江苏省徐州市第三十三中学2020-2021学年高三物理期末试题含解析

江苏省徐州市第三十三中学2020-2021学年高三物理期末试题含解析
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. 如图所示，水平细杆上套一环A，环A与球B间用一轻绳相连，质量分别为m A、m B，由于B球受到风力作用，环A与球B一起向右匀速运动．已知细绳与竖起方向的夹角为θ.则下列说法中正确的是( ) ks5u
A．风力增大时，轻质绳对球B的拉力保持不变
B．球B受到的风力F为m B g tan θ
C．杆对环A的支持力随着风力的增加而增加
D．环A与水平细杆间的动摩擦因数为 tan θ
参考答案：
BD
2. 质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t=0时刻开始受到
水平力的作用。

力的大小F与时间t的关系如图所示，力的方
向保持不变，则
A．时刻的瞬时功率为
B．时刻的瞬时功率为
C．在到这段时间内，水平力的平均功率为
D. 在到这段时间内，水平力的平均功率为
参考答案：BD
解析：0-2t0内物体的加速度为，2t0时刻的速度为，在3t0时刻的瞬时速度，则时刻的瞬时功率为，A错误；B 正确；在到这段时间内，由动能定理可得，则这段时间内的平均功率，D正确。

3. 如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为5:l，原线圈接入如图所示的电压，副线圈接火灾报警系统 (报警器未画出)，电压表和电流表均为理想电表，R0为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小。

下列说法中正确的是
A．图中电压的有效值为110V B．电压表的示数为44V
C．R处出现火警时电流表示数增大
D．R处出现火警时电阻R0消耗的电功率增大
参考答案：
ACD
4. （单选）如图，一小球放置在木板与竖直墙面之间。

设墙面对球的压力大小为N1，球对木板的压力大小为N2。

以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置。

不计摩擦，在此过程中(
)
A．N1始终减小，N2始终增大
B．N1先增大后减小，N2始终减小
C．N1始终减小，N2始终减小
D．N1先增大后减小，N2先减小后增大
参考答案：
C
试题分析：对小球进行受力分析如图所示，
设：板与竖直方向夹角为，则：，，随着板顺时针方向转动，越来越大，因此N2越来越小，同样也越来越小，答案C正确。

5. 在物理学的发展过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步．下列表述符合物理学史实的是( )
A. 普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论
B. 爱因斯坦为了解释光电效应的规律，提出了光子说
C. 卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型
D. 贝克勒尔通过对天然放射性的研究，发现原子核是由质子和中子组成的
参考答案：
ABC
普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论，故A正确；爱因斯坦为了解释光电效应的规律，提出了光子说，故B正确；卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型，故C正确；贝克勒尔通过对天然放射性的研究，揭示了原子核有复杂的结构，但并没有发现质子和中子，故D错误。

所以ABC正确，D错误。

二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. （6分）用多用电表进行了几次测量，指针分别处于a、b的位置，如图所示。

若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的档位，a和b的相应读数是多少？请填在表格中。

参考答
案：
解析：直流电流100mA档读第二行“0～10”一排，最小度值为2mA估读到1mA就可以了；直流电压2.5V档读第二行“0~250”一排，最小分度值为0.05V估读到0.01V就可以了；电阻×100档读第一行，测量值等于表盘上读数“3.2”乘以倍率“100”。

7. 图中画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量E。

处在n=4能级的1 200个氢原子向低能级跃迁时，能够发出若干种不同频率的光子。

若这些受激氢原子最后都回到基态，则共发出________种_________个光子。

（假设处在量子数为n的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该
激发态能级上的原子总数的）
参考答案：
（1）6 2200 解析：处在n=4的能级的一群氢原子向低能级跃迁时能发出不同光电子的数目为 =6种，由题意知量子数为4的能级上的氢原子分别向量子数为3、2、1的能级上跃迁的氢原子数占总氢原子数的三分之一，产生总共产生1200个光子；
此时处于量子数为3的能级上的原子数目为：400个，处于n=3能级上的氢原子分别向量子数为2、1的能级上跃迁的氢原子数各占二分之一，产生400个光子；
此时处于量子数为2的能级上氢原子总共有：400+200=600个，氢原子向基态跃迁产生600个光子．所以此过程中发出的光子总数应该是1200+400+600=2200
8. 如图所示，测定气体分子速率的部分装置放在高真空容器中，A、B是两个圆盘，绕一根共同轴以相同的转速n＝25r/s匀速转动．两盘相距L＝20cm，盘上各开一很窄的细缝，两盘细缝之间成6°的夹角，圆盘转一周的时间为_________s；如果某气体分子恰能垂直通过两个圆盘的细缝，则气体分子的最大速率为________ m/s．
参考答案：
0.04 ； 300
9. 一物体质量为1kg，沿倾角为300的传送带从最高端A点以初速度v0=8m/s下滑，传送带
匀速向下运动的速度为2m/s，全长20m。

物体与传送带之间的动摩擦因数为，物体运动到传送带底端B点的速度大小为___________m/s；全过程中因物体和传送带间的摩擦而产生的热量为___________J。

（重力加速度g=10m/s2）参考答案：
2，54
10. ）用欧姆表测电阻时，将选择开关置于合适的挡位后，必须先将两表笔短接，调
整▲旋钮，使指针指在欧姆刻度的“0”处．若选择旋钮在“×100”位置，指针在刻度盘上停留的位置如图所示，所测量电阻的值为▲．
参考答案：
欧姆调零（2分）3200（2分）
欧姆表使用前首先应进行调零，即将两表笔短接，调整欧姆调零旋钮使指针指在欧姆刻度的“0”处。

欧姆表读数一定不要忘记乘以倍率。

11. 为了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的砝码．实验测出了砝码质量m与弹簧长度l的相应数据，其对应点已在下图中标出．(g＝9.8 m/s2)
(1)作出m－l的关系图线；
(2)弹簧的劲度系数为________N/m.（结果保留两位有效数字）
参考答案：
(1)如图所示
(2)0.26 (0.24～0.27)
12. 如图所示，连通器的三支管水银面处于同一高度，A、B管上端封闭，C管上端开口，今在C管中加入一定量的水银，且保持温度不变，则稳定后A管内的水银柱高度____（选填“大于”、“等于”或“小于”）B管内水银柱高度，A管内气体压强改变量____ （选填“大于”、“等于”或“小于”）B管内气体压强改变量。

参考答案：
13. 一质点作自由落体运动，落地速度大小为8 m/s 则它是从m高处开始下落的，下落时间为--------- s
参考答案：
3.2、0.8
三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. (8分)某小组在做“用单摆测定重力加速度”实验后，为进一步探究，将单摆的轻质细线改
为刚性重杆。

通过查资料得知，这样做成的“复摆”做简谐运动的周期，式中
I c为由该摆决定的常量，m为摆的质量，g为重力加速度，r为转轴到重心C的距离。

如图
(a)，实验时在杆上不同位置打上多个小孔，将其中一个小孔穿在光滑水平轴O上，使杆做简谐运动，测量并记录r和相应的运动周期T;然后将不同位置的孔穿在轴上重复实验，实验数据见表，并测得摆的质量m=0.50kg (1)由实验数据得出图(b)所示的拟合直线，图中纵轴表示.
(2) I c的国际单位为，由拟合直线得到I c的值为(保留到小数点后二位);
(3)若摆的质量测量值偏大，重力加速度g的测量值。

(选填:“偏大”、“偏小”或“不变")参考答案：
(1)T2r (2) kg·m2；0.17 (3)不变
（1）根据复摆的周期公式：题图中纵坐标表示T2r；
（2）根据关系式，利用单位关系可知I c的国际单位为kg·m2；根据图线的截距得＝1.25，解得I c＝0.17。

（3）本实验数据处理是通过图线的斜率分析出的，与质量无关，所以质量变化后，重力加速度的测量值不变。

六.计算题(共50分)
【考点】单摆周期的测量、单位制
15. 用游标卡尺测量一直管的长度，用螺旋测微器测量该直管的外径，测量结果如果，直管长度为 cm，直管外径为 mm。

参考答案：
10.36,12.500；
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. （20分）光滑平行的金属导轨MN和PQ间距L=1.0m，与水平面之间的夹角
，匀强磁场磁感应强度B=2.0T，垂直于导轨平面向上，MP间接有阻值的电阻，其他电阻不计，质量m=2.0kg的金属杆垂直导轨放置，如图所示，用恒力F沿导轨平面向上拉金属杆，由静止开始运动，图象如图所示，取，导轨足够长，求：
(1)恒力F的大小；
(2)金属杆速度为2.0m/s时的加速度大小；
(3)根据图象估算在前0.8s内电阻上产生的热量．
参考答案：
解析：
（1）恒力F作用下最大速度为
有 (2分)
(2分)
(2分)
(1分)
（2） (2分)
(1分) 将代入
(2分)
(1分) (3)根据动能定理
(2分)
根据图形可知：（数方格） (1分)
(2分)
(2分)
（3.70~3.90均给分）
17. 如图18甲所示，三个物体A、B、C静止放在光滑水平面上，物体A、B用一轻质弹簧连接，并用细线拴连使弹簧处于压缩状态，此时弹簧长度L=0.1m；三个物体的质量分别为mA=0.1kg、mB=0.2kg 和mC=0.1kg。

现将细线烧断，物体A、B在弹簧弹力作用下做往复运动（运动过程中物体A不会碰到物体C）。

若此过程中弹簧始终在弹性限度内，并设以向右为正方向，从细线烧断后开始计时，物
体A的速度?时间图象如图18乙所示。

求：
（1）物体B运动速度的最大值；
（2）从细线烧断到弹簧第一次伸长到L1=0.4m时，物体B运动的位移大小；
（3）若在某时刻使物体C以vC=4m/s的速度向右运动，它将与正在做往复运动的物体A发生碰撞，并立即结合在一起，试求在以后的运动过程中，弹簧可能具有的最大弹性势能的取值范围。

参考答案：
（4分）
（3）因水平方向系统不受外力，故系统动量守恒，因此，不论A、C两物体何时何处相碰，三物体速度相同时的速度是一个定值，总动能也是一个定值，且三个物体速度相同时具有最大弹性势能。

设三个物体速度相同时的速度为v共
依据动量守恒定律有mCvC=（mA＋mB＋mC）v共，解得v共＝1m/s
当A在运动过程中速度为4m/s且与C同向时，跟C相碰，A、C相碰后速度v1= vA= vC，设此过程中具有的最大弹性势能为E1
由能量守恒
=1.8J
18. 质量m=0.016kg 、长L=0.5m ，宽d=0.1m ，电阻R=0.4Ω的矩形线圈，从h 1=5m 高处自由下落，进入一个匀强磁场，当线圈的下边刚进入磁场时，线圈恰好做匀速直线运动，已知线圈cd 边通过磁场所用的时间t=0.15s
求：（1）磁场的磁感应强度B
（2）磁场区域的高度h 2（取g=10m/s 2）
参考答案：
解答： 解：（1）安培力：F=BId
根据欧姆定律：I=
根据法拉第电磁感应定律：E=Bdv
线圈刚好做匀速直线运动，根据平衡条件则：F=mg
线圈自由落体运动，根据动能定理：mgh=gv 2 得：v=
=m/s=10m/s
联立以上各式得：B=
=T=0.8T
（2）线圈的下边刚进入磁场到上边刚进入磁场的时间：t 1==s=0.05s
之后线圈做加速度为g 的匀加速度运动，直到线圈cd 到达磁场下边界，这个过程用时：t 2=0.15﹣0.05=0.1（s ）
此段位移为：x 2=vt 2+gt 22=10×0.1+×10×0.12=1.05（m ） 磁场区域的高度为：h 2=x 2+L=1.55m 答：
（1）磁场的磁感应强度B 为0.8T ；
（2）磁场区域的高度h 2是1.55m ．
点评： 本题在电磁感应中属于常规题，从力的角度研究电磁感应现象，根据受力情况分析线圈的运动。