山西省阳泉市2021届高三物理上学期期末考试试题.doc

山西省阳泉市2021届高三物理上学期期末考试试题

山西省阳泉市2021届高三物理上学期期末考试试题

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6

山西省阳泉市2021届高三物理上学期期末考试试题
二、选择题：本题共8小题，每小题6分。共48分。在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一项符合题目要求，第19～21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
14. 利用图a装置，某同学用甲、乙、丙三束色光分别照射同一光电管，研究光电流I与所加电压U之间的关系，得到如图b所示的图象。则下列说法正确的是
A.甲光的波长大于乙光的波长
B.乙光的频率小于丙光的频率
C.甲光的光强小于乙光的光强
D.甲光产生的光电子的最大初动能最大
15. 2020年12月6日凌晨，嫦娥五号上升器成功与轨道器返回器组合体交会对接，并将月球样品容器安全转移至返回器中。这是我国航天器首次实现月球轨道交会对接。如图所示为上升器（用A表示)与轨道器返回器(用B表示)对接前在轨道上的运行图，上升器需要追赶返回器才能实现对接，对接后仍在B所在轨道做匀速圆周运动。关于A和B的对接，下列说法正确的是
A.A与B对接后的线速度比A在原轨道的大
B.A与B对接后的角速度比A在原轨道的大
C.A与B对接后的加速度比A在原轨道的大
D.A与B的对接过程中，A与月球的引力势能逐渐增加
16. 某物体做平抛运动，它的速度方向与水平方向的夹角θ的正切值tanθ随时间t的变化图象正确的是
17. 特高压直流输电是我国领先世界的电力工程。正常输电时，两根导线中通有大小相等，方向相反的电流，某次故障测试中发现两根平行输电线电流IA>IC，如图以两导线公垂线中点为圆心，作一个与导线垂直的圆，a、b、c、d分别为圆上的四个点，a点(靠近IA)和c点(靠近IC)与输电线在同一高度，b、d为圆的最下方和最上方。忽略地磁的影响，则
A.b点和d点磁场方向相同
B.a点的磁感应强度可能为零
C.c点的磁感应强度可能为零
D.两根导线的作用力为引力
18. 一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3Ω、1Ω和4Ω，A为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I。 则该变压器原、副线圈匝数比为
A.2 B.3 C.4 D.5
19. 如图所示，一斜面M静止在粗糙水平面上，斜面顶端安有滑轮，两物块P、Q用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦），P悬于空中，Q放在斜面上，M、Q接触面粗糙，系统处于静止状态。当用水平向左的恒力推Q时，P、Q、M均静止不动，则
A.Q受到的摩擦力一定变小
B.M受到地面的摩擦力一定变大
C.轻绳上拉力一定变大
D.轻绳上拉力一定不变
20．如图a所示，光滑绝缘水平面上有质量分别为m1和m2的甲、乙两个点电荷，t=0时，乙电荷向甲运动，水平向左的速度大小为6m/s，甲的速度为零。之后，它们仅在静电力的作用下沿同一直线运动（整个运动过程中没有接触），它们运动的v-t图象分别如图b中甲、乙两曲线所示，则由图线可知
A.两电荷可能带异种电荷
B.m1:m2=1:2
C.t1时刻两电荷的电势能最大
D.电场力对乙先做负功，再做正功
21. 如图所示，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，二者平滑连接，右端接一个阻值为R的定值电阻，平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场，质量为m、电阻也为R的金属棒从高度为h处静止释放，到达磁场右边界处恰好停止。已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为，金属棒与导轨间接触良好，则金属棒穿过磁场区域的过程中
A.流过金属棒的最大电流为
B.通过金属棒的电荷量为
C.克服安培力所做的功为
D.金属棒产生的焦耳热为
三、非选择题：共62分，第22-32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33-34题为选考题，考生根据要求作答。
22.（每空2分，共4分）
为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，某同学设计了如图所示的实验装置。其中M为传感器和小车的质量，m为砝码和砝码盘的质量，力传感器可测出轻绳中的拉力大小，打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。
(1) 下列实验中相关操作不正确的是（ ）
A.平衡摩擦力时，一定应先将砝码盘用细线绕过定滑轮系在小车上
B.平衡摩擦力时，小车后面应固定一条纸带，纸带穿过打点计时器
C.为减小误差，实验中一定要保证砝码和砝码盘的质量m远小于小车的质量M
D.平衡摩擦力后，进行实验时，滑轮与小车之间的细绳应与木板保持平行
E.小车释放前应靠近打点计时器，且先释放小车再接通打点计时器的电源
(2) 该同学从所打的几条纸带中选取了一条点迹清晰的纸带，如图。图中A、B、C、D、E、F是按打点先后顺序依次选取的计数点，相邻计数点间还有四个点没有画出。由图中的数据可知，小车运动的加速度a= m/s2（结果保留三位有效数字）
23.（每空2分，共12分）
太阳能电池在有光照射时，可以将光能转化为电能，在没有光照射且未储存电能时可视为一个电阻。实验小组用伏安法探究某太阳能电池视为电阻RS时的I-U特性。
（1）实验小组先用欧姆表“×100”挡粗测该太阳能电池的电阻RS，发现指针从左端开始只偏转很小角度，为使测量结果更准确，他们需改用 （选填“×1k”或“×10”）挡位，并重新进行 。
（2）实验小组设计好电路后，正确操作，得到了多组电压表和电流表的示数U、I，如下表所示：
U/V
0.0
1.2
1.6
2.0
2.4
2.6
2.8
3.0
I/mA
0.0
0.0
0.1
0.4
0.9
1.8
3.3
5.1
①他们设计的电路图可能是图a中的 (选填“A”或“B”)图。
②请根据表中数据在图b中作出太阳能电池RS的I-U图线。
③由所作图线可知，随所加电压的增大，太阳能电池的电RS ，能反映该太阳能电池真实I-U特性的曲线应该在所作图线的 （选填“上方”或“下方”)。

24.（13分）
如图所示，一质量m1=1.0kg足够长的长木板静止在粗糙的水平地面上，左端放一质量m2=2.0kg的滑块，在滑块正上方的O点用长L=0.9m的轻质细绳悬挂质量m3=2.0kg的小球。现将小球向左上方拉至细绳与竖直方向成θ=60°角的位置由静止释放，小球摆到最低点与滑块发生弹性碰撞。已知滑块与长木板间的动摩擦因数1=0.2，地面与长木板间的动摩擦因数2=0.05，重力加速度g取10 m/s2。求：
(1)小球与滑块碰撞前对绳子的拉力以及碰撞后滑块的速度；
(2)求滑块在长木板上留下的划痕长。

O
25.（18分）
如图所示在xOy平面内，有两块垂直纸面的带电平行金属板竖直放置，一带正电的粒子自A点经电场加速后从M、N两板下端之间的中点C垂直射入M、N两极板间，偏转后通过竖直极板N上的小孔O离开电场，粒子在O点时的速度大小为v，方向与x轴成45°角斜向上，在N板右侧存在一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的下边界到O点的距离为d，磁场的磁感应强度为B，粒子经过磁场偏转后垂直打在N板上的P点，M、N板间距离为2d，粒子重力不计，求：
(1)粒子在磁场中运动的半径；
(2)两极板M、N之间的电势差；
(3)粒子从C点运动到P点所用的时间。

33. [物理——选修3-3](15分)
(1)(5分)下列说法正确的是（ ）（填正确答案标号，选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A.自然界中不是所有符合能量守恒定律的宏观过程都能真的发生。
B.生产半导体器件时，需要在纯净半导体材料中掺入其他元素，这是在高温条件下通过分子的扩散完成的。
C.在潮湿的天气里，洗了的衣服不易晾干，是因为空气的绝对湿度大。
D.为了保存玉米地的水分，可以把地面土壤锄松，破环土壤里的毛细管。
E.当液体与固体接触时，接触位置会形成附着层。附着层的液体分子比液体内部的分子稀疏时，它们之间表现为浸润。
(2)(10分)胎压监测装置是在汽车行驶过程中对轮胎气压进行实时自动监测的装置。一辆长期停放的汽车，某车胎内气体温度为27℃，胎压监测装置显示该车胎实际气压为200kPa，考虑到胎压不足，司机驾驶车辆到汽车修理店充气，行驶一段路程到汽车修理店后，胎压监刻装置显示该车胎胎压为210kPa，工作人员为该车胎充气，充气完毕后汽车停放一段时间，胎内气体温度恢复到27℃时，胎压监刻装置显示该车胎胎压为250kPa，若不考虑轮胎内气体体积变化。求：
（i）车胎胎压为210kPa时轮胎内气体温度为多少摄氏度？
（ii）新充入气体与车胎内原来气体的质量比。
34.[物理——选修3-4] (15分)
(1)(5分)下列说法正确的是（ ）（填正确答案标号，选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A.改变摆球质量可以调整单摆做简谐运动的周期。
B.全息照片的拍摄利用了光的干涉原理。
C.泊松亮斑是光通过小圆盘发生衍射时形成的。
D.光纤通讯利用了光的全反射原理。
E.波长较短的光不容易被大气散射，所以天空看起来是蓝色的。
(2)(10分)在一列沿水平直线传播的简谐横波上，有相距0.4m的B、C两质点,t1=0时，B、C两质点的位移为正的最大值，而且B、C间有一个波谷。当t2=0.1s时，B、C两质点的位置刚好在各自的平衡位置，此时波谷对应平衡位置到B点的距离为波长的四分之一，试求：
（i）该简谐横波的周期、波速各为多少？
（ii）若波速为27m/s，质点B、C之间距离C点0.1m的D点在t1=0时的振动方向如何？
参考答案

14. B 15.D 16.B 17.C 18.B 19.BD 20.CD 21.BD

22. (每空2分，共4分)
（1）ACE(少选得1分，错选多选不得分)
（2）1.50
23. (每空2分，共12分)
（1）×1k 欧姆调零（或电阻调零）
（2） ①A
②如图
③先几乎不变，后迅速减小 上方

24.(13分)
（1）小球从开始到最低点的过程中机械能守恒，由机械能守恒定律得：
(1分)
(1分)
(1分)
小球与小滑块发生弹性碰撞，碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：
(1分)
由机械能守恒定律得：
(1分)
代入数据解得： (2分)
（2）对物块： (1分)
对长木板： (1分)
(1分)
(1分)
(1分)
(1分)
（其他方法正确均可参照给分)
25.(18分)
（1）粒子运动轨迹如图，由几何关系得，粒子在磁场中运动的轨道半径
(4分)
（2）粒子在偏转电场中运动的初速度 (1分)
由动能定理得: (2分)
(2分)
联立解得 (2分)
（3） 粒子从C运动到O的时间
(1分)
从O运动到D的时间 (1分)
在磁场中的运动时间 (1分)
(1分)
所以，粒子从C运动到P的时间 (1分)
联立得 (2分)
（其他方法正确均可参照给分)
33.
（1）ABD (5分)
（2）解析：
（i）由查理定律得 (3分)

T2=315K=42℃ (1分)

（ii）车胎内原来气体，由 (3分)

解得 (1分)
相同压强条件下，新充入气体与车胎内原来气体的质量比等于体积比， (2分)
（其他方法正确均可参照给分)
34.
（1）BCD (5分)
（2）解析：
（i）由题意可知，t1=0时波形应为下图中的实线所示，而t2=0.1s时图线为下图中的虚线所示。
若波由B向C传播，则
结合＝0.4m,t2-t1=0.1s, 由
可得 其中n1=0, 1, 2. . . (2分)

v1=(4n1+3)m/s 其中n1=0, 1, 2. . . (2分)

同理，若波C向B传播，则, 可得
其中n2=0, 1, 2. . . (1分)

v2=(4n2+1)m/s , 其中n2=0, 1, 2. . . (1分)

（ii）只要预知波的传播方向就能确定质点的振动方向，把带入的表达式，
在的表达式中得到，n有整数解，故波是从B向C传播的。 (2分)
分析可知：t1=0时D质点经平衡位置向下振动。 (2分)