廣東省惠州市田家炳中學(xué)2021年高三物理上學(xué)期期末試卷含解析

廣東省惠州市田家炳中學(xué)2021年高三物理上學(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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.如圖所示為大型電子地磅電路圖，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻不計(jì)．不稱物體時(shí)，滑片P在A端，滑動(dòng)變阻器接入電路的有效電阻最大，電流較?。环Q重物時(shí)，在壓力作用下使滑片P下滑，滑動(dòng)變阻器有效電阻變小，電流變大，這樣把電流對(duì)應(yīng)的重量值刻在刻度盤上，就可以讀出被稱物體的重量值．若滑動(dòng)變阻器上A、B間距離為L(zhǎng)，最大阻值等于電阻阻值R0，已知兩只彈簧的總彈力與形變量成正比，比例系為k，所稱重物的重量G與電流大小I的關(guān)系為（）A.

B.C.

D.參考答案：答案：A2.（單選題）如圖所示，兩根重桿OA和OB，由鉸鏈連接，并用鉸鏈懸掛在天花板上，B位于O的正下方，若在B端分別施加圖示方向的力F1、F2、F3和F4，則其中可能使兩桿保持靜止的是（

）A．F1

B．F2C．F3

D．F4參考答案：D3.硅光電池是利用光電效應(yīng)將光輻射的能量轉(zhuǎn)化為電能。若有N個(gè)頻率為ν的光子打在光電池極板上，這些光子的總能量為（h為普朗克常數(shù)）

（

）

A．hνB．hνC．NhνD．2Nhν參考答案：答案：C4.（單選）如圖一光電管電路圖，為使光電管中能產(chǎn)生明顯的光電流，則要求 A．足夠長(zhǎng)的光照時(shí)間 B．足夠長(zhǎng)入射光波長(zhǎng) C．有較強(qiáng)的光照強(qiáng)度 D．電路中a端接電源正極參考答案：D5.（單選）如圖所示，直線a和曲線b分別是在平直公路上行駛的汽車a和b的位移﹣時(shí)間（x﹣t）圖象，由圖可知（）A．在時(shí)刻t1，a車與b車的速率相等B．在時(shí)刻t2，a和b兩車的運(yùn)動(dòng)方向相同C．在t1到t2這段時(shí)間內(nèi)，a和b兩車的路程相等D．在t1到t2這段時(shí)間內(nèi)，b車的速率先減小后增大參考答案：考點(diǎn)：勻變速直線運(yùn)動(dòng)的圖像．專題：運(yùn)動(dòng)學(xué)中的圖像專題．分析：位移時(shí)間關(guān)系圖線反映位移隨時(shí)間的變化規(guī)律，縱坐標(biāo)的變化量△x表示位移，圖線的斜率表示速度的大?。獯穑航猓篈、由圖知在時(shí)刻t1，a、b兩車的位置坐標(biāo)相同，到達(dá)同一位置，圖線的斜率表示速度的大小，b的速率大于a的速率，所以時(shí)刻t1，a追上b．故A錯(cuò)誤．B、t2圖線的斜率表示速度，b的速度為正，a的速度為負(fù)，方向不一樣，故B錯(cuò)誤．C、在t1到t2這段時(shí)間內(nèi)，a和b兩車初末位置相同，位移相同，a一直沿負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，而b先沿負(fù)方向運(yùn)動(dòng)后沿正方向運(yùn)動(dòng)，路程不等．故C錯(cuò)誤．D、速度圖線切線的斜率表示速度，在t1到t2這段時(shí)間內(nèi)，b車圖線斜率先減小后增大，則b車的速率先減小后增加．故D正確．故選：D．點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵知道位移時(shí)間圖線的物理意義，知道圖線的斜率表示速度的大小，能夠通過(guò)圖線得出運(yùn)動(dòng)的方向．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.下圖是某同學(xué)在做直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中獲得的一條紙帶．①已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz，則紙帶上打相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔為_________；②ABCD是紙帶上四個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，每?jī)蓚€(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫出．O、B兩點(diǎn)間的A點(diǎn)不小心被墨水弄臟了看不到．從圖中讀出B、C兩點(diǎn)間距SBC=________；若A點(diǎn)與B點(diǎn)之間的距離滿足SAB=________，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，可以判斷A點(diǎn)到D點(diǎn)間的運(yùn)動(dòng)為勻變速直線運(yùn)動(dòng)，且根據(jù)數(shù)據(jù)可計(jì)算出該段位移的加速度a=____(保留兩位有效數(shù)字)．參考答案：①0.02s②0.90cm，0.70cm，5.0m/s2

解析：：（1）已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz，則紙帶上打相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s．

（2）由圖示刻度尺可知，其分度值為1mm，B、C兩點(diǎn)間的距離s=2.60cm-1.70cm=0.90cm；如果滿足，則為勻變速直線運(yùn)動(dòng)，所以根據(jù)△x=aT2可得：物體的加速度a==5.0m/s27.一衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小為v，若地球質(zhì)量為M，引力常量為G，則該衛(wèi)星的圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R為

；它在1/6周期內(nèi)的平均速度的大小為

。參考答案：；8.如右圖所示是利用閃光照相研究平拋運(yùn)動(dòng)的示意圖。小球A由斜槽滾下，從桌邊緣水平拋出，當(dāng)它恰好離開桌[邊緣時(shí)，小球B也同時(shí)下落，用閃光相機(jī)拍攝的照片中B球有四個(gè)像，相鄰兩像間實(shí)際下落距離已在圖中標(biāo)出，單位cm，如圖所示。兩球恰在位置4相碰。則兩球經(jīng)過(guò)

s時(shí)間相碰，A球離開桌面時(shí)的速度

m/s。(g取10m/s2)參考答案：

0.3

s;

1.59.氫原子的能級(jí)如圖所示，設(shè)各能級(jí)的能量值分別為，且，n為量子數(shù)。有一群處于n=4能級(jí)的氫原子，當(dāng)它們向低能級(jí)躍遷時(shí)，最多可發(fā)出

種頻率的光子。若n=4能級(jí)的氫原子向n=2能級(jí)躍遷時(shí)，發(fā)出的光子照射到某金屬時(shí)恰能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，則該金屬的極限頻率為

（用，普朗克常量表示結(jié)果），上述各種頻率的光子中還能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的光子有

種。參考答案：10.如圖所示，在O點(diǎn)處放置一個(gè)正電荷．在過(guò)O點(diǎn)的豎直平面內(nèi)的A點(diǎn)，自由釋放一個(gè)帶正電的小球，小球的質(zhì)量為m、電荷量為q．小球落下的軌跡如圖中虛線所示，它與以O(shè)為圓心、R為半徑的圓（如圖中實(shí)線所示）相交于B、C兩點(diǎn)，O、C在同一水平線上，∠BOC=30°，A距離OC的豎直高度為h．若小球通過(guò)B點(diǎn)的速度為v，則小球通過(guò)C點(diǎn)的速度大小為，小球由A到C電場(chǎng)力做功為mv2+mg﹣mgh．參考答案：解：小球從A點(diǎn)到C點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力總體上做的是負(fù)功，重力做正功，由動(dòng)能定理可以知道電荷在C點(diǎn)的大小是，C、D、小球由A點(diǎn)到C點(diǎn)機(jī)械能的損失就是除了重力以外的其他力做的功，即電場(chǎng)力做的功．由動(dòng)能定理得mgh+W電=則：W電==mv2+mg﹣mgh故答案為：，mv2+mg﹣mgh11.N(N>1)個(gè)電荷量均為q(q>0)的小球，均勻分布在半徑為R的圓周上，示意如圖，若移去位于圓周上P點(diǎn)的一個(gè)小球，則圓心O點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為________，方向__________。(已知靜電力常量為k)參考答案：大小為，方向沿OP指向P點(diǎn)

12.如圖所示，當(dāng)電鍵K斷開時(shí)，用光子能量為2.5eV的一束光照射陰極P，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零。合上電鍵，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于0.60V時(shí)，電流表讀數(shù)仍不為零；當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于0.60V時(shí)，電流表讀數(shù)為零。由此可知陰極材料的逸出功為W=

.參考答案：1.9eV13.若神舟九號(hào)飛船在地球某高空軌道上做周期為T的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知地球的質(zhì)量為M，萬(wàn)有引力常量為G。則飛船

運(yùn)行的線速度大小為______，運(yùn)行的線速度_______第一宇宙速度。（選填“大于”、“小于”或“等于”）參考答案：

小于

三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.在完成《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》的實(shí)驗(yàn)中，（1）不需測(cè)量或計(jì)算的物理量是：（

）A、下落高度

B、瞬時(shí)速度

C、重物的質(zhì)量

D、時(shí)間（2）在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量m＝1kg的物體自由下落，得到如圖所示的紙帶，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.04s．那么從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下起點(diǎn)O到打下B點(diǎn)的過(guò)程中，物體重力勢(shì)能的減少量Ep＝_______J，此過(guò)程中物體動(dòng)能的增加量Ek=______J．由此可得到的結(jié)論是

．(g=9.8m/s2，保留三位有效數(shù)字)參考答案：（1）C（2）2.28；2.26

；在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)機(jī)械能是守恒的15.如圖所示，在做“用落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，（1）下列說(shuō)法中正確的是

.A．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接10V以下直流電源B．操作時(shí)應(yīng)先放紙帶后接電源C．選擇的重物應(yīng)該相對(duì)質(zhì)量較大、體積較小的物體D．需使用秒表測(cè)出重物下落的時(shí)間（2）實(shí)驗(yàn)中誤差產(chǎn)生的原因_________.(寫出兩個(gè)原因)．通過(guò)作圖象的方法可以剔除偶然誤差較大的數(shù)據(jù)，提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確程度．從紙帶上選取多個(gè)點(diǎn)，測(cè)量從第一點(diǎn)到其余各點(diǎn)的下落高度h，并計(jì)算各點(diǎn)速度的平方v2，然后以________為縱軸，以________為橫軸，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出圖線．若在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，圖線是一條過(guò)原點(diǎn)且斜率為g的直線，則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律．【答案】（1）C（4分）(2)①下落過(guò)程中存在阻力，②長(zhǎng)度的測(cè)量；計(jì)算勢(shì)能變化時(shí)，選取始末兩點(diǎn)距離過(guò)近，交流電頻率不穩(wěn)定等；(寫出兩個(gè)原因)（2分）（或v2）（2分）；h（或2v2）（2分）參考答案：四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖甲所示，兩金屬板M、N水平放置組成平行板電容器，在M板中央開有小孔O，再將兩個(gè)相同的絕緣彈性擋板P、Q對(duì)稱地放置在M板上方，且與M板夾角均為60°，兩擋板的下端在小孔O左右兩側(cè)。現(xiàn)在電容器兩極板間加電壓大小為U的直流電壓，在M板上方加上如圖乙所示的、垂直紙面的交變磁場(chǎng)，以方向垂直紙面向里為磁感應(yīng)強(qiáng)度的正值，其值為B0，磁感應(yīng)強(qiáng)度為負(fù)值時(shí)大小為Bx，但Bx未知?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為+q、不計(jì)重力的帶電粒子，從N金屬板中央A點(diǎn)由靜止釋放，t=0時(shí)刻，粒子剛好從小孔O進(jìn)入上方磁場(chǎng)中，在t1時(shí)刻粒子第一次撞到左擋板P上，緊接著在t1+t2時(shí)刻粒子撞到了右擋板Q上，然后粒子又從O點(diǎn)豎直向下返回平行金屬板間，接著再返回磁場(chǎng)做前面所述的運(yùn)動(dòng)。粒子與擋板碰撞前后電量不變，沿板面的分速度不變，垂直于板面的分速度大小不變、方向相反，不計(jì)碰撞的時(shí)間及磁場(chǎng)變化產(chǎn)生的感應(yīng)影響。求：(1)粒子第一次到達(dá)擋板P時(shí)的速度大小。(2)圖乙中磁感應(yīng)強(qiáng)度Bx的大小。(3)兩金屬板M和N之間的距離d。參考答案：(1)

(2)

(3)(n=0,1,2,…)（1）粒子從N板到M板過(guò)程中，電場(chǎng)力做正功，根據(jù)動(dòng)能定理有Uq＝mv2?0．解得粒子第一次到達(dá)O點(diǎn)時(shí)的速率（2）粒子進(jìn)入上方后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，由得粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑，

使其在整個(gè)裝置中做周期性的往返運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，由圖易知：r0=2rx圖中Bx=2B0（3）在0～t1時(shí)間內(nèi)，粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)周期在t1～（t1+t2）時(shí)間內(nèi)，粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期由軌跡圖可知，

粒子在金屬板M和N間往返時(shí)間為t，有且滿足：t=t2+n（t1+t2），n=0,1,2,3,…聯(lián)立可得金屬板M和N間的距離：，n=0,1,2,3,…17.如圖所示，線圈C的匝數(shù)n=150,電阻r=1.0Ω，內(nèi)有一面積為S=0.2m2、方向垂直于線圈平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，B1=B0+kt，k=0.5T/s.間距d=0.2m的兩平行金屬板水平放置，板間分布有垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度B2=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．閉合開關(guān)S，板間電場(chǎng)視為勻強(qiáng)電場(chǎng)，將一帶正電的小球以初速度v=0.1m/s沿兩板間中線水平射入板間．設(shè)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為Rx，忽略空氣對(duì)小球的作用，取g=10m/s2．（1）當(dāng)Rx=29Ω時(shí)，電阻R2消耗的電功率是多大？（2）若小球進(jìn)入板間做勻速度圓周運(yùn)動(dòng)并與板相碰，碰時(shí)速度與初速度的夾角為60°，則Rx是多少？參考答案：

（1）由法拉第電磁感應(yīng)定律得：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：；閉合電路的外電阻為根據(jù)閉合電路的歐姆定律R2兩端的電壓為R2消耗的功率為（2）小球進(jìn)入電磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則重力和電場(chǎng)力等大反向，洛侖茲力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律，得、聯(lián)立上兩式，化簡(jiǎn)得小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的初末速的夾角等于圓心角為60°，根據(jù)幾何關(guān)系得代入數(shù)據(jù)，可解得：干路電流為則滑動(dòng)變阻器的電阻；18.(20分)2009年3月1日16時(shí)13分10秒，中國(guó)自主研制的第一個(gè)月球探測(cè)器(嫦娥一號(hào))成功實(shí)現(xiàn)“受控撞月”，為我國(guó)探月一期工程畫上圓滿的句號(hào)。(1)設(shè)探測(cè)器的質(zhì)量為m，月球的半徑為R，月球表面的重力加速度為g，“受控撞月”開始前探測(cè)器在離月球表面高為h的圓形環(huán)月軌道上正常運(yùn)行。求它在此軌道上正常運(yùn)行的線速度大?。?2)假設(shè)此次進(jìn)行“受控撞月”開始的過(guò)程按圖甲所示進(jìn)行，探測(cè)器在A點(diǎn)向前短時(shí)間噴氣，減速后的探測(cè)器做向心運(yùn)動(dòng)沿曲線到達(dá)月球表面附近的B點(diǎn)。設(shè)探測(cè)器到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度大小為從A到B的空間范圍內(nèi)的重力加速度大小都近似等于月球表面的重力加速度，噴出的氣體相對(duì)于月球表面的速度大小為，求噴出氣體的質(zhì)量；(3)為了增加撞擊效果，撞擊前要利用剩余的燃料對(duì)探測(cè)器進(jìn)行加速，圖乙所示為探測(cè)器到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度方向的示意圖，為了使探測(cè)器能夠沿此方向做加速直線運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)?jiān)趫D乙中用由坐標(biāo)原點(diǎn)出發(fā)的有向線段表示出可能的一種發(fā)動(dòng)機(jī)噴氣方向。

參考答案：解析：(1)設(shè)月球的質(zhì)量為M,衛(wèi)星的線速度為,則