山東省濟寧市兗州第二十中學2021年高三物理上學期期末試題含解析

山東省濟寧市兗州第二十中學2021年高三物理上學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）在物理學發(fā)展過程中，有許多偉大的科學家做出了巨大貢獻。關于科學家和他們的貢獻，下列說法正確的是

A．庫侖最早引入電場概念，并采用了電場線描述電場

B．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，并測出了萬有引力常量G

C．伽利略運用理想實驗法得出“力不是維持物體運動的原因”D．奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應，并發(fā)現(xiàn)了磁場對電流的作用規(guī)律參考答案：C。在A答案中是法拉弟最早引入電場概念，并采用了電場線描述電場，A錯；牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，卡文迪許測出了萬有引力常量G，依此B錯；伽得略采用了：問題、猜想、數(shù)學推理、實驗驗證、合理外推、得出結(jié)論的方法。通過理想實驗得出力不是維持物體運動的原因。C正確；奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應，法拉弟發(fā)現(xiàn)了磁場對電流的作用規(guī)律，D錯；故本題選擇C答案。2.下列說法正確的是

A．知道水的摩爾質(zhì)量和水分子的質(zhì)量，可計算出阿伏加德羅常數(shù)B．理想氣體的溫度隨時間不斷升高，則其壓強也一定不斷增大C．蔗糖受潮后會粘在一起，沒有確定的幾何形狀，它是非晶體D．當液晶中電場強度不同時，它對不同顏色的光吸收強度就不同參考答案：AD理想氣體的溫度隨時間不斷升高，由于體積的變化情況未知，故其壓強不一定不斷增大，B錯誤；蔗糖是多晶體，C錯誤。選項AD說法正確。3.5在交通事故中，測定碰撞瞬間汽車的速度，對于事故責任的認定具有重要的作用?！吨袊囻{駛員》雜志曾給出一個計算碰撞瞬間車輛速度的公式：，式中是被水平拋出的散落在事故現(xiàn)場路面上的兩物體沿公路方向的水平距離，h1，h2分別是散落物在車上時的離地高度，只要用米尺測量出事故現(xiàn)場的，h1，h2，三個量，根據(jù)上述公式就能夠計算出碰撞瞬間車輛的速度，不計空氣阻力，g取9.8m/s2，則下列敘述正確的（

）A．A、B落地時間差與車輛速度乘積等于

B．A、B落地時間差與車輛速度有關C．A、B落地時間差與車輛速度成正比

D．A、B落地時間相同參考答案：A4.（單選）如圖，一滑塊從固定斜面上勻速下滑，取斜面底為零勢面，能正確描述滑塊的動能Ek、勢能EP、機械能E、下滑位移S與時間t關系的是（）A．B．C．D．參考答案：考點：機械能守恒定律．專題：機械能守恒定律應用專題．分析：對物體受力分析，受重力、支持力、拉力和滑動摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律列式求解加速度，然后推導出位移和速度表達式，再根據(jù)功能關系列式分析．解答：解：A、物體勻速下滑，動能不變，動能不隨時間變化，故A錯誤；B、重力勢能：EP=mgh=mg（H﹣s）?sinθ=mg（H﹣vt）?sinθ，隨時間增加，重力勢能與t是一次函數(shù)關系，故B正確；C、物體勻速下滑，要克服阻力做功，機械能減少，故C錯誤；D、物體做勻速直線運動，位移：s=vt，s與t成正比，故D正確；故選：BD．點評：本題關鍵明確物體的運動規(guī)律，然后根據(jù)功能關系得到表達式分析圖象．5.（單選題）以往我們認識的光電效應是單光子光電效應，即一個電子只能短時間內(nèi)能吸收到一個光子而從金屬表面逸出。強激光的出現(xiàn)豐富了人們對于光電效應的認識，用強激光照射金屬，由于其光子密度極大，一個電子在短時間內(nèi)吸收多個光子成為可能，從而形成多光子電效應，這已被實驗證實。光電效應實驗裝置示意如圖。用頻率為v的普通光源照射陰極k，沒有發(fā)生光電效應，換同樣頻率為v的強激光照射陰極k，則發(fā)生了光電效應；此時，若加上反向電壓U，即將陰極k接電源正極，陽極A接電源負極，在kA之間就形成了使光電子減速的電場，逐漸增大U，光電流會逐漸減?。划敼怆娏髑『脺p小到零時，所加反向電壓U可能是下列的（其中W為逸出功，h為普朗克常量，e為電子電量）（

）A.U=-

BU=-

C.U=2hv-W

D.U=-參考答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖3所示，A、B兩輪半徑之比為1：3，兩輪邊緣擠壓在一起，在兩輪轉(zhuǎn)動中，接觸點不存在打滑的現(xiàn)象，則兩輪邊緣的線速度大小之比等于______。A輪的角速度與B輪的角速度大小之比等于______。參考答案：1∶1，（2分）

3∶1（2分）不存在打滑的輪邊緣線速度相等，大小之比等于1∶1，根據(jù)，則。7.有組同學設計了一個如圖所示的測溫裝置，C為測溫泡，用玻璃管與水銀氣壓計相連，氣壓計A、B兩管內(nèi)的水銀面在同一水平面上，氣壓計A、B兩管的下端通過軟管相連且充滿水銀（圖中涂黑部分）。在A管上畫上刻度．測溫時調(diào)節(jié)B管的高度使A管中的液面位置保持在a處，此時根據(jù)A、B兩管水銀面的高度差就能知道測溫泡所處環(huán)境的溫度。假設該測溫裝置在制定刻度時候的大氣壓為76cmHg，測溫泡所處環(huán)境的溫度為30OC。（1）當測溫泡放入較低溫度的液體中，即測溫泡中氣體溫度降低時，為使水銀氣壓計A管中的液面位置保持在a處，則水銀氣壓計的B管應向_______（填“上”或“下”）移動；（2）該溫度計的刻度是___________________________（填“均勻”或“不均勻”，及“溫度上高下低”或，“溫度上低下高”（3）該溫度計存在的缺陷之一，當天氣變化引起大氣壓強變大，而環(huán)境溫度仍為30OC，溫度計上30OC的刻度應該如何調(diào)整____________________。參考答案：（1）下（2分）

（2）均勻的（1分），溫度上高下低（1分）（3）30OC的刻度應向上平移8.如圖所示：一半圓形玻璃磚外面插上Pl、P2、P3、P4四枚大頭針時，P3、P4恰可擋住Pl、P2所成的像，則該玻璃磚的折射率__________。有一同學把大頭針插在、位置時，在MN的下方向上觀察，看不到大頭針的像，其原因是_______________________。參考答案：，全反射9.某三相交流發(fā)電機的相電壓為380V，給負載供電的電路如圖所示（圖中R表示負載，L表示發(fā)電機線圈），此發(fā)電機繞組是

連接，負載是

連接，每相負載的工作電壓是

V.參考答案：10.氦4核的產(chǎn)生可以有多種方式，其中一種是由氦3核與氘核結(jié)合而成，其核反應方程式是_________；若質(zhì)子、氘核與氦3核的質(zhì)量分別為m1、m2和m3，該核反應產(chǎn)生核能為E，且以射線的形式釋放，真空中光速用c表示，普朗克常量為h，則氦4核的質(zhì)量m4=________，射線的頻率為________。參考答案：

11.如圖所示，由兩塊相互靠近的平行金屬板組成的平行板電容器的極板N與靜電計相接，極板M接地．用靜電計測量平行板電容器兩極板間的電勢差U．在兩板相距一定距離d時，給電容器充電，靜電計指針張開一定角度．在整個實驗過程中，保持電容器所帶電量Q不變．

（1）若將M板向上移，靜電計指針偏角將________．

（2）若在M、N之間插入云母板，靜電計指針偏角將________參考答案：

答案：(1)增大(2)減小12.（4分）沿平直公路作勻變速直線運動的汽車，通過連續(xù)、、三根電線桿之間間隔所用的時間分別是和，已知相鄰兩電線桿間距為，則汽車的加速度為

。參考答案：

答案：13.（4分）

叫裂變，

叫聚變。參考答案：原子核被種子轟擊后分裂成兩塊質(zhì)量差不多的碎塊，這樣的核反應叫裂變；兩個輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，這樣的核反應叫聚變?nèi)?、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖所示的實驗裝置可以探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關系．小車上固定一個盒子，盒子內(nèi)盛有沙子．沙桶的總質(zhì)量(包括桶以及桶內(nèi)沙子質(zhì)量)記為m，小車的總質(zhì)量(包括車、盒子及盒內(nèi)沙子質(zhì)量)記為M.(1)驗證在質(zhì)量不變的情況下，加速度與合外力成正比：從盒子中取出一些沙子，裝入沙桶中，稱量并記錄沙桶的總重力mg，將該力視為合外力F，對應的加速度a則從打下的紙帶中計算得出．多次改變合外力F的大小，每次都會得到一個相應的加速度．本次實驗中，桶內(nèi)的沙子取自小車中，故系統(tǒng)的總質(zhì)量不變．以合外力F為橫軸，以加速度a為縱軸，畫出a－F圖象，圖象是一條過原點的直線．①a－F圖象斜率的物理意義是________________________________________________．②你認為把沙桶的總重力mg當作合外力F是否合理？答：________.(填“合理”或“不合理”)③本次實驗中，是否應該滿足M?m這樣的條件？答：________(填“是”或“否”)；理由是_____________________________________________________________________．(2)驗證在合外力不變的情況下，加速度與質(zhì)量成反比：保持桶內(nèi)沙子質(zhì)量m不變，在盒子內(nèi)添加或去掉一些沙子，驗證加速度與質(zhì)量的關系．本次實驗中，桶內(nèi)的沙子總質(zhì)量不變，故系統(tǒng)所受的合外力不變．用圖象法處理數(shù)據(jù)時，以加速度a為縱橫，應該以__________倒數(shù)為橫軸．參考答案：1/(M+m)

合理

否

因為實驗的研究對象是整個系統(tǒng)，系統(tǒng)受到的合外力就等于mg

M+m

解析：1）將車內(nèi)的沙子轉(zhuǎn)移到桶中，就保證了M+m不變，即系統(tǒng)的總質(zhì)量不變，研究對象是整個系統(tǒng)，a=，可見a-F圖象斜率的物理意義是，系統(tǒng)的合外力就等于所懸掛沙桶的重力mg，不必滿足M?m這樣的條件．（2）向小車內(nèi)添加或去掉部分沙子，是改變系統(tǒng)的總質(zhì)量M+m，而系統(tǒng)的合外力仍等于所懸掛沙桶的重力mg，保證了合外力不變．所以用圖象法處理數(shù)據(jù)時，以加速度a為縱軸，應該以M+m倒數(shù)為橫軸．15.（8分）在“把電流表改裝成電壓表”的實驗中:（1）改裝前需要測量電流表G的內(nèi)阻Rg，測量電路如圖所示。圖中R1是電位器（功能同滑動變阻器），R2是電阻箱。實驗時，只閉合開關S1，調(diào)整R1的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度（Ig）；再閉合開關S2，只調(diào)整R2的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半（Ig/2）。讀出電阻箱R2的值，即為電流表G的內(nèi)阻Rg。用這種實驗方法所測電流表G內(nèi)阻的阻值R測

其真實值Rg。（選填“大于”、“小于”或“等于”）（2）由電流表G的刻度盤可知此表頭的滿偏電流Ig=300μA，用上述實驗方法測得電流表G內(nèi)阻Rg的數(shù)值如圖12所示，將其改裝成量程為3V的電壓表，需要串聯(lián)一個

kΩ的電阻。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）參考答案：

答案：（1）小于；（4分）

（2）9.4

（4分）四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，某人距離墻壁10m起跑，向著墻壁沖去，挨上墻之后立即返回出發(fā)點。設起跑的加速度為4m/s2，運動過程中的最大速度為4m/s，快到達墻根時需減速到零，不能與墻壁相撞。減速的加速度為8m/s2，返回時達到最大速度后不需減速，保持最大速度沖到出發(fā)點．求該人總的往返時間為多少？參考答案：加速階段：t1＝＝1s；s1＝vmaxt1＝2m減速階段：t3＝＝0.5s；s3＝vmaxt3＝1m勻速階段：t2＝＝1.75s由折返線向起點(終點)線運動的過程中，加速階段：t4＝＝1s；s4＝vmaxt4＝2m勻速階段：t5＝＝2s該人總的往返時間為t＝t1＋t2＋t3＋t4＋t5＝6.25s

17.如圖甲所示，兩平行金屬板間距為2l，極板長度為4l，兩極板間加上如圖乙所示的交變電壓（t=0時上極板帶正電）．以極板間的中心線OO1為x軸建立坐標系，現(xiàn)在平行板左側(cè)入口正中部有寬度為l的電子束以平行于x軸的初速度v0從t=0時不停地射入兩板間．已知電子都能從右側(cè)兩板間射出，射出方向都與x軸平行，且有電子射出的區(qū)域?qū)挾葹?l．電子質(zhì)量為m，電荷量為e，忽略電子之間的相互作用力．

（1）求交變電壓的周期T和電壓U0的大小；

（2）在電場區(qū)域外加垂直紙面的有界勻強磁場，可使所有電子經(jīng)過有界勻強磁場均能會聚于（6l，0）點，求所加磁場磁感應強度B的最大值和最小值；

（3）求從O點射入的電子剛出極板時的側(cè)向位移y與射入電場時刻t的關系式．參考答案：（1）電子在電場中水平方向做勻速直線運動4l=v0nT

T=（n=1,2,3…）

2分（其中n=1,2,3…1分）

電子在電場中運動最大側(cè)向位移 1分

1分（n=1,2,3…）

2分（其中n=1,2,3…1分）

（2）如上圖，最大區(qū)域圓半徑滿足

1分

1分對于帶電粒子當軌跡半徑等于磁場區(qū)域半徑時，帶電粒子將匯聚于一點

1分

得： 1分最小區(qū)域圓半徑為

1分

1分

（3）設一時間τ，

若且進入電場

1分

其中（n=1,2,3…，k=0,1,2,3…）