2021-2022学年陕西省西安中学高三上学期期中考试 物理

西安中学2021-2022学年度第一学期期中考试

                高三 物理试题

一、选择题（本大题共12小题，共48.0分）

1. 如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是，那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是

A. 用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生光电效应现象
B. 一个处于能级的氢原子向基态跃迁时，能放出种不同频率的光
C. 一群处于能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为
D. 用能量为的光子照射，可使处于基态的氢原子电离

2. 等量异种电荷的电场线如图所示，下列表述正确的是

A. 点的电势低于点的电势
B. 点的场强大于点的场强，方向相同
C. 将一负电荷从点移到点电场力做负功
D. 负电荷在点的电势能大于在点的电势能

3. 一卫星绕某行星做匀速圆周运动，其轨道半径为，运行速度为，行星的自转周期为。引力常量为，行星视为质量分布均匀的球体。行星的同步卫星运行的速度大小为

1.  B.  

C.  D.

4. “嫦娥之父”欧阳自远透露：我国计划于年登陆火星。假如某志愿者登上火星后将一小球从高为的地方由静止释放，不计空气阻力，测得经过时间小球落在火星表面，已知火星的半径为，引力常量为，不考虑火星自转，则下列说法正确的是

A. 火星的第一宇宙速度为B. 火星的质量为
C. 火星的平均密度为D. 环绕火星表面运行的卫星的周期为

5. 长为的轻绳，一端用质量为的圆环在水平光滑的横杆上，另一端一质量为的小球，开始时，将小球移至横杆处轻绳处于水平伸直状态，见图，然后轻轻放手，当绳子与横杆成直角，此过程圆环的位移是，则

1.  B.  

C.  D.

6. 雨打芭蕉是我国古代文学中重要的抒情意象。为估算雨天院中芭蕉叶面上单位面积所承受的力，小玲同学将一圆柱形水杯置于院中，测得分钟内杯中雨水上升了，查询得知，当时雨滴落地速度约为，设雨滴撞击芭蕉后无反弹，不计雨滴重力，雨水的密度为，据此估算芭蕉叶面单位面积上的平均受力约为

A.  B.  C.  D.

7. 如图所示，在竖直平面内存在一个匀强电场，一质量为、带电量为的带电小球从点静止释放且沿直线方向运动，已知直线与竖直方向夹角为，下列有关说法正确的是

A. 小球运动过程中的加速度一定大于
B. 满足运动条件的匀强电场的最小值为
C. 带电小球在运动时动能和重力势能一定减小.
D. 若电场为水平方向时带电小球的重力势能和电势能之和一定增加

8. 年月日凌晨，我国成功发射一枚火箭，将“嫦娥四号”探测器送上了天空，历经个小时的飞行后，在离月球仅公里的距离完美“刹车”，进入近月轨道运行；月日时分，“嫦娥四号”在环月轨道成功实施变轨控制，顺利进入月球背面的预定着陆准备轨道；年月日时分北京航天飞行控制中心向“嫦娥四号”探测器发出着陆指令：开启变推力发动机，逐步将探测器的速度降到零，并不断调整姿态，在距月面米处悬停，选定相对平坦区域后缓慢垂直下降，实现了世界上首次在月球背面软着陆。探测器在着陆过程中沿竖直方向运动，设悬停前减速阶段变推力发动机的平均作用力为，经过时间将探测器的速度由减小到。已知探测器质量为，在近月轨道做匀速圆周运动的周期为，引力常量为，月球可视为质量分布均匀的球体，着陆过程中“嫦娥四号”探测器质量不变。则通过以上数据可求得  

1. 月球表面的重力加速度为
   B. 月球的半径
   C. 月球的质量
   D. 月球的平均密度

9. 如图所示，实线表示电场线，虚线表示一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，其中过点的切线与该处的电场线垂直。下列说法正确的是

1. 粒子带正电
   B. 粒子在点的加速度大于它在点的加速度
   C. 粒子在点时电场力做功的功率为零
   D. 粒子从点运动到点的过程中电势能先减少后增加

10. 如图所示，两块水平放置的平行正对的金属板、分别与电池两极相连，开始时开关闭合，发现在距两板距离相等的点有一个带电液滴处于静止状态，然后断开开关，并将板向下平移一小段距离，稳定后，下列说法中正确的是

A. 液滴将加速向下运动
B. 液滴将保持不动
C. 点电势升高，液滴在点时电势能减少
D. 点电势升高，液滴在点时电势能增大

11. 质量为的小球以速度在光滑水平面上运动，与质量为的静止小球发生对心碰撞，则碰撞后球的速度大小和球的速度大小可能为

1. ， 
2. ，
   C. ， 

D. ，

12. 如图所示，在竖直平面内坐标系中分布着与水平方向成角的匀强电场，将一质量为、带电荷量为的小球，以某一初速度从点竖直向上抛出，它的轨迹恰好满足抛物线方程，且小球通过点，已知重力加速度为，则下列说法错误的是

A. 电场强度的大小为
B. 小球初速度的大小为
C. 小球通过点时的动能为
D. 小球从点运动到点的过程中，电势能减少
二、实验题（本大题共1小题，共12.0分）

13. 为了验证动量守恒定律探究碰撞中的不变量，某同学选取了两个材质相同、体积不等的滑块和，按下述步骤进行实验：

用天平称出两滑块的质量分别为、；

把一根足够长的平直轨道放置在水平桌面上，用细线悬挂滑块，调节悬点的位置，使得静止时刚好与轨道接触但之间没有挤压，在悬点正下方点处固定一锋利刀片，同时紧临放置滑块，如图所示；

把滑块拉离平衡位置使悬线与竖直方向成一定角度，同时记录滑块所处位置，释放，滑块和将发生碰撞，然后测出滑块和在水平轨道上滑行的距离、；

撤掉滑块，再把拉至点位置，释放，再次测出在水平轨道上滑行的距离。

滑块两次要从同一位置释放的理由是_______________________________________

需要测定滑块与轨道间动摩擦因数吗？________________填“需要”或“不需要”。

用测得的物理量来表示，只要满足关系式________________________________，则说明碰撞中动量守恒。

用测得的物理量来表示，只要再满足关系式________________________________，则说明两小球的碰撞是弹性碰撞。 

三、计算题（本大题共2小题，14题11分，15题14分.共25.0分）

14. 如图所示，物体置于静止在光滑水平面上的平板小车的左端，物体在的上方点用细线悬挂一小球可视为质点，线长。现将小球拉至水平无初速度释放，并在最低点与物体发生水平正碰，碰撞后小球反弹的速度为。已知、、的质量分别为、和，、间的动摩擦因数，、碰撞时间极短，且只碰一次，取重力加速度。

求小球与物体碰撞前瞬间受到细线的拉力大小；

求、碰撞后瞬间的速度大小；

若物体未从小车上掉落，小车最小长度为多少。

15. 如图所示，水平绝缘光滑轨道的端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道平滑连接，圆弧的半径。在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度现有质量的带电体可视为质点放在水平轨道上点处，两点距离，由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动，当运动到圆弧形轨道的端时，速度恰好为零，已知带电体所带电荷量，取，求：

带电体在水平轨道上运动的加速度大小及运动到端时的速度的大小；

带电体运动到圆弧形轨道的端时对圆弧轨道的压力大小；

两点之间的电势差和到过程中摩擦热。

若圆弧轨道也是光滑的，求小球到达最高点的速度为多少？（可以用根号表示）

四、选做题（本大题共2小题，共15.0分。选取其中一道题涂其题号并做于答题卡上。）

16. （5分）下列说法中正确的是__________。填正确答案标号。

A.温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大

B.当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大

C.对于一定质量的理想气体，保持压强不变，体积减小，那么它一定从外界吸热

D.电冰箱的工作过程表明，热量可以自发地从低温物体向高温物体传递

E.液体的表面张力使液面具有收缩到表面积最小的趋势

（10分）如图所示，开口竖直向上的细玻璃管内有一段长为的水银柱，封闭了一段长度为的气体，此时封闭气体温度为，水银柱的上端距离管口的距离为，已知大气压强为。现把玻璃管缓慢旋转至水平位置保持不动，然后对玻璃管缓慢加热到水银柱刚好没流出管口，求：

玻璃管旋转时，封闭气体的长度为多少？

水银柱刚好没流出管口时，此时玻璃管中封闭气体的温度为多少？

17. （5分）关于机械波与电磁波，下列说法中正确的是____填正确答案标号，多选。

A.机械波在介质中传播时，介质中后振动的质点总是重复先振动的相邻的质点的振动，是受迫振动

B.弹簧振子在四分之一个周期里运动的路程一定等于一个振幅

C.有经验的战士可以根据炮弹飞行的尖叫声判断炮弹是接近还是远去

D.电磁波衍射能力由强到弱的顺序是无线电波、可见光、红外线、射线

E.在真空中传播的电磁渡频率不同，传播的速度相同

（10分）如图所示，是一个三棱镜的截面图，一束单色光以的入射角从侧面的中点射入。已知三棱镜对该单色光的折射率，长为，光在真空中的传播速度为，求：

此束单色光第一次从三棱镜射出的方向不考虑面的反射；

此束单色光从射入三棱镜到面所用的时间。

西安中学2021-2022学年度第一学期期中考试

                高三 物理答案

1.   2.  3.  4.5.6.7.D    8.

9.10.11.12.ABD
13.【答案】要用第二次测定的数据表示第一次滑块与碰前的速度大小；

不需要；

；。

14.【答案】解：小球下摆过程机械能守恒，由机械能守恒定律得：
，
代入数据解得：，
对小球，由牛顿第二定律得：，
代入数据解得：；
小球与碰撞过程系统动量守恒，以小球的初速度方向为正方向，
由动量守恒定律得：，
代入数据解得：；
物块与木板相互作用过程，系统动量守恒，以的速度方向为正方向，
由动量守恒定律得：，
代入数据解得：，
由能量守恒定律得：，
代入数据解得：。
答：小球与碰撞前的瞬间，绳子对小球的拉力的大小；
小球与碰撞后的瞬间，获得的速度的大小为；
物体未从小车上掉落，小车的最小长度为．

15.【答案】解：设带电体在水平轨道上运动的加速度大小为，
根据牛顿第二定律：
解得：，
设带电体运动到端时的速度为，则：，
解得：；
设带电体运动到圆轨道端时受轨道的支持力为，
根据牛顿第二定律：，
解得：
根据牛顿第三定律可知，带电体对圆弧轨道端的压力大小：；
两点间的电势差：；
由于从到的过程中，只有段会摩擦生热，故设带电体沿圆弧轨道运动过程中摩擦力所做的功为，根据动能定理：
，
因电场力做功与路径无关，所以带电体沿圆弧形轨道运动过程中，电场力所做的功：

解得：，克服摩擦力做功产生热量，因此产生的热量．

（4）m/s
16.【答案】 
解：初态：     
          水平：            
          等温变化：
  由得气体长度为    
(ⅱ)水平升温前  
    升温后  
    等压变化：   
    由得：    

17.【答案】；
解：设此光束从面射入棱镜后的折射角为，根据折射定律有：
解得：，显然光从射入棱镜后的折射光线平行于；
光在面上的入射角为，
设临界角为，则，得：
可知小于，所以光在面上发生全反射，
根据几何关系和反射定律知，光将垂直于底面，沿方向射出棱镜；

光在棱镜中传播的速率

所以光从射入三棱镜到面所用的时间
解得：