湖北省荊州市觀音中學(xué)2021-2022學(xué)年高三物理上學(xué)期期末試卷含解析

湖北省荊州市觀音中學(xué)2021-2022學(xué)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，小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上，那么小球從接觸彈簧開始到將彈簧壓縮到最短的過程中（彈簧保持豎直），下列關(guān)于能的敘述正確的是

Ａ．彈簧的彈性勢(shì)能先增大后減小

Ｂ．小球的動(dòng)能先增大后減小Ｃ．小球的重力勢(shì)能先增大后減小

Ｄ．小球和彈簧機(jī)械能總和先增大后減小參考答案：B2.在飛機(jī)的發(fā)展史中有一個(gè)階段，飛機(jī)上天后不久，飛機(jī)的機(jī)翼（翅膀）很快就抖動(dòng)起來，而且越抖越厲害．后來經(jīng)過人們的探索，利用在飛機(jī)機(jī)翼前緣處裝置一個(gè)配重桿的方法，解決了這一問題．在飛機(jī)機(jī)翼前裝置配重桿的目的主要是（）A．加大飛機(jī)的慣性 B．使機(jī)體更加平衡C．使機(jī)翼更加牢固 D．改變機(jī)翼的固有頻率參考答案：D解：飛機(jī)的機(jī)翼（翅膀）很快就抖動(dòng)起來，是因?yàn)轵?qū)動(dòng)力的頻率接近機(jī)翼的固有頻率發(fā)生共振，在飛機(jī)機(jī)翼前裝置配重桿，是為了改變機(jī)翼的固有頻率，使驅(qū)動(dòng)力的頻率遠(yuǎn)離固有頻率．故A、B、C錯(cuò)誤，D正確．故選D．3.如右圖所示，質(zhì)量為m的球置于斜面上，被一豎直擋板擋?。F(xiàn)用一個(gè)力F拉斜面，使斜面在水平面上做加速度為a的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，忽略一切摩擦，以下說法正確的是()A．若加速度足夠小，豎直擋板對(duì)球的彈力可能為零B．若加速度足夠大，斜面對(duì)球的彈力可能為零C．斜面和擋板對(duì)球的彈力的合力等于maD．若F增大，斜面對(duì)球的彈力仍然保持不變參考答案：D4.（單選）一彈簧振子振幅為A，從最大位移處經(jīng)過時(shí)間t0第一次到達(dá)平衡位置，若振子從平衡位置處經(jīng)過時(shí)的加速度大小和動(dòng)能分別為a1和E1，而振子位移為時(shí)加速度大小和動(dòng)能分別為a2和E2，則a1、a2和E1、E2的大小關(guān)系為（

）A.a1＞a2，E1＜E2

B.a1＞a2，E1＞E2C.a1＜a2，E1＜E2

D.a1＜a2，E1＞E2參考答案：A5.關(guān)于力學(xué)單位制，下列說法正確的是（

）A．千克、米/秒、牛頓是導(dǎo)出單位B．千克、米、牛頓是基本單位C．在國際單位制中，質(zhì)量的單位是g，也可以是kgD．只有在國際單位制中，牛頓第二定律的表達(dá)式才是F＝ma參考答案：D二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.天然放射性元素放出的α、β、g三種射線的貫穿本領(lǐng)和電離本領(lǐng)各不相同，圖為這三種射線貫穿物體情況的示意圖，①、②、③各代表一種射線。則③為_________射線，它的貫穿本領(lǐng)最強(qiáng)；射線①的電離本領(lǐng)__________（選填“最強(qiáng)”或“最弱”）。參考答案：g，最強(qiáng)

7.（2分）

射線的穿透能力最弱，

射線的穿透能力最強(qiáng)。參考答案：α，γ8.某同學(xué)利用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，探究物塊在水平桌面上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律．物塊在重物的牽引下開始運(yùn)動(dòng)，重物落地后，物塊再運(yùn)動(dòng)一段距離停在桌面上(尚未到達(dá)滑輪處)．從紙帶上便于測(cè)量的點(diǎn)開始，每5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖乙所示．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為50Hz。（1）通過分析紙帶數(shù)據(jù)，可判斷物塊在兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)_

_和

__之間某時(shí)刻開始減速．（2）計(jì)數(shù)點(diǎn)5對(duì)應(yīng)的速度大小為________m/s.(保留三位有效數(shù)字)（3）物塊減速運(yùn)動(dòng)過程中加速度的大小為a＝________m/s2，若用來計(jì)算物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)(g為重力加速度)，則計(jì)算結(jié)果比動(dòng)摩擦因數(shù)的真實(shí)值________(填“偏大”或“偏小”)．參考答案：(1)_6和7

，（2）0.99-1.02_m/s.(保留三位有效數(shù)字)（3）a＝2.0_m/s2，_偏大_。

解析：①從紙帶上的數(shù)據(jù)分析得知：在點(diǎn)計(jì)數(shù)點(diǎn)6之前，兩點(diǎn)之間的位移逐漸增大，是加速運(yùn)動(dòng)，在計(jì)數(shù)點(diǎn)7之后，兩點(diǎn)之間的位移逐漸減小，是減速運(yùn)動(dòng)，所以物塊在相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)6和7之間某時(shí)刻開始減速；

②v5===1.00m/s

v6==m/s=1.16m/s

③由紙帶可知，計(jì)數(shù)點(diǎn)7往后做減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)作差法得：

a==-2.00m/s2．

所以物塊減速運(yùn)動(dòng)過程中加速度的大小為2.00m/s2

在減速階段產(chǎn)生的加速度的力是滑動(dòng)摩擦力和紙帶受的阻力，所以計(jì)算結(jié)果比動(dòng)摩擦因素的真實(shí)值偏大．

故答案為：故答案為：①6；7；②1.00；1.16；③2.00;偏大9.現(xiàn)在，科學(xué)家們正在千方百計(jì)地探尋“反物質(zhì)”。所謂“反物質(zhì)”，是由“反粒子”構(gòu)成的，“反粒子”與其對(duì)應(yīng)的正粒子具有相同的質(zhì)量和電量，但電性相反。如反α粒子的符號(hào)可表示為-24He.正、反粒子相遇時(shí)會(huì)因相撞結(jié)合成光子,放出巨大的能量,這就是所謂的“湮滅”現(xiàn)象.若正、負(fù)電子相撞后湮滅成兩個(gè)頻率相同的光子,已知電子的電荷量為e、質(zhì)量為m,電磁波在真空中的傳播速度為c.則可求得所生成的光子的波長

.參考答案：10.如圖1，電源電動(dòng)勢(shì)E＝6V，內(nèi)阻r＝2Ω，電鍵S閉合后，將滑動(dòng)變阻器的滑片從A端移動(dòng)到B端，該過程中定值電阻R1、R2消耗的功率與通過該電阻的電流的關(guān)系如圖2所示。由圖可知，滑動(dòng)變阻器的阻值最大范圍為_____Ω，R1的最大功率為______W。參考答案：6，411.一點(diǎn)光源以功率P向外發(fā)出波長為λ的單色光，若已知普朗克恒量為h，光速為c，則此光源每秒鐘發(fā)出的光子數(shù)為

個(gè)，如果能引起人的視覺反應(yīng)的此單色光的最小強(qiáng)度是人的視網(wǎng)膜單位面積上每秒鐘獲得n個(gè)光子，那么當(dāng)人距離該光源

遠(yuǎn)時(shí)，就看不清該光點(diǎn)源了。（球面積公式為，式中r為球半徑）參考答案：

答案：12.（4分）驗(yàn)證一切物體相同的下落規(guī)律已成為物理學(xué)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)之一，1971年，“阿波羅15號(hào)”宇航員斯科特剛踏上月球表面，他就忍不住在電視鏡頭面前重做了這個(gè)實(shí)驗(yàn)：讓一根羽毛和一柄錘子同時(shí)落下，隨后激動(dòng)地說，如果沒有

的發(fā)現(xiàn)，他就不可能到達(dá)他正踏著的那個(gè)地方。月球是目前人類到達(dá)的除地球外的惟一星體。月球上沒有空氣，是進(jìn)行

實(shí)驗(yàn)的理想場(chǎng)所。參考答案：

答案：伽利略；自由落體13.兩同學(xué)用圖（a）中的實(shí)驗(yàn)裝置做“研究加速與質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)．

（1）該實(shí)驗(yàn)中采用控制變量法，保持小車所受拉力不變，用砂和砂桶所受的重力作為小車所受拉力，為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)使砂和砂桶質(zhì)量盡量

些.(填“大”或“小“）

（2）保持小車所受拉力不變，改變小車的質(zhì)量，多次重復(fù)測(cè)量．在某次實(shí)驗(yàn)中根據(jù)測(cè)得的多組數(shù)據(jù)可畫出關(guān)系圖線．

一同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中并沒有采取平衡摩擦力的措施，則畫出的圖線可能（b）中的

。（填“甲”或“乙”或“丙”）

（3）另一同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過程中保持水車的質(zhì)量不變，改變砂和砂桶的質(zhì)量，畫出的a一F圖線如圖(c)所示，造成這種現(xiàn)象的主要原因是

。

A．木板與水平面間的夾角太大

B．木板與水平面間的夾角太小

C．砂和砂桶的總質(zhì)量較大

D．所用小車的質(zhì)量較大參考答案：三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖所示的裝置研究“小車運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律”。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作頻率為50Hz。實(shí)驗(yàn)的部分步驟如下：a．將木板的左端墊起，以平衡小車的摩擦力；b．在小車中放入砝碼，紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，連在小車后端，用細(xì)線連接小車和鉤碼；c．將小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，接通電源，釋放小車，小車拖動(dòng)紙帶，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，斷開電源；d．改變鉤碼或小車中砝碼的質(zhì)量，更換紙帶，重復(fù)b、c的操作。

（1）設(shè)鉤碼質(zhì)量為m1、砝碼和小車總質(zhì)量為m2，重力加速度為g，則小車的加速度為：a=

▲

（用題中所給字母表示）；

（2）下圖是某次實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，在紙帶上取計(jì)數(shù)點(diǎn)O、A、B、C、D和E，用最小刻度是毫米的刻度尺進(jìn)行測(cè)量，讀出各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的刻度x，通過計(jì)算得到各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O的距離s以及對(duì)應(yīng)時(shí)刻小車的瞬時(shí)速度v。請(qǐng)將C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的測(cè)量xC值和計(jì)算速度vC值填在下表中的相應(yīng)位置。

（3）實(shí)驗(yàn)小組通過繪制Δv2-s圖線來分析運(yùn)動(dòng)規(guī)律（其中Δv2=v2-v02，v是各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)刻小車的瞬時(shí)速度，v0是O點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)刻小車的瞬時(shí)速度）。他們根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖中標(biāo)出了O、A、B、D、E對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，請(qǐng)你在該圖中標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)C對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，并畫出Δv2-s圖線。

（4）實(shí)驗(yàn)小組繪制的Δv2-s圖線的斜率k=

▲

（用題中所給字母表示），若發(fā)現(xiàn)該斜率大于理論值，其原因可能是

▲

。參考答案：(1)（2）6.00,0.54（3）（說明：該點(diǎn)坐標(biāo)為（5，0.20））（4），木板的左側(cè)墊的過高15.在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)中，有下列實(shí)驗(yàn)步驟：（a）在桌上放一塊方木板，在方木板上墊一張白紙，把橡皮條的一端固定在板上的A點(diǎn)。（b）只用一只彈簧秤，通過細(xì)繩把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同樣位置O，記下彈簧秤的示數(shù)F′和細(xì)繩的方向，按同樣比例做出力F′的圖示。（c）改變兩個(gè)分力的大小和夾角，再做兩次實(shí)驗(yàn)。（d）記下兩只彈簧秤的示數(shù)F1、F2及結(jié)點(diǎn)的位置，描下兩條細(xì)繩的方向，在紙上按比例做出力F1和F2的圖示，用平行四邊形定則求出合力F。（e）比較力F′與F，可以看出，它們?cè)趯?shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)是相等的。（f）把兩條細(xì)繩系在橡皮條的另一端，通過細(xì)繩用兩個(gè)彈簧秤互成角度拉橡皮條，橡皮條伸長，使結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O。完成下列填空：（1）上述步驟中，正確的順序是

(填寫步驟前面的字母)。（2）下列哪些措施能減小實(shí)驗(yàn)誤差___________。A．兩條細(xì)繩必須等長B．彈簧秤、細(xì)繩、橡皮條都應(yīng)與木板平面平行C．拉橡皮條的細(xì)繩要稍長一些，標(biāo)記同一條細(xì)繩的方向時(shí)兩標(biāo)記點(diǎn)要適當(dāng)遠(yuǎn)一些D．實(shí)驗(yàn)前先把實(shí)驗(yàn)所用的兩只彈簧秤的鉤子相互鉤住平放在桌面上，向相反方向拉動(dòng)，檢查讀數(shù)是否相同，若不同，則進(jìn)行調(diào)節(jié)使之相同

參考答案：（1）afdbec

（2）BCD

四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里，MN為其左邊界．磁場(chǎng)中放置一半徑為R的圓柱形金屬圓筒，圓心O到MN的距離OO1=2R，金屬圓筒軸線與磁場(chǎng)平行．金屬圓筒用導(dǎo)線通過一個(gè)電阻r0接地，最初金屬圓筒不帶電．現(xiàn)有一電子槍對(duì)準(zhǔn)金屬圓桶中心O射出電子束，電子束從靜止開始經(jīng)過加速電場(chǎng)后垂直于左邊界MN向右射入磁場(chǎng)區(qū)，已知電子質(zhì)量為m，電量為e．電子重力忽略不計(jì)．求：（1）最初金屬圓筒不帶電時(shí)，則a．當(dāng)加速電壓為U時(shí)，電子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小；b．加速電壓滿足什么條件時(shí)，電子能夠打到圓筒上；（2）若電子束以初速度v0進(jìn)入磁場(chǎng)，電子都能打到金屬圓筒上（不會(huì)引起金屬圓筒內(nèi)原子能級(jí)躍遷），則當(dāng)金屬圓筒上電量達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定時(shí)，測(cè)量得到通過電阻r0的電流恒為I，忽略運(yùn)動(dòng)電子間的相互作用和金屬筒的電阻，求此時(shí)金屬圓筒的電勢(shì)φ和金屬圓筒的發(fā)熱功率P．（取大地電勢(shì)為零）參考答案：解：（1）a．設(shè)電子經(jīng)過電場(chǎng)加速后的速度為v1，由動(dòng)能定理，有：解得：b．令電子恰好打在圓筒上時(shí)，加速電壓為U0，設(shè)電子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度為v2，軌道半徑為r，做出電子的軌跡如圖所示，O2為軌道的圓心．由幾何關(guān)系得：r2+（2R）2=（r+R）2解得：磁偏轉(zhuǎn)過程，根據(jù)牛頓第二定律，有：直線加速過程，根據(jù)動(dòng)能定理，有：解得：所以當(dāng)時(shí)，電子能夠打到圓筒上．（2）當(dāng)圓筒上的電量達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定時(shí)，圓筒上的電荷不再增加，此時(shí)通過r0的電流方向向上．根據(jù)歐姆定律，圓筒跟地面間的電壓大小為：U1=Ir0由0﹣φ=U1可得：φ=﹣Ir0單位時(shí)間內(nèi)到達(dá)圓筒的電子數(shù)：故單位時(shí)間內(nèi)到達(dá)圓筒上的電子的總能量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電阻消耗的能量：所以圓筒的發(fā)熱功率：P=E﹣Er=﹣I2r0答：（1）a．當(dāng)加速電壓為U時(shí)，電子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為；b．加速電壓滿足條件時(shí)，電子能夠打到圓筒上；（2）此時(shí)金屬圓筒的電勢(shì)φ為=Ir0，金屬圓筒的發(fā)熱功率P為﹣I2r0．【考點(diǎn)】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)；牛頓第二定律；向心力；帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)．【分析】（1）a．根據(jù)動(dòng)能定理對(duì)直線加速過程列式求解即可；b．先作出電子恰好打在圓筒上的臨界軌跡，結(jié)合幾何關(guān)系得到軌道半徑；然后根據(jù)牛頓第二定律并結(jié)合洛倫茲力提供向心力列式；最后聯(lián)立求解即可；（2）先根據(jù)歐姆定律求解電阻r0的電勢(shì)差，再根據(jù)電勢(shì)差的定義求解金屬圓筒的電勢(shì)；根據(jù)電荷守恒定律求解單位時(shí)間內(nèi)到達(dá)圓筒上的電子數(shù)目，得到電子提供的總能量，根據(jù)焦耳定律求解電阻R0的單位時(shí)間熱量，最后根據(jù)能量守恒定律求解金屬圓筒的發(fā)熱功率P．17.如圖所示，寬度為L＝0.20m的足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上，導(dǎo)軌的一端連接阻值為R=1.0Ω的電阻。導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為