2021年湖南省邵阳市龙从中学高三物理上学期期末试卷含解析

2021年湖南省邵阳市龙从中学高三物理上学期期末试卷含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1.所谓反物质就是和正常物质的质量相等、电荷量相等而电性相反的物质。如反质子质量数是l，电荷数是-1：即。现在有由质子、反质子、α粒子、反α粒子组成的粒子束，从上向下通过如图的正交匀强电场和匀强磁场区后进入另一个匀强磁场，偏转轨迹分为1、2、3、4四支。下列说法中正确的是

A．进入下面磁场的所有粒子具有相同的速度

B．上方两极板中M板一定带正电

C．1是反质子的轨迹，4是α粒子的轨迹

D．2是反质子的轨迹，3是α粒子的轨迹参考答案：AC2.（多选）下列说法正确的是（）A．Th经过6次α衰变和4次β衰变后成为稳定的原子核PbB．在核反应堆中，为使快中子减速，在铀棒周围要放“慢化剂”，常用的慢化剂有石墨、重水和普通水C．当用蓝色光照射某金属表面时有电子逸出，则改用红光照射也一定会有电子逸出D．将由放射性元素组成的化合物进行高温分解，会改变该放射性元素的半衰期E．原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为λ1的光子；原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长为λ2的光子，已知λ1＞λ2．那么原子从a能级状态跃迁到到c能级状态时将要吸收波长为的光子参考答案：解：A、发生α衰变是放出42He，发生β衰变是放出电子0﹣1e，设发生了x次α衰变和y次β衰变，则根据质量数和电荷数守恒有：2x﹣y+82=90，4x+208=232，解得x=6，y=4，故衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变，A正确；B、在核反应堆中，为使快中子减速，在铀棒周围要放“慢化剂”，常用的慢化剂有石墨、重水和普通水，故B正确；C、发生光电效应的条件是入射光的频率等于金属的极限频率，红光的频率小于蓝光，不一定有光电效应现象，故C错误；D、放射性元素的半衰期只与自身性质决定，与外界无关，故D错误；E、原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为λ1的光子；原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长为λ2的光子，已知λ1＞λ2．根据玻尔理论得a→b：Ea﹣Eb=hb→c：Ec﹣Eb=ha→c：Ec﹣Ea=h联立上三式得，λ=，故E正确；故选：ABE．3.如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34eV，那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是()A.用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生光电效应B.一群处于n＝4能级的氢原子向基态跃迁时，能放出3种不同频率的光C.一群处于n＝3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75eVD.用能量为10.3eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态参考答案：C解：氢原子从高能级向基态跃迁时发出的光子的最小能量为10.2eV，大于锌的逸出功，照射金属锌板一定能产生光电效应现象，故A错误；一群处于n＝4能级的氢原子向基态跃迁时，能放出种不同频率的光，选项B错误；氢原子从高能级向n=3的能级向基态跃迁时发出的光子的能量最大为E大=-1.51+13.6=12.09eV，因锌的逸出功是3.34ev，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为EKm=12.09-3.34=8.75eV，故C正确；能量10.3eV不等于任何两个能级的能级差不能被氢原子吸收，才能跃迁，故D错误；故选C。【点睛】解决本题的关键知道什么是电离，以及能级的跃迁满足hγ=Em-En，注意吸收光子是向高能级跃迁，释放光子是向低能级跃迁，同时掌握吸收或释放能量要正好等于能级之差．4.（单选）在玉树地震的救援行动中，千斤顶发挥了很大作用，如图所示是剪式千斤顶，当摇动把手时，螺纹轴就能迫使千斤顶的两臂靠拢，从而将汽车顶起。当车轮刚被顶起时汽车对千斤顶的压力为1.0×105N，此时千斤顶两臂间的夹角为120°，则下列判断正确的是()A．此时两臂受到的压力大小均为5.0×104NB．此时千斤顶对汽车的支持力为2.0×105NC．若继续摇动把手，将汽车顶起，两臂受到的压力将增大D．若继续摇动把手，将汽车顶起，两臂受到的压力将减小参考答案：D5.三个等量点电荷位于等边三角形的三个顶点，电性如图所示，A、B是底边中垂线上的两点，C、D两点在底边上，且与中垂线等距。用EC、ED表示C、D两点场强的大小，用φA、φB表示A、B两点的电势，则（

）A.EC=ED

φA<φBB.EC<ED

φA>φBC.EC>ED

φA>φBD.EC>ED

φA<φB参考答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.某同学在做研究弹簧的形变与外力的关系实验时，将一轻弹簧竖直悬挂让其自然下垂，测出其自然长度；然后在其下部施加外力F，测出弹簧的总长度L，改变外力F的大小，测出几组数据，作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如图实－2－10所示。(实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的)由图可知该弹簧的自然长度为________cm；该弹簧的劲度系数为________N/m。图实－2－10参考答案：10

507.（单选）远古时代，取火是一件困难的事，火一般产生于雷击或磷的自燃．随着人类文明的进步，出现了“钻木取火”等方法．“钻木取火”是通过__________方式改变物体的内能，把__________转变为内能．参考答案：8.场强为E、方向竖直向上的匀强电场中有两小球A、B，它们的质量分别为m１、m２，电量分别为、．A、B两球由静止释放，重力加速度为g，则小球A和Ｂ组成的系统动量守恒应满足的关系式为．参考答案：由题意，小球A和B组成的系统动量守恒，必定满足动量守恒的条件：系统的所受合外力为零；两球受到重力与电场力，则知电场力与重力平衡，则得：。9.如图所示，AB为半圆的一条直径，P点为圆周上的一点，在P点作用了三个共点力F1、F2、F3，它们的合力为。参考答案：答案：3F210.某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验，图（a）为实验装置简图。（交流电的频率为50Hz）①若取小车质量M＝0.4kg，改变砂桶和砂的质量m的值，进行多次实验，以下m的值不合适的是

.A．m1＝5gB．m2＝1kg

C．m3＝10g

D．m4＝400g②图（b）为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为

m/s2。（保留二位有效数字）③为了用细线的拉力表示小车受到的合外力，实验操作时必须首先

.该操作是否成功判断的依据是

.四．计算题:（本题有3小题，共40分）参考答案：11.两颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，运行线速度之比是v1:v2=1:2，它们运行的轨道半径之比为__________；所在位置的重力加速度之比为__________。参考答案：_4:1___；__

1:16__12.为了仅用一根轻弹簧和一把刻度尺测定某滑块与水平桌面的动摩擦因数μ（设μ为定值），某同学经查阅资料知：一劲度系数为k（设k足够大）的轻弹簧由形变量为x至恢复到原长过程中，弹力所做的功为，于是他设计了下述实验：第一步：如图所示，将弹簧的一端固定在竖直墙上，使滑块紧靠弹簧将其压缩，松手后滑块在水平桌面上滑行一段距离后停止，且滑块与弹簧已分离；第二步；将滑块挂在竖直固定的弹簧下，弹簧伸长后保持静止状态。回答下列问题：

①你认为该同学应该用刻度尺直接测量的物理量是（写出名称并用符号表示）：____________________。②用测得的物理量表示滑块与水平桌面间动摩擦因数μ的计算式：____________参考答案：①弹簧被压缩的长度x1，滑块滑行的总距离s；弹簧悬挂滑块时伸长的长度x2；②(有其他表示方法也可以算正确)13.超导磁悬浮列车（图甲）推进原理可以简化为图乙所示的模型：在水平面上相距为L的两根平行直导轨间有竖直方向等距离分布的匀强磁场B1和B2，且B1=B2=B，每个磁场的宽度都是l，相间排列。金属框abcd（悬浮在导轨上方）跨在两导轨间，其长和宽分别为L、l。当所有这些磁场都以速度v向右匀速运动时，金属框abcd在磁场力作用下将向________（填“左”或“右”）运动。若金属框电阻为R，运动中所受阻力恒为f，则金属框的最大速度为_________________参考答案：右

磁场向右匀速运动，金属框中产生的感应电流所受安培力向右，金属框向右加速运动，当金属框匀速运动时速度设为vm，感应电动势为E=2BL（v-vm），感应电流为，安培力为F=2BLI，安培力与阻力平衡，F=f，解得vm=三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.利用图示装置可以做力学中的许多实验。（1）以下说法正确的一项是___。A.利用此装置可做“研究匀变速直线运动”的实验，但必须设法消除小车和木板间的摩擦阻力的影响B.利用此装置可做“验证机械能守恒定律”的实验，在平衡小车受到的摩擦力后，小车机械能就守恒了C.利用此装置可“探究加速度a与质量m的关系”，在用图像法处理数据时,如果画出的am关系图像不是直线，就可确定加速度与质量成反比D.利用此装置做“探究动能定理”实验时，应将木板带打点计时器的一端适当垫高，这样做的目的是利用小车重力沿斜面的分力补偿小车运动中所受阻力的影响（2）某同学在利用此装置“探究加速度a与力F的关系”时，若要让运动过程中细线拉力大小尽可能接近钩码的重力，应满足的条件是_________________________________________；若不断增加所挂钩码的个数，则随钩码个数的增加，小车加速度a的值将趋近于________。参考答案：

(1).D

(2).钩码质量远小于小车质量

(3).g【详解】(1)A．利用此装置可做“研究匀变速直线运动”的实验，但不需要平衡摩擦力，故A错误；B．利用此装置可做“验证机械能守恒定律”的实验，在平衡小车受到的摩擦力后，在运动过程中绳对小车做功，所以小车的机械能不守恒，故B错误；C．利用此装置可“探究加速度a与质量m的关系”，在用图像法处理数据时,如果画出的关系图像不是直线，不能确定与成反比，应该作出图线，看否成正比，若成正比，说明与成反比，故C错误；D．利用此装置做“探究动能定理”实验时，应将木板带打点计时器的一端适当垫高，这样做的目的是利用小车重力沿斜面的分力补偿小车运动中所受阻力的影响，从而小车受到的合力即为绳子的拉力，故D正确。(2)若要让运动过程中细线拉力大小尽可能接近钩码的重力，应满足的条件是：钩码质量远小于小车质量；对整体分析，根据牛顿第二定律得：，当钩码的质量远远大于小车的质量，趋近于。15.某同学测定匀变速直线运动的加速度时，得到了在不同拉力下的A、B、C、D、……等几条较为理想的纸带，并在纸带上每5个点取一个计数点，即相邻两计数点间的时间间隔为0.1s，将每条纸带上的计数点都记为0、1、2、3、4、5……，如下图所示甲、乙、丙三段纸带，分别是从三条不同纸带上撕下的．(1)（3分）在甲、乙、丙三段纸带中，属于纸带A的是______．(2)（3分）打A纸带时，物体的加速度大小是________m/s2．(3)（3分）打点计时器打1号计数点时小车的速度为______________m/s.参考答案：(1)乙(2)3.11或3.10m/s2(3)0.46四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，半径R=0.5m的金属圆筒a内同轴放置一半径稍小的金属圆筒b，筒a外部有平行于圆筒轴线、范围足够大的匀强磁场，磁感应强度B=0.2T．两圆筒之间加有U=150V的电压，使两圆筒间产生强电场．一比荷为=104C/kg的带正电粒子从紧贴b筒的c点由静止释放，穿过a筒上正对c点的小孔，垂直进入匀强磁场（不计粒子重力）．（1）求带电粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径；（2）若粒子从小孔射出的同时，筒a沿逆时针方向绕轴线高速旋转．为使粒子在不碰到圆筒a的情况下，还能返回到出发点c，则圆筒a旋转的角速度应满足什么条件？（忽略筒a旋转引起的磁场变化，不计粒子在两筒间运动的时间）参考答案：解：（1）设粒子从两圆筒间电场中飞出时速度为v，根据动能定理得：设粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为r，联立解得：（1）粒子从A点进入磁场，可做出其运动轨迹，如图中虚线所示．利用几何关系可算得：设粒子在磁场中做圆周运动的周期为T，从A到B所用时间为t，则：则设圆筒角速度为ω，为使粒子每次都能从圆筒上的小孔进入电场，则应满足：由以上各式解得：ω=（24n+8）×102rad/s（n=0，1，2，3…）答：（1）带电粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为0.866m．（2）圆筒a旋转的角速度应满足的条件是：ω=（24n+8）×102rad/s（n=0，1，2，3…）．【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；动能定理．【专题】带电粒子在磁场中的运动专题．【分析】（1）粒子先加速后进入磁场做圆周运动，先由动能定理求得加速获得的速度，再由牛顿第二定律求解轨道半径．（2）粒子从A点进入磁场，画出其运动轨迹，由几何关系求出轨迹所的对圆心角，根据周期性求解角速度．17.如图所示，P物体推压着轻弹簧置于A点，Q物体放在B点静止,P和Q的质量均为物体，它们的大小相对于轨道来说可忽略。光滑轨道ABCD中的AB部分水平，BC部分为曲线，CD部分为直径d=5m圆弧的一部分，该圆弧轨迹与地面相切，D点为圆弧的最高点，各段连接处对滑块的运动无影响。现松开P物体，P沿轨道运动至B点，与Q相碰后不再分开，最后两物体从D点水平抛出，测得水平射程S=2m。()求：（1）两物块水平抛出抛出时的速度(2)两物块运动到D点时对圆弧的压力N(3)轻弹簧被压缩时的弹性势能参考答案：解：（1）两物体从D开始做平抛运动，设抛出时的速度为V1，有：

①(2分)

②(2分)

解得：V1=2（m/s）

③(1分)（2）两物体在最高点有：

④(2分)解得：N=16.8（N）

⑤(2分)由牛顿第三定律知两物体对圆弧压力为16.8N

⑥(1分)（3）设P在碰撞前瞬间速度为V0，碰撞后瞬间速度为V2，两物体碰撞由动量守恒定律得：

⑦(2分)两物体碰后