1、2021-2022學(xué)年陜西省西安市長安區(qū)第三中學(xué)高三物理上學(xué)期期末試題含解析一、 選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1. 環(huán)型對(duì)撞機(jī)是研究高能粒子的重要裝置正、負(fù)離子由靜止經(jīng)過電壓為U的直線加速器加速后，沿圓環(huán)切線方向注入對(duì)撞機(jī)的真空環(huán)狀空腔內(nèi)，空腔內(nèi)存在著與圓環(huán)平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B兩種帶電粒子將被局限在環(huán)狀空腔內(nèi)，沿相反方向做半徑相等的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，從而在碰撞區(qū)迎面相撞，為維持帶電粒子在環(huán)狀空腔中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（） A對(duì)于給定的加速電壓，帶電粒子的比荷越大，磁感應(yīng)強(qiáng)度B越大 B對(duì)于給定的加速電壓，帶電粒子的比荷越大，磁

2、感應(yīng)強(qiáng)度B越小 C對(duì)于給定的帶電粒子，加速電壓U越大，粒子運(yùn)動(dòng)的周期越小 D對(duì)于給定的帶電粒子，不管加速電壓U多大，粒子運(yùn)動(dòng)的周期都不變參考答案：BC2. 為減少煙塵排放對(duì)空氣的污染，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)如圖所示的靜電除塵器，該除塵器的上下底面是邊長為L=0.20m的正方形金屬板，前后面是絕緣的透明有機(jī)玻璃，左右面是高h(yuǎn)=0.10m的通道口使用時(shí)底面水平放置，兩金屬板連接到U=2000V的高壓電源兩極（下板接負(fù)極），于是在兩金屬板間產(chǎn)生一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)（忽略邊緣效應(yīng)）均勻分布的帶電煙塵顆粒以v=10m/s的水平速度從左向右通過除塵器，已知每個(gè)顆粒帶電荷量q=+2.01017C，質(zhì)量m=1.01015k

3、g，不考慮煙塵顆粒之間的相互作用和空氣阻力，并忽略煙塵顆粒所受重力在閉合開關(guān)后：（1）求煙塵顆粒在通道內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度的大小和方向；（2）求除塵過程中煙塵顆粒在豎直方向所能偏轉(zhuǎn)的最大距離；（3）除塵效率是衡量除塵器性能的一個(gè)重要參數(shù)除塵效率是指一段時(shí)間內(nèi)被吸附的煙塵顆粒數(shù)量與進(jìn)入除塵器煙塵顆?？偭康谋戎翟嚽笤谏鲜銮闆r下該除塵器的除塵效率；若用該除塵器對(duì)上述比荷的顆粒進(jìn)行除塵，試通過分析給出在保持除塵器通道大小不變的前提下，提高其除塵效率的方法參考答案：【考點(diǎn)】： 帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)；牛頓第二定律；* 靜電的利用和防止【分析】： （1）通道內(nèi)只受電場(chǎng)力，由牛頓第二定律可求得加速度；（2）帶

4、電粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)的合成與分解可求得偏轉(zhuǎn)的最大的距離；（3）根據(jù)進(jìn)入的顆粒及吸附的顆?？芍降男?，再由公式分析提高效率的方法： 解：（1）煙塵顆粒在通道內(nèi)只受電場(chǎng)力的作用，電場(chǎng)力F=qE 又因?yàn)?E=設(shè)煙塵顆粒在通道內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度為a，根據(jù)牛頓第二定律有=ma解得a=4.0102m/s2，方向豎直向下；（2）若通道最上方的顆粒能通過通道，則這些顆粒在豎直方向上有最大的偏轉(zhuǎn)距離這些顆粒在水平方向的位移 L=vt 在豎直方向的位移 h=at2解得 h=0.08mh=0.10m 可確定這些顆粒能通過通道因此，除塵過程中煙塵顆粒在豎直方向偏轉(zhuǎn)的最大距離為8.0cm；（3）設(shè)每立方米

5、有煙塵顆粒為N0時(shí)間t內(nèi)進(jìn)入除塵器的顆粒N1=N0hLvt 時(shí)間t內(nèi)吸附在底面上的顆粒N2=N0h?Lvt 則除塵效率=80% 因?yàn)閔=at2=當(dāng)h?h時(shí)，=當(dāng)h?h時(shí)，=1 因此，在除塵器通道大小及顆粒比荷不改變的情況下，可以通過適當(dāng)增大兩金屬板間的電壓U，或通過適當(dāng)減小顆粒進(jìn)入通道的速度v來提高除塵效率答：（1）加速度為4.0102m/s2，方向豎直向下；（2）煙塵顆粒在豎直方向偏轉(zhuǎn)的最大距離為8.0cm；（3）通過適當(dāng)增大兩金屬板間的電壓U，或通過適當(dāng)減小顆粒進(jìn)入通道的速度v來提高除塵效率【點(diǎn)評(píng)】： 本題考查帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，由于結(jié)合生活中的常識(shí)，故有一定的難度，在解答時(shí)應(yīng)注意審題

6、，明確題意，構(gòu)建模型才能順利求解3. 使物體脫離行星的引力束縛，不再繞該行星運(yùn)行，從行星表面發(fā)射所需的最小速度稱為第二宇宙速度，行星的第二宇宙速度v2 與第一宇宙速度 v1 的關(guān)系是v1已知某行星的半徑為地球半徑的三倍，即，它表面的重力加速度為地球表面重力加速度的不計(jì)其它行星的影響，已知地球的第一宇宙速度為8 km/s，則該行星的第二宇宙速度為A8 km/s B4 km/s Ckm/s Dkm/s參考答案：A4. 分子動(dòng)理論描述了由大量分子、原子構(gòu)成的系統(tǒng)的熱運(yùn)動(dòng)規(guī)律，由該理論可判斷下列說法中正確的是 A顯微鏡下觀察到墨水中的小碳粒在不停的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，這反映了碳粒分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性B分子間的相

7、互作用力隨著分子間距離的增大，逐漸增大C分子勢(shì)能隨著分子距離的增大，逐漸減小D在真空、高溫條件下，可以利用分子擴(kuò)散向半導(dǎo)體材料摻入其它元素參考答案：D5. （多選題）如圖所示，空間存在一水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)和一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E=，電場(chǎng)方向和磁場(chǎng)方向相互垂直在此電磁場(chǎng)正交的空間中有一足夠長的固定粗糙絕緣桿，與電場(chǎng)正方向成60夾角且處于豎直平面內(nèi)一質(zhì)量為m，帶電量為+q的小球套在絕緣桿上若給小球一沿桿向下的初速度v0，小球恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，且小球電量保持不變，重力加速度為g，則下列說法正確的是（）A小球的初速度為v0=B若小球的初速度為，小球?qū)⒆黾铀俣?/p>

8、不斷減小的減速運(yùn)動(dòng)，最后勻速C若小球的初速度為，小球?qū)⒆黾铀俣炔粩嘣龃蟮募铀龠\(yùn)動(dòng)，最后勻速D若小球的初速度為，則運(yùn)動(dòng)中克服摩擦力做功為參考答案：ABD【考點(diǎn)】帶電粒子在混合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)；功能關(guān)系【分析】小球受重力、摩擦力（可能有）、彈力（可能有）、向右上方的洛倫茲力、向左的電場(chǎng)力，當(dāng)受到的合外力等于0時(shí)，小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)當(dāng)小球受到的合外力不為0時(shí)，要判斷出支持力的方向，明確支持力的大小隨洛倫茲力的變化關(guān)系，然后做出判定【解答】解：A、對(duì)小球進(jìn)行受力分析如圖，電場(chǎng)力的大?。篎=qE=q=mg，由于重力的方向豎直向下電場(chǎng)力的方向水平向右，二者垂直，合力：FG+F=2mg，由幾何關(guān)系可知，重力與電場(chǎng)

9、力的合力與桿的方向垂直，所以重力與電場(chǎng)力的合力不會(huì)對(duì)小球做功，而洛倫茲力的方向與速度的方向垂直，所以也不會(huì)對(duì)小球做功所以，當(dāng)小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，不可能存在摩擦力，沒有摩擦力，說明小球與桿之間就沒有支持力的作用，則洛倫茲力大小與重力、電場(chǎng)力的合力相等，方向相反所以qv0B=2mg所以v0=故A正確；B、若小球的初速度為，則洛倫茲力：f=qv0B=3mgFG+F，則在垂直于桿的方向上，小球還受到桿的垂直于桿向下的支持力，則摩擦力：f=FN小球?qū)⒆鰷p速運(yùn)動(dòng)；隨速度的減小，洛倫茲力減小，則支持力逐漸減小，摩擦力減小，小球做加速度不斷減小的減速運(yùn)動(dòng)，最后當(dāng)速度減小到時(shí)，小球開始做勻速直線運(yùn)動(dòng)故B正確C

10、、若小球的初速度為，則洛倫茲力：f=qv0B=mgFG+F，則在垂直于桿的方向上，小球還受到桿的垂直于桿向上的支持力，而摩擦力：f=FN小球?qū)⒆鰷p速運(yùn)動(dòng)；隨速度的減小，洛倫茲力減小，則支持力逐漸增大，摩擦力逐漸增大，小球的加速度增大，所以小球?qū)⒆黾铀俣炔粩嘣龃蟮臏p速運(yùn)動(dòng)，最后停止故C錯(cuò)誤；D、若小球的初速度為，球?qū)⒆黾铀俣炔粩嘣龃蟮臏p速運(yùn)動(dòng)，最后停止，運(yùn)動(dòng)中克服摩擦力做功等于小球的動(dòng)能，所以W=m=故D正確故選：ABD二、 填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6. 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接交流（填交流、直流）電，當(dāng)頻率是50Hz時(shí)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02秒打一個(gè)點(diǎn)若測(cè)得紙帶上打下的第10個(gè)到第20

11、個(gè)點(diǎn)的距離為20.00cm，則物體在這段位移的平均速度為1m/s參考答案：考點(diǎn)：電火花計(jì)時(shí)器、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器專題：實(shí)驗(yàn)題分析：了解電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電壓、工作原理即可正確解答；同時(shí)要知道平均速度為位移比時(shí)間解答：解：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接交流電，當(dāng)頻率是50Hz時(shí)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02秒打一個(gè)點(diǎn)平均速度為：v=1m/s故答案為：交流，0.02，1點(diǎn)評(píng)：本題考查了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的知識(shí)及平均速度的公式應(yīng)用知道打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)時(shí)間間隔、應(yīng)用平均速度公式即可正確解題7. 質(zhì)量為m的物體以初速v0沿傾角為的斜面上滑，滑回原處時(shí)速度大小為3v0/4，則物體上滑的最大高度為，物體所受阻力大小為。參考答案： 、8. （

12、8分）如圖電路中，電鍵K1，K2，K3，K4均閉合，在平行板電容器C的極板間懸浮著一帶電油滴P，（以下各空填“懸浮不動(dòng)”、“向上加速”或“向下加速”）（1）若斷開K1，則P將_（2）若斷開K2，則P將_（3）若斷開K3，則P將_（4）若斷開K4，則P將_參考答案：（1）則P將繼續(xù)懸浮不動(dòng)（2）則P將向上加速運(yùn)動(dòng)。（3）P將加速下降。（4）P將繼續(xù)懸浮不動(dòng)。9. 初速度為v0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，可看作是一個(gè)同方向的一個(gè) 運(yùn)動(dòng)和一個(gè) 運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。參考答案：勻速直線運(yùn)動(dòng)，初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。10. 氫彈的工作原理是利用氫核聚變放出巨大能量。在某次聚變中，一個(gè)氘核與一個(gè)氚核結(jié)合成一個(gè)氦核已知氘

13、核的比結(jié)合能是1.09 MeV；氚核的比結(jié)合能是2.78 MeV；氦核的比結(jié)合能是7.03 MeV.則氫核聚變的方程是_；一次氫核聚變釋放出的能量是_MeV.參考答案：(1)HHHen(2分)聚變釋放出的能量EE2E17.034(2.7831.092)17.6 MeV11. 如圖所示的邏輯電路由一個(gè)“_”門和一個(gè)“非”門組合而成；當(dāng)輸入端“A=1”、“B=0”時(shí)，輸出端“Z=_”。參考答案： 答案：或12. 如圖所示為氫原子的能級(jí)示意圖，一群氫原子處于n=3的激發(fā)態(tài)，在向較低能級(jí)躍遷的過程中向外發(fā)出光子，并用這些光照射逸出功為2.49eV的金屬鈉。 這群氫原子能發(fā)出_種不同頻率的光，其中有_種

14、頻率的光能使金屬鈉發(fā)生光電效應(yīng)。 金屬鈉發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能_eV。參考答案： 3 2 9.60eV 13. 如圖所示，邊長為L的正方形導(dǎo)線框abcd放在紙面內(nèi)，在ad邊左側(cè)有足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里，現(xiàn)使導(dǎo)線框繞a點(diǎn)在紙面內(nèi)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間t轉(zhuǎn)到圖中虛線位置，則在時(shí)間t內(nèi)導(dǎo)線框abcd中感應(yīng)電流方向?yàn)開方向（選填“順時(shí)針”或“逆時(shí)針”），平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小等于_。參考答案：順時(shí)針，三、 實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14. 用圖（a）的裝置“驗(yàn)證牛頓第二定律”時(shí)有兩個(gè)“巧妙”的設(shè)計(jì)，一是要求小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶的質(zhì)量之和；二是對(duì)小車要進(jìn)

15、行“平衡摩擦力”操作回答下列問題：（1）實(shí)驗(yàn)要求“小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶質(zhì)量之和”的目的是 （2）對(duì)小車進(jìn)行“平衡摩擦力”操作時(shí)，下列必須進(jìn)行的是 （填字母序號(hào)）A取下砂和砂桶 B在空砂桶的牽引下，輕推一下小車，小車能做勻速直線運(yùn)動(dòng)C小車拖著穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源應(yīng)斷開D把長木板沒有定滑輪的一端墊起適當(dāng)高度（3）在滿足實(shí)驗(yàn)條件下，某同學(xué)得到了如圖（b）的圖線（M為小車和砝碼的總質(zhì)量），圖線在縱軸上截距不為零的原因是 參考答案：（1）繩中的拉力（近似）等于砂和砂桶重力之和（2）AD（3）平衡摩擦力過度【考點(diǎn)】驗(yàn)證牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律【分析】該實(shí)驗(yàn)采用控制變量法，先控制小車

16、的質(zhì)量不變，研究加速度與力的關(guān)系，再控制砂和砂桶的總重力不變，研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系當(dāng)小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂桶和砂的總質(zhì)量時(shí)，細(xì)線的拉力等于砂桶和砂的總重力大小根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式x=aT2可以求出加速度的大小【解答】解：（1）實(shí)驗(yàn)中要求“小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶質(zhì)量之和的目的”是：繩中的拉力（近似）等于砂和砂桶重力之和（2）在該實(shí)驗(yàn)中，我們認(rèn)為繩子的拉力就等于小車所受的合外力，應(yīng)該平衡摩擦力，正確的操作應(yīng)該是在沒有定滑輪的一端把長木板墊起適當(dāng)角度，細(xì)繩的另一端不能懸掛砂和砂桶，輕推一下小車，小車能做勻速直線運(yùn)動(dòng)故AD正確，BC錯(cuò)誤；故選：AD（3）由圖象可知，對(duì)應(yīng)的表達(dá)式為：a=+a0；則

17、說明圖線在縱軸上截距不為零說明在沒有施加拉力的情況下，物體已經(jīng)具有加速度，即物體的斜面傾角過大；即平衡摩擦力過度；故答案為：（1）繩中的拉力（近似）等于砂和砂桶重力之和（2）AD（3）平衡摩擦力過度15. 某同學(xué)用下圖所示裝置探究A、B兩球在碰撞中動(dòng)量是否守恒。該同學(xué)利用平拋運(yùn)動(dòng)測(cè)量兩球碰撞前后的速度，實(shí)驗(yàn)裝置和具體做法如下，圖中PQ是斜槽，QR為水平槽。實(shí)驗(yàn)時(shí)先使球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滑下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡。重復(fù)上述操作10次，得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡。再把球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓球仍從位置G由靜止開始滑下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落

18、點(diǎn)痕跡。重復(fù)這種操作10次，并畫出實(shí)驗(yàn)中A、B兩小球落點(diǎn)的平均位置。圖中O點(diǎn)是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點(diǎn)。其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的豎直平面，米尺的零點(diǎn)與O點(diǎn)對(duì)齊。（1）（2分）為了使兩球碰撞為一維碰撞，所選兩球的直徑關(guān)系為：A球的直徑 B球的直徑（“大于”、“等于”或“小于”）；為減小實(shí)驗(yàn)誤差，在兩球碰撞后使A球不反彈，所選用的兩小球質(zhì)量關(guān)系應(yīng)為mA mB（選填“小于”、“大于”或“等于”）；（2）（2分）在以下選項(xiàng)中，哪些是本次實(shí)驗(yàn)必須進(jìn)行的測(cè)量？答： （填選項(xiàng)號(hào)）。A、水平槽上未放B球時(shí)，測(cè)量A球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離B、A球與B球碰撞后，測(cè)量A球與B球落點(diǎn)位置到O

19、點(diǎn)的距離C、A球和B球在空間飛行的時(shí)間D、測(cè)量G點(diǎn)相對(duì)于水平槽面的高度（3）（4分）已知mA和mB。 E、F、J是實(shí)驗(yàn)中小球落點(diǎn)的平均位置，請(qǐng)你根據(jù)該同學(xué)實(shí)驗(yàn)中所選小球和實(shí)驗(yàn)的記錄紙判斷，A球沒有碰撞B球時(shí)的落點(diǎn)是 點(diǎn)（在E、F、J三個(gè)落點(diǎn)中選填），A球與B球碰撞后A球的落點(diǎn)是 點(diǎn)（在E、F、J三個(gè)落點(diǎn)中選填）。該同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說明在實(shí)驗(yàn)中A、B兩球碰撞中動(dòng)量守恒，請(qǐng)你用上圖中的字母寫出該同學(xué)判斷動(dòng)量守恒的表達(dá)式是 。參考答案：等于 大于 AB F E mAOF=mAOE+mBOJ四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16. 如圖15所示，傳送帶的水平部分ab2m，斜面部分bc4m，bc與水平

20、面的夾角37。一個(gè)小物體A與傳送帶的動(dòng)摩擦因數(shù)0.25，傳送帶沿圖示的方向運(yùn)動(dòng)，速率v2 m/s.若把物體A輕放到a處，它將被傳送帶送到c點(diǎn)，且物體A不會(huì)脫離傳送帶求物體A從a點(diǎn)被傳送到c點(diǎn)所用的時(shí)間(已知：sin 370.6，cos 370.8，g10 m/s2) 參考答案：勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由mgsin37-mgcos37ma2，解得a2=4m/s2。設(shè)物體在傳送帶上運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t3，則有：bc=vt3+a2t32，解得：t3=1s。物體A從a點(diǎn)被傳送到c點(diǎn)所用的時(shí)間t= t1+ t2+ t3=2.4s。17. 質(zhì)量1Kg物體，在5N的水平拉力作用下，沿水平面做勻速運(yùn)動(dòng)，若將拉力方向改為與水平面成370角斜向下的推力，仍使物體沿水平面做勻速運(yùn)動(dòng)，推力應(yīng)多大（g取10 m/s2)參考答案：F1=umg 得u=0.5 -(2分)F2Cos37=f -(2分) N=F2sin37+mg -(2分)f=uN-(2分) 得F2=10N-(2分)18. 如圖所示電路