2021年浙江省衢州市菁才中學(xué)高三物理下學(xué)期期末試題含解析

2021年浙江省衢州市菁才中學(xué)高三物理下學(xué)期期末試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.某一放射性元素放出的射線通過(guò)電場(chǎng)后分成三束，下列說(shuō)法正確的是（）A．射線1的電離作用在三種射線中最強(qiáng)B．射線2貫穿本領(lǐng)最弱，用一張白紙就可以將它擋住C．一個(gè)原子核放出一個(gè)射線3的粒子后，質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)都比原來(lái)少2個(gè)D．一個(gè)原子核放出一個(gè)射線1的粒子后，形成的新核比原來(lái)的電荷數(shù)少1個(gè)參考答案：C2.（單選）在德國(guó)首都柏林舉行的世界田徑錦標(biāo)賽女子跳高決賽中，克羅地亞選手弗拉希奇以2.04m的成績(jī)獲得冠軍。弗拉希奇身高約為1.93m，忽略空氣阻力，g取10m/s2。則下列說(shuō)法正確的是A．弗拉希奇下降過(guò)程處于失重狀態(tài)B．弗拉希奇起跳以后在上升過(guò)程處于超重狀態(tài) C．弗拉希奇起跳時(shí)地面對(duì)她的支持力等于她所受的重力D．弗拉希奇起跳時(shí)的初速度大約為3m/s參考答案：A3.(多選）在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法正確的是

A．同一次實(shí)驗(yàn)過(guò)程，兩次拉橡皮條時(shí)，其結(jié)點(diǎn)O應(yīng)達(dá)同一位置B．用兩只彈簧秤拉橡皮條時(shí)，兩細(xì)線的夾角應(yīng)越大越好C．用一只彈簧秤拉橡皮條時(shí)，只需記錄彈簧秤的讀數(shù)D．本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是等效替代法參考答案：【知識(shí)點(diǎn)】是“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)考查選擇題。B6【答案解析】AD

(4分）注意“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)和研究方法。特別要注意橡皮條每次拉要拉在同一點(diǎn)，它采用了等效替代，故本題正確答案為A、D。B不是兩細(xì)線的夾角應(yīng)越大越好，要適當(dāng)?shù)膴A角；C還要注意結(jié)點(diǎn)的位置，B、C錯(cuò)。【思路點(diǎn)撥】做本題時(shí)只要注意“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)和研究方法，就能準(zhǔn)確選擇答案了。4.（單選）理論上已經(jīng)證明：質(zhì)量分布均勻的球殼對(duì)殼內(nèi)物體的萬(wàn)有引力為零．現(xiàn)假設(shè)地球是一半徑為R、質(zhì)量分布均勻的實(shí)心球體，O為球心，以O(shè)為原點(diǎn)建立坐標(biāo)軸Ox，如圖所示．一個(gè)質(zhì)量一定的小物體（假設(shè)它能夠在地球內(nèi)部移動(dòng)）在x軸上各位置受到的引力大小用F表示，則選項(xiàng)圖所示的四個(gè)F隨x的變化關(guān)系圖正確的是（）A．B．C．D．參考答案：考點(diǎn)：萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用．專題：萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用專題．分析：根據(jù)題意知，地球表面的重力加速度等于半徑為R的球體在表面產(chǎn)生的加速度，在其內(nèi)部距離地心距離為r處一點(diǎn)的加速度相當(dāng)于半徑為r的球體在其表面產(chǎn)生的加速度，根據(jù)地球質(zhì)量分布均勻得到加速度的表達(dá)式，再根據(jù)半徑關(guān)系求解即可．解答：解：令地球的密度為ρ，則在地球表面，重力和地球的萬(wàn)有引力大小相等，有：g=由于地球的質(zhì)量為M=，所以重力加速度的表達(dá)式可寫成：g=．根據(jù)題意有，質(zhì)量分布均勻的球殼對(duì)殼內(nèi)物體的引力為零，固在深度為R﹣r的井底，受到地球的萬(wàn)有引力即為半徑等于r的球體在其表面產(chǎn)生的萬(wàn)有引力，g′=當(dāng)r＜R時(shí)，g與r成正比，當(dāng)r＞R后，g與r平方成反比．即質(zhì)量一定的小物體受到的引力大小F在地球內(nèi)部與r成正比，在外部與r的平方成反比．故選：A．點(diǎn)評(píng)：抓住在地球表面重力和萬(wàn)有引力相等，在礦井底部，地球的重力和萬(wàn)有引力相等，要注意在地球內(nèi)部所謂的地球的質(zhì)量不是整個(gè)地球的質(zhì)量而是半徑為r的球體的質(zhì)量．5.

一個(gè)質(zhì)量為m的木塊沿光滑曲軌道1位置由靜止釋放，經(jīng)過(guò)時(shí)間t后，沿軌道運(yùn)行了d的路程到達(dá)了2位置，如圖所示，豎直方向距離為h，v與a為木塊到達(dá)了2位置時(shí)的瞬時(shí)速度和瞬時(shí)加速度，下列哪些表達(dá)式是正確的：

A

d=at2/2

B

h=gt2/2

C

d=

v2/(2a)

D

h=

v2/(2g)參考答案：答案：D二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.一質(zhì)點(diǎn)作自由落體運(yùn)動(dòng)，落地速度大小為8m/s則它是從

m高處開始下落的，下落時(shí)間為---------

s參考答案：7.一水平放置的圓盤繞過(guò)其圓心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。盤邊緣上固定一豎直的擋光片。圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)擋光片從一光電數(shù)字計(jì)時(shí)器的光電門的狹縫中經(jīng)過(guò)，如圖所示。光電數(shù)字計(jì)時(shí)器可顯示出光線被遮住的時(shí)間。擋光片的寬度和圓盤直徑分別用螺旋測(cè)微器和游標(biāo)卡尺測(cè)得，結(jié)果分別是：寬度為_________mm，直徑為___________cm。若光電數(shù)字計(jì)時(shí)器所顯示的時(shí)間為50.0×10-3s，則圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為_______rad/s（保留3位有效數(shù)字）。

參考答案：答案：8.115

20.240

14.5(14.3-15.0)。由螺旋測(cè)微器上的數(shù)值可讀出：8.000得到寬度的讀數(shù)；游標(biāo)卡尺是二十等分的，由圖可讀出：由主尺讀出：20.200，游標(biāo)尺上讀數(shù)為：，則圓盤的直徑為20.240。由。8.（5分）從地面上以初速度豎直上拋一物體，相隔時(shí)間后又以初速度從地面上豎直上拋另一物體，要使、能在空中相遇，則應(yīng)滿足的條件是

。參考答案：解析：在同一坐標(biāo)系中作兩物體做豎直上拋運(yùn)動(dòng)的圖像，如圖所示。要A、B在空中相遇，必須使兩者相對(duì)于拋出點(diǎn)的位移相等，即要求圖線必須相交，據(jù)此可從圖中很快看出：物體最早拋出時(shí)的臨界情形是物體落地時(shí)恰好與相遇；物體最遲拋出時(shí)的臨界情形是物體拋出時(shí)恰好與相遇。故要使能在空中相遇，應(yīng)滿足的條件為：。9.雨滴落到地面的速度通常僅為幾米每秒，這與雨滴下落過(guò)程中受到空氣阻力有關(guān)。雨滴間無(wú)相互作用且雨滴質(zhì)量不變，重力加速度為g。（1）質(zhì)量為m的雨滴由靜止開始，下落高度h時(shí)速度為u，求這一過(guò)程中克服空氣阻力所做的功W。____（2）將雨滴看作半徑為r的球體，設(shè)其豎直落向地面的過(guò)程中所受空氣阻力f=kr2v2，其中v是雨滴的速度，k是比例系數(shù)。a．設(shè)雨滴的密度為ρ，推導(dǎo)雨滴下落趨近的最大速度vm與半徑r的關(guān)系式；____b．示意圖中畫出了半徑為r1、r2（r1>r2）的雨滴在空氣中無(wú)初速下落的v–t圖線，其中_________對(duì)應(yīng)半徑為r1的雨滴（選填①、②）；若不計(jì)空氣阻力，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出雨滴無(wú)初速下落的v–t圖線。（

）（3）由于大量氣體分子在各方向運(yùn)動(dòng)的幾率相等，其對(duì)靜止雨滴的作用力為零。將雨滴簡(jiǎn)化為垂直于運(yùn)動(dòng)方向面積為S的圓盤，證明：圓盤以速度v下落時(shí)受到的空氣阻力f∝v2（提示：設(shè)單位體積內(nèi)空氣分子數(shù)為n，空氣分子質(zhì)量為m0）。________參考答案：

(1).

(2).

(3).①

(4).

(5).詳見解析【分析】(1)對(duì)雨滴由動(dòng)能定理解得：雨滴下落h的過(guò)程中克服阻做的功；(2)雨滴的加速度為0時(shí)速度最大解答；(3)由動(dòng)量定理證明【詳解】(1)對(duì)雨滴由動(dòng)能定理得：解得：；(2)a.半徑為r的雨滴體積為：，其質(zhì)量為當(dāng)雨滴的重力與阻力相等時(shí)速度最大，設(shè)最大速度為，則有：其中聯(lián)立以上各式解得：由可知，雨滴半徑越大，最大速度越大，所以①對(duì)應(yīng)半徑為的雨滴，不計(jì)空氣阻力，雨滴做自由落體運(yùn)動(dòng)，圖線如圖：；(3)設(shè)在極短時(shí)間內(nèi)，空氣分子與雨滴碰撞，設(shè)空氣分子的速率為U，在內(nèi)，空氣分子個(gè)數(shù)為：，其質(zhì)量為設(shè)向下為正方向，對(duì)圓盤下方空氣分子由動(dòng)量定理有：對(duì)圓盤上方空氣分子由動(dòng)量定理有：圓盤受到的空氣阻力為：聯(lián)立解得：。10.某同學(xué)用大頭針、三角板、量角器等器材測(cè)半圓形玻璃磚的折射率．開始玻璃磚的位置如圖12中實(shí)線所示，使大頭針P1、P2與圓心O在同一直線上，該直線垂直于玻璃磚的直徑邊，然后使玻璃磚繞圓心O緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)在玻璃磚的直徑邊一側(cè)觀察P1、P2的像，且P2的像擋住P1的像．如此觀察，當(dāng)玻璃磚轉(zhuǎn)到圖中虛線位置時(shí)，上述現(xiàn)象恰好消失．此時(shí)只須測(cè)量出________，即可計(jì)算玻璃磚的折射率．請(qǐng)用你的測(cè)量量表示出折射率n＝________.參考答案：光線指向圓心入射時(shí)不改變傳播方向，恰好觀察不到P1、P2的像時(shí)發(fā)生全反射，測(cè)出玻璃磚直徑繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)過(guò)的角度θ，此時(shí)入射角θ即為全反射臨界角，由sinθ＝得n＝.答案(1)CD(2)玻璃磚直徑邊繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)過(guò)的角度θ11.(5分)平衡下列核反應(yīng)方程式：（1）______________，_________________。（2）______________參考答案：答案：（1）5，10

（2）12.用速度大小為v1的中子轟擊靜止的碳原子核，結(jié)果中子以速度大小v2反向彈回。認(rèn)為質(zhì)子、中子質(zhì)量均為m，以v1的方向?yàn)檎较?，則轟擊前后中子的動(dòng)量改變量為________；不計(jì)其它力的作用，碰后碳原子核獲得的初速度為___________．

參考答案：.-m(v2+v1)，(v2+v1)/1213.(4分)太陽(yáng)內(nèi)部發(fā)生熱核反應(yīng)，每秒鐘輻射出的能量約為J，據(jù)此可做算太陽(yáng)一年內(nèi)質(zhì)量將減少_______kg（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。參考答案：

三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（6分）某同學(xué)利用圖（a）所示實(shí)驗(yàn)裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車加速度a與鉤碼的質(zhì)量m的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖，如圖（b）所示。實(shí)驗(yàn)中小車（含發(fā)射器）的質(zhì)量為200g，實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇了不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩和輕定滑輪，小車的加速度由位移傳感器及與之相連的計(jì)算機(jī)得到?；卮鹣铝袉栴}：（1）根據(jù)該同學(xué)的結(jié)果，小車的加速度與鉤碼的質(zhì)量成___________(填“線性”或“非線性”)關(guān)系。（2）由圖(b)可知，a-m圖線不經(jīng)過(guò)原點(diǎn)，可能的原因是_____________________。（3）若利用本實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證“在小車質(zhì)量不變的情況下，小車的加速度與作用力成正比”的結(jié)論，并直接以鉤碼所受重力mg作為小車受到的合外力，則實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采取的改進(jìn)措施是____________________，鉤碼的質(zhì)量應(yīng)滿足的條件是_____________________。

參考答案：（1）非線性（2）小車與接觸面間存在摩擦力（3）調(diào)節(jié)軌道的傾斜度以平衡摩擦力m＜＜M（即勾碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量）

15.某研究性學(xué)習(xí)小組分別用如下圖所示的裝置進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：Ⅰ.“探究加速度與合外力的關(guān)系”。裝置中，小車質(zhì)量為M，砂桶和砂子的總質(zhì)量為m，通過(guò)改變m改變小車所受的合外力大小，小車的加速度a可由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)出?，F(xiàn)保持小車質(zhì)量M不變，逐漸增大砂桶和砂的總質(zhì)量m進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，得到多組a、F值（F為彈簧秤的示數(shù)）。(1).為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，下列做法正確的是（

）A.只需平衡小車的摩擦力

B.沙桶和沙的總質(zhì)量要遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量C.滑輪摩擦足夠小，繩的質(zhì)量足夠輕D.先釋放小車，后接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電(2).某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出了圖乙所示的一條過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的傾斜直線，其中縱軸為小車的加速度大小，橫軸應(yīng)為

；A.

B.

C.

D.(3).當(dāng)砂桶和砂的總質(zhì)量較大導(dǎo)致a較大時(shí)，圖線

（填選項(xiàng)前的字母）A．逐漸偏向縱軸

B．逐漸偏向橫軸

C．仍保持原方向不變Ⅱ.下圖為上述實(shí)驗(yàn)中打下的一條紙帶，A點(diǎn)為小車剛釋放時(shí)打下的起始點(diǎn)，每?jī)牲c(diǎn)間還有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫出，測(cè)得、、、，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50Hz，則C點(diǎn)的速度為

，小車的加速度

。Ⅲ.另一同學(xué)設(shè)想用上圖的紙帶“探究功與速度變化的關(guān)系”。他分析認(rèn)為，以A為坐標(biāo)原點(diǎn)，各點(diǎn)到A的距離與彈簧秤的示數(shù)F的乘積為縱坐標(biāo)，各點(diǎn)的速度的二次方為橫坐標(biāo)，若能在直角坐標(biāo)系中得到是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，即可得到“”結(jié)論。你認(rèn)為可行嗎？

（填“可行”或“不行”）。參考答案：Ⅰ.(1)C.

(2).D

(3).C

Ⅱ.0.8；4

Ⅲ.可行四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示為一巨大的玻璃容器，容器底部有一定的厚度，容器中裝一定量的水，在容器底部有一單色點(diǎn)光源，已知水對(duì)該光的折射率為，玻璃對(duì)該光的折射率為1.5，容器底部玻璃的厚度為d，水的深度也為d。求:①這種光在玻璃和水中傳播的速度②水面形成的光斑的面積（僅考慮直接由光源發(fā)出的光線）參考答案：由得光在水中的速度為，（1分）光在玻璃中的速度為（1分）

如圖所示：光恰好在水和空氣的分界面發(fā)生全反射時(shí)，（2分）在玻璃與水的分解面上，由得，（3分）則光斑的半徑面積（2分）17.如圖所示，水平傳送帶以v=4m／s的速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，兩個(gè)轉(zhuǎn)軸間的距離L=4m．豎直光滑圓弧軌道CD所對(duì)的圓心角θ=370，圓弧半徑r=2．75m．軌道末端D點(diǎn)切線水平，且緊貼水平轉(zhuǎn)盤邊緣上方．水平轉(zhuǎn)盤半徑R=3．6m．沿逆時(shí)針方向繞圓心勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．質(zhì)量m=lkg的小物塊．與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0．8．將物塊輕放到傳送帶右端，物塊從左端水平拋出，恰好沿C點(diǎn)的切線滑入CD軌道，再由D點(diǎn)水平滑落到轉(zhuǎn)盤上．滑塊落到轉(zhuǎn)盤上時(shí)的速度恰好與落點(diǎn)的線速度相等，滑塊立即無(wú)相對(duì)滑動(dòng)地隨盤轉(zhuǎn)動(dòng)．取sin37°=0.6，cos37°=0．8。g=10m/s2．求：

(1)物塊在傳送帶上加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程的位移x(相對(duì)于地面)；

(2)傳送帶的上表面到水平轉(zhuǎn)盤的豎直高度H；

(3)物塊隨轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所愛摩擦力F的大小．參考答案：(1)物塊在傳送帶上滑動(dòng)時(shí)，有μmg=ma，解得a=8m/s2。由v2=2ax解得加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程相對(duì)于