山東省濰坊市青州第五中學2021-2022學年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.如圖所示，傾角為30°的光滑桿上套有一個小球和兩根輕質彈簧a、b兩彈簧的一端各與小球相連，另一端分別用小釘M、N固定于桿上，小球處于靜止狀態(tài)，設拔去小釘M瞬間，小球的加速度大小為6m/s2，若不拔去小釘M，而拔去小釘N瞬間，小球的加速度是（g取10m/s2）（

）

A．11m/s2，沿桿向上

B．11m/s2，沿桿向下

C．1m/s2，沿桿向上

D．1m/s2，沿桿向下參考答案：

答案：BC2.在如圖所示的傾角為θ的光滑斜面上，存在著兩個磁感應強度大小為B的勻強磁場，區(qū)域I的磁場方向垂直斜面向上，區(qū)域Ⅱ的磁場方向垂直斜面向下，磁場的寬度均為L，一個質量為m、電阻為R、邊長也為L的正方形導線框，由靜止開始沿斜面下滑，當ab邊剛越過GH進入磁場Ⅰ區(qū)時，恰好以速度v1做勻速直線運動；當ab邊下滑到JP與MN的中間位置時，線框又恰好以速度v2做勻速直線運動，從ab進入GH到MN與JP的中間位置的過程中，線框的動能變化量為△Ek，重力對線框做功大小為W1，安培力對線框做功大小為W2，下列說法中正確的有

A．在下滑過程中，由于重力做正功，所以有v2＞v1

B．從ab進入GH到MN與JP的中間位置的過程中，機械能守恒

C．從ab進入GH到MN與JP的中間位置的過程，有（W1－△Ek）機械能轉化為電能

D．從ab進入GH到MN與JP的中間位置的過程中，線框動能的變化量大小為△Ek=W1－W2參考答案：CD3.一衛(wèi)星繞某一行星表面附近做勻速圓周運動，其線速度大小為v。假設宇航員在該行星表面上用彈簧測力計測量一質量為m的物體重力，物體靜止時，彈簧測力計的示數(shù)為N。已知引力常量為G，則這顆行星的質量為()A.B.

C.

D.參考答案：b4.下列說法中正確的是

A.溫度相同的氫氣和氮氣，氫氣分子比氮氣分子的平均速率大B.夏天荷葉上水珠呈球形，是由于液體表面張力使其表面積收縮的緣故C.當理想氣體的體積增加時，氣體的內能一定增大D.將碳素墨水滴入清水中，觀察到布朗運動是碳分子的無規(guī)則運動E.容器內一定質量的理想氣體體積不變，溫度升高，則單位時間內撞擊容器壁的分子數(shù)增加參考答案：ABE【詳解】溫度相同的氫氣和氮氣，分子平均動能相同，由于氫氣分子質量小于氮氣分子質量，則氫氣分子比氮氣分子的平均速率大，選項A正確；夏天荷葉上水珠呈球形，是由于液體表面張力使其表面積收縮的緣故，選項B正確；當理想氣體的體積增加時，氣體對外做功，由于不知吸熱放熱情況，則不能確定氣體的內能的變化情況，選項C錯誤；將碳素墨水滴入清水中，觀察到布朗運動是碳顆粒的無規(guī)則運動，選項D錯誤；容器內一定質量的理想氣體體積不變，則氣體密度不變，溫度升高，分子平均速率增加，則單位時間內撞擊容器壁的分子數(shù)增加，選項E正確。5.勻強磁場中有四個由細導線彎曲而成的平面回路。磁場方向垂直紙面向里。如圖所示描繪了當磁場逐漸減弱時，回路中產(chǎn)生的感應電流的方向，其中錯誤的是

（

）參考答案：D二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.直升機沿水平方向勻速飛往水源取水滅火，懸掛著m=500kg空箱的懸索與豎直方向的夾角θ1＝450。直升機取水后飛往火場，加速度沿水平方向，大小穩(wěn)定在a=1.5m/s2時，懸索與豎直方向的夾角θ2＝140。如果空氣阻力大小不變，且忽略懸索的質量，則空氣阻力大小為___

___N，水箱中水的質量M約為_______kg。（sin140=0.242；cos140=0.970）（保留兩位有效數(shù)字）參考答案：試題分析：直升機沿水平方向勻速和勻加速飛行時，水箱受力情況如下圖，根據(jù)牛頓第二定律，則有，，解得，?？键c：本題考查了牛頓第二定律的應用。7.在點電荷電場中的A點分別由靜止釋放質子和α粒子，從A運動到B的過程中，電場力對質子和α粒子的沖量之比為

。參考答案：

答案：：48.1某同學為了探究桿轉動時的動能表達式，設計了如圖所示的實驗：質量為m的均勻長直桿一端固定在光滑轉軸O處，桿由水平位置靜止釋放，用光電門測出另一端A經(jīng)過某位置時的瞬時速度vA，并記下該位置與轉軸O的高度差h。⑴設桿的寬度為L（L很?。?，A端通過光電門的時間為t，則A端通過光電門的瞬時速度vA的表達式為

▲

。組

次123456h/m0.050.100.150.200.250.30vA/（m·s-1）1.231.732.122.462.743.00vA-1/（s·m-1）0.810.580.470.410.360.33vA2/（m2·s-2）1.503.004.506.057.519.00

⑵調節(jié)h的大小并記錄對應的速度vA，數(shù)據(jù)如上表。為了形象直觀地反映vA和h的關系，請選擇適當?shù)目v坐標并畫出圖象。⑶當?shù)刂亓铀俣萭取10m/s2，結合圖象分析，桿轉動時的動能Ek=

▲

（請用質量m、速度vA表示）。參考答案：⑴（3分）⑵如圖（縱坐標1分，圖象2分）⑶（2分）9.如圖所示，有一個勻強電場，方向平行于紙面。電場中有A、B、C、D四點，已知AD=DB=BC=d，且ABBC。有一個電量為q的正電荷從A點移動到B點電場力做功為2W，從B點移動到C點克服電場力做功為W。則電場中D點的電勢

（填“大于”“小于”或“等于”）C點的電勢；該電場的電場強度為

。參考答案：等于；10.(5分)如圖所示，用水平力F拉靜放在光滑水平地面A處的物體，到達B處時物體的速度大小為v，此時若改用方向相反，大小為8F的力作用在物體上，使物體能回到A處，則物體回到B處時的速度大小為

，回到A處時的速度大小為

。

參考答案：

答案：v、3v

11.某同學在學習了DIS實驗后，設計了一個測物體瞬時速度的實驗，其裝置如圖甲所示。在小車上固定擋光片（寬度為Δs），在傾斜導軌的A處放置光電門。讓小車從P點靜止下滑，再利用光電門記錄下?lián)豕馄?jīng)過A點所經(jīng)歷的時間Δt。接下來，改用不同寬度的擋光片重復上述實驗，最后運用公式計算出不同寬度的擋光片從A點開始在各自Δs區(qū)域內的，并作出圖像。

（1）當光電門傳感器A、B之間無擋光物體時，電路

；當A、B之間有物體擋光時，電路

。（填“斷開”或“接通”）（2）（多選）該同學測出4組數(shù)據(jù)，其中第3組數(shù)據(jù)發(fā)生了明顯的偏差，如圖乙所示。造成偏差的可能原因是

（

）A.小車從圖甲中P點上方靜止下滑

B.小車從圖甲中P點下方靜止下滑C.小車從圖甲中P點靜止下滑

D.小車從圖丙中P點靜止下滑（3）另一位同學測出如下圖所示的6組數(shù)據(jù)，根據(jù)圖線，可知小車的加速度大小約為

m/s2，擋光片經(jīng)過A點時的瞬間速度大小約為

m/s。參考答案：（1）斷開，接通

（各1分）

（2）AD

（2分）

（3）0.6—0.8，0.54—0.56

12.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量的人造衛(wèi)星的動能為Ek2，則為______________。參考答案：，10/313.氫原子第n能級的能量為En=，其中E1為基態(tài)能量．當氫原子由第5能級躍遷到第3能級時，發(fā)出光子的頻率為；若氫原子由第3能級躍遷到基態(tài)，發(fā)出光子的頻率為，則=

。參考答案：三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（10分）在其他能源中，核能具有能量密度大，地區(qū)適應性強的優(yōu)勢，在核電站中，核反應堆釋放的核能被轉化為電能。核反應堆的工作原理是利用中子轟擊重核發(fā)生裂變反應，釋放出大量核能。(1)核反應方程式，是反應堆中發(fā)生的許多核反應中的一種，n為中子，X為待求粒子，為X的個數(shù)，則X為________，=__________，以、分別表示、、核的質量，，分別表示中子、質子的質量，c為光的真空中傳播的速度，則在上述核反應過程中放出的核能（2）有一座發(fā)電能力為的核電站，核能轉化為電能的效率為。假定反應堆中發(fā)生的裂變反應全是本題(1)中的核反應，已知每次核反應過程中放出的核能，核的質量，求每年(1年=3.15×107s)消耗的的質量。參考答案：解析：(1)

(2)反應堆每年提供的核能

①其中T表示1年的時間以M表示每年消耗的的質量，得：

②解得:代入數(shù)據(jù)得：M=1.10×103（kg）

③15.(2)一定質量的理想氣體，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|量的理想氣體，溫度不變時，內能不變，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.四、計算題：本題共3小題，共計47分16.甲、乙兩汽車沿同一平直公路同向勻速運動,速度均為16m/s.在前面的甲車緊急剎車,加速度為a1=3m/s2,乙車由于司機的反應時間為0.5s而晚剎車,已知乙的加速度為a2=4m/s2,為了確保乙車不與甲車相撞,原來至少應保持多大的車距?參考答案：1.5m17.如圖，一上端開口、下端封閉的細長玻璃管豎直放置．玻璃管的下部封有長ll=25.0cm的空氣柱，中間有一段長為l2=25.0cm的水銀柱，上部空氣柱的長度l3=40.0cm．已知大氣壓強為P0=75.0cmHg．現(xiàn)將一活塞（圖中未畫出）從玻璃管開口處緩緩往下推，使管下部空氣柱長度變?yōu)閘'1=20.0cm．假設活塞下推過程中沒有漏氣，求活塞下推的距離．參考答案：解：以cmHg為壓強單位，在活塞下推前，玻璃管下部空氣柱的壓強為：P1=P0+l2…①設活塞下推后，下部空氣的壓強為P1′，由玻意耳定律得：P1l1=P1′l1′…②如圖，設活塞下推距離為△l，則此時玻璃管上部的空氣柱的長度為：l3′=l3+（l1﹣l1′）﹣△l…③設此時玻璃管上部空氣柱的壓強為P3′，則P3′=p1′﹣l2…④由波意耳定律，得：P0l3=P3′l3′…⑤由①②③④⑤式代入數(shù)據(jù)解得：△l=15.0cm；答：活塞下推的距離為15cm．【考點】理想氣體的狀態(tài)方程．【分析】設活塞下推距離為△l，分別求解出上、下兩端封閉氣體下推前的壓強和長度，在表示出下推后的壓強和長度，對兩端封閉氣體分別運用玻意耳定律列式后聯(lián)立求解即可．18.用額定電壓U=100V，額定功率是P=1000W的直流電動機豎直提升一重物，已知電動機線圈的電阻r=1Ω，重物的質量m=30kg，重力加速度g=10m/s2，不計空氣阻力．（1）求重物勻速上升時的速度；（2）若電動機以額定功率