湖南省邵陽市松坡實驗中學(xué)高三物理期末試題含解析

湖南省邵陽市松坡實驗中學(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.如圖所示，在半徑為0.2m的固定半球形容器中，一質(zhì)量為1kg的小球（可視為質(zhì)點）自邊緣上的A點由靜止開始下滑，到達(dá)最低點B時，它對容器的正壓力大小為15N．取重力加速度為g=10m/s2，則球自A點滑到B點的過程中克服摩擦力做的功為（）A．0.5J B．1.0J C．1.5J D．1.8J參考答案：C【考點】動能定理的應(yīng)用；向心力．【分析】小球在B點豎直方向上受重力和支持力，根據(jù)合力提供向心力求出B點的速度，再根據(jù)動能定理求出摩擦力所做的功．【解答】解：在B點有：．得．A滑到B的過程中運用動能定理得：，得：=×0.2×（15﹣30）=﹣1.5J．所以球自A點滑到B點的過程中克服摩擦力做的功為1.5J．故C正確，ABD錯誤．故選：C．2.（單選）如圖所示為某聯(lián)動控制裝置，其工作的原理是通過半圓柱體的左右運動來控制桿AB的上下運動，現(xiàn)已知光滑半圓柱體（O為圓心）只能在水平面上左右以速度v勻速運動，AB桿如圖只能在豎直方向上運動，某一時刻桿與半圓柱的相對位置如圖，且發(fā)現(xiàn)此時AB桿上升的速度恰好也為v，則下列說法中正確的是（）A．桿的端點A相對圓柱中心O做的是直線運動B．圖示位置半圓柱正向左運動C．圖示位置桿向上做的是加速運動D．圖示位置圖中的α=參考答案：考點：共點力平衡的條件及其應(yīng)用；物體的彈性和彈力．專題：共點力作用下物體平衡專題．分析：豎直桿的速度方向豎直向上，是桿子與半圓柱體的接觸點沿切線方向的速度與半圓柱速度的合速度，根據(jù)速度的合成求出桿的速度與關(guān)圓柱體的速度關(guān)系即可．解答：解：桿子的實際速度是接觸點沿切線方向的速度與半圓柱速度的合速度，如圖，根據(jù)速度的合成，運用平行四邊形定則，得v桿=vtanθ．A、桿向上運動，則半圓柱正向右運動，θ角減小，tanθ減小，v桿=vtanθ減小，桿做減速運動，加速度方向向下，O點水平方向運動運動，A點相對O點的速度方向不在豎直方向上，所以A相對于O做曲線運動，故ABC錯誤；D、根據(jù)速度的合成有v桿=vtanθ=v，所以tanθ=1，解得：，故D正確．故選：D．點評：解決本題的關(guān)鍵知道桿子的實際速度是接觸點沿切線方向的速度與半圓柱速度的合速度，會運用平行四邊形定則進(jìn)行合成．3.（單選）如圖7所示，在豎直平面內(nèi)有一半徑為的圓弧軌道，半徑水平、豎直，一個質(zhì)量為的小球自的正上方點由靜止開始自由下落，小球沿軌道到達(dá)最高點時對軌道壓力為。已知=2,重力加速度為，則小球從到的運動過程中

(

B

)A.重力做功

B.合外力做功C.克服摩擦力做功

D.機(jī)械能減少參考答案：B4.（多選題）如圖所示，傾角為θ的光滑斜面足夠長，一物質(zhì)量為m小物體，在沿斜面向上的恒力F作用下，由靜止從斜面底端沿斜面向上做勻加速直線運動，經(jīng)過時間t，力F做功為60J，此后撤去力F，物體又經(jīng)過相同的時間t回到斜面底端，若以地面為零勢能參考面，則下列說法正確的是A．物體回到斜面底端的動能為60JB．恒力F=2mgsinθC．撤出力F時，物體的重力勢能是45JD．動能與勢能相等的時刻一定出現(xiàn)在撤去力F之后參考答案：ACD勻加速運動過程，有勻減速運動過程，有解得，，故B錯誤；由上知，物體回到出發(fā)點時的動能，剛撤去F時，，對于勻加速運動，由動能定理得：，則得，即撤出力F時，物體的重力勢能是，故C正確；由上看出，撤去F前，由動量定理得，，解得，時刻動能為，重力勢能，可見，動能總小于重力勢能，而撤去F后，在下滑過程中，動能增大，重力勢能減小到零，所以動能與重力勢能會相等，故D正確。5.關(guān)于汽車在水平路上運動下列說法中正確的是（）A、汽車啟動后以規(guī)定功率行駛．在速率未達(dá)到最大以前．加速度是在不斷增大的B、汽車啟動后以額定功率行駛．在速率未達(dá)到最大以前，牽引力是在不斷減小的C、汽車以最大速度行駛后，若要減小速度，可減小牽引功率行駛D、汽車以最大速度行駛后若再減小牽引力，速率一定減小參考答案：BCD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.某同學(xué)用如圖a所示的電路測量電源的電動勢和內(nèi)阻，其中R是電阻箱，R0是定值電阻，且R0=3000Ω，G是理想電流計。改變R的阻值分別讀出電流計的讀數(shù)，做出1/R—1/I圖像如圖b所示，則：電源的電動勢是

，內(nèi)阻是

參考答案：3v

1Ω7.如圖所示，一束β粒子自下而上進(jìn)入一水平方向的勻強(qiáng)電場后發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則電場方向向

，進(jìn)入電場后，β粒子的動能

（填“增加”、“減少”或“不變”）。參考答案：答案：左

增加解析：由圖可知，β粒子（帶負(fù)電）所受電場力方向水平向右，故電場方向向左。由于電場力作正功，根據(jù)動能定理可知粒子在電場中動能增加。8.（6分）供電電路電源輸出電壓為U1，線路損失電壓為U2，用電器得到的電壓為U3，總電流為I，線路導(dǎo)線的總電阻為R，則線路損失的電功率可表示為①___________________；②_________________________；③__________________________。參考答案：①I2R；②IU2；③I(U1-U3)

(各2分)

9.為了測量兩張紙之間的動摩擦因數(shù)，某同學(xué)設(shè)計了一個實驗：如圖甲所示，在木塊A和木板B上貼上待測的紙，將木板B固定在水平桌面上，沙桶通過細(xì)線與木塊A相連。(1)調(diào)節(jié)沙桶中沙的多少，使木塊A勻速向左運動。測出沙桶和沙的總質(zhì)量為m以及貼紙木塊A的質(zhì)量M，則兩紙間的動摩擦因數(shù)μ= ；(2)在實際操作中，發(fā)現(xiàn)要保證木塊A做勻速運動比較困難，有同學(xué)對該實驗進(jìn)行了改進(jìn)：實驗裝置如圖乙所示，木塊A的右端接在力傳感器上(傳感器與計算機(jī)相連接，從計算機(jī)上可讀出對木塊的拉力)，使木板B向左運動時，質(zhì)量為M的木塊A能夠保持靜止。若木板B向左勻速拉動時，傳感器的讀數(shù)為F1，則兩紙間的動摩擦因數(shù)μ=

；當(dāng)木板B向左加速運動時，傳感器的讀數(shù)為F2，則有F2

F1(填“>”、“=”或“<”)；參考答案：m/M

F1/Mg

=（1）木塊A勻速向左運動，由牛頓第二定律得，解得。（2）質(zhì)量為M的木塊A能夠保持靜止，說明木塊受到的摩擦力和傳感器對物塊的拉力是一對平衡力。不管木板B向左如何拉動，傳感器的拉力都跟AB之間的摩擦力大小相等，方向相反，即=F2。10.直升機(jī)沿水平方向勻速飛往水源取水滅火，懸掛著m=500kg空箱的懸索與豎直方向的夾角θ1＝450。直升機(jī)取水后飛往火場，加速度沿水平方向，大小穩(wěn)定在a=1.5m/s2時，懸索與豎直方向的夾角θ2＝140。如果空氣阻力大小不變，且忽略懸索的質(zhì)量，則空氣阻力大小為___

___N，水箱中水的質(zhì)量M約為_______kg。（sin140=0.242；cos140=0.970）（保留兩位有效數(shù)字）參考答案：5000N

4.5×103

11.一簡諧橫波沿x軸正向傳播，t=0時刻的波形如圖（a）所示，x=0.30m處的質(zhì)點的振動圖線如圖（b）所示，該質(zhì)點在t=0時刻的運動方向沿y軸_________（填“正向”或“負(fù)向”）。已知該波的波長大于0.30m，則該波的波長為_______m。參考答案：正向0.812.如圖所示，將一定質(zhì)量的氣體密封在燒瓶內(nèi)，燒瓶通過細(xì)玻璃管與注射器和裝有水銀的U形管連接，最初豎直放置的U形管兩臂中的水銀柱等高，燒瓶中氣體體積為400ml，現(xiàn)用注射器緩慢向燒瓶中注水，穩(wěn)定后兩臂中水銀面的高度差為25cm，已知大氣壓強(qiáng)為75cmHg柱，不計玻璃管中氣體的體積，環(huán)境溫度不變，求：

①共向玻璃管中注入了多大體積的水？

②此過程中氣體____（填“吸熱”或“放熱”），氣體的內(nèi)能

（填“增大”、“減小”或“不變”）參考答案：13.我們繞發(fā)聲的音叉走一圈會聽到時強(qiáng)時弱的聲音，這是聲波的____________現(xiàn)象；如圖是不同頻率的水波通過相同的小孔所能達(dá)到區(qū)域的示意圖，則其中水波的頻率最大的是_________圖。參考答案：答案：干涉；C

三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（8分）在衰變中常伴有一種稱為“中微子”的粒子放出。中微子的性質(zhì)十分特別，因此在實驗中很難探測。1953年，萊尼斯和柯文建造了一個由大水槽和探測器組成的實驗系統(tǒng)，利用中微子與水中的核反應(yīng)，間接地證實了中微子的存在。（1）中微子與水中的發(fā)生核反應(yīng)，產(chǎn)生中子（）和正電子（），即中微子+→+，可以判定，中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分別是

。（填寫選項前的字母）

A.0和0

B.0和1

C.1和0

D.1和1（2）上述核反應(yīng)產(chǎn)生的正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體后，可以轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€光子（），即+2

已知正電子和電子的質(zhì)量都為9.1×10-31㎏，反應(yīng)中產(chǎn)生的每個光子的能量約為

J.正電子與電子相遇不可能只轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€光子，原因是

。參考答案：（1）A；(2)；遵循動量守恒解析：（1）發(fā)生核反應(yīng)前后，粒子的質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)均不變，據(jù)此可知中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分都是0，A項正確。（2）產(chǎn)生的能量是由于質(zhì)量虧損。兩個電子轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€光子之后，質(zhì)量變?yōu)榱悖?，故一個光子的能量為，帶入數(shù)據(jù)得=J。正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體，故系統(tǒng)總動量為零，故如果只產(chǎn)生一個光子是不可能的，因為此過程遵循動量守恒。15.（10分）在其他能源中，核能具有能量密度大，地區(qū)適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)勢，在核電站中，核反應(yīng)堆釋放的核能被轉(zhuǎn)化為電能。核反應(yīng)堆的工作原理是利用中子轟擊重核發(fā)生裂變反應(yīng)，釋放出大量核能。(1)核反應(yīng)方程式，是反應(yīng)堆中發(fā)生的許多核反應(yīng)中的一種，n為中子，X為待求粒子，為X的個數(shù)，則X為________，=__________，以、分別表示、、核的質(zhì)量，，分別表示中子、質(zhì)子的質(zhì)量，c為光的真空中傳播的速度，則在上述核反應(yīng)過程中放出的核能（2）有一座發(fā)電能力為的核電站，核能轉(zhuǎn)化為電能的效率為。假定反應(yīng)堆中發(fā)生的裂變反應(yīng)全是本題(1)中的核反應(yīng)，已知每次核反應(yīng)過程中放出的核能，核的質(zhì)量，求每年(1年=3.15×107s)消耗的的質(zhì)量。參考答案：解析：(1)

(2)反應(yīng)堆每年提供的核能

①其中T表示1年的時間以M表示每年消耗的的質(zhì)量，得：

②解得:代入數(shù)據(jù)得：M=1.10×103（kg）

③四、計算題：本題共3小題，共計47分16.2013年12月14日，“嫦娥三號”攜帶“玉兔號”月球車在月球表面成功軟著陸．文文同學(xué)為求出“玉兔號”月球車的高度．設(shè)想了一個實驗，具體方案如下：讓小物塊以某一速度v0沿著靜止的月球車頂層的水平板發(fā)射出去．物塊滑行距離L后到達(dá)平板的邊緣，以速度v垂直邊緣線飛出，測得其水平射程為x，則高度可求．若L=0.4m，v=2m/s，x=2.8m，物塊與頂層平板的動摩擦因數(shù)為0.5，查得月球質(zhì)量大約是地球的倍，半徑約是地球的倍．不考慮月球自轉(zhuǎn)對重力的影響，地球表面的重力加速度g取9.8m/s2．求：（1）月球表面的重力加速度g月（取兩位有效數(shù)字）（2）“玉兔號”月球車的高度h；（3）初速度v0大小．參考答案：考點：萬有引力定律及其應(yīng)用．專題：萬有引力定律的應(yīng)用專題．分析：根據(jù)重力等于萬有引力，分別解出地球表面重力加速度和月球表面重力加速度，兩值相比，代入數(shù)據(jù)化簡即可．物塊離開頂層平板后做類平拋運動，水平方向做勻速運動，計算出時間，代入豎直方向上的位移公式，可計算出高度．根據(jù)牛頓第二定律計算出加速度，結(jié)合運動學(xué)公式計算初速度．解答：解：（1）在地球表面的物體受到重力等于萬有引力，得同理月球表面的重力加速度為所以（2）物塊離開頂層平板后做類平拋運動據(jù)x=vt，解得t=1.4s代入=1.568m（3）設(shè)物塊在平板上做勻減速運動的加速度大小為a，則有μmg月=ma根據(jù)代入得=2.2m/s．答：（1）月球表面的重力加速度g月為1.6m/s2．（2）“玉兔號”月球車的高度h為4.568m；（3）初速度v0大小為2.2m/s．點評：本題要掌握在星球表面上的物體受到的重力等于萬有引力，能夠熟練運用平拋運動的規(guī)律解決問題．17.如圖所示裝置中，區(qū)域Ⅰ和Ⅲ中分別有豎直向上和水平向右的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度分別為E和；Ⅱ區(qū)域內(nèi)有垂直向外的水平勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一質(zhì)量為m、帶電量為q的帶負(fù)電粒子（不計重力）從左邊界O點正上方的M點以速度v0水平射入電場，經(jīng)水平分界線OP上的A點與OP成60°角射入Ⅱ區(qū)域的磁場，并垂直豎直邊界CD進(jìn)入Ⅲ區(qū)域的勻強(qiáng)電場中。求：（1）粒子在Ⅱ區(qū)域勻強(qiáng)磁場中運動的軌道半徑（2）O、M間的距離（3）粒子從M點出發(fā)到第二次通過CD邊界所經(jīng)歷的時間參考答案：（1）粒子在勻強(qiáng)電場中做類平拋運動，設(shè)粒子過A點時速度為v，由類平拋規(guī)律知粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運動，由牛頓第二定律得所以

③1分（2）設(shè)粒子在電場中運動時間為t1，加速度為a。則有④1分即O、M兩點間的距離為（3）設(shè)粒子在Ⅱ區(qū)域磁場中運動時間為t2則由幾何關(guān)系知設(shè)粒子在Ⅲ區(qū)域電場中運行時間為t3，則粒子從M點出發(fā)到第二次通過CD邊界所用時間為18.(1)為應(yīng)對月球表面夜晚的-150℃以下的低溫,“嫦娥三號”采用了放射性同位素?zé)嵩?RHU)。放射性同位素?zé)嵩匆话憷冒胨テ谳^長的同位素,比如钚238(半衰期約為90年),放射性同位素發(fā)射高能量的α