2021-2022學(xué)年廣東省茂名市大衙中學(xué)高三物理上學(xué)期期末試卷含解析

2021-2022學(xué)年廣東省茂名市大衙中學(xué)高三物理上學(xué)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.在固定于地面的斜面上垂直安放了一個擋板,截面為圓的柱狀物體甲放在斜面上,半徑與甲相等的光滑圓球乙被夾在甲與擋板之間,乙沒有與斜面接觸而處于靜止?fàn)顟B(tài),如圖所示.現(xiàn)在從球心處對甲施加一平行于斜面向下的力F使甲沿斜面方向緩慢地移動，直至甲與擋板接觸為止.設(shè)乙對擋板的壓力為F1,甲對斜面的壓力為F2，在

此過程中(

)A.F1緩慢增大,F2緩慢增大

B.F1緩慢增大,F2緩慢減小C.F1緩慢減小,F2緩慢增大

D.F1緩慢減小,F2保持不變參考答案：D2.（多選）下列說法中正確的是（）A．兩列機(jī)械橫波相遇，在相遇區(qū)一定會出現(xiàn)干涉現(xiàn)象B．機(jī)械波在傳播過程中，沿傳播方向上，在任何相等時間內(nèi)，傳播相同的距離C．光波在介質(zhì)中傳播的速度與光的頻率有關(guān)D．狹義相對論認(rèn)為：一切物理規(guī)律在不同的慣性參考系中都相同E．紫光的雙縫干涉條紋間距可能大于紅光雙縫干涉條紋間距參考答案：解：A、只有頻率相同的兩列機(jī)械橫波相遇，才會出現(xiàn)干涉現(xiàn)象，故A錯誤．B、機(jī)械波的波速與介質(zhì)有關(guān)，不同介質(zhì)機(jī)械波的傳播速度不同，則機(jī)械波在傳播過程中通過兩種不同的介質(zhì)，沿傳播方向上，在任何相等時間內(nèi)，傳播的距離不一定相同．故B錯誤．C、光波在介質(zhì)中傳播的速度與光的頻率有關(guān)．故C正確．D、根據(jù)狹義相對論的基本原理可知：一切物理規(guī)律在不同的慣性參考系中都相同，故D正確．E、雙縫干涉條紋間距與光的波長成正比．紅光的波長比紫光長，所以紅光的雙縫干涉條紋間距大于紫光雙縫干涉條紋間距．故E錯誤．故答案為：CD．3.如圖甲所示,一對平行金屬板M、N,兩板長為L,兩板間距離也為L,置于O1是的粒子發(fā)射源可連續(xù)沿兩板的中線O1O發(fā)射初速度為v0、電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的粒子(不計粒子重力),若在M、N板間加變化規(guī)律如圖乙所示交變電壓UMN,交變電壓的周期為L/v0，t=0時刻入射的粒子恰好貼著N板右側(cè)射出,金屬板的右邊界與坐標(biāo)軸y軸重合,板的中心線O1O與坐標(biāo)軸x軸重合,y軸右側(cè)存在垂直坐標(biāo)平面向里的勻強(qiáng)磁場,大小未知。求(1)U0的值(用v0、g、m表示；(2)若已知分別在t=0、t=L/2v0時刻入射的粒子進(jìn)入磁場后,它們的運(yùn)動軌跡交于P點(diǎn),已知P點(diǎn)的縱坐標(biāo)為L,求P點(diǎn)的橫坐標(biāo)x以及磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B1；(3)撒去y軸右方磁場B1,要使射出電場的所有粒子經(jīng)y軸右側(cè)某一圓形區(qū)域的勻強(qiáng)磁場偏轉(zhuǎn)后都能通過圓形磁場邊界的一個點(diǎn)處,而便于再搜集,求該磁場區(qū)域的最小半徑,以及相應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B2。參考答案：(1)；(2)；(3)【詳解】(1)t=0時刻射入的粒子：解得：；(2)時刻飛入的粒子恰好貼著M板右側(cè)射出，如圖由幾何關(guān)系得：聯(lián)立解得：，r=L粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動有：解得：(3)根據(jù)磁聚焦有：解得：。4.如圖甲所示，Q1、Q2為兩個被固定的點(diǎn)電荷，其中Q1帶負(fù)電，兩點(diǎn)在它們連接的延長線上?，F(xiàn)有一帶負(fù)電的粒子以一定的初速度沿直線從點(diǎn)開始經(jīng)點(diǎn)向遠(yuǎn)處運(yùn)動（粒子只受電場力作用），粒子經(jīng)過兩點(diǎn)時的速度分別為，其速度圖像如圖乙所示，以下說法中不正確的是A．一定帶正電B．的電量一定大于的電量C．b點(diǎn)的電場強(qiáng)度一定為零D．整個運(yùn)動過程中，粒子的電勢能先增大后減小參考答案：B5.有一列簡諧橫波的波源在O處，某時刻沿x軸正方向傳播的振動形式傳到20cm處，此時x軸上10cm處的質(zhì)點(diǎn)已振動0.2s，P點(diǎn)離O處80cm，如圖所示，取該時刻為t=0，下列說法正確的是（

）A.P點(diǎn)起振時的速度方向沿y軸負(fù)方向B.波的傳播速度為1m/sC.經(jīng)過1.5s，P點(diǎn)第一次到達(dá)波峰D.0～0.1s時間內(nèi)，x=10cm處的質(zhì)點(diǎn)振動的速度逐漸增大E.x=15cm處的質(zhì)點(diǎn)從開始起振到P點(diǎn)開始起振的時間內(nèi)通過的路程為52cm參考答案：ACE【詳解】A．根據(jù)圖象可知，A點(diǎn)起振方向向下，沿y軸負(fù)方向，各個質(zhì)點(diǎn)的起振方向均相同，故質(zhì)點(diǎn)P的起振方向與質(zhì)點(diǎn)A的起振方向相同，為沿y軸負(fù)方向，故A正確；B．根據(jù)圖象可知波長λ=20cm=0.2m，此時x軸上10cm處的質(zhì)點(diǎn)已振動0.2s，則周期T=0.4s，則波速，故B錯誤；C．P點(diǎn)第一次到達(dá)波峰的時間，故C正確；D．從0～0.1s時間內(nèi)，x=10cm處的質(zhì)點(diǎn)從平衡位置向波峰位置振動，速度逐漸減小，到達(dá)波峰處速度為零，故D錯誤；E．x=15cm處質(zhì)點(diǎn)從開始起振到P點(diǎn)開始起振的時間，則x=15cm處的質(zhì)點(diǎn)振動的路程，故E正確；二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.．已知地球自轉(zhuǎn)周期為T，地球半徑為R，引力常量為G，地球同步衛(wèi)星離地面的高度約為地球半徑的6倍，則地球同步衛(wèi)星的速度大小為____________；地球的質(zhì)量為___________。參考答案：，7.有一個勻加速直線運(yùn)動的物體從2s末至6s末的位移為24m,從6s末至10s末的位移為40m,則這個物體的加速度的大小是______m/s2，初速度的大小是______m/s。

參考答案：答案：1

2

8.在地球大氣層上界，垂直于太陽光方向上的每秒種內(nèi)每平方米上接受的太陽輻射能叫做太陽常數(shù)，其值為J/m2．S。太陽到地球大氣層上界的距離取為m，那么太陽能的輻射功率用上述字母可表示為

，其值為

W（結(jié)果取2位有效數(shù)字）。參考答案：

答案：9.放射性物質(zhì)碘131的衰變方程為．可知Y粒子為

。若的質(zhì)量為m1，的質(zhì)量為m2，Y粒子的質(zhì)量為m3。真空中的光速為c，則此核反應(yīng)釋放出的核能為

。參考答案：β粒子（或電子）

（m1－m2－m3）c2

10.小明同學(xué)在學(xué)習(xí)機(jī)械能守恒定律后，做了一個實(shí)驗(yàn)，將小球從距斜軌底面高h(yuǎn)處釋放，使其沿豎直的圓形軌道（半徑為R）的內(nèi)側(cè)運(yùn)動，在不考慮摩擦影響的情況下，（Ⅰ）若h＜R，小球不能通過圓形軌道最高點(diǎn)；（選填“能”或“不能”）（Ⅱ）若h=2R，小球不能通過圓形軌道最高點(diǎn)；（選填“能”或“不能”）（Ⅲ）若h＞2R，小球不一定能通過圓形軌道最高點(diǎn)；（選填“一定能”或“不一定能”）參考答案：考點(diǎn)：機(jī)械能守恒定律．專題：機(jī)械能守恒定律應(yīng)用專題．分析：小球恰好能通過圓弧軌道最高點(diǎn)時，重力提供向心力，根據(jù)向心力公式求出到達(dá)最高點(diǎn)的速度，再根據(jù)機(jī)械能守恒定律求出最小高度即可求解．解答：解：小球恰好能通過最高點(diǎn)，在最高點(diǎn)，由重力提供向心力，設(shè)最高點(diǎn)的速度為v，則有：

mg=m，得：v=從開始滾下到軌道最高點(diǎn)的過程，由機(jī)械能守恒定律得：

mgh=2mgR+解得：h=2.5R所以當(dāng)h＜2.5R時，小球不能通過圓形軌道最高點(diǎn)，Ⅰ．若h＜R，小球不能通過圓形軌道最高點(diǎn)；Ⅱ．若h=2R，小球不能通過圓形軌道最高點(diǎn)；Ⅲ．若h＞2R，小球不一定能通過圓形軌道最高點(diǎn)．故答案為：Ⅰ．不能；Ⅱ．不能；Ⅲ．不一定能點(diǎn)評：本題的突破口是小球恰好能通過最高點(diǎn)，關(guān)鍵抓住重力等于向心力求出最高點(diǎn)的速度．對于光滑軌道，首先考慮能否運(yùn)用機(jī)械能守恒，當(dāng)然本題也可以根據(jù)動能定理求解．11.如圖所示，正方形容器處在勻強(qiáng)磁場中，一束電子從a孔垂直射入容器中，其中一部分沿c孔射出，一部分從d孔射出，則從兩孔射出的電子速率之比vc:vd=

，從兩孔中射出的電子在容器中運(yùn)動的時間之比tc:td=

。參考答案：

答案：2:1

tc:td=1:212.地球同步衛(wèi)星到地心的距離r可用地球質(zhì)量M、地球自轉(zhuǎn)周期T與引力常量G表示為r=_____________。參考答案：13.如圖所示為氫原子的能級圖，有一群處于n=4激發(fā)態(tài)的氫原子發(fā)生躍遷時能夠發(fā)出多種頻率的光子，讓這些光子照射逸出功為2.75ev的光電管，有

中光子能使光電管能發(fā)生光電效應(yīng)，逸出的光電子的最大初動能為

ev。參考答案：3

10三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（實(shí)驗(yàn)）.甲、乙、丙三同學(xué)做"互成角度的兩個力的合成"的實(shí)驗(yàn)。所用彈賛測力計的量程為0~5N他們均把橡皮條的一端固定在木板上的A點(diǎn),橡皮條的另一端通過細(xì)繩連接彈簧測力計。用兩個彈簧測力計把橡皮條的另一端拉到某一確定點(diǎn)0。如圖8所示，操作時細(xì)繩都與平板平行,用F1和F2表示拉力的方向和大小。甲同學(xué)F1和F2的方向互相垂直,F1=3.0N,F2=3.8N;乙同學(xué)F1和F2方向的夾角約為30o。；丙同學(xué)F1和F2方向的夾角約為120o。F1=F2=4.0N這三位同學(xué)中操作不合適的是

同學(xué)，原因

驗(yàn)證力的平行四邊形定則．參考答案：乙同學(xué).合力超出彈簧測力計量程解析：對于甲同學(xué)，合力．對于乙同學(xué)，對于丙同學(xué)，．可見操作不合適的是乙同學(xué)，因?yàn)樗膬蓚€力的合力超過了彈簧測力計的最大值應(yīng)用力的平行四邊形定則可求.15.某興趣小組設(shè)計出如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究小車的加速度跟合外力的關(guān)系，圖中與小車左端相連的是測力傳感器，小車放置在表面各處粗糙程度相同的水平長木板上，按甲圖裝配好實(shí)驗(yàn)器材，先測出小車運(yùn)動時所受摩擦阻力，逐漸向沙桶中添加細(xì)沙粒，當(dāng)觀察到小車剛開始運(yùn)動時，記下傳感器的最大示數(shù)為F0，可認(rèn)為摩擦阻力為F0．（1）將小車放回初位置并用手按住，繼續(xù)向沙桶中添加一定量的沙粒，記下傳感器的示數(shù)F1，接通頻率外為50Hz的交流電源，使打點(diǎn)計時器工作，然后釋放小車，打出一條紙帶，再繼續(xù)在桶中添加沙粒，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，打出多條紙帶，圖乙為某次實(shí)驗(yàn)打出的一條紙帶，紙帶上每相鄰的兩計數(shù)點(diǎn)間都有四個計時點(diǎn)未畫出，按時間順序取0、1、2、3、4、5、6六個計數(shù)點(diǎn)，用刻度尺量出1、2、3、4、5、6點(diǎn)到0點(diǎn)的距離（單位：cm），分別標(biāo)注在相應(yīng)計數(shù)點(diǎn)的下方，則小車的加速度a=0.756m/s2，（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）（2）算出各次小車的加速度和合力F（F=F1﹣F0），獲得多組數(shù)據(jù)，描繪小車加速度a與F的關(guān)系圖象，紙帶與打點(diǎn)計時器間的摩擦可忽略，圖中可能正確的是AD．（3）寫出一條提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確程度有益的建議：控制桶和砂的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車和傳感器的總質(zhì)量．參考答案：考點(diǎn)：探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系．專題：實(shí)驗(yàn)題．分析：根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大?。鶕?jù)牛頓第二定律得出a與F的關(guān)系式，結(jié)合關(guān)系式得出正確的圖線．解答：解：（1）由于每相鄰兩個計數(shù)點(diǎn)間還有4個點(diǎn)沒有畫出，所以相鄰的計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔T=0.1s，設(shè)第一個計數(shù)點(diǎn)到第二個計數(shù)點(diǎn)之間的距離為x1，以后各段分別為x2、x3、x4、x5、x6，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小，得：x4﹣x1=3a1T2x5﹣x2=3a2T2x6﹣x3=3a3T2為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，我們對三個加速度取平均值得：a=（a1+a2+a3）==0.756m/s2，（2）改變小桶中砂的重力，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，獲得多組數(shù)據(jù)，描繪小車加速度a與合力F（F=F1﹣F0）的關(guān)系圖象．由于已經(jīng)平衡摩擦力，所以圖象應(yīng)該過原點(diǎn)．故AD正確，BC錯誤；故選：AD．（3）提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確程度有益的建議：控制桶和砂的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車和傳感器的總質(zhì)量．故答案為：（1）0.756（2）AD（3）控制桶和砂的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車和傳感器的總質(zhì)量．點(diǎn)評：本題借助實(shí)驗(yàn)考查了勻變速直線的規(guī)律以及推論的應(yīng)用，在平時練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識的理解與應(yīng)用，提高解決問題能力．解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項，其中平衡摩擦力的原因以及做法在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)當(dāng)清楚．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（8分）如圖所示，將甲球從空中A點(diǎn)以vA=3m/s的速度豎直向下拋出，同時將小球乙從A點(diǎn)的正下方H=10m的B點(diǎn)以vB=4m/s的速度水平拋出。不計空氣阻力，B點(diǎn)離地面足夠高，求兩球在空中的最短距離。參考答案：解析：經(jīng)過時間t，甲球做豎直下拋運(yùn)動的位移為

（1分）乙球在豎直方向的位移為

（1分）兩球在豎直方向的距離為

y=H－y甲＋y乙

（2分）兩球在水平方向的距離就是乙球的水平位移，即

（1分）兩球之間的距離為

（1分）聯(lián)立以上各式代入數(shù)據(jù)解得

當(dāng)t=1.2s時，兩球之間的最短距離為

（2分）17.如圖，真空室內(nèi)存在一有右邊界的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.332T，磁場方向垂直于紙面向里，右邊界cd為熒光屏（粒子打上去會發(fā)光）。在磁場中距熒光屏d=8cm處有一點(diǎn)狀α粒子放射源S，可沿紙面向各個方向均勻放射初速率相同的α粒子，已知：α粒子的質(zhì)量m=6.64×10－27kg，電荷量q=3.2×10－19C，初速度v=3.2×106m/s。（可能用到的三角函數(shù)：sin37°=0.6，sin30°=0.5）求：（1）α粒子在磁場中作圓周運(yùn)動的軌道半徑R；（2）熒光屏cd被α粒子射中而發(fā)光的區(qū)域長度L；（3）若從放射源打出的α粒子總個數(shù)為3.6×1010個，則最終能打到熒光屏上的α粒子個數(shù)為多少？參考答案：.(1)R=20cm=0.2m

（4分）(2)o點(diǎn)上方16cm,o點(diǎn)下方16cm,發(fā)光長度為：y=16（1+）cm

（7分）

(3)2.54×1010個。（7分）18.某實(shí)驗(yàn)小組做了如下實(shí)驗(yàn)，裝置如圖甲所示．豎直平面內(nèi)的光滑軌道由傾角為θ的斜面軌道AB和圓弧軌道BCD組成，將質(zhì)量m=0.1kg的小球，從軌道AB上高H處的某點(diǎn)靜止滑下，用壓力傳感器測出小球經(jīng)過圓弧最高點(diǎn)D時對軌道的壓力