湖南省益陽市黃泥田中學(xué)高三物理期末試卷含解析

湖南省益陽市黃泥田中學(xué)高三物理期末試卷含解析一、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(xiàng)符合題意1.（多選）一吊籃懸掛在繩索的下端放在地面上，某人站在高處將吊籃由靜止開始豎直向上提起.運(yùn)動過程中，吊籃的機(jī)械能與位移的關(guān)系如右圖所示，其中0～x1段圖象為直線，x1～x2段圖象為曲線，x2～x3段圖象為水平直線，則下列說法正確的是A．在0～x1過程中，吊籃所受拉力均勻增大B．在0～x1過程中，吊籃的動能不斷增大C．吊籃在x2處的動能可能小于x1處的動能D．在x2～x3過程中,吊籃受到的拉力等于重力參考答案：BC2.有三個質(zhì)量相同的小球，以相同的速率在空中同一點(diǎn)分別沿豎直同上、水平和豎直向下三個不同的方向拋出，三球落地時（

）A、動能不同

B、重力做功不同

C、機(jī)械能相同

D、重力勢能的變化量不同參考答案：C3.一皮帶傳送裝置如圖所示，皮帶的速度v足夠大，輕彈簧一端固定，另一端連接一個質(zhì)量為m的滑塊，已知滑塊與皮帶之間存在摩擦，當(dāng)滑塊放在皮帶上時，彈簧的軸線恰好水平，若滑塊放到皮帶的瞬間，滑塊的速度為零，且彈簧正好處于自由長度，則當(dāng)彈簧從自由長度到第一次達(dá)最長這一過程中，滑塊的速度和加速度變化的情況是A．速度增大

B．加速度先減小后增大C．速度先增大后減小

D．加速度先增大后減小參考答案：BC4.街頭通過降壓變壓器給用戶供電的示意圖如圖所示．變壓器輸入電壓是市區(qū)電網(wǎng)的電壓可忽略其波動。輸出電壓通過輸電線輸送給用戶，輸電線的電阻用R0，表示，輸電線消耗的電功率用P0表示，變阻器R表示用戶的總電阻，P表示用戶的總功率，當(dāng)用電器增加時，相當(dāng)于R的阻值減小，滑動片向下移（R始終大于R0）．當(dāng)用戶的用電器增加時，圖中電流表示數(shù)I1，I2及P0、P變化為A．I1變大，I2變大B．I1變小，I2變小C．P0變大，P變大D．P0變小，P變小參考答案：AC5.關(guān)于做曲線運(yùn)動的物體，下列說法中正確的是（

）

A．它所受的合外力一定不為零 B．它所受的合外力一定是變力

C．其速度可以保持不變

D．其動能一定發(fā)生變化參考答案：

答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示是用光照射某種金屬時逸出的光電子的最大初動能隨入射光頻率的變化圖線，（直線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)4.27，與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)0.5）。由圖可知普朗克常量為___________Js，金屬的極限頻率為

Hz（均保留兩位有效數(shù)字）參考答案：6.5×10-34

4.3×10-14

7.某種紫外線波長為300nm，該紫外線光子的能量為

▲

J．金屬鎂的逸出功為5.9×10－19J，則讓該紫外線照射金屬鎂時逸出光電子的最大初動能為

▲

J(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s)．參考答案：6.63×10－19，7.3×10－20；8.一個小燈泡在3伏的電壓下，通過0.25A電流，燈泡所發(fā)出的光經(jīng)聚光后形成很細(xì)的光束，沿某個方向直線射出。設(shè)燈泡發(fā)出的光波長為6000埃，則每秒鐘發(fā)出的光子個數(shù)為______個，沿光的傳播方向上2m長的光束內(nèi)的光子為________個[jf23]

。參考答案：2.26×1018，1.51×1010

9.某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的裝置驗(yàn)證牛頓第二定律。他們將拉力傳感器一端與細(xì)繩相連，另一端固定在小車上，用拉力傳感器及數(shù)據(jù)采集器記錄小車受到的拉力F的大?。恍≤嚭竺娴拇螯c(diǎn)計時器，通過拴在小車上的紙帶，可測量小車勻加速運(yùn)動的速度與加速度。圖乙中的紙帶上A、B、C為三個計數(shù)點(diǎn)，每兩個計數(shù)點(diǎn)間還有打點(diǎn)計時器所打的4個點(diǎn)未畫出，打點(diǎn)計時器使用的是50Hz交流電源。①由圖乙，AB兩點(diǎn)間的距離為S1=3.27cm，AC兩點(diǎn)間的距離為S2=

cm，小車此次運(yùn)動經(jīng)B點(diǎn)時的速度

m/s，小車的加速度a=

m/s2；（保留三位有效數(shù)字）

②要驗(yàn)證牛頓第二定律，除了前面提及的器材及已測出的物理量外，實(shí)驗(yàn)中還要使用

來測量出

；

③由于小車受阻力f的作用，為了盡量減小實(shí)驗(yàn)的誤差，需盡可能降低小車所受阻力f的影響，以下采取的措施中必要的是

A、適當(dāng)墊高長木板無滑輪的一端，使未掛鉤碼的小車被輕推后恰能拖著紙帶勻速下滑B、應(yīng)使鉤碼總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車（加上傳感器）的總質(zhì)量MC、定滑輪的輪軸要盡量光滑參考答案：①8.00；0.400；1.46

。

②天平，小車總質(zhì)量（或小車質(zhì)量）③A。10.近年來裝修污染已經(jīng)被列為“危害群眾最大的五種環(huán)境污染”之一.目前，在居室裝修中經(jīng)常用到的花崗巖、大理石等裝修材料，都不同程度地含有放射性元素，比如，含有鈾、釷的花崗巖等巖石會釋放出放射性氣體氡，而氡會發(fā)生放射性衰變，放出α、β、γ射線，這些射線會導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生癌變及呼吸道等方面的疾病，根據(jù)有關(guān)放射性知識回答下列問題：（1）下列說法正確的是

A．氡的半衰期為3.8天，則若在高溫下其半衰期必縮短B．衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子所產(chǎn)生的C．射線一般伴隨著或射線產(chǎn)生，在這三種射線中，射線的穿透能力最強(qiáng)，電離能力也最強(qiáng)D．發(fā)生衰變時，新核與原來的原子核相比，中子數(shù)減少了2（2）氡核（）發(fā)生衰變后變?yōu)獒暎ǎ渌プ兎匠虨?/p>

，若氡（）經(jīng)過一系列衰變后的最終產(chǎn)物為鉛（），則共經(jīng)過

次衰變，

次衰變．（3）靜止的氡核（）放出一個速度為v0的粒子，若衰變過程中釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為粒子及反沖核的動能，已知原子質(zhì)量單位為u，試求在衰變過程中釋放的核能．（不計相對論修正，在涉及動量問題時，虧損的質(zhì)量可忽略不計．）參考答案：【知識點(diǎn)】原子核衰變及半衰期、衰變速度；愛因斯坦質(zhì)能方程；裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)．O2O3【答案解析】（1）BD（2）

4

；4

（3）解析：（1）A、半衰期與外界因素?zé)o關(guān)，故A錯誤

B、原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時，放出一個電子，這個過程即β衰變，故B正確；

C、γ射線一般伴隨著α或β射線產(chǎn)生，在這三種射線中，γ射線的穿透能力最強(qiáng)，電離能力最弱，故C錯誤；

D、發(fā)生α衰變時，生成的α粒子帶2個單位的正電荷和4個電位的質(zhì)量數(shù)，即α粒子由2個中子和2個質(zhì)子構(gòu)成，故α衰變時成生的新核中子數(shù)減少2，質(zhì)子數(shù)減少2，故D正確；

故選：BD．（2）根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒，衰變方程為．

設(shè)經(jīng)過了n次α衰變，m次β衰變．

有：4n=16，2n-m=4，解得n=4，m=4．

（3）設(shè)α粒子的質(zhì)量為m1，氡核的質(zhì)量為m2，反沖核的速度大小為v．

則根據(jù)動量守恒定律可得：m1v0=（m2-m1）v

由題意得，釋放的核能E=+解得E=【思路點(diǎn)撥】α衰變生成氦原子核，β衰變生成的電子是其中的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子同時生成的，半衰期是統(tǒng)計規(guī)律，與外界因素?zé)o關(guān)．

根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒寫出衰變方程，通過一次α衰變電荷數(shù)少2，質(zhì)量數(shù)少4，一次β衰變電荷數(shù)多1，質(zhì)量數(shù)不變，求出衰變的次數(shù)．

先根據(jù)動量守恒定律列方程求解出α衰變后新核的速度；然后根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程求解質(zhì)量虧損，從而求釋放的核能．11.（4分）如圖所示，在豎直平面內(nèi)固定著光滑的圓弧槽，它的末端水平，上端離地高H。一個小球從上端無初速度滑下，若要小球的水平射程為最大值，則圓弧槽的半徑為_______，最大的水平射程為_________。參考答案：，12.（00年吉、蘇、浙）（16分）如圖所示，厚度為h，寬度為d的導(dǎo)體板放在垂直于它的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的均勻磁場中，當(dāng)電流通過導(dǎo)體板時，在導(dǎo)體板的上側(cè)面A和下側(cè)面A/之間會產(chǎn)生電熱差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)磁場不太強(qiáng)時，電熱差U、電流I和B的關(guān)系為：，式中的比例系數(shù)K稱為霍爾系數(shù)?；魻栃?yīng)可解釋如下：外部磁場的洛侖茲力運(yùn)動的電子聚集在導(dǎo)體板的一側(cè)，在導(dǎo)體板的另一側(cè)會出現(xiàn)多余的正電荷，從而形成橫向電場，橫向電場對電子施加與洛倉茲力方向相反的靜電力，當(dāng)靜電力與洛侖茲力達(dá)到平衡時，導(dǎo)體板上下兩側(cè)之間就會形成穩(wěn)定的電勢差。設(shè)電流I是由電子和定向流動形成的，電子的平均定向速度為v，電量為e回答下列問題：（1）達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時，導(dǎo)體板上側(cè)面A的電勢_____下側(cè)面A的電勢（填高于、低于或等于）（2）電子所受的洛侖茲力的大小為______。（3）當(dāng)導(dǎo)體板上下兩側(cè)之間的電差為U時，電子所受靜電力的大小為_____。（4）由靜電力和洛侖茲力平衡的條件，證明霍爾系數(shù)為其中h代表導(dǎo)體板單位體積中電子的個數(shù)。參考答案：答案：（1）低于；（2）；（3）（4）電子受到橫向靜電力與洛侖茲力的作用，兩力平衡，有得：U=hvB

通過導(dǎo)體的電流密度I=nev·d·h

由

，有

得

13.如圖所示為一圓拱橋，最高點(diǎn)的半徑為40m。一輛質(zhì)量為1.2×103kg的小車，以10m／s的速度經(jīng)過拱橋的最高點(diǎn)。此時車對橋頂部的壓力大小為_________N；當(dāng)過最高點(diǎn)的車速等于_________m/s時，車對橋面的壓力恰好為零。（取g=10m／s2）參考答案：

20

三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.

(12分)(1)用簡明的語言表述臨界角的的定義：(2)玻璃和空所相接觸。試畫出入射角等于臨界角時的光路圖，并標(biāo)明臨界角。(3)當(dāng)透明介質(zhì)處在真空中時，根據(jù)臨界角的定義導(dǎo)出透明介質(zhì)的折射率n與臨界角θc的關(guān)系式。

參考答案：解析：(1)光從光密介質(zhì)射到光疏介質(zhì)中，折射角為90°時的入射角叫做臨界角(2)如圖，θC為臨界角。(3)用n表示透明介質(zhì)的折射率，θC表示臨界角，由折射定律

15.如圖所示，在滑雪運(yùn)動中一滑雪運(yùn)動員，從傾角θ為37°的斜坡頂端平臺上以某一水平初速度垂直于平臺邊飛出平臺，從飛出到落至斜坡上的時間為1.5s，斜坡足夠長，不計空氣阻力，若g取10m/s2，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：(1)運(yùn)動員在斜坡上的落點(diǎn)到斜坡頂點(diǎn)(即飛出點(diǎn))間的距離；(2)運(yùn)動員從斜坡頂端水平飛出時的初速度v0大小.參考答案：18.75m

試題分析：（1）根據(jù)位移時間公式求出下落的高度，結(jié)合平行四邊形定則求出落點(diǎn)和斜坡頂點(diǎn)間的距離。（2）根據(jù)水平位移和時間求出初速度的大小。（1）平拋運(yùn)動下落的高度為：則落點(diǎn)與斜坡頂點(diǎn)間的距離為：（2）平拋運(yùn)動的初速度為：【點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵知道平拋運(yùn)動在水平方向和豎直方向上的運(yùn)動規(guī)律，結(jié)合運(yùn)動學(xué)公式和數(shù)學(xué)公式進(jìn)行求解，并且要知道斜面的傾角是與位移有關(guān)，還是與速度有關(guān)。四、計算題：本題共3小題，共計47分16.在水平面上放置一傾角為θ的斜面體A，質(zhì)量為M，與水平面間動摩擦因數(shù)為μ1，在其斜面上靜放一質(zhì)量為m的物塊B，A、B間動摩擦因數(shù)為μ2（已知μ2>tanθ），如圖所示。現(xiàn)將一水平向左的力F作用在斜面體A上，F(xiàn)的數(shù)值由零逐漸增加，當(dāng)A、B將要發(fā)生相對滑動時，F(xiàn)不再改變。設(shè)滑動摩擦力等于最大靜摩擦力。求：（1）B所受摩擦力的最大值；（2）水平力F的最大值；（3）定性畫出整個過程中AB的速度隨時間變化的圖象。參考答案：（1）A、B先靜止，后做加速度不斷增加的加速運(yùn)動，最后做勻加速直線運(yùn)動，此時A對B有最大摩擦力。物塊A受力如圖，設(shè)最大加速度為a，在x軸方向由牛頓第二定律得Ffcosθ-FNsinθ=ma

①

（1分）在y軸方向由平衡條件得

Ffsinθ+FNcosθ=mg

②

（1分）又

Ff=μ2FN

③

（1分）由①②③得

Ff=

④

（2分）（2）由以上各式得a=g

⑤

（2分）A、B的加速度均為a，由牛頓第二定律得F–μ1(M+m)g=(M+m)a

⑥由⑤⑥得F=(μ1+)(M+m)g

⑦

（2分）（3）如下圖。

（3分）17.如圖所示，半徑R=0.5m的金屬圓筒a內(nèi)同軸放置一半徑稍小的金屬圓筒b，筒a外部有平行于圓筒軸線、范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T．兩圓筒之間加有U=150V的電壓，使兩圓筒間產(chǎn)生強(qiáng)電場．一比荷為=104C/kg的帶正電粒子從緊貼b筒的c點(diǎn)由靜止釋放，穿過a筒上正對c點(diǎn)的小孔，垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場（不計粒子重力）．（1）求帶電粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的軌道半徑；（2）若粒子從小孔射出的同時，筒a沿逆時針方向繞軸線高速旋轉(zhuǎn)．為使粒子在不碰到圓筒a的情況下，還能返回到出發(fā)點(diǎn)c，則圓筒a旋轉(zhuǎn)的角速度應(yīng)滿足什么條件？（忽略筒a旋轉(zhuǎn)引起的磁場變化，不計粒子在兩筒間運(yùn)動的時間）參考答案：解：（1）設(shè)粒子從兩圓筒間電場中飛出時速度為v，根據(jù)動能定理得：設(shè)粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動的軌道半徑為r，聯(lián)立解得：（1）粒子從A點(diǎn)進(jìn)入磁場，可做出其運(yùn)動軌跡，如圖中虛線所示．利用幾何關(guān)系可算得：設(shè)粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的周期為T，從A到B所用時間為t，則：則設(shè)圓筒角速度為ω，為使粒子每次都能從圓筒上的小孔進(jìn)入電場，則應(yīng)滿足：由以上各式解得：ω=（24n+8）×102rad/s（n=0，1，2，3…）答：（1）帶電粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的軌道半徑為0.866m．（2）圓筒a旋轉(zhuǎn)的角速度應(yīng)滿足的條件是：ω=（24n+8）×102rad/s（n=0，1，2，3…）．【考點(diǎn)】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動；動能定理．【專題】帶電粒子在磁場中的運(yùn)動專題．【分析】（1）粒子先加速后進(jìn)入磁場做圓周運(yùn)動，先由動能定理求得加速獲得的速度，再由牛頓第二定律求解軌道半徑．（2）粒子從A點(diǎn)進(jìn)入磁場，畫出其運(yùn)動軌跡，由幾何關(guān)系求出軌跡所的對圓心角，根據(jù)周期性求解角速度．18.如圖所示，絕緣軌道CDGH位于豎直平面內(nèi)，圓弧段DG的圓心角為θ=37°，DG與水平段CD、傾斜段GH分別相切于D點(diǎn)和G點(diǎn)，CD段粗糙，DGH段光滑，在H處固定一垂直于軌道的絕緣擋板，整個軌道處于場強(qiáng)為E=1×104N/C、水平向右的勻強(qiáng)電場中．一質(zhì)量m=4×10﹣3kg、帶電量q=+3×10﹣6C的小滑塊在C處由靜止釋放，經(jīng)擋板碰撞后滑回到CD段的中點(diǎn)P處時速度恰好為零．已知CD段長度L=0.8m，圓弧DG的半徑r=0.2m；不計滑塊與擋板碰撞時的動能損失，滑塊