燈泡接入右圖所示的電路，電源電壓恒為6.0V，定值電阻R1=30Ω，電流表（內(nèi)阻不計(jì)）讀數(shù)為0.45A。根據(jù)你描繪出的小燈泡的伏安特性曲線，此時(shí)小燈泡消耗的實(shí)際功率約為W(保留兩位有效數(shù)字)．參考答案：(1)如下圖所示(2分)

（2）（2分）(3)12.3

(2分)

隨著小燈泡電壓的增大，通過(guò)的電流增大，功率增大，燈絲的溫度升高，電阻增大(2分)

（4）0.60～0.65

(2分)（通過(guò)R1的電流I1=U/R1=0.2A，通過(guò)小燈泡的電流I2=I-I1=0.25A，由伏安特性曲線可知，小燈泡兩端的電壓U燈≈2.5V，P燈=U燈I2=0.63W）四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.（16分）甲車以加速度3m/s2由靜止開始作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，乙車落后2s鐘在同一地點(diǎn)由靜止開始，以加速度4m/s2作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，兩車的運(yùn)動(dòng)方向相同，求：（1）在乙車追上甲車之前，兩車距離的最大值是多少？（2）乙車出發(fā)后經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間可追上甲車？此時(shí)它們離開出發(fā)點(diǎn)多遠(yuǎn)？參考答案：解析：（1）設(shè)兩者達(dá)速度相同時(shí)，乙運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為，則甲運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

得

（4分）兩者的最大距離為：

（4分）得

（2分）（2）設(shè)乙運(yùn)動(dòng)時(shí)間后追上甲

（4分）得：

（2分）17.如圖甲所示，水平地面上有一塊質(zhì)量M=1.6kg，上表面光滑且足夠長(zhǎng)的木板，受到大小F=lON、與水平方向成37°角的拉力作用，木板恰好能以速度v0=8m/s水平向右勻速運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)有很多個(gè)質(zhì)量均為m=O.5kg的小鐵塊，某時(shí)刻在木板最右端無(wú)初速地放上第一個(gè)小鐵塊，此后每當(dāng)木板運(yùn)動(dòng)L=1m時(shí)，就在木板最右端無(wú)初速地再放上一個(gè)小鐵塊。取g=10m/s2，cos37°=0.8，sin37°=0.6，求:

(1)木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；

(2)第一個(gè)小鐵塊放上后，木板運(yùn)動(dòng)L時(shí)速度的大小v1;?

(3)請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫出木板的運(yùn)動(dòng)距離x在0≤x≤4L范圍內(nèi)，木板動(dòng)能變化量的絕對(duì)值∣△Ek∣與x的關(guān)系圖像(不必寫出分析過(guò)程，其中0≤x≤L的圖像己畫出)。參考