2021-2022學年上海啟秀實驗中學高三物理下學期期末試題含解析

2021-2022學年上海啟秀實驗中學高三物理下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）如圖所示，用一根輕彈簧懸掛一個物體，從彈簧處于原長位置將物體由靜止釋放，在物體向下運動過程中，以下說法正確的是（）A．物體的速度不斷增大B．物體的加速度不斷增大C．物體的動能與彈簧的彈性勢能之和不斷增大D．物體的動能與重力勢能之和保持不變參考答案：考點：牛頓第二定律；胡克定律．專題：牛頓運動定律綜合專題．分析：分析物體釋放過程中受力，根據胡克定律分析彈力如何變化，確定合力如何變化，根據牛頓第二定律判斷加速度如何變化．根據系統(tǒng)的機械能守恒分析物體的動能與彈簧的彈性勢能之和、動能與重力勢能之和如何變化．解答：解：A、B物體釋放過程中，受到重力和彈簧向上的拉力，彈簧的拉力先小于重力，物體的合力向下，與速度同向，物體的速度不斷增大，根據牛頓第二定律得知，加速度不斷減??；后來彈簧的拉力大于重力，合力向上，與速度反向，物體速度減小，加速度增大．故速度先增大后減小，加速度先減小后反向增大．故AB錯誤．C、D由于只有重力和彈簧的彈力做功，系統(tǒng)的機械能守恒，則知：物體的重力勢能、動能與彈簧的彈性勢能總和不變，隨著物體向下運動，其重力勢能減小，彈簧的彈性勢能增大，則物體的動能與彈簧的彈性勢能之和不斷增大，物體的動能與重力勢能之和減?。蔆正確，D錯誤．故選C點評：本題關鍵從兩個角度分析：一是力的角度，抓住彈簧的彈力可變性，分析物體的運動情況；二是從能量的角度分析系統(tǒng)能量的變化情況．2.汽車以72km/h的速度通過凸形橋最高點時，對橋面的壓力是車重的3/4，則當車對橋面最高點的壓力恰好為零時，車速為A．40km/h

B．40m/s

C．120km/h

D．120m/s參考答案：B3.（多選）對電場力做功與電勢能變化的關系，以下說法正確的是

(

)

A．電場力做正功，電勢能增加

B．電場力做正功，電勢能減少

C．電場力做負功，電勢能增加

D．電場力做負功，電勢能減少參考答案：BC4.如圖所示，實線為電場線，虛線為等勢線，且AB=BC，電場中的A、B、C三點的場強分別為EA、EB、EC，電勢分別為、、，AB、BC間的電勢差分別為UAB、UBC，則下列關系中正確的有A.＞＞

B.EC＞EB＞EAC.UAB＜UBC

D.UAB＝UBC參考答案：答案：ABC

解析：考查靜電場中的電場線、等勢面的分布知識和規(guī)律。A、B、C三點處在一根電場線上，沿著電場線的方向電勢降落，故φA＞φB＞φC，A正確；由電場線的密集程度可看出電場強度大小關系為EC＞EB＞EA，B對；電場線密集的地方電勢降落較快，故UBC＞UAB，C對D錯。

5.2006年美國和俄羅斯的科學家利用回旋加速器，通過（鈣48）轟擊（锎249）發(fā)生核反應，成功合成了第118號元素，這是迄今為止門捷列夫元素周期表中原子序數最大的元素，實驗表明，該元素的原子核先放出3個相同的粒子x，再連續(xù)經過3次α衰變后，變成質量為282的第112號元素的原子核，則上述過程中的粒子x是

A．中子

B．質子

C．電子

D．α粒子參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.下表是按照密立根的方法進行實驗時得到的某金屬的UC和v的的幾組數據。(UC是遏制電壓)UC/V0.5410.6370.7140.8090.878v/l014Hz5.6445.8886.0986.3036.501請根據上表的數據在答題紙對應的坐標中作出UC-v圖象；從圖象中可知這種金屬的截止頻率為

；已知e=1.6010-19C，用給出的數據結合圖象算出普朗克常量為

。參考答案：7.（4分）從某金屬表面逸出光電子的最大初動能與入射光的頻率的圖像如下圖所示，則這種金屬的截止頻率是__________HZ；普朗克常量是____________J/HZ。參考答案：4.3(±0.1)×1014Hz

(6.2～6.8)×10-34Js8.如圖所示是飲水器的自動控制電路。左邊是一個在水溫較低時對水加熱的容器，內有密封絕緣的電熱絲發(fā)熱器和接觸開關S1。只要有水浸沒S1，它就會導通；水面低于S1時，不會加熱。（1）Rx是一個熱敏電阻，低溫時呈現高電阻，右邊P是一個___________（選填“與”、“或”、“非”）邏輯門，接在0～5V電源之間，圖中J是一個繼電器，可以控制發(fā)熱器工作與否。Ry是一個可變電阻，低溫時Rx應_____________（選填“遠大于”、“遠小于”）Ry。（2）請闡述飲水機的自動加熱原理：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。參考答案：（1）與；遠大于。（每空2分）

（2）當水溫較低時，Rx阻值較大，A為高電勢，且有水浸沒S1，B也為高電勢，則QC之間才有高電壓輸出，電磁繼電器有電流通過，將吸動S2閉合，發(fā)熱器工作。（表述合理酌情給分）9.如圖所示的邏輯電路由一個“________”門和一個“非”門組合而成；當輸入端“A=1”、“B=0”時，輸出端“Z=______”。參考答案：

答案：或10.（5分）在某次光電效應實驗中，得到的遏止電壓Uc與入射光的頻率v的關系如圖所示，若該直線的斜率和截距分別為k和b，電子電荷量的絕對值為e，則普朗克常量可表示為

，所用材料的逸出功可表示為

。參考答案：ek

－eb試題分析：光電效應中，入射光子能量，克服逸出功后多余的能量轉換為電子動能，反向遏制電壓；整理得，斜率即，所以普朗克常量，截距為，即，所以逸出功考點：光電效應

11.在“驗證牛頓運動定律”實驗中，所用的實驗裝置如圖所示。在調整帶滑輪木板的傾斜程度時，應使小車在不受牽引力時能拖動紙帶沿木板勻速運動。小車的質量為M，盤和盤中重物的總質量為m，保持M不變，研究小車的加速度與力的關系時，在

條件下，mg近似等于小車運動時所受的拉力。實驗中打出的一條紙帶如下圖所示，紙帶上相鄰兩個計數點之間有四個實際點未畫出，已知交流電頻率為50HZ，AB=19.9mm，AC=49.9mm，AD=89.9mm，AE=139.8mm，則打該紙帶時小車的加速度大小為

m/s2(保留兩位有效數字)參考答案：m<<M，1.012.有一直角架AOB，AO水平放置，表面粗糙。OB豎直向下，表面光滑。AO上套有一個小環(huán)P，OB上套有一個小環(huán)Q，兩環(huán)質量均為m，兩環(huán)間由一根質量可忽略、不可伸長的細繩相連，并在某一位置平衡（如圖13）?，F將P環(huán)向左移一小段距離，兩環(huán)再次達到平衡，移動后和移動前比較，AO桿對P環(huán)的支持力N；細繩的拉力T

。參考答案：不變，變大13.（12分）完成下列核反應方程，并說明其應類型（1）

,屬

（2）

,屬

參考答案：（1），裂變；（2），聚變三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（簡答）如圖所示，在水平地面上固定一傾角θ=37°、表面光滑的斜面，物體A以初速度v1沿斜面上滑，同時在物體A的正上方，有一物體B以初速度v2=2.4m/s水平拋出，當A上滑到最高點時，恰好被B物體擊中．A、B均可看作質點，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2．求：（1）物體A上滑時的初速度v1；（2）物體A、B間初始位置的高度差h．參考答案：（1）物體A上滑時的初速度v1是6m/s．（2）物體A、B間初始位置的高度差h是6.8m．解：（1）物體A上滑過程中，由牛頓第二定律得：mgsinθ=ma設物體A滑到最高點所用時間為t，由運動學公式：0=v1﹣at物體B做平拋運動，如圖所示，由幾何關系可得：水平位移x=；其水平方向做勻速直線運動，則x=v2t聯立可得：v1=6m/s（2）物體B在豎直方向做自由落體運動，則hB=物體A在豎直方向：hA=如圖所示，由幾何關系可得：h=hA+hB聯立得：h=6.8m答：（1）物體A上滑時的初速度v1是6m/s．（2）物體A、B間初始位置的高度差h是6.8m．15.如圖所示，熒光屏MN與x軸垂直放置，熒光屏所在位置橫坐標x0＝40cm，在第一象限y軸和MN之間存在沿y軸負方向的勻強電場，在第二象限有半徑R＝10cm的圓形磁場，磁感應強度大小B＝0.4T，方向垂直xOy平面向外。磁場的邊界和x軸相切于P點。在P點有一個粒子源，平行于坐標平面，向x軸上方各個方向發(fā)射比荷為1.0×108C./kg的帶正電的粒子，已知粒子的發(fā)射速率v0＝4.0×106m/s。不考慮粒子的重力粒子間的相互作用。求(1)帶電粒子在磁場中運動的軌跡半徑;(2)若所有帶電粒子均打在x軸下方的熒光屏上，求電場強度的最小值參考答案：（1）（2）【詳解】（1）粒子在磁場中做圓周運動，其向心力由洛倫茲力提供，即：，則；（2）由于r＝R，所以所有粒子從右半圓中平行x軸方向進入電場進入電場后，最上面的粒子剛好從Q點射出電場時，電場強度最小，粒子進入電場做類平拋運動，水平方向上豎直方向，聯立解得最小強度為：；四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（12分）一卡車拖掛一相同質量的車廂，在水平直道上以的速度勻速行駛，其所受阻力可視為與車重成正比，與速度無關。某時刻，車廂脫落，并以大小為的加速度減速滑行。在車廂脫落后，司機才發(fā)覺并緊急剎車，剎車時阻力為正常行駛時的3倍。假設剎車前牽引力不變，求卡車和車廂都停下后兩者之間的距離。參考答案：解析：設卡車的質量為M，車所受阻力與車重之比為μ；剎車前卡車牽引力的大小為F，卡車剎車前后加速度的大小分別為a1和a2。重力加速度大小為g。由牛頓第二定律有F-2μMg=0

①F-μMg=Ma1

②μMg=Ma

③3μMg=Ma2

④設車廂脫落后，t=3s內卡車行駛的路程為s1，末速度為v1，根據運動學公式有

⑤

⑥

⑦式中，s2是卡車在剎車后減速行駛的路程。設車廂脫落后滑行的路程為有

⑧卡車和車廂都停下來后相距

⑨由①至⑨式得 ⑾帶入題給數據得

⑿17.（10分）一位摩托車手參加比賽，要求摩托車從靜止開始沿直道行駛218m，然后駛入一段半圓形的彎道。該摩托車的啟動加速度大小是4m/s2，制動加速度大小是8m/s2，摩托車在直道上行駛的最大速度可達40m／s，但在彎道上為防止因離心作用而偏出車道，最大速度只能為20m／s。為了使摩托車在盡量短的時間內走完直道然后以最大彎道速度在彎道上行駛，該摩托車手在直道上行駛所用的最短時間是多少？參考答案：18.如圖所示為某工廠的貨物傳送裝置，水平運輸帶與一斜面MP連接，運輸帶運行的速度為v0=5m/s。在運輸帶上的N點將一小物體輕輕的放在上面，N點距運輸帶的右端x=l.5m，小物體的質量為m=0.4kg，設貨物到達斜面最高點P時速度恰好為零，斜面長度L=0.6m，它與運輸帶的夾角為θ=300，連接M是平滑的，小物體在此處無碰撞能量損失，小物體與斜面間的動摩擦因數為。（g=10m/s2。空氣阻力不計）求：(1)小物體運動到運輸帶右端時的速度大??；(2)小物體與運輸帶間的動摩擦因數；

(3)小物體在運輸帶上運動的過程中由于摩擦而產生的熱量。參考答案：

（1）對物體在斜面上受力分析，由牛頓第二定律得，