廣東省清遠(yuǎn)市黃陂中學(xué)2021年高三物理期末試卷含解析

廣東省清遠(yuǎn)市黃陂中學(xué)2021年高三物理期末試卷含解析一、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.下列說法中正確的是（）A．氫原子由較高能級躍遷到較低能級時，電子的動能增加，原子的電勢能減少B．光波是概率波，光子在前進(jìn)和傳播過程中，其位置和動量能夠同時確定C．在光的雙縫干涉實驗中，若僅將入射光由綠光改為紅光其他條件不變，則干涉條紋間距變寬D．發(fā)生光電效應(yīng)時．光電子的最大初動能和入射光的頻率成正比參考答案：AC【考點】光電效應(yīng)；氫原子的能級公式和躍遷．【分析】能級躍遷時，根據(jù)電子軌道半徑的變化，結(jié)合庫侖引力提供向心力分析電子動能的變化，結(jié)合能量的變化分析電勢能的變化；光波是概率波，其位置和動量具有不確定性；根據(jù)雙縫干涉的條紋間距公式，結(jié)合波長的變化分析條紋的間距變化；根據(jù)光電效應(yīng)方程分析光電子的最大初動能與入射光的頻率關(guān)系．【解答】解：A、氫原子由較高能級躍遷到較低能級時，電子的軌道半徑減小，根據(jù)知，電子的動能增加，由于原子的能量減小，則原子的電勢能減小，故A正確．B、光波是概率波，光子在前進(jìn)和傳播過程中，其位置和動量具有不確定性，故B錯誤．C、根據(jù)知，僅將入射光由綠光改為紅光其他條件不變，則波長增大，干涉條紋的間距變寬，故C正確．D、根據(jù)光電效應(yīng)方程知，Ekm=hv﹣W0，可知光電子的最大初動能與入射光的頻率成一次函數(shù)關(guān)系，不是正比關(guān)系，故D錯誤．故選：AC．2.（多選）下列各種敘述中，符合物理學(xué)史事實的是（

）A．通過對光的干涉的研究證實了光具有波動性B．普朗克為了解釋光電效應(yīng)的規(guī)律，提出了光子說C．玻爾對原子模型提出了三點假設(shè)，成功地解釋了一切原子光譜D．盧瑟福首先發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，同時預(yù)言了中子的存在參考答案：AD3.現(xiàn)有兩個邊長不等的正方形，如圖所示，且Aa、Bb、Cc、Dd間距相等。在AB、AC、CD、DB的中點分別放等量的正電荷和負(fù)電荷，若取無窮遠(yuǎn)處電勢為零，則下列說法中正確的是

A．O點的電場強(qiáng)度和電勢均為零B．把一電荷從b點移到c點電場力作功為零C．同一電荷在a、d兩點所受電場力不相同D．若a點的電勢為φ，則a、d兩點間的電勢差為2φ參考答案：BD4.宇航員在地球表面以一定初速度豎直上拋一小球，經(jīng)過時間t小球落回原處；若他在某星球表面以相同的初速度豎直上拋同一小球，需經(jīng)過時間5t小球落回原處，已知該星球的半徑與地球半徑之比為，地球表面重力加速度為g，設(shè)該星球表面附近的重力加速度為，空氣阻力不計。則

（

）

A．

B．

C．

D．

參考答案：BD5.如圖所示是氫原子的能級圖，現(xiàn)有大量處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷，所輻射的光子中，只有一種能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)。以下判斷正確的是

A．該光子一定是氫原子從激發(fā)態(tài)n=3躍遷到n=2時輻射的光子B．該光子一定是氫原子從激發(fā)態(tài)n=2躍遷到基態(tài)時輻射的光子C．若氫原子從激發(fā)態(tài)n=4躍遷到基態(tài)，輻射出的光子一定能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)D．若氫原子從激發(fā)態(tài)n=4躍遷到n=3，輻射出的光子一定能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)參考答案：C

二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示，一個半徑為R的透明球體放置在水平面上，一束光從A點沿水平方向射入球體后經(jīng)B點射出，最后射到水平面上的C點。已知，該球體對光的折射率為，則它從球面射出時的出射角＝

；在透明體中的速度大小為

（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（已知光在的速度c＝3×108m／s）參考答案：7.質(zhì)點做直線運動，其s-t關(guān)系如圖所示，質(zhì)點在0-20s內(nèi)的平均速度大小為_____m/s，質(zhì)點在_____s（精確到秒）時的瞬時速度約等于它在6-20s內(nèi)的平均速度。參考答案：0.8

10或14s8.（單選）已知，它們距軸的關(guān)系是，三物體與轉(zhuǎn)盤表面的動摩擦因數(shù)相同，當(dāng)轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速逐漸增加時(

)A.物體A先滑動

B.物體B先滑動C.物體C先滑動 D.B與C同時開始滑動參考答案：B9.某同學(xué)用大頭針、三角板、量角器等器材測半圓形玻璃磚的折射率。開始玻璃磚的位置如圖中實線所示，使大頭針P1、P2與圓心O在同一直線上，該直線垂直于玻璃磚的直徑邊，然后使玻璃磚繞圓心O緩慢轉(zhuǎn)動，同時在玻璃磚直徑邊一側(cè)觀察P1、P2的像，且P2的像擋住P1的像。如此觀察，當(dāng)玻璃磚轉(zhuǎn)到圖中虛線位置時，上述現(xiàn)象恰好消失。此時只需測量出_______________________________，即可計算出玻璃磚的折射率。請用你的測量量表示出折射率________________。

參考答案：玻璃磚直徑邊繞O點轉(zhuǎn)過的角度，10.某人在一個以2.5m/s2的加速度勻加速下降的電梯里最多能舉起80kg的物體，在地面上最多能舉起60kg的物體；若此人在勻加速上升的電梯中最多能舉起40kg的物體，則此電梯上升的加速度為5m/s2．參考答案：考點：牛頓運動定律的應(yīng)用-超重和失重．專題：牛頓運動定律綜合專題．分析：當(dāng)電梯以2.5m/s2的加速度勻加速下降時，以物體為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律求出人的最大舉力．人的最大舉力是一定的，再求解在地面上最多舉起的物體質(zhì)量及電梯的加速度．解答：解：設(shè)人的最大舉力為F．以物體為研究對象．根據(jù)牛頓第二定律得：

當(dāng)電梯以2.5m/s2的加速度勻加速下降時，m1g﹣F=m1a1

解得F=600N

在地面上：人能舉起的物體的質(zhì)量m2==60kg

當(dāng)電梯勻加速上升時，F(xiàn)﹣m3g=m3a3，代入解得a3=5m/s2．故答案為：60；5點評：本題應(yīng)用牛頓第二定律處理生活中問題，關(guān)鍵抓住人的最大舉力一定．11.氫原子從a能級狀態(tài)躍遷到b能級狀態(tài)時發(fā)射波長為λ1的光子；從b能級狀態(tài)躍遷到c能級狀態(tài)時吸收波長為λ2的光子，已知λ1>λ2。那么氫原子從a能級狀態(tài)躍遷到c能級狀態(tài)時將__________(填“吸收”或“放出”)波長為____________的光子。參考答案：吸收，λ1λ2/（λ1-λ2）的光子12.“靜止”在赤道上空的地球同步氣象衛(wèi)星把廣闊視野內(nèi)的氣象數(shù)據(jù)發(fā)回地面，為天氣預(yù)報提供準(zhǔn)確、全面和及時的氣象資料。設(shè)地球同步衛(wèi)星的軌道半徑是地球半徑的n倍，則同步衛(wèi)星運行速度是第一宇宙速度的

倍，同步衛(wèi)星的向心加速度是地球表面重力加速度的

倍。參考答案：13.在一斜面頂端，將甲乙兩個小球分別以v和的速度沿同一方向水平拋出，兩球都落在該斜面上。甲球落至斜面時的速率是乙球落至斜面時速率的A.2倍

B.4倍

C.6倍

D.8倍參考答案：A試題分析

本題考查平拋運動規(guī)律、機(jī)械能守恒定律及其相關(guān)的知識點。解析

設(shè)甲球落至斜面時的速率為v1，乙落至斜面時的速率為v2，由平拋運動規(guī)律，x=vt，y=gt2，設(shè)斜面傾角為θ，由幾何關(guān)系，tanθ=y/x，小球由拋出到落至斜面，由機(jī)械能守恒定律，mv2+mgy=mv12，聯(lián)立解得：v1=·v，即落至斜面時的速率與拋出時的速率成正比。同理可得，v2=·v/2，所以甲球落至斜面時的速率是乙球落至斜面時的速率的2倍，選項A正確。點睛

此題將平拋運動、斜面模型、機(jī)械能守恒定律有機(jī)融合，綜合性強(qiáng)。對于小球在斜面上的平拋運動，一般利用平拋運動規(guī)律和幾何關(guān)系列方程解答。三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.某同學(xué)在做探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系的實驗時，設(shè)計了如圖甲所示的實驗裝置．所用的鉤碼的質(zhì)量都是30g．他先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度，再將5個鉤碼逐個掛在彈簧的下端，每次都測出相應(yīng)的彈簧總長度，將數(shù)據(jù)填在了下面的表中．(彈力始終未超過彈性限度，取g＝10m/s2)砝碼質(zhì)量M(g)0306090120150彈簧總長L(cm)6.007.158.349.4810.6411.79①試根據(jù)這些實驗數(shù)據(jù)，在圖乙所示的坐標(biāo)紙上作出砝碼質(zhì)量M與彈簧總長度L之間的函數(shù)關(guān)系圖線．②上一問所得圖線的物理意義是：____________________________________________③該彈簧勁度系數(shù)k＝___N/m.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)參考答案：①（3分）如圖所示．（無用尺劃線不得分）②（3分）表明彈簧的彈力和彈簧伸長量成正比[③25-26

(每空3分)15.把多用電表作為電源，將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到歐姆×1擋，現(xiàn)用伏安法測其電動勢E和內(nèi)電阻r，如下圖甲(已連接了部分線)，回答下列問題：①電流是從

流入多用電表，（選填紅表筆、黑表筆）②完成實物圖連接，要求變阻器的滑動觸頭滑至最右端時，其使用電阻值最大，③在圖甲的n表筆屬于哪種表筆

．（選填紅表筆、黑表筆）④閉合電鍵，測量出電流表、電壓表多組數(shù)據(jù)。將實驗測得的數(shù)據(jù)標(biāo)在如圖所示的坐標(biāo)圖中，作出U—I圖線，由此求得待測得電動勢E=

V，內(nèi)電阻r=

Ω．(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)參考答案：①紅表筆

②

共4分：連對一線得1分（電流表電壓表正負(fù)接線柱不對各扣1分，滑動變阻器不對扣1分，電表量程不對扣1分）③黑表筆

④3.28~3.32（

1.15~1.35四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖甲所示，以兩虛線M、N為邊界，中間存在平行紙面且與邊界垂直的水平電場，M、N間電壓UMN的變化圖象如圖乙所示，電壓的最大值為U0、周期為T0；M、N兩側(cè)為相同的勻強(qiáng)磁場區(qū)域Ⅰ、Ⅱ，磁場方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。t＝0時，將一帶正電的粒子從邊界線M上的A處由靜止釋放，經(jīng)電場加速后進(jìn)入磁場，粒子在磁場中做圓周運動的周期也為T0。兩虛線M、N間寬度很小，粒子在其間的運動時間不計，也不考慮粒子所受的重力．

（1）求該粒子的比荷；（2）求粒子第1次和第2次從右向左經(jīng)邊界線N離開磁場區(qū)域Ⅰ時兩位置間的距離Δd；（3）若粒子的質(zhì)量增加，電荷量不變，t＝0時，將其在A處由靜止釋放，求t＝2T0時粒子的速度。參考答案：

(1)粒子進(jìn)入磁場后：由及得：顯然：周期與半徑、速率無關(guān)；據(jù)題意解得，得(2)由于不計粒子穿越MN間的時間，則可認(rèn)為t=0時刻出發(fā)的粒子穿越MN的過程中電壓始終為U0，時刻第1次自右向左穿過邊界線N時再加速一次進(jìn)入磁場區(qū)域Ⅱ時的速度為v1，即區(qū)域ⅠⅡ勻速圓周運動一周時間T0共被加速2次，有，得第2次自右向左到達(dá)邊界線N（沒到M）時被加速3次，速度設(shè)為v2，有，得如右圖所示，第1、2兩次到達(dá)邊界N的位置距離為Δd解得：(3)粒子的質(zhì)量增加，則因為則粒子勻速圓周運動的周期變?yōu)閯蛩賵A周運動的周期增加每半個周期為，增加從t＝0開始到t＝2T0為止的時間內(nèi)，根據(jù)加速電壓圖像可知粒子共加速了4次，且加速電壓分別為由動能定理得得17.如圖所示，在直角坐標(biāo)系xoy平面的第Ⅱ象限內(nèi)有半徑為r的圓o1分別與x軸、y軸相切于C（－r，0）、D（0，r）兩點，圓o1內(nèi)存在垂直于xoy平面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．與y軸負(fù)方向平行的勻強(qiáng)電場左邊界與y軸重合，右邊界交x軸于G點，一帶正電的A粒子（重力不計）電荷量為q、質(zhì)量為m，以某一速率垂直于x軸從C點射入磁場，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)恰好從D點進(jìn)入電場，最后從G點以與x軸正向夾角為45°的方向射出電場．求：（1）A粒子在磁場區(qū)域的偏轉(zhuǎn)半徑及OG之間的距離；（2）該勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E；（3）若另有一個與A的質(zhì)量和電荷量均相同、速率也相同的粒子A′，從C點沿與x軸負(fù)方向成30°角的方向射入磁場，則粒子A′再次回到x軸上某點時，該點的坐標(biāo)值為多少？

參考答案：聯(lián)立①②⑤⑥解得：

⑦（2分）18.如圖所示，直角坐標(biāo)系xoy位于豎直平面內(nèi)，在?m≤x≤0的區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=4.0×10-4T、方向垂直于紙面向里的條形勻強(qiáng)磁場，其左邊界與x軸交于P點；在x＞0的區(qū)域內(nèi)有電場強(qiáng)度大小E=4N/C、方向沿y軸正方向的條形勻強(qiáng)電場，其寬度d=2m。一質(zhì)量m=6.4×10-27kg、電荷量q=?-3.2×10?19C的帶電粒子從P點以速度v=4×104m/s，沿與x軸正方向成α=60°角射入磁場，經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)最終通過x軸上的Q點（圖中未標(biāo)出），不計粒子重力。求：⑴帶電粒子在磁場中運動時間；⑵當(dāng)電場左邊界與y軸重合時Q點的橫坐標(biāo)；⑶若只改變上述電場強(qiáng)度的大小，要求帶電粒子仍能通過Q點，討論此電場左邊界的橫坐標(biāo)x′與電場強(qiáng)度的大小E′的函數(shù)關(guān)系。參考答案：⑴帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律有

代入數(shù)據(jù)得：

軌跡如圖1交y軸于C點，過P點作v的垂線交y軸于O1點，由幾何關(guān)系得O1為粒子運動軌跡的圓心，且圓心角為60°。在磁場中運動時間

代入數(shù)據(jù)得：t=5.23×10-5s

⑵帶電粒子離開磁場垂直進(jìn)入電場后做類平拋運動方法一：粒子在電場中加速度運動時間