河南省周口市藝術(shù)中學(xué)2021年高三物理測試題含解析

河南省周口市藝術(shù)中學(xué)2021年高三物理測試題含解析一、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.在圖1所示的裝置中，K為一金屬板，A為金屬電極，都密封在真空的玻璃管中，W為由石英片封蓋的窗口，單色光可通過石英片射到金屬板K上，E為輸出電壓可調(diào)的直流電流，其負(fù)極與電極A相連，A是電流表，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)用某種頻率的單色光照射K時(shí)，K會(huì)發(fā)出電子（光電效應(yīng)），這時(shí)，即使A、K之間的電壓等于零，回路中也有電流。當(dāng)A的電勢低于K時(shí)，當(dāng)A比K的電勢低到某一值Uc時(shí)，電流消失，Uc稱為截止電壓，當(dāng)改變照射光的頻率ν，截止電壓Uc也將隨之改變，其關(guān)系如圖2所示，如果某次實(shí)驗(yàn)我們測出了畫出這條圖線所需的一系列數(shù)據(jù)，又知道了電子電量，則

（

）①可求得該金屬的極限頻率

②可求得該金屬的逸出功③可求得普朗克常量

④可求得中子的質(zhì)量A．①②③④

B．②③

C．①③④

D．①②③參考答案：D由于，故金屬的極限頻率，金屬的逸出功，普朗克常量，本實(shí)驗(yàn)無法求出中子質(zhì)量。2.如圖所示，半徑為R的半圓形圓弧槽固定在水平面上，在圓弧槽的邊緣A點(diǎn)有一小球（可視為質(zhì)點(diǎn)，圖中未畫出），今讓小球?qū)χ鴪A弧槽的圓心O以初速度作平拋運(yùn)動(dòng)，從拋出到擊中槽面所用時(shí)間為（g為重力加速度）。則平拋的初速度可能是

A．

B．

C．

D．參考答案：3.如圖所示為兩列沿繩傳播的（虛線表示甲波1，實(shí)現(xiàn)表示乙波2）簡諧橫波在某時(shí)刻的波形圖，M為繩上x=0．2m處的質(zhì)點(diǎn)，則下列說法中正確的是

（

）

A．這兩列波將發(fā)生干涉現(xiàn)象，質(zhì)點(diǎn)M的振動(dòng)始終加強(qiáng)

B．由圖示時(shí)刻開始，再經(jīng)甲波周期的，M將位于波峰C．甲波的速度v1比乙波的速度v2大D．因波的周期未知，故兩列波波速的大小無法比較參考答案：A4.已知金屬甲發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能跟入射光的頻率關(guān)系如直線1所示。現(xiàn)用某單色光照射金屬甲的表面，產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能為Ek；若用同樣的單色光照射金屬乙表面，產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能如圖所示。則金屬乙發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能跟入射光的頻率關(guān)系圖線應(yīng)是

A．a(chǎn)

B.b

C.c

D.上述三條圖線都有可能參考答案：A5.(多選)如圖所示的勻強(qiáng)電場E的區(qū)域內(nèi)，由A、B、C、D、A＇、B＇、C＇、D＇作為頂點(diǎn)構(gòu)成一正方體空間，電場方向與面ABCD垂直。下列說法正確的是A．AD兩點(diǎn)間電勢差UAD與AA＇兩點(diǎn)間電勢差UAA＇相等B．帶正電的粒子從A點(diǎn)沿路徑A→D→D＇移到D＇點(diǎn)，電場力做正功C．帶負(fù)電的粒子從A點(diǎn)沿路徑A→D→D＇移到D＇點(diǎn)，電勢能減小D．同一帶電粒子從A點(diǎn)沿對角線移到C＇點(diǎn)與從A點(diǎn)沿路徑A→B→B＇移動(dòng)到B＇電場力做功相同參考答案：BD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.大量氫原子處于不同能量激發(fā)態(tài)，發(fā)生躍遷時(shí)放出三種不同能量的光子，其能量值分別是：1.89eV、10.2eV、12.09eV。躍遷發(fā)生前這些原子分布在

個(gè)激發(fā)態(tài)能級上，其中最高能級的能量值是

eV（基態(tài)能量為-13.6eV）。參考答案：①2

，

②E=-13.6-(-12.09)=-1.51eV

7.如圖甲是利用激光測轉(zhuǎn)速的原理示意圖，圖中圓盤可繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，盤邊緣側(cè)面上有一小段涂有很薄的反光材料．當(dāng)盤轉(zhuǎn)到某一位置時(shí)，接收器可以接收到反光涂層所反射的激光束，并將所收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，在示波器顯示屏上顯示出來(如圖乙所示)．

(1)若圖乙中示波器顯示屏上橫向的每大格(5小格)對應(yīng)的時(shí)間為2.50×10－3s，則圓盤的轉(zhuǎn)速為________r/s.(保留3位有效數(shù)字)(2)若測得圓盤直徑為10.20cm，則可求得圓盤側(cè)面反光涂層的長度為________cm.(保留3位有效數(shù)字)參考答案：．90.9r/s、1.46cm8.1,3,5

某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲以右圖裝置中的滑塊為對象驗(yàn)證“動(dòng)能定理”，他們在實(shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖所示的裝置，另外他們還找到了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊、細(xì)沙、墊塊。當(dāng)滑塊連接上紙帶，用細(xì)線通過滑輪掛上空的小沙桶時(shí)，釋放小桶，滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)。若你是小組中的一位成員，要完成該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，則：（1）你認(rèn)為還需要的實(shí)驗(yàn)器材有

、

。(兩個(gè))（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)為了保證滑塊（質(zhì)量為M）受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，沙和沙桶的總質(zhì)量m應(yīng)滿足的實(shí)驗(yàn)條件是

，實(shí)驗(yàn)時(shí)首先要做的步驟是

。（3）在（2）的基礎(chǔ)上，某同學(xué)用天平稱量滑塊的質(zhì)量M。往沙桶中裝入適量的細(xì)沙，用天平稱出此時(shí)沙和沙桶的總質(zhì)量m。讓沙桶帶動(dòng)滑塊加速運(yùn)動(dòng)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄其運(yùn)動(dòng)情況，在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上取兩點(diǎn)，測出這兩點(diǎn)的間距L和這兩點(diǎn)的速度大小v1與v2（v1<v2）。則對滑塊，本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為

（用題中的字母表示）

。（4）要探究滑塊與沙及沙桶組成的系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒，如果實(shí)驗(yàn)時(shí)所用滑塊質(zhì)量為M，沙及沙桶總質(zhì)量為m，讓沙桶帶動(dòng)滑塊在水平氣墊導(dǎo)軌上加速運(yùn)動(dòng)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄其運(yùn)動(dòng)情況，在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上取兩點(diǎn)，測出這兩點(diǎn)的間距L和這兩點(diǎn)的速度大小v1與v2（v1<v2）。則最終需驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為

（用題中的字母表示）

。參考答案：（1）____天平______(2分)

______刻度尺_(dá)___

(2分)

（2）_____m<<M___(2分)

平衡摩擦力_____(2分)（3）(3分)

（4）(3分)9.（4分）如圖所示，質(zhì)量為m的人站在自動(dòng)扶梯上，扶梯正以加速度a向上勻加速運(yùn)動(dòng)，a與水平方向的夾角為θ，則人所受的支持力大小為

，摩擦力大小為

。

參考答案：

mg＋masinθ

macosθ10.“用DIS研究加速度與力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖（a）所示。實(shí)驗(yàn)中通過增加鉤碼的數(shù)量，多次測量，可得小車運(yùn)動(dòng)的加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖象。他們在軌道水平和傾斜的兩種情況下分別做了實(shí)驗(yàn)，得到了兩條a-F圖線，如圖（b）所示。（1）圖線______是在軌道右側(cè)抬高成為斜面情況下得到的；（選填“①”或“②”）（2）在軌道水平時(shí)小車運(yùn)動(dòng)的阻力f=__________；（3）（單選）圖（b）中，拉力F較大時(shí)，a-F圖線明顯彎曲，產(chǎn)生誤差。為消除此誤差可采取的措施是_________。A．調(diào)整軌道的傾角，在未掛鉤碼時(shí)使小車能在軌道上勻速運(yùn)動(dòng)。B．在增加鉤碼數(shù)量的同時(shí)在小車上增加砝碼，使鉤碼的總質(zhì)量始終遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量。C．在鉤碼與細(xì)繩之間接入一力傳感器，用力傳感器讀數(shù)代替鉤碼的重力。D．更換實(shí)驗(yàn)中使用的鉤碼規(guī)格，采用質(zhì)量較小的鉤碼進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)。參考答案：（1）①；

（2）0.5N；

（3）C

；11.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控鉤上，用來測量繩對小車的拉力，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)所測數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中作出了如圖所示的a—F圖象；

(1)圖線不過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是

；

（2)本實(shí)驗(yàn)中是否仍需要細(xì)沙和桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和傳感器的總質(zhì)量

(填“是”或“否”)；

(3)由圖象求出小車和傳感器的總質(zhì)量為

kg。參考答案：12.某一單擺在小角度自由擺動(dòng)時(shí)的振動(dòng)圖像如圖所示。根據(jù)數(shù)據(jù)估算出它的擺長為

△△m，擺動(dòng)的最大偏角正弦值約為

。參考答案：1

0.0413.（5分）裝煤機(jī)在2s內(nèi)將10t煤無初速裝入水平勻速前進(jìn)的車廂內(nèi)，車廂速度為5m/s，若不計(jì)阻力，車廂保持原速勻速前進(jìn)，則需要增加的水平牽引力的大小為________N。參考答案：

答案：2.5×104三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.圖示為驗(yàn)證機(jī)械能守恒的實(shí)驗(yàn)裝置，利用該裝置還可以進(jìn)行以下哪些實(shí)驗(yàn)探究？（）A．驗(yàn)證牛頓第二定律B．測量重物下落時(shí)的加速度C．測量重物下落時(shí)的瞬時(shí)速度D．研究重物下落時(shí)速度與時(shí)間的關(guān)系參考答案：

考點(diǎn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．.專題：實(shí)驗(yàn)題．分析：根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置及各實(shí)驗(yàn)的原理可分析該裝置能完成的實(shí)驗(yàn)．解答：解：A、驗(yàn)證牛頓第二定律F=ma，要用控制變量法得出a與F及m的關(guān)系；需改變牽引力及質(zhì)量大小，本裝置無法實(shí)現(xiàn)；故A錯(cuò)誤；B、由打出的紙帶可以利用遂差法求出下落的加速度；故B正確；C、由紙帶利用平均速度的計(jì)算方法可求得測量重物下落時(shí)的瞬時(shí)速度；故C正確；D、由測出的速度再利用速度和時(shí)間關(guān)系可確定重物下落與時(shí)間的關(guān)系；故D正確；故選：BCD．點(diǎn)評：采用本裝置可以打出做勻加速直線的相臨相等的時(shí)間內(nèi)的位移，利用打出的紙帶可以測量加速度、瞬時(shí)速度；則可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律及研究重物下落速度與時(shí)間的關(guān)系．15.（4分）用自由落體儀（如圖所示）測量重力加速度。通過電磁鐵控制的小鐵球每次從同一點(diǎn)A處自由下落，下落過程中依次經(jīng)過并遮斷兩個(gè)光電門B、C，從而觸發(fā)與之相接的光電毫秒計(jì)時(shí)器，每次下落，第一次遮光（B處）開始計(jì)時(shí)，第二次遮光（C處）停止計(jì)時(shí)，并可讀出相應(yīng)的b、c兩處位置坐標(biāo)。在第一次實(shí)驗(yàn)過程中，計(jì)時(shí)器所記錄的從B至C的下落時(shí)間為t1，B、C兩光電門的高差為h1?，F(xiàn)保持光電門C位置不動(dòng)，改變光電門B的位置，再做第二次實(shí)驗(yàn)。在第二次實(shí)驗(yàn)過程中，計(jì)時(shí)器所記錄的從B至C的下落時(shí)間為t2，B、C光電門的高差為h2。由此測得的重力加速度g的計(jì)算公式為：g=

。

參考答案：

四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.真空中足夠大的兩個(gè)相互平行的金屬板a和b之間的距離為d，兩板之間的電壓Uab按圖所示規(guī)律變化，其變化周期為T．在t=0時(shí)刻，一帶電粒子(+q)僅在該電場的作用下，由a板從靜止開始向b板運(yùn)動(dòng)，并于t=nT(n為自然數(shù))時(shí)刻，恰好到達(dá)b板。求：（1）帶電粒子運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度為多少？（2）若粒子在時(shí)刻才開始從a板運(yùn)動(dòng)，那么經(jīng)過同樣長的時(shí)間，它將運(yùn)動(dòng)到離a板多遠(yuǎn)的地方？參考答案：（1）、帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的加速度為a，前半個(gè)周期為加速運(yùn)動(dòng)，后半個(gè)周期為減速運(yùn)動(dòng)，在一個(gè)周期中最后速度為0，帶電粒子重復(fù)這個(gè)過程。所以在前半個(gè)周期末的速度最大.

d=2n

得到a=

V=a=

(2)設(shè)帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的加速度為a，前半個(gè)周期為加速運(yùn)動(dòng)，后半個(gè)周期為減速運(yùn)動(dòng)，所以a、b間距離①

②

17.如圖所示，直角坐標(biāo)系在一真空區(qū)域里，y軸的左方有一勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度E=1.0×107N/C，場強(qiáng)方向如圖，=45°。y軸右方有一垂直于坐標(biāo)系平面的勻強(qiáng)磁場，在x軸上A點(diǎn)有一質(zhì)子發(fā)射器，它向y正方向發(fā)射質(zhì)子，發(fā)射速度v=2.0×107m/s，質(zhì)子在y軸P點(diǎn)射出磁場，射出方向沿電場反方向。最終質(zhì)子打在x軸上的點(diǎn)（點(diǎn)在原點(diǎn)點(diǎn)左方，圖中未標(biāo)出）。已知A點(diǎn)與原點(diǎn)點(diǎn)的距離，質(zhì)子比荷，質(zhì)子重力忽略不計(jì)。求：（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向（2）質(zhì)子第一次到達(dá)P點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間（3）質(zhì)子從A點(diǎn)至第三次經(jīng)過y軸的經(jīng)歷的時(shí)間及y軸的坐標(biāo)值.（4）定性描述質(zhì)子第三次過y軸后的運(yùn)動(dòng)性質(zhì).參考答案：18.如圖1所示，以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿水平地面向右建立x軸；線段OA、AB、BC的長度均為x0。在x軸附近有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場和沿x軸正方向的電場，電場強(qiáng)度大小E隨x的變化關(guān)系如圖2所示（圖1中未畫出）。物體甲和乙的質(zhì)量均為m，甲帶的電荷量為+q，乙是不帶電的絕緣體。物體甲從O點(diǎn)由靜止釋放，物體乙靜止在水平地面上的A點(diǎn)。物體甲經(jīng)過加速后，在A點(diǎn)與物體乙相撞，不計(jì)碰撞過程中損失的機(jī)械能，整個(gè)過程中物體甲的電荷量保持不變。不計(jì)一切摩擦，重力加速度為g。（1）求兩物體在A點(diǎn)碰撞前的瞬間，物塊甲的速度大小v；（2）求物體甲從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)過程中兩物體間的最大距離s；（3）若兩物體相撞前的瞬間，物體甲對地面的壓力剛好等于其重力的一半。求在C處物體甲對地面的壓力與自身重力的比值k。參考答案：見解析（1）根據(jù)動(dòng)能定理

【3分】解得：

①

【3分】（2）設(shè)碰撞后甲的速度為v1，乙的速度為v2；碰撞過程中，對甲和乙組成的系統(tǒng)：根據(jù)動(dòng)量守恒定律

②

【1分】

根據(jù)機(jī)械能守恒定律

③

【1分】

由②、③式解得：v1=0

【1分】v2=v