山西省吕梁市石楼县第一中学高三物理下学期期末试卷带解析

山西省吕梁市石楼县第一中学高三物理下学期期末试卷含解析
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. （单选）如图为一种主动式光控报警器原理图，图中R1和R2为光敏电阻（受到光照时电阻明显减小），R3和R4为定值电阻．当任何一个光敏电阻受到光照时，都会引起警铃发声，则图中虚线框内的门电路是
A．与门B．或门
C．非门D．与非门
参考答案：
B
2. （单选题）L型木板P(上表面光滑)放在固定斜面上，轻质弹簧一端固定在木板上，另一端与置于木板上表面的滑块Q相连，如图所示．若P、Q一起沿斜面匀速下滑，不计空气阻力．则木板P的受力个数为( )
A．3 B．4
C．5 D．6
参考答案：
C
3. 如图，在光滑绝缘的水平面上放置两个带正电、电量不同的小球Q1 和Q2，则由静止释放
后
A．两球的加速度逐渐增大B．两小球的电势能逐渐减少
C．两小球受到的库仑力不做功
D．两小球受到的库仑力大小不相等
参考答案：
B
4. 一电荷量为q的点电荷，在电场中从a点移到b点，电场力对该电荷做的功为w，则a、b 两点间的电势差U等于
A．W B．qW C． D．
参考答案：
D
5. 如图所示，一轻质弹簧一端固定在竖直墙壁上，另一自由端位于O点，现用一滑块将弹簧的自由端（与滑块未拴接）从O点压缩至A点后于t=0时刻由静止释放，滑块t1时刻经过O 点，t2时刻运动到B点停止。

下列四个图像的实线部分能反映滑块从A运动B的v-t图像的是（）
参考答案：
D
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 某中学的实验小组利用如图所示的装置研究光电效应规律，用理想电压表和理想电流表分别测量光电管的电压以及光电管的电流．当开关打开时，用光子能量为2.5eV的光照射光电管的阴极K，理想电流表有示数，闭合开关，移动滑动变阻器的触头，当电压表的示数小于0.60V
时，理想电流表仍有
示数，当理想电流表的示数刚好为零时，电压表的示数刚好为0.60V．则阴极K的逸出功为1.9eV ，逸出的光电子的最大初动能为0.6eV ．
参考答案：
：解：设用光子能量为2.5eV的光照射时，光电子的最大初动能为E km，阴极材料逸出功为W0，
当反向电压达到U=0.60V以后，具有最大初动能的光电子也达不到阳极，因此eU=E km
由光电效应方程：E km=hν﹣W0
由以上二式：E km=0.6eV，W0=1.9eV．
所以此时最大初动能为0.6eV，该材料的逸出功为1.9eV；
故答案为：1.9eV，0.6eV．
7. (一定质量的理想气体从状态A经过等温膨胀到状态B，然后经过绝热压缩过程到状态C，最后经过等压降温过程回到状态A.则状态A的体积(选填"大于"、“等于”或"小于")状态C的体积；A到B过程中气体吸收的热量(选填"大于"、"等于"或"小于")C到A过程中放出的热量.
参考答案：
8. 某同学“探究小车的速度随时间变化的规律”的实验装置如图甲所示。

小车放在斜面上，车前端拴有不可伸长的细线，跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连，小车后面与穿过打点计时器的纸带相连。

开始时，小车停在靠近打点计时器的位置，重物到地面的距离小于小车到滑轮的距离。

启动打点计时器，释放重物，小车在重物牵引下，由静止开始沿斜面向上运动；重物落地后，小车会继续向上运动一段距离。

打点计时器使用的交流电频率为50Hz。

某次实验打出的纸带如图乙所示，图中a、b、c是纸带上的三段，纸带运动方向如图中箭头所示。

（1）根据所提供的纸带和数据，计算打c段纸带时小车的加速度大小为_______m/s2（结果保留两位有效数字）。

（2）判断小车运动的最大速度可能出现在b段纸带中的__________两点之间。

参考答案：
(1)5.0 (2)D4、D5
：（1）根据匀变速直线运动的推论得：a==5.0m/s2．
（2）从纸带b上可发现：相邻的点距离先增大后减小，由于打点计时器打点的时间间隔是相等的，所以b段纸带先加速后减速，所以最大速度可能出现在b段纸带中长度为2.98cm的一段.
9. （1）一定质量的理想气体由状态A经状态B变化到状态C的p﹣V图象如图所示．在由状态A变化到状态B的过程中，理想气体的温度升高（填“升高”、“降低”或“不变”）．在由状态A变化到状态C的过程中，理想气体吸收的热量等于它对外界做的功（填“大于”、“小于”或“等于”）（2）已知阿伏伽德罗常数为60×1023mol﹣1，在标准状态（压强p0=1atm、温度t0=0℃）下理想气体的摩尔体积都为224L，已知第（1）问中理想气体在状态C时的温度为27℃，求该气体的分子数（计算结果保留两位有效数字）
参考答案：
分析：
（1）根据气体状态方程和已知的变化量去判断温度的变化．对于一定质量的理想气体，
解答：解：（1
）pV=CT
，C不变，pV越大，T越高．状态在B（2，2）处温度最高．故从A→B过程
温度升高；
在A和C状态，pV乘积相等，所以温度相等，则内能相等，根据热力学第一定律△U=Q+W，
由状态A变化到状态C的过程中△U=0，则理想气体吸收的热量等于它对外界做的功．
故答案为：升高等于
（2）解：设理想气体在标准状态下体积为V，由盖吕萨克定律得：
解得：
该气体的分子数为：
答：气体的分子数为7.3×1022个．
a.实验装置如图所示，细绳一端系在滑块上，另一端绕过小滑轮后挂一砂桶，小砂桶内装一
定量砂子，用垫块将长木板固定有定滑轮的一端垫高，不断调整垫块的高度，直至轻推滑块
后，滑块恰好能沿长木板向下做匀速直线运动；
b.保持长木板的倾角不变，取下细绳和砂桶，将滑块右端与纸带相连，并穿过打点计时器的
限位孔，接通打点计时器的电源后，释放滑块，让滑块从静止开始加速下滑；
c.取下纸带，在纸带上取如图所示的A、B两计数点，并用刻度尺测出s1、s2、s。

根据以上实验，回答下列问题：
若忽略滑轮质量及轴间摩擦，本实验中滑块加速下滑时所受的合外力______砂桶及砂的总重
力（填“等于”“大于”或“小于”）
为探究从A到B过程中，做功与物体速度变化关系，则实验中还需测量的量有_________
_____________________________________________。

设打点计时器的打点周期为T，请写出探究结果表达式_________________________
此实验方案存在缺陷，可能造成较大误差，造成较大误差的原因是_______________
参考答案：
（1）等于（2）砂与砂桶的重力mg、滑块质量M
（3）（4）第一步操作中纸带没有连接，而实验中纸带与计时
器的限位孔间存在摩擦（或滑轮有质量、滑轮轴有摩擦）
11. )如图所示，是一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，已知波的传播速度
v=2m/s，则振动的周期为s，x=1.0m处质点的振动方向
沿(填“y轴正方向”或“y轴负方向”)，x=2.0m处的质点在0—1.5s
内通过的路程为cm．
参考答案：
12. 在如图所示的光电效应现象中，光电管阴极K的极限频率为v0，则阴极材料的逸出功等于
_________；现用频率大于v0的光照射在阴极上，若在A、K之间加一数值为U的反向电压时，光电流恰好为零，则光电子的最大初动能为_________；若入射光频率为v（v>v0），则光电子的最大初动能为_________。

参考答案：
hv0；eU；hv-h v0
13. 如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形。

已知x＝0处的质点振动周期为0.2s，该简谐波的波速为_____m/s，x＝2m处的质点在0.15s时偏离平衡位置的位移为_____cm。

参考答案：
(1). 20 (2). －10
【分析】
由图读出波长，由公式求出波速；波向x轴正方向传播，运用波形的平移法判断质点在0.15s时的位置，即可求出其位移；
【详解】由题可知波形周期为：，波长为：，根据公式可知波速为：；
，由波形图可知经过，x＝2m处的质点处于波谷处，则此时刻偏离平衡位置的位移为。

【点睛】本题由波动图象读出波长、周期求出波速，同时注意波形的平移法是波的图象中常用的方法，要熟练掌握。

三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后面拉动的纸带经打点计时器打出的点计算得到．
(1)当M与m的大小关系满足时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的总重力．
(2)一组同学在探究加速度与质量的关系时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据．为了比较容易地得出加速度a与质量M的关系，应作出a与图象．
(3)甲同学在探究加速度与力的关系时，根据测量数据作出的a一F图线，如图a所示．则实验存在的问题是．
(4)乙、丙两同学用同一装置探究加速度与力的关系时，画出了各自得到的a一F图线，如图b所示．则两同学做实验时的哪一个物理量取值不同?
答：．
(5)下图是某次实验中得到的纸带．已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，每相邻两个计数点间还有4个点未画出，利用下图给出的数据可求出小车下滑的加速度
为 rn/s2．(结果保留三位有效数字)
参考答案：
(1) (1分)M?m (2) (1分) (3) (2分)平衡摩擦力时木板倾角过大(4) (2分)两小车及车上砝码的总质量不同 (5) (2分)1.58
15. 举世瞩目的嫦娥四号，其能源供给方式实现了新的科技突破：它采用同位素温差发电与热电综合利用技术结合的方式供能，也就是用航天器两面太阳翼收集的太阳能和月球车上的同位素热源两种能源供给探测器。

图甲中探测器两侧张开的是光伏发电板，光伏发电板在外太空将光能转化为电能。

某同学利用图乙所示电路探究某光伏电池的路端电压U与电流I的关系，图中定值电阻R0=5Ω，设相同光照强度下光伏电池的电动势不变，电压表、电流表均可视为理想电表。

（1）实验一：用一定强度的光照射该电池，闭合电键S，调节滑动变阻器R的阻值，通过测量得到该电池的U﹣I曲线a（如图丁）。

由此可知，该电源内阻是否为常数_______（填“是”或“否”），某时刻电压表示数如图丙所示，读数为________V，由图像可知，此时电源内阻为_______Ω。

实验二：减小实验一光照的强度，重复实验，测得U-I曲线b（如图丁）。

（2）在实验一中当滑动变阻器的电阻为某值时路端电压为2.5V，则在实验二中滑动变阻器仍为该值时，滑动变阻器消耗的电功率为________W（计算结果保留两位有效数字）。

参考答案：
(1). 否 (2). 1.50 (3). 5.6 (4). 7.2×10-2（7.0×10-2-7.4×10-2均算正确）
【详解】（1）由U-I图像可知，因图像的斜率等于电源的内阻，可知电源内阻不是常数；电压表的量程为3.0V，则读数为1.50V；由图中读出，此时电路中的电流为250mA，因电源的电动势为
E=2.9V，可得此时电源的内阻；
（2）在实验一中当滑动变阻器的电阻为某值时路端电压为2.5V，可得此时的电流为100mA，则滑动
变阻器的阻值为：；则在实验二中滑动变阻器仍为该值时，此时外电路电阻为R外=R+R0=25Ω，将此电阻的U-I线画在此电源的U-I图像中，如图；直线与b的交点为电路的工作点，此时I=60mA，则滑动变阻器消耗的电功率为
.
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图所示，一薄的长木板B置于光滑水平地面上，长度为L=0.25m、质量为M=4kg。

另有一质量为m=2kg的小滑块A置于木板的左端，二者均相对地面静止。

已知A与B之间的动摩擦因数为，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，若B受到如图所示的水平外力F作用，求：
（1）0~2s时间内，B在水平地面上的滑动的距离；
（2）2s~4s时间内，B在水平地面上滑动的距离。

参考答案：
见解析
17. 如图所示，x轴正方向水平向右，y轴正方向竖直向上，在xOy平面内有与y轴平行向上的匀强电场区域(在第Ⅰ象限，形状是直角三角形)，直角三角形斜边分别与x轴和y轴相交于(L,0)和(0，L)点．区域左侧沿x轴正方向射来一束具有相同质量m、电荷量为－q(q>0)和初速度v0的带电微粒，这束带电微粒分布在0<y<L的区间内，其中从点射入场区的带电微粒刚好从(L,0)点射出场区．带电微粒重力不计．求：
(1)电场强度大小；(2)从0<y<的区间射入场区的带电微粒射出场区时的x坐标值和射入场区时的y坐标值的
关系式；
(3)射到(2L, 0)点的带电微粒射入场区时的y坐标值．
参考答案：
设电场强度为E
(1)根据平抛运动(设带电微粒在场区中的偏转时间为t1)
有：L＝v0t1＝t
解得E＝.
(2)由平抛运动有：x＝v0t y＝t2
得：x2＝2Ly.
(3)画出示意图如图所示，设这个带电微粒在场区中的水平偏转位移为x1，竖直偏转位移为y1，偏转角为θ，偏转时间为t2，射入场区时的y坐标值为Y，有：x1＝v0t2y1＝t
根据几何关系有：x1＋＝2L L－x1＝Y－y1
根据平抛运动的特点有：tan θ＝2
得：Y＝L.
18. 一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运动员拉住，如图所示．设运动员的质量为65 kg，吊椅的质量为15 kg
，不计定滑轮与绳子间的摩擦
和空气阻力，重力加速度取g＝10 m/s2，运动员从地面由静止开始，他与吊椅一起以加速度a＝1 m/s2上升，当他上升3s时由于失误双手放开，试求：
(1)运动员加速上升时绳的拉力的大小？
(2)运动员加速上升时对吊椅的压力大小？
(3)运动员落地时速度的大小？（假设运动员在空中运动时不与其它物体碰撞）
参考答案：
解：（1）设绳的拉力大小为F，人的质量为，吊椅的质量为。

以人和吊椅为研究对象加速上升时有：
2分
得F==440N 4分
（2）设吊椅对人的支持力为,以人为研究对象有;
6分
得 8分
根据牛顿第三定律压力大小也为275N. 10分
(3)当人上升3秒时的速度为 12分
对地位移为， 14分
放手后人和吊椅向上做匀减速直线运动，加速度为g，取向下为正方向；
16分
m/s。