河北省保定市中韓莊中學2021年高三物理下學期期末試卷含解析

河北省保定市中韓莊中學2021年高三物理下學期期末試卷含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.發(fā)生放射性衰變?yōu)?，半衰期約為5700年。已知植物存活其間，其體內(nèi)與的比例不變；生命活動結(jié)束后，的比例持續(xù)減少?，F(xiàn)通過測量得知，某古木樣品中的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一。下列說法正確的是_____。（雙選，填正確答案標號）a.該古木的年代距今約為5700年b.、、具有相同的中子數(shù)c.衰變?yōu)榈倪^程中放出β射線d.增加樣品測量環(huán)境的壓強將加速的衰變參考答案：ac試題分析：因古木樣品中的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一，則可知經(jīng)過的時間為一個半衰期，即該古木的年代距今約為5700年，選項a正確；、、具有相同的質(zhì)子數(shù)，由于質(zhì)量數(shù)不同，故中子數(shù)不同，選項b錯誤；根據(jù)核反應(yīng)方程可知，衰變?yōu)榈倪^程中放出電子，即發(fā)出β射線，選項c正確；外界環(huán)境不影響放射性元素的半衰期，選項d錯誤；故選ac.考點：半衰期；核反應(yīng)方程.2.參考答案：AC3.做勻加速沿直線運動的質(zhì)點在第一個3s內(nèi)的平均速度比它在第一個5s內(nèi)的平均速度小3m/s，則質(zhì)點的加速度大小為（

）A．1m/s2

B．2m/s2

C．3m/s2

D．4m/s2參考答案：C4.如右圖所示，水平面內(nèi)有三塊相同的圓板，分別用兩根、三根、四根不可伸長的細線按三種不同的方式拴結(jié)一個質(zhì)量為m的小球，細線的另一端都栓結(jié)在圓板邊緣，且栓結(jié)點均勻分布在圓周上，三種情況細線與豎直方向的夾角分別為30o、45o、60o,三種情況繩子的拉力分別為F1、F2、F3它們的大小關(guān)系是 A．F1＞F2＞F3 B．F1＜F2＜F3 C．F1＞F3＞F2 D．F2＞F1＞F3參考答案：C由力的合成和分解知識可得，選項C正確。5.如圖（a）所示，用一水平外力F拉著一個靜止在傾角為θ的光滑斜面上的物體，逐漸增大F，物體做變加速運動，其加速度a隨外力F變化的圖像如圖（b）所示，若重力加速度g取10m/s2．根據(jù)圖（b）中所提供的信息可以計算出

（

）A．斜面的傾角B．加速度為6m/s2時物體的速度C．加速度由2m/s2增加到6m/s2過程物體通過的位移D．以上均不正確參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示，兩根細線把兩個相同的小球懸于同一點，并使兩球在同一水平面內(nèi)做勻速圓周運動，其中小球1的轉(zhuǎn)動半徑較大，則兩小球轉(zhuǎn)動的角速度大小關(guān)系為ω1

ω2，兩根線中拉力大小關(guān)系為T1

T2，（填“＞”“＜”或“=”）參考答案：=；＞【考點】物體做曲線運動的條件．【分析】兩個小球均做勻速圓周運動，對它們受力分析，找出向心力來源，可先求出角速度．【解答】解：對其中一個小球受力分析，如圖，受重力，繩子的拉力，由于小球做勻速圓周運動，故合力提供向心力；將重力與拉力合成，合力指向圓心，由幾何關(guān)系得合力：F=mgtanθ…①；由向心力公式得：F=mω2r…②設(shè)繩子與懸掛點間的高度差為h，由幾何關(guān)系，得：r=htanθ…③；由①②③三式得：ω=，與繩子的長度和轉(zhuǎn)動半徑無關(guān)，故二者角速度相等；繩子拉力T=，則T1＞T2；故答案為：=；＞7.由于水的表面張力，荷葉上的小水滴總是球形的．在小水滴表面層中，水分子之間的相互作用總體上表現(xiàn)為_____（選填“引力”或“斥力”）．分子勢能Ep和分子間距離r的關(guān)系圖象如圖所示，能總體上反映小水滴表面層中水分子Ep的是圖中______（選填“A”“B”或“C”）的位置．參考答案：

(1).引力

(2).C【詳解】由于在小水滴表面層中，水分子間的距離大于，所以水分子之間的相互作用總體上表現(xiàn)為引力，由于當分子間距離為時，分子間作用力為0，分子勢能最小即圖中的B點，由于表面層中分子間距大于，所以能總體反映小水滴表面層中水分子勢能的是C位置。8.如圖，質(zhì)量為kg的木板放在光滑水平面上，一質(zhì)量為kg的物塊放在木板上，它們之間有摩擦，木板足夠長．開始時兩者都以m/s的初速度向相反方向運動，當木板的速度為m/s時，物塊的速度大小為

m/s，木板和物塊最終的共同速度大小為

m/s．參考答案：0.8；2

9.如圖12所示，質(zhì)量為ｍ的物體放在傾角為θ的斜面上，在水平恒定的推力F的作用下，物體沿斜面勻速向上運動，則物體與斜面之間的動摩擦因數(shù)為。參考答案：10.如圖所示，半徑為R的光滑半圓球固定在水平面上，頂部有一小物體A，現(xiàn)給它一個水平初速度，當這一水平初速度v0至少為_______________時，它將做平拋運動，這時小物體A的落地點P到球心O的距離=_______________.參考答案：;在最高點，有mg-N=m，N=0時物體A做平拋運動，此時v0=．物體A做平拋運動的時間，所以==。11.（6分）一個電子和一個正電子對撞發(fā)生湮滅而轉(zhuǎn)化為一對光子，設(shè)正、負電子對撞前的質(zhì)量均為m，動能均為EK，光速為C，普朗克常為h，則對撞過程中的質(zhì)量虧損為________轉(zhuǎn)化為光子波長為_____________。參考答案：2m；12.約里奧·居里夫婦因發(fā)現(xiàn)人工放射性而獲得了1935年的諾貝爾化學獎，他們發(fā)現(xiàn)的放射性元素衰變成的同時放出另一種粒子，這種粒子是．參考答案：正電子13.實際電流表有內(nèi)阻，可等效為理想電流表與電阻的串聯(lián)．測量實際電流表G1內(nèi)阻r1的電路如圖9所示．供選擇的儀器如下：①待測電流表G1(0～5mA，內(nèi)阻約300Ω)，②電流表G2(0～10mA，內(nèi)阻約100Ω)，③定值電阻R1(300Ω)，④定值電阻R2(10Ω)，⑤滑動變阻器R3(0～1000Ω)，⑥滑動變阻器R4(0～20Ω)，⑦干電池(1.5V)，⑧開關(guān)S及導線若干．圖9(1)定值電阻應(yīng)選________，滑動變阻器應(yīng)選________．(在空格內(nèi)填寫序號)(2)用連線連接實物圖．(3)補全實驗步驟：①按電路圖連接電路，________；②閉合開關(guān)S，移動滑動觸頭至某一位置，記錄G1、G2的讀數(shù)I1、I2；③________________________________________________________________________；圖10④以I2為縱坐標，I1為橫坐標，作出相應(yīng)圖線，如圖10所示．(4)根據(jù)I2I1圖線的斜率k及定值電阻，寫出待測電流表內(nèi)阻的表達式________．參考答案：(1)根據(jù)電路的原理圖，定值電阻應(yīng)適當大一些，滑動變阻器采用分壓接法時，應(yīng)選用阻值適當小一些的變阻器(2)連線時要注意電表的正負接線柱不能接反(3)略(4)根據(jù)串、并聯(lián)電路規(guī)律可知：I2＝I1＋＝I1，所以k＝，所以r1＝(k－1)R1.答案(1)③⑥(2)如圖(3)①將滑動觸頭移至最左端③多次移動滑動觸頭，記錄相應(yīng)的G1、G2讀數(shù)I1、I2(4)r1＝(k－1)R1三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（1）某研究小組的同學為了測量某一電阻RX的阻值，甲同學先用多用電表進行粗測．使用多用電表歐姆擋時，將選擇開關(guān)置于合適的擋位后，必須先將兩表筆短接，再進行歐姆調(diào)零，使指針指在歐姆刻度的“0”處．若該同學將選擇旋鈕在“×1”位置，指針在刻度盤上停留的位置如圖甲所示，則所測量的值為18.0Ω．（2）為進一步精確測量該電阻，實驗臺上擺放有以下器材：A．電流表（量程15mA，內(nèi)阻未知）B．電流表（量程0.6A，內(nèi)阻未知）C．電阻箱（最大電阻99.99Ω）D．電阻箱（最大電阻999.9Ω）E．電源（電動勢3V，內(nèi)阻1Ω）F．單刀單擲開關(guān)2只G．導線若干乙同學設(shè)計的電路圖如圖乙所示，現(xiàn)按照如下實驗步驟完成實驗：①調(diào)節(jié)電阻箱，使電阻箱有合適的阻值R1，僅閉合S1，使電流表有較大的偏轉(zhuǎn)且讀數(shù)為I；②調(diào)節(jié)電阻箱，保持開關(guān)S1閉合，開關(guān)S2閉合，再次調(diào)節(jié)電阻箱的阻值為R2，使電流表讀數(shù)仍為I．a(chǎn)．根據(jù)實驗步驟和實驗器材規(guī)格可知，電流表應(yīng)選擇A，電阻箱應(yīng)選擇D．（填器材前字母）b．根據(jù)實驗步驟可知，待測電阻Rx=R2﹣R1（用題目所給測量數(shù)據(jù)表示）．（3）利用以上實驗電路，閉合S2調(diào)節(jié)電阻箱R，可測量出電流表的內(nèi)阻RA，丙同學通過調(diào)節(jié)電阻箱R，讀出多組R和I值，作出了﹣R圖象如圖丙所示．若圖象中縱軸截距為1A﹣1，則電流表內(nèi)阻RA=2Ω．參考答案：解：（1）歐姆表使用前首先應(yīng)進行歐姆調(diào)零，即將兩表筆短接，調(diào)整歐姆調(diào)零旋鈕使指針指在歐姆刻度的“0”處．所測量電阻的值為R=18.0×1Ω=18.0Ω．（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，通過待測電阻的最大電流為：=，所以電流表應(yīng)選A；電路中需要的最大電阻應(yīng)為：=，所以電阻箱應(yīng)選D；（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律，斷開時有：E=I（Rx+R1+RA+r）①閉合時有：E=I（）②聯(lián)立①②解得：（3）S閉合后，由閉合電路歐姆定律可知：E=I（）則有：=則可知圖象的縱軸的交點為：=1解得：RA=2Ω；故答案為：（1）歐姆調(diào)零，18.0（2）A

D

R2﹣R1（3）215.甲、乙兩位同學用刻度尺測量同一竹竿的長度時記錄的數(shù)據(jù)分別是，甲為5.65m，乙為5.650m，則下列說法正確的是

A．甲同學使用的是最小刻度為厘米的刻度尺進行測量B．乙同學使用的是最小刻度為厘米的刻度尺進行測量C．甲同學記錄的數(shù)據(jù)準確到厘米D．乙同學使用的是最小刻度為毫米的刻度尺進行測量參考答案：B四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，空間某豎直平面內(nèi)有一條折線是磁場的分界線，在折線的兩側(cè)分布著方向相反、與平面垂直的勻強磁場，磁感應(yīng)強度的大小均為B。折線的頂角∠A=90°，P、Q是折線上的兩點，AP=AQ=L。現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子從P點沿PQ方向射出，不計粒子的重力。

（l）若在P、Q間加一與磁場方向垂直的勻強電場，能使粒子以速度v0從P點沿直線運動到Q點，求場強的大小和方向。

（2）撤去電場，為使粒子從P點射出后，途經(jīng)折線的頂點A到達Q點，則初速度v應(yīng)滿足什么條件？并求出粒子從P點經(jīng)A到達Q點所用時間的最小值。參考答案：（1）粒子從P點沿PQ直線運動到Q點，所受電場力與洛倫茲力平衡，有：qE=qv0B

（2分）解得：E=v0B

（1分）方向豎直向下（1分）（2）根據(jù)運動的對稱性，粒子能從P點經(jīng)A點到達Q點，運動軌跡如圖所示。滿足：L=nx

其中x為每次偏轉(zhuǎn)圓弧對應(yīng)的弦長，偏轉(zhuǎn)圓弧對應(yīng)的圓心角為或（2分）設(shè)圓弧的半徑為R，則有：2R2=x2

解得：（2分）又

（1分）解得：（n=1、2、3……）（1分）當n取奇數(shù)時，粒子從P經(jīng)A到Q過程中圓心角的總和為：θ1=n?+n?=2nπ

（2分）從P經(jīng)A到Q的總時間t1=?=

（n=1、3、5……）（2分）當n取偶數(shù)時，粒子從P經(jīng)A到Q過程中圓心角的總和為：θ2=n?+n?=nπ

（2分）從P經(jīng)A到Q的總時間t2=?=

（n=2、4、6……）（2分）綜合上述兩種情況，可得微粒從P點經(jīng)A到達Q點所用時間的最小值為：tmin=

（1分）17.

(8分)我國“神舟”號飛船由運載火箭送入近地點為A、遠地點為B的橢圓軌道上．近地點A距地面高度為h1，實施變軌后，進入預(yù)定圓軌道，如圖所示．在預(yù)定圓軌道上飛行n圈所用時間為t，之后返回．已知地球表面重力加速度為g，地球半徑為R，求：

(1)飛船在近地點A的加速度為多大?

(2)遠地點B距地面的高度為多少?參考答案：解析：(1)設(shè)地球質(zhì)量為M，船質(zhì)量為m，則地球表面質(zhì)量為m1的某物體

，所以

①（1分）

飛船在A點受到地球引力F=G

②(1分)

由①②得

(2分)

(2)飛船在預(yù)定圓軌道飛行的周期T=t／n

(1分)

根據(jù)牛頓第二定律：G

（1分)

解得(2分)18.（14分）如圖所示，傾角為30°的光滑斜面的下端有一水平傳送帶，傳送帶正以6m/s速度運動，運動方向如圖所示。一個質(zhì)量為m的物體(物體可以視為質(zhì)點)，從h=3.2m高處由靜止沿斜面下滑，物體經(jīng)過A點時，不管是從斜面到傳送帶還是從傳送帶到斜面，都不計其速率變化。物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.5，物體向左最多