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1、山东省临沂市临沭县石门镇初级中心中学2021年高三物理上学期期末试题含解析一、 选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分每小题只有一个选项符合题意1. 某人在地面上用弹簧测力计称得其体重为490 N他将弹簧测力计移至电梯内称其体重，t0至t3时间段内，弹簧测力计的示数如图所示，电梯运行的vt图可能是图 中的(取电梯向上运动的方向为正) ( ) 参考答案：AD2. 一行星绕恒星做圆周运动，由天文观测可得，其运动周期为T，速度为v，引力常量为G，则下列说法错误的是 A恒星的质量为 B恒星的质量为 C行星运动的轨道半径为 D行星运动的加速度为参考答案：B根据圆周运动知识，由V= 得到行星运动的轨
2、道半径为r= ，C正确，根据万有引力提供向心力，列出等式：G =m r ，由得M= ，故A正确B错误。据a= 由得：行星运动的加速度为 ，D正确。3. 在真空中某点固定一个带负电荷的金属小球A，可视为点电荷，所带电量Q 1.0105 C，在离它10 cm处放置另一个带负电的检验电荷B，以下描述正确的是A. 若规定无穷远处电势为零，则B所在的位置电势为负值B. 将B向A靠近，则其电势降低，电势能减小C. A中所有电子所带电量之和为1.0105 CD. B所在的位置电场强度大小E9.0106 N/C，方向与电荷B所受电场力方向相同，背离A参考答案：A【详解】A、规定无穷远处电势为零，沿着电场线方向
3、电势降低，则负电荷周围电势为负，故A正确；B、B向A靠近，则电势降低，B带负电荷，电场力做负功则电势能应该增大，故B错误；C、是指正、负电荷中和之后剩余的电荷，即为净电荷，并不是所有电子电量之和，故C错误；D、根据电场强度的定义可以得到B点场强为：，其方向应该指向A，故D错误。4. 如图所示，水平地面附近，小球B以初速度v斜向上瞄准另一小球A射出，恰巧在B球射出的同时，A球由静止开始下落，不计空气阻力则两球在空中运动的过程中 AA做匀变速直线运动，B做变加速曲线运动B相同时间内B速度变化一定比A的速度变化大C两球的动能都随离地竖直高度均匀变化DA、B两球一定会相碰参考答案：C5. 描述电源能量
4、转化本领大小的物理量是（ ）（A）电动势 （B）电源的总功率 （C）端压 （D）电源的输出功率参考答案：A二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6. （1）如图所示是电磁流量计的示意图，圆管由非磁性材料制成，空间有匀强磁场，当管中的导电液体流过磁场区域时，测出管壁上MN两点的电势差大小U，就可以知道管中的液体流量Q单位时间内流过管道横截面的液体体积，已知管的直径为d，磁感应强度为B，则 关于Q的表达式正确的是_（2）已知普朗克常数为h、动能Ek、质量为m的电子其相应的德布罗意波长为_（3）读出如图游标卡尺测量的读数_cm参考答案：(1) (2) (3) 4.1207. 在如图（a）
5、所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器闭合开关S，将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端，两个电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图（b）所示则电源内阻的阻值为5，滑动变阻器R2的最大功率为0.9W参考答案：考点：闭合电路的欧姆定律；电功、电功率专题：恒定电流专题分析：由图可知两电阻串联，V1测R1两端的电压，V2测R2两端的电压；当滑片向左端滑动时，滑动变阻器接入电阻减小，则可知总电阻变化，由闭合电路欧姆定律可知电路中电流的变化，则可知内电压的变化及路端电压的变化，同时也可得出R1两端的电压变化，判断两图象所对应的电压表的示数变化；由图可知当R2全部接入及只有R1接入时两
6、电表的示数，则由闭合电路的欧姆定律可得出电源的内阻；由功率公式可求得电源的最大输出功率及滑动变阻器的最大功率解答：解：当滑片左移时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大；而R1两端的电压增大，故乙表示是V1示数的变化；甲表示V2示数的变化；由图可知，当只有R1接入电路时，电路中电流为0.6A，电压为3V，则由E=U+Ir可得：E=3+0.6r；当滑动变阻器全部接入时，两电压表示数之比为，故=；由闭合电路欧姆定律可得E=5+0.2r解得：r=5，E=6V由上分析可知，R1的阻值为5，R2电阻为20；当R1等效为内阻，则当滑动变阻器的阻值等于R+r时，
7、滑动变阻器消耗的功率最大，故当滑动变阻器阻值为10时，滑动变阻器消耗的功率最大，由闭合电路欧姆定律可得，电路中的电流I=A=0.3A，则滑动变阻器消耗最大功率 P=I2R=0.9W；故答案为：5，0.9点评：在求定值电阻的最大功率时，应是电流最大的时候；而求变值电阻的最大功率时，应根据电源的最大输出功率求，必要时可将与电源串联的定值电阻等效为内阻处理8. 氢原子能级如图所示，则要使一个处于基态的氢原子释放出一个电子而变成为氢离子，该氢离子需要吸收的能量至少是 eV；一群处于n=4能级的氢原子跃迁到n=2的状态过程中，可能辐射 种不同频率的光子。参考答案：13.6eV （3分） 3（3分）解析：
8、要使一个处于基态的氢原子释放出一个电子而变成氢离子，该氢原子需要吸收的能量至少等于氢原子的电离能13.6eV。一群处于n=4能级的氢原子跃迁到n=2的状态过程中，可能辐射2+1=3种不同频率的光子。9. 图示为探究牛顿第二定律的实验装置，该装置由气垫导轨、两个光电门、滑块和沙桶等组成。光电门可以测出滑块分别通过两个光电门的瞬时速度，导轨标尺可以测出两个光电门间的距离，另用天平测出滑块和沙桶的质量分别为M和m.下面说法正确的是_A用该装置可以测出滑块的加速度B用该装置探究牛顿第二定律时，要保证拉力近似等于沙桶的重力，因此必须满足mMC可以用该装置验证机械能守恒定律，但必须满足mMD可以用该装置探
9、究动能定理，但不必满足mM参考答案：AB10. 如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n=3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，并用这些光照射逸出功为2.49eV的金属钠。 这群氢原子能发出_种不同频率的光，其中有_种频率的光能使金属钠发生光电效应。 金属钠发出的光电子的最大初动能_eV。参考答案： 3 2 9.60eV 11. 氘核和氚核可发生热核聚变而释放巨大的能量，该反应方程为：，式中x是某种粒子。已知：、和粒子x的质量分别为2.0141u、3.0161u、4.0026u和1.0087u；1u=931.5MeV/c2，c是真空中的光速。由上述反应方程和数据可知，粒子x是
10、_，该反应释放出的能量为_ MeV（结果保留3位有效数字）；参考答案：（1） ；17.6；（2） ；（1）根据核反应方程遵循的规律可得：；根据爱因斯坦质能方程Emc2可得：E(2.0141+3.01614.00261.0087)931.5MeV17.6 MeV12. 如图（a）的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器闭合电键S后，调节滑动变阻器，将滑动变阻器的滑片从左滑向右的过程中，两电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图（b）所示。则滑动变阻器的最大阻值为 ，滑动变阻器消耗的最大功率为 W。参考答案：20, 0.9 13. 氢原子的能级图如图所示，一群处于n=4能级的氢原子向较低能
11、级跃迁,能产生 种不同频率的光子，其中频率最大的光子是从n=4的能级向n= 的能级跃迁所产生的。参考答案：6 1三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14. 某实验小组用如图所示的实验装置和实验器材做“探究恒力对小车做功与小车动能改变的关系”实验，在实验中，该小组同学进行了平衡摩擦力后，把砂和砂桶的总重力当作小车受到的合外力。除实验装置中的仪器外，还需要的测量仪器有_。如图为实验中打出的一条纸带，现选取纸带中的A、B两点来探究“恒力对小车做功与小车动能改变的关系”。已知打点计时器的打点周期为T，重力加速度为g。图中已经标明了要测量的物理量，另外，小车的质量为M，砂和砂桶的总质量为
12、m，M远大于m。用题中给出的字母，恒力对小车做的功可表示为_，小车动能的改变量可表示为_，只要推导出二者在误差范围内相等即可得出结论。参考答案：实验中需要用刻度尺测量纸带上的点距，用天平测量小车和砂桶与砂的质量。恒力对小车做的功可表示为mgx，由中点时刻的瞬时速度等于平均速度可知小车动能的改变量为。15. 某研究性学习小组用如图（a）所示装置验证机械能守恒定律。让一个摆球由静止开始从A位置摆到B位置，若不考虑空气阻力，小球的机械能应该守恒，即，但直接测量摆球到达B点的速度v比较困难，现利用平抛的特性来间接地测出v。ks5u如图（a）中，悬点正下方一竖直立柱上 放置一个与摆球完全相同的小球（OB
13、等于摆线长），当悬线摆至B处，摆球与小球发生完全弹性碰撞（速度互换），被碰小球由于惯性向前飞出作平抛运动。在地面上放上白纸，上面覆盖着复写纸，当小球落在复写纸上时，会在下面白纸上留下痕迹。用重锤线确定出A、B点的投影点N、M。重复实验10次（小球每一次都从同一点由静止释放），球的落点痕迹如图（b）所示，图中米尺水平放置，零刻度线与M点对齐。用米尺量出AN的高度h1、BM的高度h2，算出A、B两点的竖直距离，再量出M、C之间的距离x，即可验证机械能守恒定律。（已知重力加速度为g，两球的质量均为m。）（1）根据图（b）可以确定小球平抛时的水平射程为 m。（2）用题中所给字母表示出小球平抛时的初速度
14、v0 = 。（3）此实验中，小球从A到B过程重力势能的减少量EP = ，动能的增加量EK= ，若要验证此过程中摆球的机械能守恒，实验数据应满足一个怎样的关系 。（用题中的符号表示）参考答案：(1) 0 .6460.653 (2) (3)mg(h1h2) mg(h1h2)=x2 四、计算题：本题共3小题，共计47分16. 如图所示，一质量m1=045kg的平板小车静止在光滑的水平轨道上，车顶右端放一质量m2=02kg的小物体，小物体可视为质点，现有一质量m0= 005kg的子弹以水平速度v0=l00m/s射中小车左端，并留在车中，最终小物块以5m/s的速度与小车脱离，子弹与车相互作用时间很短，g取l0m/s2求： 子弹刚射入小车时，小车的速度大小； 小物块脱离小车时，小车的速度多大，参考答案：见解析
