北京私立樹人學校高三物理期末試題含解析

北京私立樹人學校高三物理期末試題含解析一、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1.一個小球在豎直放置的光滑圓環(huán)的內槽里作圓周運動，則關于小球加速度方向正確的是A．一定指向圓心

B．一定不指向圓心C．只在最高點和最低點時指向圓心

D．不能確定是否指向圓心參考答案：C2.（多選）一振動周期為T、位于x=0處的波源從平衡位置開始沿y軸正方向做簡諧運動，該波源產生的簡諧橫波沿x軸正方向傳播，波速為v，關于在x=處的質點P，下列說法正確的是（）A．質點P振動周期為T，振動速度的最大值為vB．若某時刻質點P振動的速度方向沿y軸負方向，則該時刻波源處質點振動的速度方向沿y軸正方向C．質點P開始振動的方向沿y軸正方向D．當P已經開始振動后，若某時刻波源在波峰，則質點P一定在波谷E．當P已經開始振動后，若某時刻波源在波谷，則質點P也一定在波谷參考答案：考點：機械波．專題：簡諧運動專題．分析：簡諧波傳播過程中，質點的起振方向都與波源的起振方向相同．質點的振動速度與波傳播速度不同．簡諧橫波傳播過程中，介質中各個質點振動的周期都等于波源的振動周期，簡諧波的波長為λ=vT=4m/s，根據質點P與波源距離與波長的關系，分析振動情況的關系．解答：解：A、質點P振動周期與O點振動周期相同，也為T．但其振動速度與波速不同．故A錯誤；B、OP相距x==2.5λ；故P點與O點的振動方向總是相反的；故某時刻質點P的速度方向沿y軸負方向，則該時刻波源速度方向沿y軸正方向；故B正確；C、根據波的特點：簡諧波傳播過程中，質點的起振方向都與波源的起振方向相同，故質點P開始振動的方向沿y軸正方向．故C正確；D、OP相距x==2.5λ；故P點與O點的振動方向總是相反的；故若某時刻波源在波峰，則質點P一定在波谷；故D正確，E錯誤；故選：BCD．點評：本題考查波的傳播，要注意理解波傳播的是能量和運動形式，質點并不隨波傳播；同時注意靠近波源的點帶動后面的質點振動．3.如圖所示，質量都為m的A、B兩物體疊放在豎直彈簧上并保持靜止，用大小等于mg的恒力F向上拉B，運動距離h時B與A分離。則下列說法中正確的是

(

)

A．B和A剛分離時，彈簧為原長

B．B和A剛分離時，它們的加速度為g

C．彈簧的勁度系數等于mg/h

D．在B與A分離之前，它們作勻加速運動參考答案：C4.（多選）某特殊裝置形成的靜電場，其電勢沿x方向的分布如圖所示，則A.

在0－x1之間一定不存在電場B.

在0－x1之問可能存在勻強電場C．在x1－x2之間一定不存在勻強電場D.

在x1－x2之問可能存在勻強電場參考答案：BC5.圖7是一質點做直線運動的v-t圖像，據此圖像可以得到的正確結論是A.質點在第1秒末停止運動B.質點在第1秒末改變運動方向C.質點在第2秒內做勻減速運動D.質點在前2秒內的位移為零參考答案：答案：C解析：選項A錯誤，此時速度為2m/s.選項B錯誤，此時速度方向不變，因為數據仍然是正值。選項D錯誤，位移不是零，是2m.。二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.物體在地面附近以2m/s2的加速度勻減速豎直上升，則在上升過程中，物體的動能將

??

，物體的機械能將

??

。（選填增大、減小或不變）參考答案：答案：減小，增大7.如圖所示，在固定的光滑水平地面上有質量分別為mA和mB的木塊A、B.A、B之間用輕質彈簧相連接，用水平向右的外力F推A，彈簧穩(wěn)定后，A、B一起向右作勻加速直線運動，加速度為a以向右為正方向.在彈簧穩(wěn)定后的某時刻，突然將外力F撤去，撤去外力的瞬間，木塊A的加速度是aA=______，小塊B的加速度是aB=______.參考答案：，a8.用如圖1實驗裝置驗證m1、m2組成的系統(tǒng)機械能守恒，m2從高處由靜止開始下落，m1上拖著的紙帶打出一系列的點，對紙帶上的點跡進行測量，即可驗證機械能守恒定律，圖2給出的是實驗中獲取的一條紙帶；0是打下的第一個點，每相鄰兩計數點間還有4個點（圖2中未標出）．計數點的距離如圖2所示，已知m1=50g、m2=150g，則（已知當地重力加速度g=9.8m/s2，結果保留兩位有效數字）（1）在紙帶上打下計數點5時的速度v=

m/s；（2）在打點0～5過程中系統(tǒng)動能的增量△Ek=

J，系統(tǒng)勢能的減少量△Eφ=

J．由此得出的結論是

．參考答案：（1）2.4；（2）0.58；0.59，在誤差允許范圍內，m1、m2組成系統(tǒng)機械能守恒．【考點】驗證機械能守恒定律．【分析】（1）勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度等于該過程中的平均速度，由此可以求出打下計數點5時的速度．（2）根據物體的初末動能大小可以求出動能的增加量，根據物體重力做功和重力勢能之間的關系可以求出系統(tǒng)重力勢能的減小量，比較動能增加量和重力勢能減小量之間的關系可以得出機械能是否守恒．【解答】解：（1）由于每相鄰兩個計數點間還有4個點沒有畫出，所以相鄰的計數點間的時間間隔T=0.1s，根據某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出點5的瞬時速度：v5=．（2）在0～5過程中系統(tǒng)動能的增量：△EK=（m1+m2）v52=×0.2×2.42J≈0.58J．系統(tǒng)重力勢能的減小量為：△Ep=（m2﹣m1）gx=0.1×9.8×（0.384+0.216）J≈0.59J，由此可知在誤差允許范圍內，m1、m2組成系統(tǒng)機械能守恒．故答案為：（1）2.4；（2）0.58；0.59，在誤差允許范圍內，m1、m2組成系統(tǒng)機械能守恒．9.一列簡諧波在t=0.8s時的圖象如圖甲所示，其x=0處質點的振動圖象如圖乙所示，由圖象可知：簡諧波沿x軸

▲

方向傳播（填“正”或“負”），波速為

▲

m／s，t=10.0s時刻，x=4m處質點的位移是

▲

m．參考答案：負（1分）

5（2分）

-0.0510.如圖為某一簡諧橫波在某時刻的波形圖，已知該機械波傳播的速度為2m/s，此時質點a振動方向沿y軸正方向。則質點a的振動周期是

s，從此時刻開始質點b第一次到達波谷需要的時間是

s。參考答案：2

1．．11.如圖所示是某同學在做勻變速直線運動實驗中獲得的一條紙帶。

(1)已知打點計時器電源頻率為50Hz，則紙帶上打相鄰兩點的時間間隔為

。(2)A、B、C、D是紙帶上四個計數點，每兩個相鄰計數點間有四個點沒有畫出，從圖中讀出A、B兩點間距x=

cm；C點對應的速度是

m／s，加速度是

m／s2(速度和加速度的計算結果保留兩位有效數字)參考答案：(1)0.02s

(2)0.65（0.63—0.69均給分）0.10（0.098—0.10均給分）

0.30（0.20—0.30均給分）（1）紙帶上打相鄰兩點的時間間隔T==s=0.02s。（2）A、B間的距離x=0.65cm．B、D間的距離是2.05cm，時間間隔T=0.2s，則vc==0.10m/s。由公式知=,代入數據解得a=0.30m／s2。12.(4分)如圖所示，在y軸上關于O點對稱的A、B兩點有等量同種點電荷+Q，在x軸上C點有點電荷-Q，且CO=OD，∠ADO=60°。則D點電場強度大小為

；若將點電荷-q從O移向C，其電勢能

。(選填：“增大”、“減小”或“不變”)參考答案：

答案：零；增大13.假設一列火車共有6節(jié)車廂且均停在光滑的軌道上，各車廂間有一定的間距．若第一節(jié)車廂以速度向第二節(jié)車廂運動，碰后不分開，然后一起向第三節(jié)車廂運動，……依次直到第6節(jié)車廂．則第一節(jié)車廂與第二節(jié)車廂碰后的共同速度為__________,火車最終的速度為____________參考答案：

三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.靜止在水平地面上的兩小物塊A、B，質量分別為mA=l.0kg，mB=4.0kg；兩者之間有一被壓縮的微型彈簧，A與其右側的豎直墻壁距離l=1.0m，如圖所示。某時刻，將壓縮的微型彈簧釋放，使A、B瞬間分離，兩物塊獲得的動能之和為Ek=10.0J。釋放后，A沿著與墻壁垂直的方向向右運動。A、B與地面之間的動摩擦因數均為u=0.20。重力加速度取g=10m/s2。A、B運動過程中所涉及的碰撞均為彈性碰撞且碰撞時間極短。（1）求彈簧釋放后瞬間A、B速度的大??；（2）物塊A、B中的哪一個先停止？該物塊剛停止時A與B之間的距離是多少？（3）A和B都停止后，A與B之間的距離是多少？參考答案：（1）vA=4.0m/s，vB=1.0m/s；（2）A先停止；0.50m；（3）0.91m；分析】首先需要理解彈簧釋放后瞬間的過程內A、B組成的系統(tǒng)動量守恒，再結合能量關系求解出A、B各自的速度大?。缓苋菀着卸ˋ、B都會做勻減速直線運動，并且易知是B先停下，至于A是否已經到達墻處，則需要根據計算確定，結合幾何關系可算出第二問結果；再判斷A向左運動停下來之前是否與B發(fā)生碰撞，也需要通過計算確定，結合空間關系，列式求解即可。【詳解】（1）設彈簧釋放瞬間A和B的速度大小分別為vA、vB，以向右為正，由動量守恒定律和題給條件有0=mAvA-mBvB①②聯(lián)立①②式并代入題給數據得vA=4.0m/s，vB=1.0m/s（2）A、B兩物塊與地面間的動摩擦因數相等，因而兩者滑動時加速度大小相等，設為a。假設A和B發(fā)生碰撞前，已經有一個物塊停止，此物塊應為彈簧釋放后速度較小的B。設從彈簧釋放到B停止所需時間為t，B向左運動的路程為sB。，則有④⑤⑥在時間t內，A可能與墻發(fā)生彈性碰撞，碰撞后A將向左運動，碰撞并不改變A的速度大小，所以無論此碰撞是否發(fā)生，A在時間t內的路程SA都可表示為sA=vAt–⑦聯(lián)立③④⑤⑥⑦式并代入題給數據得sA=1.75m，sB=0.25m⑧這表明在時間t內A已與墻壁發(fā)生碰撞，但沒有與B發(fā)生碰撞，此時A位于出發(fā)點右邊0.25m處。B位于出發(fā)點左邊0.25m處，兩物塊之間的距離s為s=025m+0.25m=0.50m⑨（3）t時刻后A將繼續(xù)向左運動，假設它能與靜止的B碰撞，碰撞時速度的大小為vA′，由動能定理有⑩聯(lián)立③⑧⑩式并代入題給數據得

故A與B將發(fā)生碰撞。設碰撞后A、B的速度分別為vA′′以和vB′′，由動量守恒定律與機械能守恒定律有

聯(lián)立式并代入題給數據得

這表明碰撞后A將向右運動，B繼續(xù)向左運動。設碰撞后A向右運動距離為sA′時停止，B向左運動距離為sB′時停止，由運動學公式

由④式及題給數據得sA′小于碰撞處到墻壁的距離。由上式可得兩物塊停止后的距離15.（10分）在2008年9月27日“神舟七號”宇航員翟志剛順利完成出艙活動，他的第一次太空行走標志著中國航天事業(yè)全新的時代即將到來?！吧裰燮咛枴眹@地球做圓周運動時所需的向心力是由

提供，宇航員翟志剛出艙任務之一是取回外掛的實驗樣品，假如不小心實驗樣品脫手（相對速度近似為零），則它 （填“會”或“不會”）做自由落體運動。設地球半徑為R、質量為M，“神舟七號”距地面高度為h，引力常數為G，試求“神舟七號”此時的速度大小。參考答案：

答案：地球引力（重力、萬有引力）；不會。（每空2分）

以“神舟七號”為研究對象，由牛頓第二定律得：

（2分）

由勻速圓周運動可知：

（2分）

解得線速度

（2分）四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，由于街道上的圓形污水井蓋破損，臨時更換了一個稍大于井口的紅色圓形平板塑料蓋。為了測試因塑料蓋意外移動致使蓋上的物塊滑落入污水井中的可能性，有人做了一個實驗：將一個可視為質點、質量為m的硬橡膠塊置于塑料蓋的圓心處，給塑料蓋一個沿徑向的水平向右的初速度，實驗的結果是硬橡膠塊恰好與塑料蓋分離。設硬橡膠塊與塑料蓋間的動摩擦因數為，塑料蓋的質量為2m、半徑為R，假設塑料蓋與地面之間的摩擦可忽略，且不計塑料蓋的厚度。（1）求硬橡膠塊與塑料蓋剛好分離時的速度大小為多少？（2）通過計算說明實驗中的硬橡膠塊是落入井內還是落在地面上。參考答案：（1）設硬橡膠塊與塑料蓋恰好分離時，兩者的共同速度為，從開始滑動到分離經歷時間為t，在此期間硬橡膠塊與塑料蓋的加速度大小分別為a1、a2，由牛頓第二定律得：

①（2分）

②（2分）

③（2分）由以上各式得

④（2分）（2）設硬橡膠塊與塑料蓋恰好分離時，硬橡膠塊移動的位移為，取硬橡膠塊分析，應用動能定理得

⑤（3分）由系統(tǒng)能量關系可得

⑥（3分）由④⑤⑥式可得

⑦（3分）因

，故硬橡膠塊將落入污水井內

17.1926年美國波士頓的內科醫(yī)生盧姆加特等首次應用放射性氡研究人體動、靜脈血管床之間的循環(huán)時間，被譽為“臨床核醫(yī)學之父”。氡的放射性同位素有27種，其中最常用的是。經過m次衰變和n次衰變后變成穩(wěn)定的。①求m、n的值；②一個靜止的氡核()放出一個粒子后變成釙核()。已知釙核的速率v=1106m/s，求粒子的速率。參考答案：①4m=222－206，

m=4

（1分）

86=82+2m－n，

n=4

（1分）

②由動量守恒定律得

－=0

（1分）

=5.45×107m/s

（1分）原子核物理—衰變方程考查題。O2、O3。

本題要根據衰變規(guī)律和方程中的反應前和反應后的質量數守恒、電荷數守恒、動量守恒、能量守恒進行計算就不難得到答案。這部分學習要求考生掌握核反應過程遵守的基本規(guī)律和反應過程。18.[物理——選修3-4]（15分）（1）（5分）圖（a）為一列簡諧橫波在t=0.10s時刻的波形圖，