2021年湖南省邵陽市龍從中學(xué)高三物理上學(xué)期期末試卷含解析

2021年湖南省邵陽市龍從中學(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15分．每小題只有一個選項符合題意1.所謂反物質(zhì)就是和正常物質(zhì)的質(zhì)量相等、電荷量相等而電性相反的物質(zhì)。如反質(zhì)子質(zhì)量數(shù)是l，電荷數(shù)是-1：即?，F(xiàn)在有由質(zhì)子、反質(zhì)子、α粒子、反α粒子組成的粒子束，從上向下通過如圖的正交勻強電場和勻強磁場區(qū)后進入另一個勻強磁場，偏轉(zhuǎn)軌跡分為1、2、3、4四支。下列說法中正確的是

A．進入下面磁場的所有粒子具有相同的速度

B．上方兩極板中M板一定帶正電

C．1是反質(zhì)子的軌跡，4是α粒子的軌跡

D．2是反質(zhì)子的軌跡，3是α粒子的軌跡參考答案：AC2.（多選）下列說法正確的是（）A．Th經(jīng)過6次α衰變和4次β衰變后成為穩(wěn)定的原子核PbB．在核反應(yīng)堆中，為使快中子減速，在鈾棒周圍要放“慢化劑”，常用的慢化劑有石墨、重水和普通水C．當(dāng)用藍(lán)色光照射某金屬表面時有電子逸出，則改用紅光照射也一定會有電子逸出D．將由放射性元素組成的化合物進行高溫分解，會改變該放射性元素的半衰期E．原子從a能級狀態(tài)躍遷到b能級狀態(tài)時發(fā)射波長為λ1的光子；原子從b能級狀態(tài)躍遷到c能級狀態(tài)時吸收波長為λ2的光子，已知λ1＞λ2．那么原子從a能級狀態(tài)躍遷到到c能級狀態(tài)時將要吸收波長為的光子參考答案：解：A、發(fā)生α衰變是放出42He，發(fā)生β衰變是放出電子0﹣1e，設(shè)發(fā)生了x次α衰變和y次β衰變，則根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒有：2x﹣y+82=90，4x+208=232，解得x=6，y=4，故衰變過程中共有6次α衰變和4次β衰變，A正確；B、在核反應(yīng)堆中，為使快中子減速，在鈾棒周圍要放“慢化劑”，常用的慢化劑有石墨、重水和普通水，故B正確；C、發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率等于金屬的極限頻率，紅光的頻率小于藍(lán)光，不一定有光電效應(yīng)現(xiàn)象，故C錯誤；D、放射性元素的半衰期只與自身性質(zhì)決定，與外界無關(guān)，故D錯誤；E、原子從a能級狀態(tài)躍遷到b能級狀態(tài)時發(fā)射波長為λ1的光子；原子從b能級狀態(tài)躍遷到c能級狀態(tài)時吸收波長為λ2的光子，已知λ1＞λ2．根據(jù)玻爾理論得a→b：Ea﹣Eb=hb→c：Ec﹣Eb=ha→c：Ec﹣Ea=h聯(lián)立上三式得，λ=，故E正確；故選：ABE．3.如圖為氫原子的能級示意圖，鋅的逸出功是3.34eV，那么對氫原子在能級躍遷過程中發(fā)射或吸收光子的特征認(rèn)識正確的是()A.用氫原子從高能級向基態(tài)躍遷時發(fā)射的光照射鋅板一定不能產(chǎn)生光電效應(yīng)B.一群處于n＝4能級的氫原子向基態(tài)躍遷時，能放出3種不同頻率的光C.一群處于n＝3能級的氫原子向基態(tài)躍遷時，發(fā)出的光照射鋅板，鋅板表面所發(fā)出的光電子的最大初動能為8.75eVD.用能量為10.3eV的光子照射，可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)參考答案：C解：氫原子從高能級向基態(tài)躍遷時發(fā)出的光子的最小能量為10.2eV，大于鋅的逸出功，照射金屬鋅板一定能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，故A錯誤；一群處于n＝4能級的氫原子向基態(tài)躍遷時，能放出種不同頻率的光，選項B錯誤；氫原子從高能級向n=3的能級向基態(tài)躍遷時發(fā)出的光子的能量最大為E大=-1.51+13.6=12.09eV，因鋅的逸出功是3.34ev，鋅板表面所發(fā)出的光電子的最大初動能為EKm=12.09-3.34=8.75eV，故C正確；能量10.3eV不等于任何兩個能級的能級差不能被氫原子吸收，才能躍遷，故D錯誤；故選C?！军c睛】解決本題的關(guān)鍵知道什么是電離，以及能級的躍遷滿足hγ=Em-En，注意吸收光子是向高能級躍遷，釋放光子是向低能級躍遷，同時掌握吸收或釋放能量要正好等于能級之差．4.（單選）在玉樹地震的救援行動中，千斤頂發(fā)揮了很大作用，如圖所示是剪式千斤頂，當(dāng)搖動把手時，螺紋軸就能迫使千斤頂?shù)膬杀劭繑n，從而將汽車頂起。當(dāng)車輪剛被頂起時汽車對千斤頂?shù)膲毫?.0×105N，此時千斤頂兩臂間的夾角為120°，則下列判斷正確的是()A．此時兩臂受到的壓力大小均為5.0×104NB．此時千斤頂對汽車的支持力為2.0×105NC．若繼續(xù)搖動把手，將汽車頂起，兩臂受到的壓力將增大D．若繼續(xù)搖動把手，將汽車頂起，兩臂受到的壓力將減小參考答案：D5.三個等量點電荷位于等邊三角形的三個頂點，電性如圖所示，A、B是底邊中垂線上的兩點，C、D兩點在底邊上，且與中垂線等距。用EC、ED表示C、D兩點場強的大小，用φA、φB表示A、B兩點的電勢，則（

）A.EC=ED

φA<φBB.EC<ED

φA>φBC.EC>ED

φA>φBD.EC>ED

φA<φB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.某同學(xué)在做研究彈簧的形變與外力的關(guān)系實驗時，將一輕彈簧豎直懸掛讓其自然下垂，測出其自然長度；然后在其下部施加外力F，測出彈簧的總長度L，改變外力F的大小，測出幾組數(shù)據(jù)，作出外力F與彈簧總長度L的關(guān)系圖線如圖實－2－10所示。(實驗過程是在彈簧的彈性限度內(nèi)進行的)由圖可知該彈簧的自然長度為________cm；該彈簧的勁度系數(shù)為________N/m。圖實－2－10參考答案：10

507.（單選）遠(yuǎn)古時代，取火是一件困難的事，火一般產(chǎn)生于雷擊或磷的自燃．隨著人類文明的進步，出現(xiàn)了“鉆木取火”等方法．“鉆木取火”是通過__________方式改變物體的內(nèi)能，把__________轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能．參考答案：8.場強為E、方向豎直向上的勻強電場中有兩小球A、B，它們的質(zhì)量分別為m１、m２，電量分別為、．A、B兩球由靜止釋放，重力加速度為g，則小球A和Ｂ組成的系統(tǒng)動量守恒應(yīng)滿足的關(guān)系式為．參考答案：由題意，小球A和B組成的系統(tǒng)動量守恒，必定滿足動量守恒的條件：系統(tǒng)的所受合外力為零；兩球受到重力與電場力，則知電場力與重力平衡，則得：。9.如圖所示，AB為半圓的一條直徑，P點為圓周上的一點，在P點作用了三個共點力F1、F2、F3，它們的合力為。參考答案：答案：3F210.某同學(xué)設(shè)計了一個探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m關(guān)系的實驗，圖（a）為實驗裝置簡圖。（交流電的頻率為50Hz）①若取小車質(zhì)量M＝0.4kg，改變砂桶和砂的質(zhì)量m的值，進行多次實驗，以下m的值不合適的是

.A．m1＝5gB．m2＝1kg

C．m3＝10g

D．m4＝400g②圖（b）為某次實驗得到的紙帶，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為

m/s2。（保留二位有效數(shù)字）③為了用細(xì)線的拉力表示小車受到的合外力，實驗操作時必須首先

.該操作是否成功判斷的依據(jù)是

.四．計算題:（本題有3小題，共40分）參考答案：11.兩顆人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，運行線速度之比是v1:v2=1:2，它們運行的軌道半徑之比為__________；所在位置的重力加速度之比為__________。參考答案：_4:1___；__

1:16__12.為了僅用一根輕彈簧和一把刻度尺測定某滑塊與水平桌面的動摩擦因數(shù)μ（設(shè)μ為定值），某同學(xué)經(jīng)查閱資料知：一勁度系數(shù)為k（設(shè)k足夠大）的輕彈簧由形變量為x至恢復(fù)到原長過程中，彈力所做的功為，于是他設(shè)計了下述實驗：第一步：如圖所示，將彈簧的一端固定在豎直墻上，使滑塊緊靠彈簧將其壓縮，松手后滑塊在水平桌面上滑行一段距離后停止，且滑塊與彈簧已分離；第二步；將滑塊掛在豎直固定的彈簧下，彈簧伸長后保持靜止?fàn)顟B(tài)。回答下列問題：

①你認(rèn)為該同學(xué)應(yīng)該用刻度尺直接測量的物理量是（寫出名稱并用符號表示）：____________________。②用測得的物理量表示滑塊與水平桌面間動摩擦因數(shù)μ的計算式：____________參考答案：①彈簧被壓縮的長度x1，滑塊滑行的總距離s；彈簧懸掛滑塊時伸長的長度x2；②(有其他表示方法也可以算正確)13.超導(dǎo)磁懸浮列車（圖甲）推進原理可以簡化為圖乙所示的模型：在水平面上相距為L的兩根平行直導(dǎo)軌間有豎直方向等距離分布的勻強磁場B1和B2，且B1=B2=B，每個磁場的寬度都是l，相間排列。金屬框abcd（懸浮在導(dǎo)軌上方）跨在兩導(dǎo)軌間，其長和寬分別為L、l。當(dāng)所有這些磁場都以速度v向右勻速運動時，金屬框abcd在磁場力作用下將向________（填“左”或“右”）運動。若金屬框電阻為R，運動中所受阻力恒為f，則金屬框的最大速度為_________________參考答案：右

磁場向右勻速運動，金屬框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流所受安培力向右，金屬框向右加速運動，當(dāng)金屬框勻速運動時速度設(shè)為vm，感應(yīng)電動勢為E=2BL（v-vm），感應(yīng)電流為，安培力為F=2BLI，安培力與阻力平衡，F(xiàn)=f，解得vm=三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.利用圖示裝置可以做力學(xué)中的許多實驗。（1）以下說法正確的一項是___。A.利用此裝置可做“研究勻變速直線運動”的實驗，但必須設(shè)法消除小車和木板間的摩擦阻力的影響B(tài).利用此裝置可做“驗證機械能守恒定律”的實驗，在平衡小車受到的摩擦力后，小車機械能就守恒了C.利用此裝置可“探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系”，在用圖像法處理數(shù)據(jù)時,如果畫出的am關(guān)系圖像不是直線，就可確定加速度與質(zhì)量成反比D.利用此裝置做“探究動能定理”實驗時，應(yīng)將木板帶打點計時器的一端適當(dāng)墊高，這樣做的目的是利用小車重力沿斜面的分力補償小車運動中所受阻力的影響（2）某同學(xué)在利用此裝置“探究加速度a與力F的關(guān)系”時，若要讓運動過程中細(xì)線拉力大小盡可能接近鉤碼的重力，應(yīng)滿足的條件是_________________________________________；若不斷增加所掛鉤碼的個數(shù)，則隨鉤碼個數(shù)的增加，小車加速度a的值將趨近于________。參考答案：

(1).D

(2).鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量

(3).g【詳解】(1)A．利用此裝置可做“研究勻變速直線運動”的實驗，但不需要平衡摩擦力，故A錯誤；B．利用此裝置可做“驗證機械能守恒定律”的實驗，在平衡小車受到的摩擦力后，在運動過程中繩對小車做功，所以小車的機械能不守恒，故B錯誤；C．利用此裝置可“探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系”，在用圖像法處理數(shù)據(jù)時,如果畫出的關(guān)系圖像不是直線，不能確定與成反比，應(yīng)該作出圖線，看否成正比，若成正比，說明與成反比，故C錯誤；D．利用此裝置做“探究動能定理”實驗時，應(yīng)將木板帶打點計時器的一端適當(dāng)墊高，這樣做的目的是利用小車重力沿斜面的分力補償小車運動中所受阻力的影響，從而小車受到的合力即為繩子的拉力，故D正確。(2)若要讓運動過程中細(xì)線拉力大小盡可能接近鉤碼的重力，應(yīng)滿足的條件是：鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量；對整體分析，根據(jù)牛頓第二定律得：，當(dāng)鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小車的質(zhì)量，趨近于。15.某同學(xué)測定勻變速直線運動的加速度時，得到了在不同拉力下的A、B、C、D、……等幾條較為理想的紙帶，并在紙帶上每5個點取一個計數(shù)點，即相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔為0.1s，將每條紙帶上的計數(shù)點都記為0、1、2、3、4、5……，如下圖所示甲、乙、丙三段紙帶，分別是從三條不同紙帶上撕下的．(1)（3分）在甲、乙、丙三段紙帶中，屬于紙帶A的是______．(2)（3分）打A紙帶時，物體的加速度大小是________m/s2．(3)（3分）打點計時器打1號計數(shù)點時小車的速度為______________m/s.參考答案：(1)乙(2)3.11或3.10m/s2(3)0.46四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，半徑R=0.5m的金屬圓筒a內(nèi)同軸放置一半徑稍小的金屬圓筒b，筒a外部有平行于圓筒軸線、范圍足夠大的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B=0.2T．兩圓筒之間加有U=150V的電壓，使兩圓筒間產(chǎn)生強電場．一比荷為=104C/kg的帶正電粒子從緊貼b筒的c點由靜止釋放，穿過a筒上正對c點的小孔，垂直進入勻強磁場（不計粒子重力）．（1）求帶電粒子在磁場中做圓周運動的軌道半徑；（2）若粒子從小孔射出的同時，筒a沿逆時針方向繞軸線高速旋轉(zhuǎn)．為使粒子在不碰到圓筒a的情況下，還能返回到出發(fā)點c，則圓筒a旋轉(zhuǎn)的角速度應(yīng)滿足什么條件？（忽略筒a旋轉(zhuǎn)引起的磁場變化，不計粒子在兩筒間運動的時間）參考答案：解：（1）設(shè)粒子從兩圓筒間電場中飛出時速度為v，根據(jù)動能定理得：設(shè)粒子在磁場中做勻速圓周運動的軌道半徑為r，聯(lián)立解得：（1）粒子從A點進入磁場，可做出其運動軌跡，如圖中虛線所示．利用幾何關(guān)系可算得：設(shè)粒子在磁場中做圓周運動的周期為T，從A到B所用時間為t，則：則設(shè)圓筒角速度為ω，為使粒子每次都能從圓筒上的小孔進入電場，則應(yīng)滿足：由以上各式解得：ω=（24n+8）×102rad/s（n=0，1，2，3…）答：（1）帶電粒子在磁場中做圓周運動的軌道半徑為0.866m．（2）圓筒a旋轉(zhuǎn)的角速度應(yīng)滿足的條件是：ω=（24n+8）×102rad/s（n=0，1，2，3…）．【考點】帶電粒子在勻強磁場中的運動；動能定理．【專題】帶電粒子在磁場中的運動專題．【分析】（1）粒子先加速后進入磁場做圓周運動，先由動能定理求得加速獲得的速度，再由牛頓第二定律求解軌道半徑．（2）粒子從A點進入磁場，畫出其運動軌跡，由幾何關(guān)系求出軌跡所的對圓心角，根據(jù)周期性求解角速度．17.如圖所示，P物體推壓著輕彈簧置于A點，Q物體放在B點靜止,P和Q的質(zhì)量均為物體，它們的大小相對于軌道來說可忽略。光滑軌道ABCD中的AB部分水平，BC部分為曲線，CD部分為直徑d=5m圓弧的一部分，該圓弧軌跡與地面相切，D點為圓弧的最高點，各段連接處對滑塊的運動無影響?，F(xiàn)松開P物體，P沿軌道運動至B點，與Q相碰后不再分開，最后兩物體從D點水平拋出，測得水平射程S=2m。()求：（1）兩物塊水平拋出拋出時的速度(2)兩物塊運動到D點時對圓弧的壓力N(3)輕彈簧被壓縮時的彈性勢能參考答案：解：（1）兩物體從D開始做平拋運動，設(shè)拋出時的速度為V1，有：

①(2分)

②(2分)

解得：V1=2（m/s）

③(1分)（2）兩物體在最高點有：

④(2分)解得：N=16.8（N）

⑤(2分)由牛頓第三定律知兩物體對圓弧壓力為16.8N

⑥(1分)（3）設(shè)P在碰撞前瞬間速度為V0，碰撞后瞬間速度為V2，兩物體碰撞由動量守恒定律得：

⑦(2分)兩物體碰后