山东省滨州市2021届高三上学期物理期末考试试卷

试卷更新日期：2021-03-03 类型：期末考试

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一、单选题

1. 关于近代物理知识，下列说法正确的是（）

A、放射性元素的半衰期随温度的升高而变短 B、 $β$ 衰变现象说明电子是原子核的组成部分 C、由核反应方程 $_{92}^{238} U \to_{90}^{234} Th + X$ ，可知X是中子 D、比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时要放出核能

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2. 如图所示，为某元件的伏安特性曲线。下列四个元件中具有这种特性的是（）

A、 B、 C、 D、

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3. 某静电场中电场线分布如图所示，N、P、Q为电场中三点，其中P、Q两点关于点电荷 $q_{1}$ 左右对称，下列说法正确的是（）

A、P、Q两点电场强度的大小 $E_{Q} > E_{P}$ B、P点的电势 $φ_{P}$ 一定高于Q点电势 $φ_{Q}$ C、负电荷从N点移到Q点电场力做正功 D、负电荷从P点移到N点电势能一定变小

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4. 某跳伞运动员从悬停在高空的直升机上跳下，在空中沿竖直方向运动的 $v - t$ 图像如图所示。下列关于运动员的运动情况分析正确的是（）

A、 $0 ~ 5 s$ 内加速度向上， $10 ~ 15 s$ 加速度向下 B、 $10 ~ 15 s$ 内做加速度逐渐增大的减速运动 C、 $0 ~ 5 s$ 内下落的距离大于 $37 .5m$ D、 $10 ~ 15 s$ 内下落的距离大于 $50m$

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5. 如图甲所示为一简谐波在 $t = 0.2 s$ 时刻的图象，图乙所示为 $x = 0.3 m$ 处质点P的振动图像。下列说法正确的是（）

A、P点的振动方程为 $y = 0.08 \sin (5 π t + π) m$ B、这列波的传播方向沿x正方向 C、这列波的波速是 $2m/s$ D、 $t = 0 .35s$ 时P点的位移为 $4cm$

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6. 2020年12月27号凌晨1点，嫦娥五号顺利完成月球采样与封装、月面起飞、月球轨道交会对接和样品转移、返回地球等11个阶段的使命任务。我国航天技术发展起点低，进步却飞速，向世界展示了我国航天技术的雄厚实力与航天员吃苦耐劳的精神，已知月球半径为R，引力常量为G，月球表面重力加速度为g。下列说法正确的是（）

A、返回器在绕着月球做匀速圆周运动时，速度大于 $\sqrt{g R}$ B、返回器由绕月椭圆轨道减速才能进入月地转移轨道 C、月球的平均密度为 $ρ = \frac{3 g}{4 π G R}$ D、返回器在返回地面的过程中机械能守恒

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7. 如图甲所示，是一种振动发电装置，它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为 $0 .1m$ 、匝数为20的线圈，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙所示）。线圈所在位置磁感应强度的大小均为 $0 .2T$ ，线圈的电阻为 $2Ω$ ，它的引出线接有 $8Ω$ 的小电珠L，其它电阻均不计。外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过电珠。当线圈速度随时间变化的规律如图丙、丁所示（v取向右为正），其中图丙所示速度按正弦规律变化，下列说法正确的是（）

A、线圈两种运动的小灯泡亮度相同 B、线圈按丁图情况运动产生的电动势是恒定不变的 C、线圈按丙图情况运动产生的电动势的瞬时值表达式为 $e = 4.8 π \sin 10 π t (V)$ D、线圈按丙图情况运动，灯泡两端的电压为 $2.4 \sqrt{2} V$

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8. 如图所示，竖直杆固定在木块C上，两者总重为 $20N$ ，放在水平地面上，轻细绳a连接小球A和竖直杆顶端，轻细绳b连接小球A和B，小球A、B重均为 $10N$ 。当用最小的恒力F作用在小球B上时，A、B、C均保持静止，绳a与竖直方向的夹角为30°。下列说法正确的是（）

A、力F的大小为 $5 \sqrt{3} N$ B、绳a的拉力大小为 $10 \sqrt{3} N$ C、地面对C的摩擦力大小为 $10N$ D、地面对C的支持力大小为 $40N$

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二、多选题

9. 如图所示，大量处于激发态（ $n = 4$ ）的氢原子，向较低能级跃迁时，下列说法正确的是（）

A、最多只能放出6种不同频率的光子 B、从 $n = 4$ 能级跃迁到 $n = 1$ 能级氢原子的能量变大 C、从 $n = 4$ 能级跃迁到 $n = 1$ 能级放出的光子波长最长 D、从 $n = 4$ 能级跃迁到 $n = 2$ 能级放出的光子能使某种金属发生光电效应，则从 $n = 2$ 能级跃迁到 $n = 1$ 能级放出的光子，也一定能使该种金属发生光电效应

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10. 冬季来临滑雪运动深受人民群众喜爱。一滑雪爱好者由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道 $A B C$ ，从滑道的A点滑行到最低点B再到C的过程中，A到B速率不变，B到C速率减小，则滑雪爱好者沿滑道运动过程中（）

A、A到B过程中所受摩擦力大小不变 B、A到B过程中重力的功率一直变小 C、ABC运动过程中合外力先做正功后做负功 D、ABC运动过程中机械能始终减少

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11. 质量为 $2kg$ 小物块静止在粗糙水平面上，用水平拉力F作用在物块上，力F随时间t的变化图像如图甲所示，物块的加速度a随时间变化的图像如图乙所示，重力加速度大小为 ${10m/s}^{2}$ ，最大静摩擦力大于滑动摩擦力，由图像可知（）

A、物块与水平面间的最大静摩擦力为 $4N$ B、物块与水平面间的动摩擦因数为0.2 C、在 $0 ~ 5 s$ 时间内，拉力F的冲量为 $42 N \cdot s$ D、在 $0 ~ 5 s$ 时间内，合外力做的功为 $25J$

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12. 如图甲所示，一个圆形线圈用绝缘杆固定在天花板上，线圈的匝数为n，半径为r，总电阻为R，线圈平面与匀强磁场垂直，且下面一半处在磁场中， $t = 0$ 时磁感应强度的方向如图甲所示，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是（）

A、在 $0 ~ 2 t_{0}$ 的时间间隔内线圈内感应电流先顺时针后沿逆时针方向 B、在 $0 ~ 2 t_{0}$ 的时间间隔内线圈受的安培力先向下后向上 C、在 $0 ~ t_{0}$ 的时间间隔内线圈中感应电流的大小为 $\frac{n π r^{2} B_{0}}{2 t_{0} R}$ D、在 $\frac{3}{2} t_{0}$ 时线圈受安培力的大小为 $\frac{n^{2} π r^{3} B_{0}^{2}}{2 t_{0} R}$

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三、实验题

13. 某学校物理兴趣小组想进一步验证力的合成规律，准备好木板、白纸、图钉、刻度尺、三条完全相同的橡皮筋 $L_{1}$ 、 $L_{2}$ 和 $L_{3}$ （橡皮筋中弹力与伸长量的关系满足胡克定律）。
操作步骤如下：

a.把三条橡皮筋的一端系在一起形成结点， $L_{1}$ 、 $L_{2}$ 和 $L_{3}$ 另一端分别系上细绳套，使得结点与绳套间的橡皮筋长度相同；

b.将 $L_{1}$ 另一端的绳套用图钉固定在木板上；

c.用手分别沿两个方向拉着 $L_{2}$ 和 $L_{3}$ 的另外一端的绳套到不同位置；

d.记录三条橡皮筋结点位置及所在的方向，并用刻度尺测量它们现在的长度。

(1)、以上实验缺少的步骤是；

(2)、选择相同的单位标度后，分别沿三条橡皮筋的方向，画出三条橡皮筋伸长量 $Δ L_{1}$ 、 $Δ L_{2}$ 、 $Δ L_{3}$ ，并以 $Δ L_{2}$ 、 $Δ L_{3}$ 为邻边做平行四边形，画出其对角线 $Δ L$ ，在误差允许的范围内，若 $Δ L_{1}$ 与 $Δ L$ 满足关系，即可验证力的平等四边形定则。

(3)、以下说法正确的是_______。

A、拉伸橡皮筋时，三条橡皮筋的拉伸方向均应与木板平行 B、橡皮筋 $L_{1}$ 的反向延长线一定是以 $L_{2}$ 和 $L_{3}$ 的伸长量为邻边做的平行四边形的角平分线 C、若保持 $L_{2}$ 和 $L_{3}$ 的长度不变，减小二者之间夹角，则 $L_{1}$ 的长度增加 D、为再次验证实验结论是否正确，重复实验时必须把结点拉到同一位置

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14.

(1)、某实验小组为了测量某一电阻 $R_{x}$ 的阻值，他们先用多用电表进行粗测，用多用电表“ $\times 1$ ”欧姆挡估测其电阻，示数如图，则阻值为 $Ω$ 。

(2)、为了进一步精确测量该电阻，实验用以下器材：
电流表A₁（量程 $3mA$ ，内阻 $r_{1} = 10 Ω$ ）

电流表A₂（量程 $150mA$ ，内阻 $r_{2}$ 约为 $0.5 Ω$ ）

电阻箱 $R_{1}$ （最大阻值为 $999.9 Ω$ ），符号

滑动变阻器R（ $0 ~ 5 Ω$ ，额定电流 $1A$ ）

电源E（电动势为 $4 .5V$ ，内阻不计）

开关S及导线若干

①实验时需要把电流表A₁改装成 $3V$ 的电压表，需串联的电阻箱的阻值为 $Ω$ 。

②请在虚线框内画出合适的电路图，并标明电流表的符号。

③电压表改装后并没有更换电流表A₁的表盘，闭合电键，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏，记录此过程中两个电流表的示数，利用实验数据在坐标纸上描点画线，如图所示。利用图线得到待测电阻阻值 $R_{x} =$ $Ω$ （结果保留两位有效数字）。

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四、解答题

15. 如图所示，质量相等的物块A和B叠放在水平地面上，A的左端距B的左端为L，某时刻A静止，B有水平向右的初速度，当A、B左端对齐时恰好相对静止。A与B之间、B与地面之间的动摩擦因数都是 $μ$ ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。求：

(1)、物块左端对齐前物块B的加速度大小；

(2)、物块B的初速度大小。

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16. 阳光作为万物生长之源，是必不可少的资源，如图甲是一个神奇的采光系统（Solatube），可以将阳光送到室内每一个角落，它由半球形玻璃透光罩、导光管道和灯片组成，透光罩上的半球形凸透镜可投射任何角度的太阳光，然后通过管道将光线反射到灯片，让室内充满阳光。某种颜色的光通过导光系统进入室内，原理图如图乙所示，已知半球形透光罩半径为 $R = 30 cm$ ，导光管道长为 $L = 3 m$ ，该色光在玻璃内芯与包层界面发生全反射的临界角 $C = 60^{°}$ ，透光罩与内芯为同种玻璃制成，对该光的折射率 $n = \sqrt{3}$ ，光在真空中的速度 $c = 3 \times 10^{8} m/s$ ，该光按乙图所示竖直向下的方向由B点射入透光罩时，求该光到达灯片的时间。（结果保留两位有效数字）

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17. 某电视台一档闯关节目中，沙袋通过轻质细绳悬挂于A点正上方的O点，闯关者水平向左速度为 $v = 10 m/s$ ，在A点抱住沙袋一起向左摆动，细绳摆到与竖直方向成角度 $θ = 37 °$ 时松手，闯关者恰好落到另一侧平台的B点，A、B在同一水平面上，如图所示，沙袋到悬点O的距离为 $L = 5 m$ ，闯关者的质量为 $M = 60 kg$ ，沙袋质量为 $m = 40 kg$ ，当地重力加速度 $g = 10 {m/s}^{2}$ ，沙袋和闯关者视为质点。求：

(1)、闯关者刚抱住沙袋时的共同速度大小；

(2)、闯关者抱住沙袋向左摆动过程中，细绳的最大拉力大小；

(3)、 $A B$ 两点间的距离。

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18. 如图所示，直角坐标系位于竖直平面内，在 $0 \leq y \leq \sqrt{3} m$ 的区域内有磁感应强度大小 $B = 4.0 \times 10^{- 4} T$ ，方向垂直于纸面向外的匀强磁场，其上边界与y轴交于P点；在x轴下方某区域内的有界匀强电场，电场强度大小 $E = 4 N/C$ ，方向沿x轴负方向，边界与x轴平行，宽度 $d = 2 m$ 。一质量 $m = 6.4 \times 10^{- 27} kg$ ，电荷量 $q = 3.2 \times 10^{- 19} C$ 的带电粒子从P点以某速度沿与y轴负方向成 $α = 60^{°}$ 角射入磁场，在磁场中运动 $t_{0} = \frac{π}{6} \times 10^{- 4} s$ 后，经电场偏转最终通过y轴上的Q点（Q点未画出），不计粒子重力。求：

(1)、带电粒子进入磁场时的速度 $v_{0}$ ；

(2)、当电场上边界恰好与x轴重合时Q点的纵坐标；

(3)、若只改变上述电场强度的大小，要求带电粒子仍能通过Q，当电场上边界的纵坐标满足 $- 3 m < y^{'} < 0$ 时，推导出电场强度的大小 $E^{'}$ 与 $y^{'}$ 的函数关系。

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