廣東省梅州市上八中學2022年高三物理上學期期末試卷含解析

廣東省梅州市上八中學2022年高三物理上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.空間中P、Q兩點處各固定一個點電荷，其中P點處為正電荷，P、Q兩點附近電場的等勢面分布如圖3所示，a、b、c、d為電場中的4個點．則()A.P、Q兩點處的電荷等量同號B.a點和b點的電場強度相同C.c點的電勢低于d點的電勢D.負電荷從a到c，電勢能減少參考答案：D試題分析：根據(jù)電場的圖象可以知道，該電場是等量異種電荷的電場，故A錯誤；等量異種電荷的電場，它具有對稱性（上下、左右），a點和b點的電場強度大小相等，而方向不同．故B錯誤；C點離P點（正電荷）的距離更近，所以C點的電勢較高．故C錯誤；該電場中，一般選取無窮遠處電勢為0，那么正電荷的區(qū)域電勢為正，負電荷的區(qū)域電勢為負．負電荷從a到c，從負電荷的區(qū)域到了正電荷的區(qū)域，電勢升高，電場力做正功，電勢能減小．故D正確．故選D．考點：等量異種電荷的電場【名師點睛】該題考查常見電場的特點，解題的關鍵是在兩個電荷連線的中垂線上的電勢和無窮遠處的電勢相等．而正電荷周圍的電場的電勢都比它高，負電荷周圍的電場的電勢都比它低．屬于簡單題。2.（多選題）如圖所示，一半徑為R，粗糙程度處處相同的半圓形軌道豎直固定放置，直徑POQ水平，軌道上的A點離PQ的距離為R，一質(zhì)量為m的質(zhì)點自P點上方某處由靜止開始下落，從P點進入軌道后剛好能到達Q點并能再次返回經(jīng)過N點，已知質(zhì)點第一次滑到軌道最低點N時速率為v1，第一次到達A點時速率為v2，選定N點所在的水平面為重力勢能的零勢能面，則（）A．v1＜v2B．v1＞v2C．從N到Q的過程中，動能與勢能相等的點在A點上方，從Q到N的過程中，動能與勢能相等的點在A點下方D．從N到Q的過程中，動能與勢能相等的點在A點下方，從Q到N的過程中，動能與勢能相等的點在A點上方參考答案：BC【考點】功能關系；重力勢能．【分析】根據(jù)質(zhì)點滑到Q點時，速度恰好為零，由能量守恒定律可以求出質(zhì)點在半圓軌道運動過程中克服摩擦力做的功，再求出將質(zhì)點自Q點處由靜止開始下落，下落到A點和N點的速度，進行比較，從而判斷出此情況下的情況即可．【解答】解：A、質(zhì)點從N到A再到Q的過程中，重力與摩擦力做功．由于質(zhì)點做圓周運動，由運動的特點可知，質(zhì)點在NA段與軌道之間的壓力大于AQ段之間質(zhì)點與軌道之間的壓力，根據(jù)：f=μFN可知，質(zhì)點在NA段受到的摩擦力比較大，所以質(zhì)點在NA段摩擦力做的功比較多，則重力與摩擦力在NA段做的功比較多，所以質(zhì)點第一次到達N點處的動能一定大于質(zhì)點第一次到達A點處動能的2倍．根據(jù)動能的表達式：可知，1＞v2．故A錯誤，B正確；C、如果軌道光滑，物體在運動過程中不受摩擦力，上升過程中動能與重力勢能相等的位置在位移的中點A，現(xiàn)在由于要克服摩擦力做功，機械能減小，所以上升過程中動能與重力勢能相等的位置在A點上方，從Q到N的過程中，動能與勢能相等的點在A點下方．故C正確，D錯誤．故選：BC3.參考答案：BD4.根據(jù)分子動理論知，物質(zhì)分子之間的距離為r0時，分子所受的斥力和引力相等，以下關于分子力和分子勢能的說法正確的是（

）

A．當分子間距離為r0時，分子具有最大勢能

B．當分子間距離為r0時，分子具有最小勢能

C．當分子間距離為r0時，引力和斥力都是最大值

D．當分子間距離為r0時，引力和斥力都是最小值參考答案：B分子間的引力和斥力隨著分子間距離增加而減小，選項CD錯誤；分子力做正功，分子勢能減少；分子力做負功，分子勢能增加，因而選項A錯誤，B正確。5.我國已于2018年12月8日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射嫦娥四號探月衛(wèi)星，于2019年1月3日實現(xiàn)人類首次在月球背面軟著陸，嫦娥四號著陸器與玉兔二號巡視器順利分離。已知月球的半徑為R，月球表面的重力加速度為g，引力常量為G，嫦娥四號離月球中心的距離為r，繞月周期為T。根據(jù)以上信息可求出：A.嫦娥四號繞月運行的速度為B.嫦娥四號繞月運行的速度為C.月球的平均密度D.月球的平均密度參考答案：A月球表面任意一物體重力等于萬有引力，則有GM＝R2g①

“嫦娥四號”繞月運行時，萬有引力提供向心力，得②

由①②得，故A錯誤，B正確；“嫦娥四號”繞月運行時，根據(jù)萬有引力提供向心力，有，得;月球的平均密度為，故C正確，D錯誤；故選AC.點睛：解決本題的關鍵掌握萬有引力提供向心力和月球表面的物體受到的重力等于萬有引力兩個公式的綜合應用，注意軌道半徑與星體半徑的關系．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示，光滑的平行導軌P、Q相距L=1m，處在同一水平面內(nèi)，導軌左端接有如圖所示的電路。其中水平放置的兩平行金屬板間距離d=10mm，定值電阻R1=R3=8Ω，R2=2Ω，金屬棒ab電阻r=2Ω，導軌電阻不計，磁感應強度B=0.3T的勻強磁場豎直向下穿過導軌平面。金屬棒ab沿導軌向右勻速運動，當電鍵S閉合時，兩極板之間質(zhì)量m=1×10－14kg、帶電荷量q=－1×10－15C的粒子以加速度a=7m/s2向下做勻加速運動，兩極板間的電壓為

V；金屬棒ab運動的速度為

m/s。參考答案：0.3，47.某探究學習小組的同學欲探究恒力做功與物體動能變化的關系，他們在實驗室組裝了一套如圖所示的裝置，另外他們還找到打點計時器以及學生電源、天平、刻度尺、導線、復寫紙、紙帶、小桶和沙子若干。并將小車連接上紙帶，用細線通過滑輪掛上小沙桶。

（1）某同學的實驗步驟如下：用天平稱量小車的質(zhì)量M和沙與桶的總質(zhì)量m。讓沙桶帶動小車加速運動，用打點計時器記錄其運動情況，在打點計時器打出的紙帶上取兩點，測出這兩點的間距L，算出這兩點的速度v1與v2。

①本實驗裝置圖（準備放開小車時刻）中有什么缺點或錯誤？②要完成本實驗，還缺哪些重要實驗步驟？

③本實驗認為小車所受合外力等于沙桶重力，則應控制的實驗條件是什么？

。

（2）在實驗操作正確的前提下，若挑選的一條點跡清晰的紙帶如下圖所示，已知相鄰兩個點間的時間間隔為T，從A點到B、C、D、E、F點的距離依次為s1、s2、s3、s4、s5（圖中未標s3、s4、s5），則由此可求得紙帶上由B點到E點所對應過程中，合外力對小車所做的功W=____；該小車動能改變量的表達式為△EK=

（結果用題中已知物理量的符號表示）；若滿足

．則動能定理得證。參考答案：8.如圖所示，電源電動勢為E，內(nèi)電阻為r．兩電壓表可看作是理想電表，當閉合開關，將滑動變阻器的觸片由左端向右端滑動時，燈泡L2變__________，燈泡L1變____________.（選填亮或暗）。__________表的讀數(shù)變小，_________表的讀數(shù)變大.（選填V1或V2）。參考答案：L2變___暗__，燈泡L1變_亮_。（每空2分）

_V2__表的讀數(shù)變小，_V1_表的讀數(shù)變大。9.如圖所示，一正方形導線框邊長為，質(zhì)量為m，電阻為R。從某一高度豎直落入磁感應強度為B的水平勻強磁場中，磁場寬度為d，且d>l。線框邊剛進入磁場時線框恰好做勻速運動，此時線框的速度為__________。若線框邊剛要離開磁場時線框又恰好做勻速運動，則線框在穿過磁場的過程中產(chǎn)生的電能為__________。（已知重力加速度為g）參考答案：

試題分析：由于線框邊剛進入磁場時線框恰好做勻速運動，則，其中,代入解得：v=。因為線框邊剛要離開磁場時線框又恰好做勻速運動，同理可求得此時線框的速度仍為v,線框在穿過磁場的過程中產(chǎn)生的電能等于線框重力勢能的減少量，即Q=.考點：平衡狀態(tài)及電磁感應現(xiàn)象；能量守恒定律。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，這些射線會導致細胞發(fā)生癌變及呼吸道等方面的疾病，根據(jù)有關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，電離能力也最強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】原子核衰變及半衰期、衰變速度；愛因斯坦質(zhì)能方程；裂變反應和聚變反應．O2O3【答案解析】（1）BD（2）

4

；4

（3）解析：（1）A、半衰期與外界因素無關，故A錯誤

B、原子核內(nèi)的中子轉化為質(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，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，與外界因素無關．

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.質(zhì)量為100kg的小船靜止在水面上，船的左、右兩端分別有質(zhì)量40kg和60kg的甲、乙兩人，當甲、乙同時以3m/s的速率分別向左、向右跳入水中后，小船的速度大小為_______，方向

。參考答案：、向左

12.某一單擺在小角度自由擺動時的振動圖像如圖所示。根據(jù)數(shù)據(jù)估算出它的擺長為

△△m，擺動的最大偏角正弦值約為

。參考答案：1

0.0413.如圖所示是一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化過程中密度隨熱力學溫度變化的曲線，則由圖可知：從A到B過程中氣體

（吸熱、放熱），從B到C過程中，氣體的壓強與熱力學溫度的關系為

（P與T成正比，P與T的平方成正比）參考答案：吸熱

P與T的平方成正比三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.某校研究性學習小組的同學用如圖甲所示的滴水法測量小車在斜面上運動時的加速度．實驗過程如下：在斜面上鋪上白紙，用圖釘固定；把滴水計時器固定在小車的末端，在小車上固定一平衡物；調(diào)節(jié)滴水計時器的滴水速度，使其每0.2s滴一滴(以滴水計時器內(nèi)盛滿水為準)；在斜面頂端放置一淺盤，把小車放在斜面頂端，把調(diào)好的滴水計時器盛滿水，使水滴能滴入淺盤內(nèi)；然后撤去淺盤并同時放開小車，于是水滴在白紙上留下標志小車運動規(guī)律的點跡；小車到達斜面底端時立即將小車移開．圖乙為實驗得到的一條紙帶，用刻度尺量出相鄰點之間的距離是x01＝1.40cm，x12＝2.15cm，x23＝2.91cm，x34＝3.65cm，x45＝4.41cm，x56＝5.15cm.試問：(1)滴水計時器的原理與課本上介紹的___________________原理類似．

(2)由紙帶數(shù)據(jù)計算可得計數(shù)點4所代表時刻的瞬時速度v4＝__________m/s，小車的加速度a＝__________m/s2.(結果均保留2位有效數(shù)字)參考答案：15.某中學生課外科技活動小組利用銅片、鋅片和家鄉(xiāng)盛產(chǎn)的柑橘制作了果汁電池，他們測量這種電池的電動勢E和內(nèi)阻r，并探究電極間距對E和r的影響，實驗器材如圖所示。①測量E和r的實驗方案為：調(diào)節(jié)滑動變阻器，改變電源兩端的電壓U和流過電源的電流I，依據(jù)公式______，利用測量數(shù)據(jù)作出U－I圖象，得出E和r。②將電壓表視為理想表，要求避免電流表分壓作用對測量結果的影響，請在圖中用筆畫線代替導線連接電路。③實驗中依次減小銅片與鋅片的間距，分別得到相應果汁電池的U－I圖象如圖中(a)(b)(c)(d)所示，由此可知：在該實驗中，隨電極間距的減小，電源電動勢________(填“增大”、“減小”或“不變”)，電源內(nèi)阻________(填“增大”、“減小”或“不變”)。曲線(c)對應的電源電動勢E=__________V，內(nèi)阻r=________Ω，當外電路總電阻為2500Ω時，該電源的輸出功率P=________mW.(均保留三位有效數(shù)字)參考答案：①U＝E－Ir②如圖所示

③不變增大0.9754780.268四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，一長為l的長方形木塊在水平面上以加速度a做勻加速直線運動。先后經(jīng)過l、2兩點，l、2之間有一定的距離，木塊通過l、2兩點所用時間分別為t1和t2。求：（1）木塊經(jīng)過位置1、位置2的平均速度大??；（2）木塊前端P在l、2之間運動所需時間參考答案：（1）由平均速度公式得，木塊經(jīng)過位置1時的平均速度大小

3分

木塊經(jīng)過位置2時的平均速度大小

3分（2）解法1：由平均速度等于中間時刻的速度知P端通過1點后時刻速度

則P點通1點速度

2分

同理P端通過2點后時刻速度

P點通過2點速度

2分 則木塊前端P在1、2之間運動所需時間為

2分

代入解得=

4分解法2：設木塊P端距1點的位移為s1，距2點的位移為s2，P端到1、2兩點的時間分別為t和，由s=得

s1=

解得

3分同理木塊兩端經(jīng)過2點有：s2=

解得 3分所以木塊前端P在1、2之間運動所需時間=

17.如圖所示，離地面足夠高處有一豎直的空管，質(zhì)量為2kg，管長為24m，M、N為空管的上、下兩端，空管受到豎直向上的拉力作用由靜止開始豎直向下做加速度大小為2m/s2的加速運動，同時在M處一個大小不計的小球沿管的軸線以初速度v0豎直上拋，不計一切阻力，取g=10m/s2．求：（1）若小球上拋的初速度為10m/s，經(jīng)過多長時間從管的N端穿出？（2）若此空管的N端距離地面64m高，欲使在空管到達地面時小球必須落到管內(nèi)，在其他條件不變的前提下，求小球的初速度v0大小的范圍．

參考答案：解：（1）（5分）以向下方向為正方向。設經(jīng)t時間，小球從N端穿出，小球下落的高度h1=－v0t+gt2………②

（1分）空管下落的高度h2=at2……………③

（1分）則，h1－h(huán)2=L……………④聯(lián)立得：－v0t+gt2－at2=L……………⑤

（1分）代入數(shù)據(jù)解得：t=4s，t=－1.5s（舍）…⑥

（1分）（2）（7分）設小球初速度v0，空管經(jīng)t'時間到達地面，則H=at'2…⑦得t'==8s………………⑧

（1分）小球