河南省洛陽市第五十一中學2022年高三物理期末試題含解析

河南省洛陽市第五十一中學2022年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.關(guān)于核衰變和核反應的類型，下列表述正確的有()A.U→Th＋He是α衰變B.N＋He→O＋H是β衰變C.H＋H→He＋n是輕核聚變D.Se→Kr＋2e是重核裂變參考答案：AC2.（多選題）關(guān)于超重和失重的下列說法中，正確的是（）A．超重就是物體所受的重力增大了，失重就是物體所受的重力減少了B．物體做自由落體運動時處于完全失重狀態(tài)，做自由落體運動的物體也受重力作用C．物體具有向上的速度時處于超重狀態(tài)，物體具有向下的速度時處于失重狀態(tài)D．物體處于超重或失重狀態(tài)時，物體的重力始終存在且不發(fā)生變化參考答案：BD【考點】超重和失重．【分析】物體對支持物的壓力或者對懸掛物的拉力大于物體的重力稱為超重，小于重力則稱為失重，處于超重或失重狀態(tài)時物體的重力并不變．物體具有向上的加速度時處于超重狀態(tài)，物體具有向下的加速度時處于失重狀態(tài)．【解答】解：A、所謂超重是指物體對支持物的壓力或者對懸掛物的拉力大于物體的重力，失重是指物體對支持物的壓力或者對懸掛物的拉力小于物體的重力，而物體的重力沒有變化，故A錯誤．B、物體做自由落體運動時只受重力，處于完全失重狀態(tài)，故B正確．C、根據(jù)牛頓第二定律得知，物體具有向上的加速度時處于超重狀態(tài)，物體具有向下的加速度時處于失重狀態(tài)．故C錯誤．D、物體處于超重或失重狀態(tài)時，物體的重力并沒有變化，而且始終存在，故D正確．故選：BD．3.（單選）2014年11月歐航局“菲萊”探測器第一次在彗星上實現(xiàn)軟著陸，人類對外太空的探索翻開了新的篇章．某探測器在太空被一未知行星的引力俘獲，成為其衛(wèi)星，若測得探測器繞行星做圓周運動半徑為R，探測器與行星的連線在時間t內(nèi)掃過的角度為θ，則再結(jié)合萬有引力常量G可知（）A．行星的質(zhì)量B．行星的半徑C．行星的平均密度D．探測器所受引力的大小參考答案：解：A、根據(jù)探測器與行星的連線在時間t內(nèi)掃過的角度為θ，可以得出角速度的大小為：，根據(jù)萬有引力提供向心力，有：，解得：M=，A正確．B、根據(jù)題目中物理量，無法求出行星的半徑，則無法得出行星的體積，所以無法求出行星的平均密度，故B、C錯誤．D、由于探測器的質(zhì)量未知，無法求出探測器所受的引力大小，故D錯誤．故選：A．4.（多選題）如圖所示，設想在地球赤道平面內(nèi)有一垂直于地面延伸到太空的輕質(zhì)電梯，電梯頂端可超過地球的同步衛(wèi)星高度R（從地心算起）延伸到太空深處．這種所謂的太空電梯可用于低成本地發(fā)射繞地人造衛(wèi)星．其發(fā)射方法是將衛(wèi)星通過太空電梯勻速提升到某高度，然后啟動推進裝置將衛(wèi)星從太空電梯發(fā)射出去．設在某次發(fā)射時，衛(wèi)星在太空電梯中極其緩慢地勻速上升，該衛(wèi)星在上升到0.80R處意外和太空電梯脫離（脫離時衛(wèi)星相對與太空電梯上脫離處的速度可視為零）而進入太空，（）A．利用萬有引力充當向心力，此衛(wèi)星可以繞地球做半徑為0.8R的勻速圓周運動B．此衛(wèi)星脫離太空電梯的最初一段時間內(nèi)可能做離心運動C．此衛(wèi)星脫離太空電梯的最初一段時間內(nèi)將做逐漸靠近地心的曲線運動D．欲使衛(wèi)星脫離太空電梯后做勻速圓周運動，需要在釋放的時候讓它適當加速參考答案：CD【考點】人造衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的關(guān)系．【分析】該電梯軌道上各處的角速度是相等的，由此求出兩個位置的向心加速度；由萬有引力提供同步衛(wèi)星的向心加速度，求出同步衛(wèi)星的向心加速度；然后與在0.8R處地球提供的向心加速度比較即可．【解答】解：ABC、同步衛(wèi)星受到的萬有引力提供向心力，則：其向心加速度：a=ω2R由于該電梯軌道上各處的角速度是相等的，可知在衛(wèi)星脫離處：v′=ω?0.8R它做圓周運動需要的向心力：=0.8=地球能提供的向心力：比較可知，該衛(wèi)星在離開電梯軌道時需要的向心力小于地球提供的向心力，所以它脫離太空電梯的最初一段時間內(nèi)將做逐漸靠近地心的曲線運動．故AB錯誤，C正確；D、結(jié)合前面的分析可知，欲使衛(wèi)星脫離太空電梯后做勻速圓周運動，需要在釋放的時候讓它適當加速，增大其速度，增加需要的向心力．故D正確．故選：CD5.如圖所示，傾斜的傳送帶順時針勻速轉(zhuǎn)動，一物塊從傳送上端A滑上傳送帶，滑上時速率為v1，傳送帶的速率為v2，且v2>v1，不計空氣阻力，動摩擦因數(shù)一定，關(guān)于物塊離開傳送帶的速率v和位置，下面哪個是可能的（

）A．從下端B離開，v>v1

B．從下端B離開，v<v1

C．從上端A離開，v=v1

D．從上端A離開，v<v1參考答案：ABC二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.在“探究加速度與物體所受合外力和質(zhì)量間的關(guān)系”時，采用如圖所示的實驗裝置，小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示，盤及盤中砝碼的質(zhì)量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動的紙帶由打點計數(shù)器打上的點計算出．(1)當M與m的大小關(guān)系滿足_________時，才可以認為繩子對小車的拉力大小等于盤和砝碼的重力．

(2)一組同學在先保持盤及盤中砝碼的質(zhì)量一定，探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，以下做法錯誤的是________．A．平衡摩擦力時，不應將盤及盤中的砝碼用細繩通過定滑輪系在小車上B．每次改變小車的質(zhì)量時，不需要重新平衡摩擦力C．實驗時，先放開小車，再接通打點計時器的電源D．小車運動的加速度可用天平測出m以及小車的質(zhì)量M，直接用公式a＝求出．

(3)在保持小車及車中砝碼的質(zhì)量M一定，探究加速度與所受合外力的關(guān)系時，由于平衡摩擦力時操作不當，某同學得到的a－F關(guān)系如圖所示(a是小車的加速度，F(xiàn)是細線作用于小車的拉力)．其原因

；參考答案：(1)m《M

(2)CD

(3)平衡摩擦力時，長木板的傾角過大了7.有一個電流表G，內(nèi)阻Rg=10Ω，滿偏電流Ig=3mA，要把它改裝成量程0—3V的電壓表，要與之___________（選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）一個______Ω的電阻？改裝后電壓表的內(nèi)阻是___________Ω參考答案：8.如圖所示為一小球做平拋運動的閃光照片的一部分，圖中背景方格的邊長均為5cm，如果取g＝10m/s2，那么：（1）閃光頻率是

Hz．（2）小球運動中水平分速度的大小

__m/s．（3）小球經(jīng)過B點時的速度大小是

__m/s．參考答案：9.如圖所示電路中，電源電動勢E＝2V，內(nèi)阻r＝2Ω，R1＝4Ω，R2＝6Ω，R3＝3Ω。若在C、D間連一個理想電流表，其讀數(shù)是

A；若在C、D間連一個理想電壓表，其讀數(shù)是

V。參考答案：1/6，1

10.一電池外電路斷開時的路端電壓為3V，接上8Ω的負載電阻后路端電壓降為2.4V，則可以判定電池的電動勢E為

??

V；內(nèi)電阻r為

??

Ω。參考答案：答案：3，211.在地球大氣層上界，垂直于太陽光方向上的每秒種內(nèi)每平方米上接受的太陽輻射能叫做太陽常數(shù)，其值為J/m2．S。太陽到地球大氣層上界的距離取為m，那么太陽能的輻射功率用上述字母可表示為

，其值為

W（結(jié)果取2位有效數(shù)字）。參考答案：

答案：12.如圖所示，勻強磁場中有一個電荷量為q的正離子，自a點沿半圓軌道運動，當它運動到b點時，突然吸收了附近若干電子，接著沿另一半圓軌道運動到c點，已知a、b、c點在同一直線上，且ac=ab，電子電荷量為e，電子質(zhì)量可忽略不計，則該離子吸收的電子個數(shù)為（）A． B． C． D．參考答案：B【考點】帶電粒子在勻強磁場中的運動．【專題】定量思想；方程法；比例法；帶電粒子在磁場中的運動專題．【分析】根據(jù)題干中的信息，找出在虛線兩側(cè)運動時的半徑，利用洛倫茲力提供向心力列式，即可解答正離子吸收的電子的個數(shù)．【解答】解：由a到b的過程，軌跡半徑為：r1=…①此過程洛倫茲力提供向心力，有：qvB=m…②在b附近吸收n個電子，因電子的質(zhì)量不計，所以正離子的速度不變，電量變?yōu)閝﹣ne，有b到c的過程中，軌跡半徑為：r2==…③洛倫茲力提供向心力，有：（q﹣ne）vB=m…④聯(lián)立①②③④得：n=選項B正確，ACD錯誤故選：B13.如圖甲是利用激光測轉(zhuǎn)速的原理示意圖，圖中圓盤可繞固定軸轉(zhuǎn)動，盤邊緣側(cè)面上有一小段涂有很薄的反光材料．當盤轉(zhuǎn)到某一位置時，接收器可以接收到反光涂層所反射的激光束，并將所收到的光信號轉(zhuǎn)變成電信號，在示波器顯示屏上顯示出來(如圖乙所示)．

(1)若圖乙中示波器顯示屏上橫向的每大格(5小格)對應的時間為2.50×10－3s，則圓盤的轉(zhuǎn)速為________r/s.(保留3位有效數(shù)字)(2)若測得圓盤直徑為10.20cm，則可求得圓盤側(cè)面反光涂層的長度為________cm.(保留3位有效數(shù)字)參考答案：．90.9r/s、1.46cm三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（選修3—3（含2—2））（7分）如圖所示是一定質(zhì)量的氣體從狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B到狀態(tài)C的p－T圖象，已知氣體在狀態(tài)B時的體積是8L，求氣體在狀態(tài)A和狀態(tài)C的體積分別是多大？并判斷氣體從狀態(tài)B到狀態(tài)C過程是吸熱還是放熱？參考答案：解析：由圖可知：從A到B是一個等溫過程，根據(jù)玻意耳定律可得：……(2分)

代入數(shù)據(jù)解得：……………(1分)

從B到C是一個等容過程，

……………(1分)

【或由，代入數(shù)據(jù)解得：】

由圖可知氣體從B到C過程為等容變化、溫度升高，……(1分)故氣體內(nèi)能增大，……(1分)由熱力學第一定律可得該過程氣體吸熱。……………(1分)15.（2013?黃岡模擬）某種材料的三棱鏡截面ABC如圖所示，底邊BC水平且鍍銀，其中∠A=90°，∠B=60°，一束豎直向下的光束從AB邊上的M點入射，經(jīng)過BC面反射后，從AC邊上的N點平行于BC邊射出，且MN連線平行于BC．求：（Ⅰ）光線在M點的折射角；（Ⅱ）三棱鏡的折射率．（可用根式表示）參考答案：（Ⅰ）光線在M點的折射角是15°；（Ⅱ）三棱鏡的折射率是．考點： 光的折射定律．專題： 光的折射專題．分析： （Ⅰ）由幾何知識求出光線在M點的入射角和折射角．（Ⅱ）運用折射定律求解三棱鏡的折射率．解答： 解：（Ⅰ）如圖，∠A=90°，∠B=60°，∠C=30°．由題意可得∠1=∠2=60°，∠NMQ=30°，∠MNQ=60°．根據(jù)折射定律，可得：∠PMQ=∠PNQ．根據(jù)反射定律，可得：∠PMN=∠PNM．即為：∠NMQ+∠PMQ=∠MNQ﹣∠PNQ．故折射角∠PMQ=15°（Ⅱ）折射率n==答：（Ⅰ）光線在M點的折射角是15°；（Ⅱ）三棱鏡的折射率是．點評： 本題是幾何光學問題，作出光路圖，運用幾何知識求出入射角和折射角是解題的關(guān)鍵之處，即能很容易解決此類問題．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（16分）太陽現(xiàn)正處于主序星演化階段．它主要是由電子和、等原子核組成．維持太陽輻射的是它內(nèi)部的核聚變反應，這些核能最后轉(zhuǎn)化為輻射能．根據(jù)目前關(guān)于恒星演化的理論，若由于聚變反應而使太陽中的核數(shù)目從現(xiàn)有數(shù)減少10％，太陽將離開主序星階段而轉(zhuǎn)入紅巨星的演化階段．為了簡化，假定目前太陽全部由電子和核組成．（最后結(jié)果均保留一位有效數(shù)字）（1）為了研究太陽演化進程，需知道目前太陽的質(zhì)量M．已知地球半徑R=6.4×106m，地球質(zhì)量m=6.0×1024kg，日地中心的距離r=1.5×1011m，地球表面處的重力加速度g=10m/s2，1年約為3.2×107s，試估算目前太陽的質(zhì)量M．（2）現(xiàn)將太陽內(nèi)部的核聚變核反應簡化為兩個電子和4個氫核（）聚變成氦核（），已知質(zhì)子質(zhì)量mp=1.6726×10－27kg，質(zhì)量mα=6.6458×10－27kg，電子質(zhì)量me=0.9×10－30kg，光速c=3×108m/s．求每發(fā)生一次題中所述的核聚變反應所釋放的核能．參考答案：（1）估算太陽的質(zhì)量M設T為地球繞日心運動的周期，則由萬有引力定律和牛頓定律可知

①地球表面處的重力加速度

②

③Ks5u以題給數(shù)值代入，得M＝2×1030kg

④（2）核反應方程為：根據(jù)質(zhì)量虧損和質(zhì)能公式，該核反應每發(fā)生一次釋放的核能為△E＝（4mp＋2me－mα）c2

⑤代入數(shù)值，得

△E＝4×10－12J

⑥

17.（12分）如圖所示，EF為水平地面，O點左側(cè)是粗糙的，右側(cè)是光滑的，一輕質(zhì)彈簧右端固定在墻壁上，左端與靜止在O點、質(zhì)量為m的小物塊A連接，彈簧處于原長狀態(tài)。質(zhì)量為2m的物塊B在大小為F的水平恒力作用下由C處從靜止開始向右運動，已知物塊B與地面EO段間的滑動摩擦力大小為，物塊B運動到O點與物塊A相碰并一起向右運動（設碰撞時間