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湖南省郴州市武水中學(xué)高三物理上學(xué)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(jì)15分.每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.一帶電小球在電中由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中,僅受重力和電場(chǎng)力作用。若物體克服重力做功3J,電場(chǎng)力做功1J,則小球的:A.重力勢(shì)能減少3J
B.電勢(shì)能增加1JC.動(dòng)能減少2J
D.機(jī)械能減少2J參考答案:C2.(多選)如圖所示電路為演示自感現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)電路,實(shí)驗(yàn)時(shí),先閉合開關(guān)S,穩(wěn)定后設(shè)通過線圈L的電流為I1,通過小燈泡E的電流為I2,小燈泡處于正常發(fā)光狀態(tài)。迅速斷開開關(guān)S,可以觀察到小燈泡閃亮一下后熄滅,在燈泡閃亮的短暫過程中,以下說法正確的是A.線圈L中的電流I1逐漸減為零B.線圈L兩端a端電勢(shì)高于b端C.小燈泡中的電流由I1逐漸減為零,方向與I2相反D.小燈泡中的電流由I2逐漸減為零,方向不變參考答案:AC解析:A、迅速斷開開關(guān)S時(shí),線圈中電流開始減小,磁通量開始減小產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),阻礙電流的減小,則線圈中電流I1逐漸減小為零.故A正確.
B、迅速斷開開關(guān)S時(shí),線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),相當(dāng)于電源,b端相當(dāng)正極,a相當(dāng)于負(fù)極,b端電勢(shì)高于a端.故B錯(cuò)誤.
C、D,迅速斷開開關(guān)S時(shí),燈泡中原來的電流I2突然減小到零,線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流流過燈泡,燈泡E中電流由Il逐漸減為零,方向與I2相反.故C正確,D錯(cuò)誤.故選AC3.圖為測(cè)定運(yùn)動(dòng)員體能的裝置,輕繩拴在腰間沿水平線跨過定滑輪(不計(jì)滑輪的質(zhì)量與摩擦),下懸重為G的物體。設(shè)人的重心相對(duì)地面不動(dòng),人用力向后蹬傳送帶,使水平傳送帶以速率v逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。則(
)A.人對(duì)重物做功,功率為GvB.人對(duì)傳送帶的摩擦力大小等于G,方向水平向左C.在時(shí)間t內(nèi)人對(duì)傳送帶做功消耗的能量為GvtD.若增大傳送帶的速度,人對(duì)傳送帶做功的功率不變參考答案:BC重物沒有位移,所以人對(duì)重物沒有做功,功率為0,故A錯(cuò)誤;根據(jù)人的重心不動(dòng)知人處于平衡狀態(tài),摩擦力與拉力平衡,傳送帶對(duì)人的摩擦力方向向右,拉力等于物體的重力G,所以人對(duì)傳送帶的摩擦力大小等于G,方向水平向左,故B正確.在時(shí)間t內(nèi)人對(duì)傳送帶做功消耗的能量等于人對(duì)傳送帶做的功,人的重心不動(dòng),繩對(duì)人的拉力和人與傳送帶間的摩擦力平衡,而拉力又等于G.根據(jù)W=Fvt,所以人對(duì)傳送帶做功的功為Gvt.故C正確.根據(jù)恒力做功功率P=Fv得:若增大傳送帶的速度,人對(duì)傳送帶做功的功率增大,故D錯(cuò)誤.故選BC。4.(多選)如圖所示,在xOy坐標(biāo)系中,以(r,0)為圓心、r為半徑的圓形區(qū)域內(nèi)存在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在y>r的足夠大的區(qū)域內(nèi),存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)。在xOy平面內(nèi),從O點(diǎn)以相同速率、沿不同方向向第一象限發(fā)射質(zhì)子,且質(zhì)子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑也為r。不計(jì)質(zhì)子所受重力及質(zhì)子間的相互作用力。則質(zhì)子
A.在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的路程均相等
B.最終離開磁場(chǎng)時(shí)的速度方向均沿x軸正方向
C.在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間均相等
D.從進(jìn)入磁場(chǎng)到最后離開磁場(chǎng)過程的總路程均相等參考答案:AC5.下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)的描述中,正確的是_________A.在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)中,選測(cè)力計(jì)時(shí),水平對(duì)拉兩測(cè)力計(jì),示數(shù)應(yīng)該相同B.在“探究彈簧彈力和彈簧伸長(zhǎng)關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,作出彈力和彈簧長(zhǎng)度的圖象也能求出彈簧的勁度系數(shù)C.在“探究功與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,放小車的長(zhǎng)木板應(yīng)該使其水平D.在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,必須由v=gt求出打某點(diǎn)時(shí)紙帶的速度參考答案:AB解析:A、選彈簧測(cè)力計(jì)時(shí),水平對(duì)拉兩測(cè)力計(jì),示數(shù)相同則說明示數(shù)準(zhǔn)確,故A正確;
B、作出彈力和彈簧長(zhǎng)度的圖象,由胡克定律可知,F(xiàn)=kx,圖象的斜率表示k.故B正確;
C、在“恒力做功與動(dòng)能改變的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,為了研究恒力做功的關(guān)系,要平衡摩擦力,木板要傾斜,使物體的重力沿斜面的分力與滑動(dòng)摩擦力平衡.故C錯(cuò)誤;D、若v=gt求出打某點(diǎn)時(shí)紙帶的速度,需要驗(yàn)證的方程mgh=mv2是恒等式,無需驗(yàn)證,故D錯(cuò)誤.故選AB.二、填空題:本題共8小題,每小題2分,共計(jì)16分6.一個(gè)氡核衰變成釙核并放出一個(gè)粒子。該核反應(yīng)的方程是▲
氡衰變半衰期為3.8天,則1000g氡經(jīng)過7.6天衰變,剩余氡的質(zhì)量為
▲
g;參考答案:①
(2分)
②2507.如圖a所示,傾角為45°、高為h的斜面固定在水平地面上,小球從高為H(2h>H>h)的某處自由下落,與斜面碰撞(無能量損失)后做平拋運(yùn)動(dòng)。若小球做平拋運(yùn)動(dòng)后能直接落到水平地面上,自由下落的起始點(diǎn)距斜面左端的水平距離x應(yīng)滿足的條件是
(用符號(hào)表示);若測(cè)得x=1m時(shí),小球平拋運(yùn)動(dòng)的水平射程s最大,且水平射程的平方s2與x關(guān)系如圖b所示,則斜面的高h(yuǎn)應(yīng)為
m。參考答案:h>x>h-H,48.如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路,當(dāng)用黃光照射光電管中的堿金屬涂層時(shí),毫安表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn).若將電路中的滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)到某一位置時(shí),毫安表的讀數(shù)恰好減小到零,此時(shí)電壓表讀數(shù)為U.若此時(shí)增加黃光照射的強(qiáng)度,則毫安表______(選填“有”或“無”)示數(shù).若改用藍(lán)光照射光電管中的金屬涂層,則毫安表_____(選填“有”或“無”)示數(shù).參考答案:無;有9.如圖所示,AB為半圓的一條直徑,P點(diǎn)為圓周上的一點(diǎn),在P點(diǎn)作用了三個(gè)共點(diǎn)力F1、F2、F3,它們的合力為。參考答案:答案:3F210.(選修3-3(含2-2)模塊)(4分)已知某物質(zhì)摩爾質(zhì)量為M,密度為,阿伏加德羅常數(shù)為NA,則該物質(zhì)的分子質(zhì)量為___
,單位體積的分子數(shù)為
。
參考答案:答案:M/NA
(2分);
ρNA/M(2分)11.經(jīng)過核衰變成為,共發(fā)生了
次衰變,
次衰變。
i的半衰期是5天,12g的i經(jīng)過15天后剩下
g.參考答案:4
;2;
1.5根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒,設(shè)共發(fā)生了x次衰變y次衰變,則有238=222+4x,92=86+2x-y,解得x=4,y=2;由半衰期的定義可得,,代入題給數(shù)據(jù)解得m=1.5g.12.靜止的電了經(jīng)電場(chǎng)加速后,撞擊原了使其由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài),電子的加速電壓至少為_________V;用大量處于n=4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷釋放的光了,照射某種金屬,有兩種頻率的光子能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng),則該金屬的逸出功一定小于__________eV。參考答案:
(1).10.2
(2).12.09【分析】由高能級(jí)向低能級(jí)躍遷,輻射的光子能量等于兩能級(jí)間的能級(jí)差,當(dāng)光子的能量大于逸出功,即可發(fā)生光電效應(yīng);【詳解】使處于的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài),所需要的能量最小,即:則電子的加速電壓至少為:;根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律可知,從躍遷到和從躍遷到時(shí)釋放的兩種頻率的光子能產(chǎn)生光電效應(yīng),則從躍遷到時(shí)釋放出光子的能量為:,則可知該金屬的逸出功W0一定小于。【點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵知道光子能量與能極差的關(guān)系,即,以及知道光電效應(yīng)產(chǎn)生的條件。13.如圖所示,在平面直角中,有方向平行于坐標(biāo)平面的勻強(qiáng)電場(chǎng),已測(cè)得坐標(biāo)原點(diǎn)處的電勢(shì)為0V,點(diǎn)處的電勢(shì)為6V,點(diǎn)處的電勢(shì)為3V,那么電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E=
V/m,方向與X軸正方向的夾角為
。參考答案:200V/m
1200三、簡(jiǎn)答題:本題共2小題,每小題11分,共計(jì)22分14.質(zhì)量分別為m和3m的A、B兩個(gè)小球以相同的速率v沿同一直線相向運(yùn)動(dòng),碰后B球停止不動(dòng),試求A球碰后的速度,并判斷它們之間發(fā)生的是彈性碰撞還是非彈性碰撞(說明理由).參考答案:彈性碰撞取B球碰前的速度方向?yàn)檎较?,設(shè)A球碰后的速度為v′,由動(dòng)量守恒定律有解得,方向與B球碰前的速度方向相同由于,故碰撞前后的總動(dòng)能相等,則此碰撞是彈性碰撞15.如圖所示,在真空中一束平行復(fù)色光被透明的三棱鏡ABC(截面為正三角形)折射后分解為互相分離的a、b、c三種色光,分別照射到三塊板上.則:(1)若將a、b、c三種色光分別通過某狹縫,則發(fā)生衍射現(xiàn)象最明顯的是哪種色光?(2)若OD平行于CB,三棱鏡對(duì)a色光的折射率na是多少?參考答案:(1)折射率最小的是c光,則它的波長(zhǎng)最長(zhǎng),衍射現(xiàn)象最明顯;(2)(1)由圖知,三種色光,a的偏折程度最大,c的偏折程度最小,知a的折射率最大,c的折射率最?。畡tc的頻率最小,波長(zhǎng)最長(zhǎng)衍射現(xiàn)象最明顯。(2)若OD平行于CB,則折射角,三棱鏡對(duì)a色光的折射率。四、計(jì)算題:本題共3小題,共計(jì)47分16.如圖所示,一定質(zhì)量的氣體溫度保持不變,最初,U形管兩臂中的水銀相齊,燒瓶中氣體體積為800ml;現(xiàn)用注射器向燒瓶中注入200ml水,穩(wěn)定后兩臂中水銀面的高度差為25.3cm;已知76cm高的水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)約為l.0×105Pa,不計(jì)U形管中氣體的體積。求:①大氣壓強(qiáng)②當(dāng)U形管兩邊液面的高度差為45.6cm(左高右低)時(shí),燒瓶?jī)?nèi)氣體的體積。參考答案:①設(shè)大氣壓強(qiáng)為p0,初始狀態(tài):p1=p0,V1=800ml;注入水后:p2=p0+,V2=600ml。由玻意耳定律得:p1V1=p2V2,代入數(shù)據(jù),解得:p0=l.0×105Pa。②當(dāng)p3=p0+時(shí),由玻意耳定律得:p1V1=p3V3,代入數(shù)據(jù),解得:V3=500ml。
17.(10分)一輛摩托車能達(dá)到的最大速度為30m/s,要想在3min內(nèi)由靜止起沿一條平直公路追上在前面1000m處以20m/s的速度勻速行駛的汽車,則摩托車必須以多大的加速度起動(dòng)?甲同學(xué)的解法是:設(shè)摩托車恰好在3min時(shí)追上汽車,則at2=υt+s0,代入數(shù)據(jù)得:a=0.28m/s2。乙同學(xué)的解法是:設(shè)摩托車追上汽車時(shí),摩托車的速度恰好是30m/s,則υ=2as=2a(υt+s0),代入數(shù)據(jù)得:a=0.1m/s2你認(rèn)為他們的解法正確嗎?若錯(cuò)誤請(qǐng)說明理由,并寫出正確的解法。參考答案:解析:甲錯(cuò),因?yàn)槟ν熊囈詀=0.28m/s2加速3min,速度將達(dá)到υm=at=0.28×180m/s=50.4m/s,大于摩托車的最大速度30m/s。乙錯(cuò),若摩托車以a=0.1m/s2加速,速度達(dá)到30m/s所需時(shí)間為t=,大于題給時(shí)間3min正確解答:從上述分析知道,摩托車追上汽車的過程中,先加速到最大速度υm,再以此最大速度υm追趕汽車。設(shè)加速到最大速度υm所需的時(shí)間為t0,則以最大速度υm追趕的時(shí)間為t-t0。對(duì)摩托車加速段有:υm=at0由摩托車和汽車運(yùn)動(dòng)的位移相等可得:+(t-t0)=υt+s0解得:a=0.56m/s218.如圖所示,M、N為中心開有小孔的平行板電容器的兩極板,相距為D,其右側(cè)有一邊長(zhǎng)為2a的正三角形區(qū)域,區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在極板M、N之間加上電壓U后,M板電勢(shì)高于N板電勢(shì).現(xiàn)有一帶正電的粒子,質(zhì)量為m、電荷量為q,其重力和初速度均忽略不計(jì),粒子從極板M的中央小孔S1處射入電容器,穿過小孔S2后從距三角形A點(diǎn)a的P處垂直AB方向進(jìn)入磁場(chǎng),試求:(1)粒子到達(dá)小孔S2時(shí)的速度;(2)若粒子從P點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)后經(jīng)時(shí)間t從AP間離開磁場(chǎng),求粒子的運(yùn)動(dòng)半徑和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。唬?)若粒子能從AC間離開磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)滿足什么條件?參考答案:解:(1)帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),由動(dòng)能定理得,qU=,解得粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為v=.(2)粒子的軌跡圖如圖所示,粒子從進(jìn)入磁場(chǎng)到AP間離開,由牛頓第二定律可得,,粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t=,由以上兩式可得軌道半徑R=,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=.(3)粒子從進(jìn)入磁場(chǎng)到從AC間離開,若粒子恰能到達(dá)BC邊界,如圖所示,設(shè)此時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1,根據(jù)幾何關(guān)系有此時(shí)粒子的軌道半徑為,由牛頓第二定律可得,,由以上兩式可得,粒子從進(jìn)入磁場(chǎng)到從AC間離開,若粒子恰能到達(dá)AC邊界,如圖所示,設(shè)此時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2,由牛頓第
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