2022年四川省廣元市青川縣馬鹿中學(xué)高三物理上學(xué)期期末試卷含解析

2022年四川省廣元市青川縣馬鹿中學(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1.一汽車沿直線由靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，汽車的速度和加速度方向始終向右。汽車速度的平方V2與汽車前進(jìn)位移X的圖像如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是：A.汽車從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到前進(jìn)X1過(guò)程中，汽車受到的合外力越來(lái)越大B.汽車從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到前進(jìn)X1過(guò)程中，汽車受到的合外力越來(lái)越小C.汽車從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到前進(jìn)X1過(guò)程中，汽車的平均速度大于V0/2D.汽車從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到前進(jìn)X1過(guò)程中，汽車的平均速度小于V0/2參考答案：AD2.如圖8所示，平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌間距為l，一端接有阻值為R的電阻；整個(gè)導(dǎo)軌處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B；一根質(zhì)量為m的金屬桿置于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直并接觸良好。已知金屬桿在導(dǎo)軌上開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的初速度大小為v0，方向平行于導(dǎo)軌（規(guī)定向右為x軸正方向）。忽略金屬桿與導(dǎo)軌的電阻，不計(jì)摩擦?？梢宰C明金屬桿運(yùn)動(dòng)到總路程的λ(0≤λ≤1)倍時(shí)，安培力的瞬時(shí)功率為，則金屬桿在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中瞬時(shí)速度v、瞬時(shí)加速度a隨時(shí)間或隨空間變化關(guān)系正確的是

、

參考答案：B參考解答：取金屬桿開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)。設(shè)在時(shí)刻（在金屬桿最終停止時(shí)刻之前），金屬桿的速度為，所受的安培力的大小為，經(jīng)過(guò)路程為，則有

①將區(qū)間[0,]分為小段，設(shè)第小段的時(shí)間間隔為，桿在此段時(shí)間的位移為。規(guī)定向右的方向?yàn)檎蓜?dòng)量定理得

②又

③由①②③式得

④此即

⑤

當(dāng)金屬桿走完全部路程時(shí)，金屬桿的速度為零，因而

⑥由①⑤式得，金屬桿運(yùn)動(dòng)到路程為時(shí)的瞬時(shí)功率為

⑦

由⑥⑦式得

3.已知月球表面的重力加速度為g、月球半徑為R，引力常量為G，以下結(jié)論正確的是A．月球的平均密度為B．如果在月球上發(fā)射一顆繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，則衛(wèi)星繞月運(yùn)行的速度不會(huì)大于C．如果在月球上發(fā)射一顆距月面為R、繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，則該衛(wèi)星的周期等于D．如果在月球上發(fā)射一顆距月面為R、繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，則該衛(wèi)星的角速度為參考答案：4.如圖所示，清洗樓房光滑玻璃的工人常用一根繩索將自己懸在空中，工人及其裝備的總重量為G。懸繩與豎直墻壁的夾角為α，懸繩對(duì)工人的拉力大小為F1，墻壁對(duì)工人的彈力大小為F2,則：A．F1＝

B．F2＝GtanαC．若工人緩慢下移，增加懸繩的長(zhǎng)度，則F1與F2的合力變大D．若工人緩慢下移，增加懸繩的長(zhǎng)度，則F1減小，F(xiàn)2增大參考答案：B5.如圖，平行板電容器的兩個(gè)極板與水平地面成一角度，兩極板與一直流電源相連。若一帶電粒子恰能沿圖中所示水平直線通過(guò)電容器，則在此過(guò)程中，該粒子A.所受重力與電場(chǎng)力平衡B.電勢(shì)能逐漸增加C.動(dòng)能逐漸增加D.做勻變速直線運(yùn)動(dòng)參考答案：二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.某放射性元素原子核X有N個(gè)核子，發(fā)生一次α衰變和一次β衰變后，變成Y核，衰變后Y核的核子數(shù)為_(kāi)_________，若該放射性元素經(jīng)過(guò)時(shí)間T，還剩下沒(méi)有衰變，則它的半衰期為_(kāi)___________參考答案：N-4

7.氫原子第n能級(jí)的能量為En=，其中E1為基態(tài)能量．當(dāng)氫原子由第5能級(jí)躍遷到第3能級(jí)時(shí)，發(fā)出光子的頻率為；若氫原子由第3能級(jí)躍遷到基態(tài)，發(fā)出光子的頻率為，則=

。參考答案：8.近年來(lái)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(huì)釋放出放射性氣體氡，而氡會(huì)發(fā)生放射性衰變，放出α、β、γ射線，這些射線會(huì)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(shí)回答下列問(wèn)題：（1）下列說(shuō)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(shí)，新核與原來(lái)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?，其衰變方程?/p>

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

次衰變，

次衰變．（3）靜止的氡核（）放出一個(gè)速度為v0的粒子，若衰變過(guò)程中釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為粒子及反沖核的動(dòng)能，已知原子質(zhì)量單位為u，試求在衰變過(guò)程中釋放的核能．（不計(jì)相對(duì)論修正，在涉及動(dòng)量問(wèn)題時(shí)，虧損的質(zhì)量可忽略不計(jì)．）參考答案：【知識(shí)點(diǎn)】原子核衰變及半衰期、衰變速度；愛(ài)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(cuò)誤

B、原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)，放出一個(gè)電子，這個(gè)過(guò)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(cuò)誤；

D、發(fā)生α衰變時(shí)，生成的α粒子帶2個(gè)單位的正電荷和4個(gè)電位的質(zhì)量數(shù)，即α粒子由2個(gè)中子和2個(gè)質(zhì)子構(gòu)成，故α衰變時(shí)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(guò)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(dòng)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(shí)生成的，半衰期是統(tǒng)計(jì)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(guò)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(dòng)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(ài)因斯坦質(zhì)能方程求解質(zhì)量虧損，從而求釋放的核能．9.從地面豎直上拋的小球，空氣阻力不計(jì)，在拋出后的時(shí)刻t1和時(shí)刻t2的位移相同，則它拋出時(shí)的初速度大小為，在時(shí)刻t1時(shí)離地面的高度為．參考答案：解：根據(jù)豎直上拋運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性，時(shí)刻到最高點(diǎn)的時(shí)間從拋出點(diǎn)到最高點(diǎn)的時(shí)間拋出時(shí)的初速度時(shí)刻離地面的高度=故答案為：10.如圖所示是一個(gè)雙量程電壓表，表頭是一個(gè)內(nèi)阻Rg=500Ω，滿刻度電流為Ig=1mA的毫安表，現(xiàn)接成量程分別為10V和100V的兩個(gè)量程，則所串聯(lián)的電阻R1=__________Ω，R2=__________Ω參考答案：9500

9由串聯(lián)電路的特點(diǎn)可得,.11.質(zhì)點(diǎn)在x軸上運(yùn)動(dòng)，其位置坐標(biāo)x隨時(shí)間t的變化關(guān)系為x=2t2+2t﹣4，則其加速度a=4m/s2．當(dāng)t=0時(shí)，速度為2m/s（x的單位是m，t的單位是s）．參考答案：考點(diǎn)：勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系．專題：直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律專題．分析：根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的公式x=去分析加速度和初速度．解答：解：根據(jù)x=，以及x=2t2+2t﹣4，知a=4m/s2．當(dāng)t=0時(shí)，速度為2m/s．故本題答案為：4，2點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間公式x=．12.如圖所示是用頻閃照相的方法拍到的一個(gè)彈簧振子的振動(dòng)情況，甲圖是振子靜止在平衡位置的照片，乙圖是振子被拉伸到左側(cè)距平衡位置20cm處，放手后向右運(yùn)動(dòng)周期的頻閃照片，已知頻閃的頻率為10Hz，則振子的振動(dòng)周期為T＝________s，而在t=T/12時(shí)刻振子的位置坐標(biāo)________15cm。（選填“大于”、“小于”或“等于”）。參考答案：1.2

大于13.（選修3-4模塊）（4分）如圖所示，某同學(xué)用插針?lè)y(cè)定一半圓形玻璃磚的折射率．在平鋪的白紙上垂直紙面插大頭針P1、P2確定入射光線，并讓入射光線過(guò)圓心O，在玻璃磚（圖中實(shí)線部分）另一側(cè)垂直紙面插大頭針P3，使P3擋住P1、P2的像，連接OP3．圖中MN為分界面，虛線半圓與玻璃磚對(duì)稱，B、C分別是入射光線、折射光線與圓的交點(diǎn)，AB、CD均垂直于法線并分別交法線于A、D點(diǎn)．設(shè)AB的長(zhǎng)度為l1，AO的長(zhǎng)度為l2，CD的長(zhǎng)度為l3，DO的長(zhǎng)度為l4，為較方便地表示出玻璃磚的折射率，需用刻度尺測(cè)量

（用上述給出量的字母表示），則玻璃磚的折射率可表示為

．參考答案：

答案：l1、l3；l1/l3三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，在鋼鐵中的傳播速度為4900m/s。一平直橋由鋼鐵制成，某同學(xué)用錘子敲擊一鐵橋的一端而發(fā)出聲音，分別經(jīng)空氣和橋傳到另一端的時(shí)間之差為1.00s。橋的長(zhǎng)度為_(kāi)______m，若該波在空氣中的波長(zhǎng)為λ，則它在鋼鐵中波長(zhǎng)為λ的_______倍。參考答案：

(1).365

(2).試題分析：可以假設(shè)橋的長(zhǎng)度，分別算出運(yùn)動(dòng)時(shí)間，結(jié)合題中的1s求橋長(zhǎng)，在不同介質(zhì)中傳播時(shí)波的頻率不會(huì)變化。點(diǎn)睛：本題考查了波的傳播的問(wèn)題，知道不同介質(zhì)中波的傳播速度不同，當(dāng)傳播是的頻率不會(huì)發(fā)生變化。15.（7分）如圖所示，一束光從空氣射入玻璃中，MN為空氣與玻璃的分界面．試判斷玻璃在圖中哪個(gè)區(qū)域內(nèi)（Ⅰ或Ⅱ）？簡(jiǎn)要說(shuō)明理由．并在入射光線和反射光線上標(biāo)出箭頭。參考答案：當(dāng)光由空氣射入玻璃中時(shí)，根據(jù)折射定律

=n，因n>1，所以i>γ，即當(dāng)光由空氣射入玻璃中時(shí)，入射角應(yīng)該大于折射角．如圖，在圖中作出法線，比較角度i和γ的大小，即可得出玻璃介質(zhì)應(yīng)在區(qū)域?內(nèi)．箭頭如圖所示．（7分）四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，一光滑絕緣圓管軌道位于堅(jiān)直平面內(nèi)，半徑R為0.2m。以圓管圓心O為原點(diǎn)，在環(huán)面內(nèi)建立平面直角坐標(biāo)系xOy，在第三象限加一豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為1N/C，其他象限加垂直于環(huán)面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。圓管內(nèi)有一個(gè)質(zhì)量為0.1kg的小球，小球的直徑略小于圓管直徑?，F(xiàn)在從x坐標(biāo)軸上的d點(diǎn)，由靜止釋放小球，小球剛好能沿逆時(shí)針?lè)较蜃鰣A周運(yùn)動(dòng)。重力加速度g取10m/s2。（1）判斷小球的帶電性質(zhì)并求小球的電荷量；（2）若第二次到達(dá)最高點(diǎn)a時(shí)，小球?qū)壍狼『脽o(wú)壓力，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B；（3）求小球第N次到達(dá)最高點(diǎn)a時(shí)對(duì)圓管的壓力并說(shuō)明方向。參考答案：（1）負(fù)電，1.0C；（2）0.5T；（3）小球第N次到達(dá)最高點(diǎn)a時(shí)對(duì)圓管的壓力大小為：[（2N﹣3）﹣]N，方向：豎直向上（N≥3），當(dāng)N＝1時(shí)，對(duì)內(nèi)管壁擠壓，當(dāng)N＝2時(shí)，無(wú)擠壓?！驹斀狻浚?）小球第一次剛好過(guò)最高點(diǎn)，此時(shí)速度為零，v1＝0，根據(jù)題意可知，小球帶負(fù)電，對(duì)小球，由動(dòng)能定理得：qER﹣mgR＝0，代入數(shù)據(jù)解得：q＝1.0C；（2）小球第二次過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的速度為v2，由動(dòng)能定理得：2qER﹣mgR＝，在最高點(diǎn)，由牛頓第二定律得：mg+qv2B＝，代入數(shù)據(jù)解得：B＝0.5T；（3）小球第N次過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的速度為，小球受圓管向下的壓力為FN，對(duì)小球整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程，由動(dòng)能定理得：NqER﹣mgR＝，在最高點(diǎn)，由牛頓第二定律得：mg+qvNB+FN＝，代入數(shù)據(jù)解得：FN＝[（2N﹣3）﹣]N，當(dāng)N＝1時(shí)，對(duì)內(nèi)管壁擠壓，當(dāng)N＝2時(shí)，無(wú)擠壓，當(dāng)N≥3時(shí)，對(duì)外管壁擠壓，根據(jù)牛頓第三定律可知，小球第N次到達(dá)最高點(diǎn)a時(shí)對(duì)管的壓力大小為：[（2N﹣3）﹣]N，方向：豎直向上（N≥3）；17.如圖，直線MN上方有平行于紙面且與MN成45°的有界勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小未知；MN下方為方向垂直于紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。今從MN上的O點(diǎn)向磁場(chǎng)中射入一個(gè)速度大小為v、方向與MN成45°角的帶正電粒子，該粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)的軌道半徑為R。若該粒子從O點(diǎn)出發(fā)記為第一次經(jīng)過(guò)直線MN，而第五次經(jīng)過(guò)直線MN時(shí)恰好又通過(guò)O點(diǎn)。不計(jì)粒子的重力。求：（1）電場(chǎng)強(qiáng)度的大??；（2）該粒子再次從O點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)后，運(yùn)動(dòng)軌道的半徑；（3）該粒子從O點(diǎn)出發(fā)到再次回到O點(diǎn)所需的時(shí)間。參考答案：

粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖，先是一段半徑為R的1/4圓弧到a點(diǎn)，接著恰好逆電場(chǎng)線勻減速運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)速度為零再返回a點(diǎn)速度仍為，再在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)一段3/4圓弧到c點(diǎn)，之后垂直電場(chǎng)線進(jìn)入電場(chǎng)作類平拋運(yùn)動(dòng)。（1）（本問(wèn)共5分）易知，

類平拋運(yùn)動(dòng)的垂直和平行電場(chǎng)方向的位移都為

①

（1分）所以類平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)間為

②

（1分）又

③（1分）再者

④

（1分）由①②③④可得

⑤

（1分）（2）（本問(wèn)共5分）由平拋知識(shí)得

（1分）所以

（1分）

［或

（2分）］

（1分）則第五次過(guò)MN進(jìn)入磁場(chǎng)后的圓弧半徑

（2分）（3）（本問(wèn)共6分）粒子在磁場(chǎng)中