山西省臨汾市霍州師莊老張灣中學(xué)高三物理期末試題含解析

山西省臨汾市霍州師莊老張灣中學(xué)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.環(huán)形對撞機是研究高能離子的重要裝置，如圖9所示正、負(fù)離子由靜止經(jīng)過電壓為U的直線加速器加速后，沿圓環(huán)切線方向注入對撞機的真空環(huán)狀空腔內(nèi)，空腔內(nèi)存在著與圓環(huán)平面垂直的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B。(兩種帶電粒子將被局限在環(huán)狀空腔內(nèi)，沿相反方向做半徑相等的勻速圓周運動，從而在碰撞區(qū)迎面相撞)為維持帶電粒子在環(huán)狀空腔中的勻速圓周運動，下列說法正確的是()

圖9A．對于給定的加速電壓，帶電粒子的比荷越大，磁感應(yīng)強度B越大B．對于給定的加速電壓，帶電粒子的比荷越大，磁感應(yīng)強度B越小C．對于給定的帶電粒子，加速電壓U越大，粒子運動的周期越小D．對于給定的帶電粒子，不管加速電壓U多大，粒子運動的周期都不變參考答案：BC2.如圖所示，DO是水平面，AB是斜面。初速為10m/s的物體從D點出發(fā)沿路面DBA恰好可以達到頂點A，如果斜面改為AC，再讓該物體從D點出發(fā)沿DCA恰好也能達到A點，則物體第二次運動具有的初速度：（已知物體與路面之間的動摩擦因數(shù)處處相同且不為零，斜面與水平面間都有微小圓弧連接，物體經(jīng)過時動能不損失）(

)A．可能大于10m/s，具體數(shù)值與斜面的傾角有關(guān)B．可能小于10m/s，具體數(shù)值與斜面的傾角有關(guān)C．一定等于10m/s，具體數(shù)值與斜面的傾角無關(guān)D．可能等于10m/s，具體數(shù)值與斜面的傾角有關(guān)參考答案：C3.火車從車站由靜止開出作勻加速直線運動，最初1min內(nèi)行駛540m，則它在最初10s內(nèi)行駛的距離是A．90m

B．45m

C．30m

D．15m參考答案：D4.建筑工人用圖所示的定滑輪裝置運送建筑材料。質(zhì)量為70.0kg的工人站在地面上，通過定滑輪將20.0kg的建筑材料以0.500m/s2的加速度拉升，忽略繩子和定滑輪的質(zhì)量及定滑輪的摩擦，則工人對地面的壓力大小為(g取10m/s2。)

A．490N

B．510NC．890N

D．910N參考答案：A5.如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一固定軌道，其中AB是長為R的粗糙水平直軌道，BCD是圓心為O、半徑為R的3/4光滑圓弧軌道，兩軌道相切于B點．在推力作用下，質(zhì)量為m的小滑塊從A點由靜止開始做勻加速直線運動，到達B點時即撤去推力，小滑塊恰好能沿圓軌道經(jīng)過最高點C．重力加速度大小為g．則小滑塊(A)經(jīng)B點時加速度為零(B)在AB段運動的加速度為2.5g(C)在C點時合外力的瞬時功率為(D)上滑時動能與重力勢能相等的位置在OD上方參考答案：BD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.質(zhì)量為0.4kg的小球甲以速度3m/s沿光滑水平面向右運動，質(zhì)量為4kg的小球乙以速度5m/s沿光滑水平面向左運動，它們相碰后，甲球以速度8m/s被彈回，求此時乙球的速度大小為

m/s，方向

。參考答案：3.9，水平向左

7.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，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?，其衰變方程?/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】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，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．8.用實驗探究單擺的周期與擺長的關(guān)系，為使單擺周期的測量值更精確，測量n次全振動的時間t，n應(yīng)適當(dāng)

(選填"大"或"小")些；改變擺線長，測量多組擺長l和相應(yīng)的振動周期T的數(shù)據(jù)，用圖象處理數(shù)據(jù).要得到線性圖象，應(yīng)選用

(選填"T-l"、"T-l2"或"T2-l")圖象.參考答案：9.汽車電動機啟動時車燈會瞬時變暗，如圖所示，在打開車燈的情況下，電動機未啟動時電流表讀數(shù)為4.8A，電動機啟動時電流表讀數(shù)為80A，若電源電動勢為12V，內(nèi)阻為0.05Ω，電流表內(nèi)阻不計，則車燈的電阻為______________Ω，因電動機啟動，車燈的電功率的減少量為______________W。

參考答案：2.45Ω，30.3W10.一顆衛(wèi)星繞某一星球做勻速圓周運動，衛(wèi)星的軌道半徑為r，運動周期為T，星球半徑為R，則衛(wèi)星的加速度為___________，星球的質(zhì)量為_________。（萬有引力恒量為G）參考答案：，11.（5分）地核的體積約為整個球體積的16%，地核的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的34％。經(jīng)估算，地核的地平均密度為_______________kg/m3。(結(jié)果取兩位有效數(shù)字)參考答案：答案：1.2×10412.原長為１６cm的輕質(zhì)彈簧，當(dāng)甲乙二人同時用１００Ｎ的力由兩端反向拉時，彈簧長度為１８cm，若將彈簧一端固定在墻上，另一端由甲一個用２００Ｎ的力拉，這時彈簧長度為

cm此彈簧的勁度系數(shù)為

Ｎ/m參考答案：13.如圖所示，R1＝5Ω，R2阻值未知，燈L標(biāo)有“3V

3W”字樣，R3是最大電阻是6Ω的滑動變阻器．P為滑片，電流表內(nèi)阻不計，燈L電阻不變．當(dāng)P滑到A時，燈L正常發(fā)光；當(dāng)P滑到B時，電源的輸出功率為20W．則電源電動勢為_____V；當(dāng)P滑到變阻器中點G時，電源內(nèi)電路損耗功率為______W．參考答案：12

2．56三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（1）某物理學(xué)習(xí)小組的同學(xué)利用“游標(biāo)卡尺”測量物體的外徑。使用時發(fā)現(xiàn)所用游標(biāo)卡尺無法調(diào)零，如圖甲所示。當(dāng)測量物體的外徑時如圖乙所示，則物體的外徑是______mm；（2）（2分）下列說法正確的是

。A．偶然誤差是由儀器結(jié)構(gòu)缺陷、實驗方法不完善造成的

B．多次測量求平均值可減小系統(tǒng)誤差C．相對誤差等于絕對誤差與真實值之比

D．0.0123m、17.0mm、3.85×103km都是三位有效數(shù)字參考答案：（1）9.90

（2）CD15.相鄰計數(shù)點間的時間間隔為0.1s．打點計時器打下D點時小車的瞬時速度為0.34m/s，小車的加速度為0.39m/s2（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）．參考答案：考點：測定勻變速直線運動的加速度．專題：實驗題．分析：根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上b點時小車的瞬時速度大?。桓鶕?jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大?。獯穑航猓合噜徲嫈?shù)點間的時間間隔為0.1s．根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上D點時小車的瞬時速度大?。校簐D==0.34m/s設(shè)A到B之間的距離為x1，以后各段分別為x2、x3、x4，根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小，得：x3﹣x1=2a1T2x4﹣x2=2a2T2為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，我們對兩個加速度取平均值，得：a=（a1+a2）代入數(shù)據(jù)得：a=m/s2=0.39m/s2故答案為：0.34，0.39點評：要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習(xí)中要加強基礎(chǔ)知識的理解與應(yīng)用，注意單位和相鄰兩點間距離的轉(zhuǎn)化．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，在光滑斜面上有兩個用輕質(zhì)彈簧相連接的物塊A、B．它們的質(zhì)量均為2m，彈簧的勁度系數(shù)為k，C為一固定擋板，物塊A通過一根輕繩跨過光滑的定滑輪與物塊D相連，物塊D的質(zhì)量也為2m，用手托住物塊D，使輕繩拉直但沒有彈力．從靜止釋放物塊D，當(dāng)物塊D達到最大速度時，物塊B恰好離開擋板C．求：（1）斜面的傾角θ（2）物塊D的最大速度vm（3）在其他條件不變的情況下，若物塊D的質(zhì)量改為，則物塊D的最大速度為v．求物塊D達到最大速度的過程中彈簧的彈性勢能減少量△Ep．參考答案：解：（1）物塊D達到最大速度時，A、B、D系統(tǒng)平衡，則：4mgsinθ=2mg﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①

所以θ=30°（2）釋放物塊D前，對物塊A有：2mgsinθ=kx1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②物塊D達到最大速度時，對物塊B有：2mgsinθ=kx2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣=③由②③得：即從釋放物塊D到物塊D達到最大速度的過程中，彈簧的彈性勢能不變．則由機械能守恒得：﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣=④聯(lián)立得：﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤（3）物塊D達到最大速度時，B未離開擋板C，A、D系統(tǒng)平衡，則：﹣﹣⑥所以＜x1，彈簧的彈性勢能減少．則由機械能守恒得：﹣﹣⑦聯(lián)立得：﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑧答：（1）斜面的傾角θ為30°；（2）物塊D的最大速度vm為g；（3）在其他條件不變的情況下，若物塊D的質(zhì)量改為，則物塊D的最大速度為v．物塊D達到最大速度的過程中彈簧的彈性勢能減少量△Ep為mv2﹣．17.如圖兩個長均為L的輕質(zhì)桿，通過垂直紙面的轉(zhuǎn)動軸與A、B、C三個物塊相連，整體處于豎直平面內(nèi)．B、C物塊的質(zhì)量分別為2m和m，三個物塊的大小都忽略不計．B不帶電，在絕緣水平面上的A、C分別帶有+q、﹣q的電荷，A固定．空間有水平向右的場強為某一數(shù)值的勻強電場．當(dāng)AB、BC與水平間的夾角均為53°時，整體處于靜止?fàn)顟B(tài)，不計摩擦．若以無窮遠處為零電勢，兩個異種點電荷q1、q2間具有的電勢能為ε=﹣（k為靜電力恒量，r為兩者間距）．（重力加速度為g，sin53°=0.8，cos53°=0.6）．求：（1）此時AB桿對B物塊的作用力；（2）場強E；（3）若將B略向下移動一些，并由靜止釋放，B剛到達地面時則系統(tǒng)電勢能的改變量；（4）上述（3）情況中，B剛到達地面時的速度大?。畢⒖即鸢福嚎键c： 動能定理的應(yīng)用；電勢能．專題： 動能定理的應(yīng)用專題．分析： （1）對B分析，根據(jù)共點力平衡求出AB桿對B物塊的作用力大小．（2）對C分析，根據(jù)共點力平衡求出場強E的大小．（3）根據(jù)電場力做功得出電勢能的變化量．（4）對系統(tǒng)運用動能定理，求出B剛到達地面時的速度大?。獯穑?解：（1）B受力分析如圖所示．2Fsin53°=2mg，（2）對C，受力分析如圖，LAC=2Lcos53°=1.2L，解得（3）勻強電場的電場力做負(fù)功，電勢能增加了qE（2L﹣1.2L）兩個異種電荷間庫侖力做負(fù)功，電勢能也增加，增加了，所以電勢能共增加了qE（2L﹣1.2L）+=（4）B剛著地時，C的速度為0．對系統(tǒng)，根據(jù)動能定理，得到，解得．答：（1）此時AB桿對B物塊的作用力為；（2）場強E為；（3）若將B略向下移動一些，并由靜止釋放，B剛到達地面時則系統(tǒng)電勢能的改變量為；（4）上述（3）情況中，B剛到達地面時的速度大小為．點評： 本題綜合考查了共點力平衡和動能定理，關(guān)鍵是能夠正確地受力分析，關(guān)于第四問抓住大物塊落地時小物塊速度為零，對系統(tǒng)運用動能定理求解18.如圖所示，兩塊平行金屬極板MN水平放置，板長L="1"m．間距d=m，兩金屬板間電壓UMN=1×104V；在平行金屬板右側(cè)依次存在A