福建省南平市小松中學2021-2022學年高三物理測試題含解析

福建省南平市小松中學2021-2022學年高三物理測試題含解析一、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.（單選）下列有關物理學史的研究方法，說法正確的是（）A．用點電荷來代替實際帶電體是采用了理想模型的方法B．在驗證力的平行四邊形定則的實驗中使用了控制變量的方法C．在探究加速度、力和質量三者之間的關系時，先保持質量不變研究加速度與力的關系，再保持力不變研究加速度與質量的關系，該實驗應用了微元法D．用比值法定義的物理概念在物理學中占有相當大的比例，例如場強E=，電容C=，加速度a=都是采用比值法定義的參考答案：：解：A、用點電荷來代替實際帶電體是采用了理想模型的方法，故A正確．B、在驗證力的平行四邊形定則的實驗中使用了等效替代的方法，故B錯誤．C、在探究加速度、力和質量三者之間的關系時，先保持質量不變研究加速度與力的關系，再保持力不變研究加速度與質量的關系，該實驗使用了控制變量的方法，故C錯誤．D、場強E=，電容C=是采用比值法定義，而加速度a=不是采用比值法定義，因為a與F成正比，與m成反比，不符合比值法定義的共性．故D錯誤．故選：A．2.如圖(a）所示，水平面上質量相等的兩木塊用一輕彈簧相連接，整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。現(xiàn)用一豎直向上的力拉動木塊，使木塊向上做勻加速直線運動，如圖(b）所示。研究從力剛作用在木塊的瞬間到木塊剛離開地面的瞬間這一過程，并且選定該過程中木塊的起點位置為坐標原點，則下圖中可以表示力和木塊的位移之間關系的是

參考答案：A解析：設彈簧的勁度系數(shù)為，的質量為，的加速度大小為由題知整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，此時彈簧的壓縮量滿足：

①當木塊在平衡位置以下時，由牛頓第二定律可知：

②由①②式得：

③當木塊在平衡位置以上時，由牛頓第二定律可知：

④由①④式得：

⑤由③⑤式可以看出力和木塊的位移成一次函數(shù)關系，應選A。3.以υ0的速度水平拋出一物體，當其水平分位移與豎直分位移相等時，下列說法正確的是

A.豎直分速度大小是υ0

B.即時速度的大小是υ0

C.運動時間是

D.運動時間是參考答案：BD．豎直分位移與水平分位移大小相等，有v0t=gt2，所以運動的時間為t=，此時豎直方向上的分速度vy=gt=2v0．平拋運動瞬時速度的大小為v==v0．故選項BD正確．4.某研究小組通過實驗測得兩滑塊碰撞前后運動的實驗數(shù)據(jù)，得到如圖所示的位移﹣時間圖象．圖中的線段a、b、c分別表示沿光滑水平面上同一條直線運動的滑塊Ⅰ、Ⅱ和它們發(fā)生正碰后結合體的位移變化關系．已知相互作用時間極短．由圖象給出的信息可知（）A．碰前滑塊Ⅰ與滑塊Ⅱ速度之比為7：2B．碰前滑塊Ⅰ的動量比滑塊Ⅱ的動量大C．碰前滑塊Ⅰ的動能比滑塊Ⅱ的動能小D．滑塊Ⅰ的質量是滑塊Ⅱ的質量的倍參考答案：D【考點】動量守恒定律；動能．【分析】根據(jù)s﹣t圖象的斜率得到滑塊I、Ⅱ碰撞前后的速度，然后結合動量守恒定律列式分析．【解答】解：A、根據(jù)s﹣t圖象的斜率等于速度，則得：碰撞前滑塊I速度為：v1=m/s=﹣2m/s，大小為2m/s；滑塊Ⅱ速度為v2=m/s=0.8m/s，則碰前速度之比為5：2，故A錯誤；B、碰撞前后系統(tǒng)動量守恒，碰撞前，滑塊I速度為負，動量為負，滑塊Ⅱ的速度為正，動量為負．由于碰撞后動量為正，故碰撞前總動量也為正，故碰撞前滑塊I的動量比滑塊Ⅱ小，故B錯誤；C、碰撞后的共同速度為v=m/s=0.4m/s；可知，碰前滑塊Ⅰ比滑塊Ⅱ速度大，故C錯誤；D、根據(jù)動量守恒定律，有：m1v1+m2v2=（m1+m2）v代入數(shù)據(jù)，有：﹣2m1+0.8m2=0.4（m1+m2），聯(lián)立解得：m2=6m1，故D正確；故選：D5.現(xiàn)在高速公路上的標志牌都用“回歸反光膜”制成，夜間行車時，它能把車燈射出的光逆向返回，標志牌上的字特別醒目。這種“回歸反光膜”是用球體反射元件制成的，反光膜內(nèi)均勻分布著一層直徑為10μm的細玻璃珠，所用玻璃的折射率為，為使入射的車燈光線經(jīng)玻璃珠折射→反射→再折射后恰好和入射光線平行，如圖所示，那么第一次入射的入射角應是

A．15°

B．30°

C．45°

D．60°參考答案：D二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.在用DIS測定勻變速直線運動規(guī)律的實驗中，在小車前部和軌道末端都安裝了磁鐵，同名磁極相對以防止發(fā)生碰撞．從軌道上靜止釋放小車，得到如圖2所示的v﹣t圖象并且有4個點的坐標值．（1）本實驗是通過位移傳感器獲得v﹣t圖象的（填傳感器名稱）．（2）小車沿軌道下滑過程勻加速階段的加速度大小為1m/s2．（3）若實驗中的阻力可忽略不計，根據(jù)圖象，1.5s～1.6s內(nèi)磁鐵之間排斥力平均值是小車重力的1.1倍．參考答案：考點：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律．專題：實驗題；直線運動規(guī)律專題．分析：在物體的v﹣t圖象中，斜率大小表示物體的加速度，斜率不變表示物體做勻變速直線運動，圖象和橫坐標圍成的面積表示位移，明確圖象的斜率、面積等含義即可正確解答．解答：解：（1）本實驗是通過位移傳感器獲得v﹣t圖象的．（2）由圖可知圖象AB部分為傾斜的直線，因此物體在AB部分做勻加速直線運動，圖象的斜率的大小等于物體的加速度，因此有：故其加速度為：a==1m/s2．（3）若實驗中的阻力可忽略不計，根據(jù)圖象得a==10m/s2．根據(jù)牛頓第二定律得：1.5s～1.6s內(nèi)磁鐵之間排斥力平均值是小車重力的1.1倍．故答案為：（1）位移

（2）1

（3）1.1點評：本題考查了對v﹣t圖象的物理意義的理解與應用，對v﹣t圖象要明確斜率的含義，知道在v﹣t圖象中圖象與坐標軸圍成的面積的含義等．7.如圖所示,有一水平方向的勻強電場,場強大小為900N/C,在電場內(nèi)一水平面上作半徑為10cm的圓,圓上取A、B兩點,AO沿E方向,BO⊥OA,另在圓心處放一電荷量為10-9C的正點電荷,則A處場強大小EA=________N/C,B處的場強大小EB=________N/C.參考答案：

(1).0;

(2).;試題分析：根據(jù)公式E=k求出點電荷在A、B點處產(chǎn)生的場強大小，再由正點電荷場強和勻強電場場強的合成，根據(jù)平行四邊形定則求解A、B兩點處的場強大小及方向．解：點電荷在A點處產(chǎn)生的場強大小為：E=k=9×109×N/C=900N/C，方向從O→A，則A處場強大小EA=0；同理，點電荷在B點處產(chǎn)生的場強大小也為E=900N/C，方向從O→B；根據(jù)平行四邊形定則得，則兩點的場強是由正點電荷和勻強電場場強的合成，B點的場強大小為：EB=E=×900N/C≈1.27×103N/C；故答案為：0，1.27×103【點評】本題電場的疊加問題，一要掌握點電荷的場強公式E=k；二要能根據(jù)據(jù)平行四邊形定則進行合成．8.（12分）完成下列核反應方程，并說明其應類型（1）

,屬

（2）

,屬

參考答案：（1），裂變；（2），聚變9.一群氫原子處于量子數(shù)n=4能級狀態(tài)，氫原子的能級圖如圖所示，氫原子可能發(fā)射

種頻率的光子；氫原子由量子數(shù)n＝4的能級躍遷到n＝2的能級時輻射光子的能量是

eV；用n＝4的能級躍遷到n＝2的能級時輻射的光子照射下表中幾種金屬，

金屬能發(fā)生光電效應。幾種金屬的逸出功金屬銫鈣鎂鈦逸出功W/eV1.92.73.74.1參考答案：6

2.55

銫10.如右圖所示，OAB是剛性輕質直角三角形支架，邊長AB＝20cm，∠OAB＝30°；在三角形二銳角處固定兩個不計大小的小球，A角處小球質量為1kg，B角處小球質量為3kg?，F(xiàn)將支架安裝在可自由轉動的水平軸上，使之可繞O點在豎直平面內(nèi)無摩擦轉動。裝置靜止時，AB邊恰好水平。若將裝置順時針轉動30°，至少需做功為__________J，若將裝置順時針轉動30°后由靜止釋放，支架轉動的最大角速度為__________。參考答案：；11.如圖，用帶孔橡皮塞把塑料瓶口塞住，向瓶內(nèi)迅速打氣，在瓶塞彈出前，外界對氣體做功15J，橡皮塞的質量為20g，橡皮塞被彈出的速度

為10m/s，若橡皮塞增加的動能占氣體對外做功的10%，瓶內(nèi)的氣體作為理想氣體。則瓶內(nèi)氣體的內(nèi)能變化量為

J，瓶內(nèi)氣體的溫度

（選填“升高”或“降低”）。參考答案：5（2分）

升高（2分）熱力學第一定律．H3

解析：由題意可知，氣體對外做功：W對外=由題意可知，向瓶內(nèi)迅速打氣，在整個過程中，氣體與外界沒有熱交換，即Q=0，則氣體內(nèi)能的變化量：△U=W+Q=15J-10J+0=5J，氣體內(nèi)能增加，溫度升高；本題考查了求氣體內(nèi)能的變化量、判斷溫度的變化，應用熱力學第一定律即可正確解題．求解本題要由動能的計算公式求出橡皮塞的動能，然后求出氣體對外做的功，再應用熱力學第一定律求出氣體內(nèi)能的變化量，最后判斷氣體溫度如何變化12.如圖，ABCD是一個正方形的勻強磁場區(qū)域，經(jīng)相等加速電壓加速后的甲、乙兩種帶電粒子分別從A、D射入磁場，均從C點射出，已知。則它們的速率

▲

，它們通過該磁場所用時間

▲

。參考答案：

【答案】13.如圖是等離子體發(fā)電機示意圖，平行金屬板間的勻強磁場的磁感應強度B=0.5T，兩板間距離為20cm，要使輸出電壓為220V，則等離子體垂直射入磁場的速度v=

m/s。a是電源的

極。參考答案：2200

正三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（選修3-5）（4分）已知氘核質量2.0136u，中子質量為1.0087u，核質量為3.0150u。A、寫出兩個氘核聚變成的核反應方程___________________________________。B、計算上述核反應中釋放的核能。（結果保留2位有效數(shù)字）（1u=931.5Mev）C、若兩氘以相等的動能0.35MeV作對心碰撞即可發(fā)生上述核反應，且釋放的核能全部轉化為機械能，則反應中生成的核和中子的動能各是多少？（結果保留2位有效數(shù)字）參考答案：

答案：a、

b、在核反應中質量的虧損為Δm=2×2.0136u-1.0087u-3.015u=0.0035u所以釋放的核能為0.0035×931.5Mev=3.26Mev

c、反應前總動量為0，反應后總動量仍為0，

所以氦核與中子的動量相等。

由EK=P2/2m得

EHe:En=1:3

所以En=3E/4=2.97Mev

EHe=E/4=0.99Mev15.如圖，一豎直放置的氣缸上端開口，氣缸壁內(nèi)有卡口a和b，a、b間距為h，a距缸底的高度為H；活塞只能在a、b間移動，其下方密封有一定質量的理想氣體。已知活塞質量為m，面積為S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均絕熱，不計他們之間的摩擦。開始時活塞處于靜止狀態(tài)，上、下方氣體壓強均為p0，溫度均為T0?，F(xiàn)用電熱絲緩慢加熱氣缸中的氣體，直至活塞剛好到達b處。求此時氣缸內(nèi)氣體的溫度以及在此過程中氣體對外所做的功。重力加速度大小為g。參考答案：試題分析：由于活塞處于平衡狀態(tài)所以可以利用活塞處于平衡狀態(tài)，求封閉氣體的壓強，然后找到不同狀態(tài)下氣體參量，計算溫度或者體積。開始時活塞位于a處，加熱后，汽缸中的氣體先經(jīng)歷等容過程，直至活塞開始運動。設此時汽缸中氣體的溫度為T1，壓強為p1，根據(jù)查理定律有①根據(jù)力的平衡條件有②聯(lián)立①②式可得③此后，汽缸中的氣體經(jīng)歷等壓過程，直至活塞剛好到達b處，設此時汽缸中氣體的溫度為T2；活塞位于a處和b處時氣體的體積分別為V1和V2。根據(jù)蓋—呂薩克定律有④式中V1=SH⑤V2=S（H+h）⑥聯(lián)立③④⑤⑥式解得⑦從開始加熱到活塞到達b處的過程中，汽缸中的氣體對外做的功為⑧故本題答案是：點睛：本題的關鍵是找到不同狀態(tài)下的氣體參量，再利用氣態(tài)方程求解即可。四、計算題：本題共3小題，共計47分16.已知1mol水的質量為18g、密度為1.0×103kg/m3，阿伏伽德羅常數(shù)為6.0×1023mol-1，試估算1200ml水所含的水分子數(shù)目。（計算結果保留一位有效數(shù)字）參考答案：（2分）

代入數(shù)值得：N=4×102517.在同時存在勻強電場和勻強磁場空間中取正交坐標系（z軸正方向豎直向上），如圖所示，已知電場方向沿z軸正方向，場強大小為E；磁場方向沿y軸正方向，磁感應強度的大小為B；重力加速度為g，一質量為m、帶電量為的質點，從原點O出發(fā)能在坐標軸上以速度大小v做勻速直線運動，求：質點在坐標軸上做勻速直線運動時，電場力與重力的大小之比。

參考答案：解：情形一：，由平衡條件知洛倫茲力沿z軸正向，粒子以v沿x軸正向運動，由勻速直線運動的條件得：（4分）/mg（2分）情形二：，則f沿z軸負方向，粒子以v沿x軸負向運動，由勻速直線運動的條件得：（4分）/mg（2分）情形三：質點沿y軸運動，由于粒子v方向平行于磁場方向，所以洛倫茲力，由勻速直線運動的條件得：（4分）（2分）18.（12分）“和平號”空間站已于今年3月23日成功地墜落在南太平洋海域，墜落過程可簡化為從一個近圓軌道（可近似看作圓軌道）開始，經(jīng)過與大氣摩擦，空間站的絕大部分經(jīng)過升溫、熔化，最后汽化而銷毀，剩下的殘片墜入大海.此過程中，空間站原來機械能中，除一部分用于銷毀和一部分被殘片帶走外，還有一部分能量E＇通過其他方式散失（不考慮墜落過程中化學反應的能量）。（1）試導出以下列各物理量的符號表示散失能量E＇的公式。（2）算出E＇的數(shù)值（結果保留兩位有效數(shù)字）。

墜落開始時空間站的質量M=1.17×105kg；

軌道離地面的高度為h=146km；

地球半徑R=6.4×106m；

墜落空間范圍內(nèi)重力加速度可看作g=10m/s2；

入海殘片的質量m=1.2×104kg；

入海殘片的溫度升高ΔT=3000K；

入海殘片的入海速度為聲速=340m/s；

空間站材料每1千克升溫1K平均所需能量c=1.0×103J；

每銷毀1千克材料平均所需能量=1.0×107J。參考答案：解析：（1）根據(jù)題給條件，從近圓道到地面的空間中重力加速度g=10m/s2，若以地面為重力