遼寧省阜新市第二十一高級中學高三物理上學期期末試卷含解析

遼寧省阜新市第二十一高級中學高三物理上學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.（單選）如圖所示，質(zhì)量分別為mA、mB的兩物塊A、B疊放在一起，若它們共同沿固定在水平地面上傾角為的斜面勻速下滑。則A.A、B間無摩擦力B.B與斜面間的動摩擦因數(shù)=tanC.A、B間有摩擦力，且B對A的摩擦力對A做負功D.B對斜面的摩擦力方向沿斜面向上參考答案：B解析：A、因為A處于平衡狀態(tài)，A受重力、支持力以及B對A的靜摩擦力平衡，知A、B間有摩擦力．摩擦力的方向沿A與B的接觸面斜向上，向下滑動的過程中，摩擦力的方向與A的速度方向的夾角為銳角，所以B對A的摩擦力對A做正功．故A、C錯誤．B、A、B能一起勻速下滑，對整體分析，受重力、支持力和滑動摩擦力，有：Mgsinθ=μMgcosθ，可得μ=tanα．斜面對B的摩擦力方向沿斜面向上，所以B對斜面的摩擦力方向沿斜面向下．故B正確．D錯誤；故選B．2.下列說法正確的是（）A．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示了原子的核式結(jié)構(gòu)B．一群處于n=3能級激發(fā)態(tài)的氫原子，自發(fā)躍遷時能發(fā)出最多6種不同頻率的光C．放射性元素發(fā)生一次β衰變，原子序數(shù)增加1D．U的半衰期約為7億年，隨著地球環(huán)境的不斷變化，半衰期可能變短參考答案：C【考點】原子核衰變及半衰期、衰變速度；氫原子的能級公式和躍遷；天然放射現(xiàn)象．【分析】天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示了原子核具有復雜結(jié)構(gòu)；n=3能級激發(fā)態(tài)的氫原子，自發(fā)躍遷時能發(fā)出3種不同頻率的光；根據(jù)質(zhì)量數(shù)與質(zhì)子數(shù)守恒，可知，一次β衰變，原子序數(shù)增加1；元素的半衰期與環(huán)境無關，與元素的化合態(tài)，還是單質(zhì)無關．【解答】解：A、天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示了原子核具有復雜結(jié)構(gòu)，故A錯誤；B、一群處于n=3能級激發(fā)態(tài)的氫原子，自發(fā)躍遷時能發(fā)出3種不同頻率的光，分別是從n=3到n=2，從n=3到n=1，從n=2到n=1，故B錯誤；C、根據(jù)質(zhì)量數(shù)與質(zhì)子數(shù)守恒，則有放射性元素發(fā)生一次β衰變，原子序數(shù)增加1，故C正確；D、半衰期不隨著地球環(huán)境的變化而變化，故D錯誤；故選：C．3.（多選）（2010?寧夏）如圖所示，在外力作用下某質(zhì)點運動的υ﹣t圖象為正弦曲線．從圖中可以判斷（） A． 在0～t1時間內(nèi)，外力做正功 B． 在0～t1時間內(nèi)，外力的功率逐漸增大 C． 在t2時刻，外力的功率最大 D． 在t1～t3時間內(nèi)，外力做的總功為零參考答案：AD考點：功的計算；功率、平均功率和瞬時功率解：A、在0～t1時間內(nèi)，由圖象可知，物體的速度沿正方向，加速度為正值且減小，故力與速度方向相同，故外力做正功；故A正確；B、圖象斜率表示加速度，加速度對應合外力，合外力減小，速度增大；由圖象可知0時刻速度為零，t1時刻速度最大但拉力為零，由P=Fv可知外力的功率在0時刻功率為零，t1時刻功率也為零，可知功率先增大后減小，B錯誤．C、t2時刻物體的速度為零，由P=Fv可知外力的功率為零，故C錯誤．D、在t1～t3時間內(nèi)物體的動能變化為零，由動能定理可知外力做的總功為零，故D正確；故選AD4.（單選）如圖所示，一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，實線和虛線分別表示t1=0和t2=0.5s時的波形（已知波的周期T＞0.5s），則能正確反映t3=7.0s時波形的圖是（）A．B．C．D．參考答案：考點：波長、頻率和波速的關系；橫波的圖象．分析：根據(jù)兩時刻的波形，結(jié)合條件T＞0.5s，定出周期與時間的關系，求出周期．求出時間t3=7.0s與周期的倍數(shù)，根據(jù)波形的平移，確定t3=7.0s時波形圖．解答：解：由題意，簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t1=0和t2=0.5s（T＞0.5s）時的波形得到實線波形到形成虛線波形波傳播距離為λ，經(jīng)過T時間．則有T=t2﹣t1，T=4（t2﹣t1）=2s，即t3=7.0s因為經(jīng)過整數(shù)倍周期時間波形重復，故t3=7.0s時刻與t=3T時刻波形相同．則波形為波向右平移λ的波形．故選：C．點評：本題如沒有T＞0.5s條件限制，則周期、波傳播的距離等是通項式．對于兩個時刻的波形關系，常常用波形平移的方法研究．但要注意，波形平移，質(zhì)點并沒有遷移．5.電動勢為E、內(nèi)阻為r的電源與定值電阻R1、R2及滑動變阻器R連接成如圖中所示的電路,當滑動變阻器的觸頭由中點滑向b端時,下列說法正確的是

A.電壓表和電流表讀數(shù)都增大

B.電壓表和電流表讀數(shù)都減小

C.電壓表讀數(shù)增大,電流表讀數(shù)減小

D.電壓表讀數(shù)減小,電流表讀數(shù)增大參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.歐洲天文學家發(fā)現(xiàn)了一顆可能適合人類居住的行星。若該行星質(zhì)量為M，半徑為R，萬有引力恒量為G，則繞該行星運動的衛(wèi)星的第一宇宙速度是______________。設其質(zhì)量是地球的5倍，直徑是地球的1.5倍，在該行星表面附近沿圓軌道運行的人造衛(wèi)星的動能為Ek1，在地球表面附近沿圓軌道運行的相同質(zhì)量的人造衛(wèi)星的動能為Ek2，則為______________。參考答案：，10/37.從離地面高度為h處有自由下落的甲物體，同時在它正下方的地面上有乙物體以初速度v0豎直上拋，要使兩物體在空中相碰，則做豎直上拋運動物體的初速度v0應滿足什么條件？________（不計空氣阻力，兩物體均看作質(zhì)點）.若要乙物體在下落過程中與甲物體相碰，則v0應滿足什么條件？________參考答案：v0≥，≤v0≤8.氫原子能級及各能級值如圖所示．當大量氫原子從第4能級向第2能級躍遷時，可以釋放出3種不同頻率的光子，所釋放的光子最小頻率為（用普朗克常量h和圖中給出的能級值字母表示）．參考答案：【考點】：氫原子的能級公式和躍遷．【專題】：原子的能級結(jié)構(gòu)專題．【分析】：根據(jù)hγ=Em﹣En，可知在何能級間躍遷發(fā)出光的頻率最?。航猓寒敶罅繗湓訌牡?能級向第2能級躍遷時，可以釋放出3種不同頻率的光子；分別是n=4向n=3，n=3向n=2，以及n=4向n=2三種．因為放出的光子能量滿足hγ=Em﹣En，知，從n=4能級躍遷到n=3能級發(fā)出光的頻率最??；則有：hγ=E4﹣E3，所以：γ=．故答案為：3；【點評】：解決本題的關鍵知道能級間躍遷放出或吸收光子的能量滿足hγ=Em﹣En．9.如圖所示，傾角θ的固定光滑斜面上放置質(zhì)量m的小物塊A。某時刻用豎直向下的恒力壓物體A使其靜止起加速下滑，同時B物體從同高度自由落體。兩者同時到地面，則恒力的大小為

；若B物體質(zhì)量也為m，則兩者落地瞬間，A物體重力的功率PA

B物體重力的功率PB（選填“大于”，“小于”或“等于”）。參考答案：mg/tan2θ；等于10.用光照射某金屬，使它發(fā)生光電效應現(xiàn)象，若增加該入射光的強度，則單位時間內(nèi)從鋁板表面逸出的光電子數(shù)_________，從表面逸出的光電子的最大動量大小__________（填“增加”“減小”或“不變”）參考答案：增加

不變

11.質(zhì)量為20kg的小孩，平推一質(zhì)量為4kg的物體使它得到對地4m/s的速度，若小孩靠著墻，則小孩做功為___________，若小孩站在光滑的冰面上，則小孩做的功將是_________。參考答案：32J，38.4J12.在光電效應實驗中，某金屬的截止頻率相應的波長為λ0，該金屬的逸出功為________．若用波長為λ(λ<λ0)的單色光做該實驗，則其遏止電壓為________．(已知電子的電荷量、真空中的光速和普朗克常量分別為e、c和h)參考答案：13.如圖甲，水平面內(nèi)的三個質(zhì)點分別位于直角三角形ABC的三個頂點上，已知AB=3m，AC=4m。t0=0時刻A、B同時開始振動，此后形成的波動圖象均如圖乙，所形成的機械波在水平面內(nèi)傳播，在t=4s時C點開始振動。則該機械波的傳播速度大小為_________；兩列波相遇后，C點振動_________（填“加強”或“減弱”）。該列波的波長是______m，周期是______s。參考答案：（1）1m／s

減弱

2m

2s

三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.(2)一定質(zhì)量的理想氣體，在保持溫度不變的情況下，如果增大氣體體積，氣體壓強將如何變化？請你從分子動理論的觀點加以解釋．如果在此過程中氣體對外界做了900J的功，則此過程中氣體是放出熱量還是吸收熱量？放出或吸收多少熱量？(簡要說明理由)參考答案：一定質(zhì)量的氣體，溫度不變時，分子的平均動能一定，氣體體積增大，分子的密集程度減小，所以氣體壓強減?。欢ㄙ|(zhì)量的理想氣體，溫度不變時，內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學第一定律，當氣體對外做功時氣體一定吸收熱量，吸收的熱量等于氣體對外做的功，即900J.15.靜止在水平地面上的兩小物塊A、B，質(zhì)量分別為mA=l.0kg，mB=4.0kg；兩者之間有一被壓縮的微型彈簧，A與其右側(cè)的豎直墻壁距離l=1.0m，如圖所示。某時刻，將壓縮的微型彈簧釋放，使A、B瞬間分離，兩物塊獲得的動能之和為Ek=10.0J。釋放后，A沿著與墻壁垂直的方向向右運動。A、B與地面之間的動摩擦因數(shù)均為u=0.20。重力加速度取g=10m/s2。A、B運動過程中所涉及的碰撞均為彈性碰撞且碰撞時間極短。（1）求彈簧釋放后瞬間A、B速度的大?。唬?）物塊A、B中的哪一個先停止？該物塊剛停止時A與B之間的距離是多少？（3）A和B都停止后，A與B之間的距離是多少？參考答案：（1）vA=4.0m/s，vB=1.0m/s；（2）A先停止；0.50m；（3）0.91m；分析】首先需要理解彈簧釋放后瞬間的過程內(nèi)A、B組成的系統(tǒng)動量守恒，再結(jié)合能量關系求解出A、B各自的速度大?。缓苋菀着卸ˋ、B都會做勻減速直線運動，并且易知是B先停下，至于A是否已經(jīng)到達墻處，則需要根據(jù)計算確定，結(jié)合幾何關系可算出第二問結(jié)果；再判斷A向左運動停下來之前是否與B發(fā)生碰撞，也需要通過計算確定，結(jié)合空間關系，列式求解即可?！驹斀狻浚?）設彈簧釋放瞬間A和B的速度大小分別為vA、vB，以向右為正，由動量守恒定律和題給條件有0=mAvA-mBvB①②聯(lián)立①②式并代入題給數(shù)據(jù)得vA=4.0m/s，vB=1.0m/s（2）A、B兩物塊與地面間的動摩擦因數(shù)相等，因而兩者滑動時加速度大小相等，設為a。假設A和B發(fā)生碰撞前，已經(jīng)有一個物塊停止，此物塊應為彈簧釋放后速度較小的B。設從彈簧釋放到B停止所需時間為t，B向左運動的路程為sB。，則有④⑤⑥在時間t內(nèi)，A可能與墻發(fā)生彈性碰撞，碰撞后A將向左運動，碰撞并不改變A的速度大小，所以無論此碰撞是否發(fā)生，A在時間t內(nèi)的路程SA都可表示為sA=vAt–⑦聯(lián)立③④⑤⑥⑦式并代入題給數(shù)據(jù)得sA=1.75m，sB=0.25m⑧這表明在時間t內(nèi)A已與墻壁發(fā)生碰撞，但沒有與B發(fā)生碰撞，此時A位于出發(fā)點右邊0.25m處。B位于出發(fā)點左邊0.25m處，兩物塊之間的距離s為s=025m+0.25m=0.50m⑨（3）t時刻后A將繼續(xù)向左運動，假設它能與靜止的B碰撞，碰撞時速度的大小為vA′，由動能定理有⑩聯(lián)立③⑧⑩式并代入題給數(shù)據(jù)得

故A與B將發(fā)生碰撞。設碰撞后A、B的速度分別為vA′′以和vB′′，由動量守恒定律與機械能守恒定律有

聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得

這表明碰撞后A將向右運動，B繼續(xù)向左運動。設碰撞后A向右運動距離為sA′時停止，B向左運動距離為sB′時停止，由運動學公式

由④式及題給數(shù)據(jù)得sA′小于碰撞處到墻壁的距離。由上式可得兩物塊停止后的距離四、計算題：本題共3小題，共計47分16.在xOy平面內(nèi)，第Ⅲ象限內(nèi)的直線OM是電場與磁場的邊界，0M與x軸負方向成45°角。在x＜0且OM的左側(cè)空間存在著x軸負方向的勻強電場，場強E大小為50N/C；在y＜0且OM的右側(cè)空間存在著垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度B=0.2T。如圖所示。一不計重力的帶負電的微粒，從坐標原點O沿y軸負方向以v0=4×103m/s的初速度進入磁場，已知微粒的電荷量q=-4×10-18C，質(zhì)量m=1×10-24kg，求：

（1）帶電微粒第一次經(jīng)過電、磁場邊界OM的坐標；（2）帶電微粒離開電、磁場時的位置的坐標；（3）帶電微粒在電、磁場區(qū)域運動的總時間。

參考答案：見解析解：(1)第一次經(jīng)過磁場邊界上的A點，由洛倫茲力公式和牛頓第二定律得：qv0B＝m

解得：r＝＝5×10－3m

（2分）A點位置坐標為(－5×10－3m，－5×10－3m)

（2分）經(jīng)過磁場邊界時速度方向與OM夾角為450；與電場平行。

（1分）(2)微粒從C點沿y軸正方向進入電場，做類平拋運動a＝，解得：a＝2.0×108m/s2

（1分）Δx＝at＝2r

解得：t1＝1×10－5s

（2分）Δy＝v0t1

代入數(shù)據(jù)解得Δy＝0.04m

（1分)y＝Δy－2r＝(0.04－2×5×10－3)m＝3.0×10－2m

（2分）離開電、磁場時的位置D的坐標為(0,3.0×10－2m)

（1分）(3)帶電微粒在磁場中運動的周期T＝在磁場中運動的時間t2＝tOA＋tAC＝T＋T代入數(shù)據(jù)解得：t2＝T＝s

（2分）帶電微粒第一次進入電場中做直線運動的時間t3＝2＝4.0×10－5s

（2分）帶電微粒在電、磁場區(qū)域運動的總時間t＝t1＋t2＋t3＝s

（2分）17.（18分）如圖所示，坐標空間中有場強為E的勻強電場和磁感應強度為B的勻強磁場，y軸為兩種場的分界面，圖中虛線為磁場區(qū)的右邊界?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電量為-q的帶電粒子，從電場中的P點以初速度V0沿x軸正方向開始運動，已知P點的坐標為（－L，0）且，試求：

（1）帶電粒子運動到Y(jié)軸上時的速度（2）要使帶電粒子能穿越磁場區(qū)域而不再返回到電場中，磁場的寬度最大為多少（不計帶電粒子的重力）參考答案：解析：（1）粒子在電場中做類平拋運動，豎直速度Vy=