廣東省惠州市田家炳中學2021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.如圖所示為大型電子地磅電路圖，電源電動勢為E，內阻不計．不稱物體時，滑片P在A端，滑動變阻器接入電路的有效電阻最大，電流較??；稱重物時，在壓力作用下使滑片P下滑，滑動變阻器有效電阻變小，電流變大，這樣把電流對應的重量值刻在刻度盤上，就可以讀出被稱物體的重量值．若滑動變阻器上A、B間距離為L，最大阻值等于電阻阻值R0，已知兩只彈簧的總彈力與形變量成正比，比例系為k，所稱重物的重量G與電流大小I的關系為（）A.

B.C.

D.參考答案：答案：A2.（單選題）如圖所示，兩根重桿OA和OB，由鉸鏈連接，并用鉸鏈懸掛在天花板上，B位于O的正下方，若在B端分別施加圖示方向的力F1、F2、F3和F4，則其中可能使兩桿保持靜止的是（

）A．F1

B．F2C．F3

D．F4參考答案：D3.硅光電池是利用光電效應將光輻射的能量轉化為電能。若有N個頻率為ν的光子打在光電池極板上，這些光子的總能量為（h為普朗克常數）

（

）

A．hνB．hνC．NhνD．2Nhν參考答案：答案：C4.（單選）如圖一光電管電路圖，為使光電管中能產生明顯的光電流，則要求 A．足夠長的光照時間 B．足夠長入射光波長 C．有較強的光照強度 D．電路中a端接電源正極參考答案：D5.（單選）如圖所示，直線a和曲線b分別是在平直公路上行駛的汽車a和b的位移﹣時間（x﹣t）圖象，由圖可知（）A．在時刻t1，a車與b車的速率相等B．在時刻t2，a和b兩車的運動方向相同C．在t1到t2這段時間內，a和b兩車的路程相等D．在t1到t2這段時間內，b車的速率先減小后增大參考答案：考點：勻變速直線運動的圖像．專題：運動學中的圖像專題．分析：位移時間關系圖線反映位移隨時間的變化規律，縱坐標的變化量△x表示位移，圖線的斜率表示速度的大?。獯穑航猓篈、由圖知在時刻t1，a、b兩車的位置坐標相同，到達同一位置，圖線的斜率表示速度的大小，b的速率大于a的速率，所以時刻t1，a追上b．故A錯誤．B、t2圖線的斜率表示速度，b的速度為正，a的速度為負，方向不一樣，故B錯誤．C、在t1到t2這段時間內，a和b兩車初末位置相同，位移相同，a一直沿負方向運動，而b先沿負方向運動后沿正方向運動，路程不等．故C錯誤．D、速度圖線切線的斜率表示速度，在t1到t2這段時間內，b車圖線斜率先減小后增大，則b車的速率先減小后增加．故D正確．故選：D．點評：解決本題的關鍵知道位移時間圖線的物理意義，知道圖線的斜率表示速度的大小，能夠通過圖線得出運動的方向．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.下圖是某同學在做直線運動實驗中獲得的一條紙帶．①已知打點計時器電源頻率為50Hz，則紙帶上打相鄰兩點的時間間隔為_________；②ABCD是紙帶上四個計數點，每兩個相鄰計數點間有四個點沒有畫出．O、B兩點間的A點不小心被墨水弄臟了看不到．從圖中讀出B、C兩點間距SBC=________；若A點與B點之間的距離滿足SAB=________，根據勻變速直線運動的規律，可以判斷A點到D點間的運動為勻變速直線運動，且根據數據可計算出該段位移的加速度a=____(保留兩位有效數字)．參考答案：①0.02s②0.90cm，0.70cm，5.0m/s2

解析：：（1）已知打點計時器電源頻率為50Hz，則紙帶上打相鄰兩點的時間間隔為0.02s．

（2）由圖示刻度尺可知，其分度值為1mm，B、C兩點間的距離s=2.60cm-1.70cm=0.90cm；如果滿足，則為勻變速直線運動，所以根據△x=aT2可得：物體的加速度a==5.0m/s27.一衛星繞地球做勻速圓周運動的線速度大小為v，若地球質量為M，引力常量為G，則該衛星的圓周運動的半徑R為

；它在1/6周期內的平均速度的大小為

。參考答案：；8.如右圖所示是利用閃光照相研究平拋運動的示意圖。小球A由斜槽滾下，從桌邊緣水平拋出，當它恰好離開桌[邊緣時，小球B也同時下落，用閃光相機拍攝的照片中B球有四個像，相鄰兩像間實際下落距離已在圖中標出，單位cm，如圖所示。兩球恰在位置4相碰。則兩球經過

s時間相碰，A球離開桌面時的速度

m/s。(g取10m/s2)參考答案：

0.3

s;

1.59.氫原子的能級如圖所示，設各能級的能量值分別為，且，n為量子數。有一群處于n=4能級的氫原子，當它們向低能級躍遷時，最多可發出

種頻率的光子。若n=4能級的氫原子向n=2能級躍遷時，發出的光子照射到某金屬時恰能產生光電效應現象，則該金屬的極限頻率為

（用，普朗克常量表示結果），上述各種頻率的光子中還能使該金屬產生光電效應的光子有

種。參考答案：10.如圖所示，在O點處放置一個正電荷．在過O點的豎直平面內的A點，自由釋放一個帶正電的小球，小球的質量為m、電荷量為q．小球落下的軌跡如圖中虛線所示，它與以O為圓心、R為半徑的圓（如圖中實線所示）相交于B、C兩點，O、C在同一水平線上，∠BOC=30°，A距離OC的豎直高度為h．若小球通過B點的速度為v，則小球通過C點的速度大小為，小球由A到C電場力做功為mv2+mg﹣mgh．參考答案：解：小球從A點到C點的過程中，電場力總體上做的是負功，重力做正功，由動能定理可以知道電荷在C點的大小是，C、D、小球由A點到C點機械能的損失就是除了重力以外的其他力做的功，即電場力做的功．由動能定理得mgh+W電=則：W電==mv2+mg﹣mgh故答案為：，mv2+mg﹣mgh11.N(N>1)個電荷量均為q(q>0)的小球，均勻分布在半徑為R的圓周上，示意如圖，若移去位于圓周上P點的一個小球，則圓心O點處的電場強度大小為________，方向__________。(已知靜電力常量為k)參考答案：大小為，方向沿OP指向P點

12.如圖所示，當電鍵K斷開時，用光子能量為2.5eV的一束光照射陰極P，發現電流表讀數不為零。合上電鍵，調節滑動變阻器，發現當電壓表讀數小于0.60V時，電流表讀數仍不為零；當電壓表讀數大于或等于0.60V時，電流表讀數為零。由此可知陰極材料的逸出功為W=

.參考答案：1.9eV13.若神舟九號飛船在地球某高空軌道上做周期為T的勻速圓周運動，已知地球的質量為M，萬有引力常量為G。則飛船

運行的線速度大小為______，運行的線速度_______第一宇宙速度。（選填“大于”、“小于”或“等于”）參考答案：

小于

三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.在完成《驗證機械能守恒定律》的實驗中，（1）不需測量或計算的物理量是：（

）A、下落高度

B、瞬時速度

C、重物的質量

D、時間（2）在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，質量m＝1kg的物體自由下落，得到如圖所示的紙帶，相鄰計數點間的時間間隔為0.04s．那么從打點計時器打下起點O到打下B點的過程中，物體重力勢能的減少量Ep＝_______J，此過程中物體動能的增加量Ek=______J．由此可得到的結論是

．(g=9.8m/s2，保留三位有效數字)參考答案：（1）C（2）2.28；2.26

；在實驗誤差允許的范圍內機械能是守恒的15.如圖所示，在做“用落體法驗證機械能守恒定律”的實驗中，（1）下列說法中正確的是

.A．電磁打點計時器應接10V以下直流電源B．操作時應先放紙帶后接電源C．選擇的重物應該相對質量較大、體積較小的物體D．需使用秒表測出重物下落的時間（2）實驗中誤差產生的原因_________.(寫出兩個原因)．通過作圖象的方法可以剔除偶然誤差較大的數據，提高實驗的準確程度．從紙帶上選取多個點，測量從第一點到其余各點的下落高度h，并計算各點速度的平方v2，然后以________為縱軸，以________為橫軸，根據實驗數據作出圖線．若在實驗誤差允許的范圍內，圖線是一條過原點且斜率為g的直線，則驗證了機械能守恒定律．【答案】（1）C（4分）(2)①下落過程中存在阻力，②長度的測量；計算勢能變化時，選取始末兩點距離過近，交流電頻率不穩定等；(寫出兩個原因)（2分）（或v2）（2分）；h（或2v2）（2分）參考答案：四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖甲所示，兩金屬板M、N水平放置組成平行板電容器，在M板中央開有小孔O，再將兩個相同的絕緣彈性擋板P、Q對稱地放置在M板上方，且與M板夾角均為60°，兩擋板的下端在小孔O左右兩側?，F在電容器兩極板間加電壓大小為U的直流電壓，在M板上方加上如圖乙所示的、垂直紙面的交變磁場，以方向垂直紙面向里為磁感應強度的正值，其值為B0，磁感應強度為負值時大小為Bx，但Bx未知?，F有一質量為m、電荷量為+q、不計重力的帶電粒子，從N金屬板中央A點由靜止釋放，t=0時刻，粒子剛好從小孔O進入上方磁場中，在t1時刻粒子第一次撞到左擋板P上，緊接著在t1+t2時刻粒子撞到了右擋板Q上，然后粒子又從O點豎直向下返回平行金屬板間，接著再返回磁場做前面所述的運動。粒子與擋板碰撞前后電量不變，沿板面的分速度不變，垂直于板面的分速度大小不變、方向相反，不計碰撞的時間及磁場變化產生的感應影響。求：(1)粒子第一次到達擋板P時的速度大小。(2)圖乙中磁感應強度Bx的大小。(3)兩金屬板M和N之間的距離d。參考答案：(1)

(2)

(3)(n=0,1,2,…)（1）粒子從N板到M板過程中，電場力做正功，根據動能定理有Uq＝mv2?0．解得粒子第一次到達O點時的速率（2）粒子進入上方后做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，由得粒子做勻速圓周運動的半徑，

使其在整個裝置中做周期性的往返運動，運動軌跡如圖所示，由圖易知：r0=2rx圖中Bx=2B0（3）在0～t1時間內，粒子做勻速圓周運動周期在t1～（t1+t2）時間內，粒子做勻速圓周運動的周期由軌跡圖可知，

粒子在金屬板M和N間往返時間為t，有且滿足：t=t2+n（t1+t2），n=0,1,2,3,…聯立可得金屬板M和N間的距離：，n=0,1,2,3,…17.如圖所示，線圈C的匝數n=150,電阻r=1.0Ω，內有一面積為S=0.2m2、方向垂直于線圈平面向上的勻強磁場，B1=B0+kt，k=0.5T/s.間距d=0.2m的兩平行金屬板水平放置，板間分布有垂直于紙面向里、磁感應強度B2=1T的勻強磁場．閉合開關S，板間電場視為勻強電場，將一帶正電的小球以初速度v=0.1m/s沿兩板間中線水平射入板間．設滑動變阻器接入電路的阻值為Rx，忽略空氣對小球的作用，取g=10m/s2．（1）當Rx=29Ω時，電阻R2消耗的電功率是多大？（2）若小球進入板間做勻速度圓周運動并與板相碰，碰時速度與初速度的夾角為60°，則Rx是多少？參考答案：

（1）由法拉第電磁感應定律得：感應電動勢：；閉合電路的外電阻為根據閉合電路的歐姆定律R2兩端的電壓為R2消耗的功率為（2）小球進入電磁場做勻速圓周運動，則重力和電場力等大反向，洛侖茲力提供向心力，根據牛頓第二定律，得、聯立上兩式，化簡得小球做勻速圓周運動的初末速的夾角等于圓心角為60°，根據幾何關系得代入數據，可解得：干路電流為則滑動變阻器的電阻；18.(20分)2009年3月1日16時13分10秒，中國自主研制的第一個月球探測器(嫦娥一號)成功實現“受控撞月”，為我國探月一期工程畫上圓滿的句號。(1)設探測器的質量為m，月球的半徑為R，月球表面的重力加速度為g，“受控撞月”開始前探測器在離月球表面高為h的圓形環月軌道上正常運行。求它在此軌道上正常運行的線速度大小；(2)假設此次進行“受控撞月”開始的過程按圖甲所示進行，探測器在A點向前短時間噴氣，減速后的探測器做向心運動沿曲線到達月球表面附近的B點。設探測器到達B點時速度大小為從A到B的空間范圍內的重力加速度大小都近似等于月球表面的重力加速度，噴出的氣體相對于月球表面的速度大小為，求噴出氣體的質量；(3)為了增加撞擊效果，撞擊前要利用剩余的燃料對探測器進行加速，圖乙所示為探測器到達B點時速度方向的示意圖，為了使探測器能夠沿此方向做加速直線運動，請在圖乙中用由坐標原點出發的有向線段表示出可能的一種發動機噴氣方向。

參考答案：解析：(1)設月球的質量為M,衛星的線速度為,則