2021-2022学年湖南省娄底市墨台实验中学高三物理上学期期末试题含解析

2021-2022学年湖南省娄底市墨台实验中学高三物理上学期期末试题含解析一、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.惰性气体氡发生放射性衰变，放出、、射线，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是（

）

A.氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定剩下一个原子核了

B.衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的

C.射线一般伴随着或射线产生，在这三种射线中，射线的穿透能力最强，电离能力也最强

D.发生衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4参考答案：答案：B2.水平桌面上一条形磁铁的上方，有一根通电直导线由S极的上端平行于桌面移到N极上端的过程中，磁铁始终保持静止，导线始终保持与磁铁垂直，电流方向如图所示。则在这个过程中，磁铁受到的摩擦力的方向和桌面对磁铁的弹力

A．摩擦力始终为零，弹力大于磁铁重力B．摩擦力始终不为零，弹力大于磁铁重力C．摩擦力方向由向左变为向右，弹力大于磁铁重力D．摩擦力方向由向右变为向左，弹力小于磁铁重力参考答案：C3.如图所示：在竖直面内固定着一个光滑的圆弧轨道，O为圆心，OA水平，OB竖直，一小球从A点沿轨道射人，速度是v1，小球到达最高点B的速度是v2，则v1与v2比值可能是（

）A.1：2

B.4：5C.：1

D.4：3参考答案：CD4.如图所示，绝缘弹簧的下端固定在斜面底端，弹簧与斜面平行，带电小球Q（可视为质点）固定在光滑绝缘斜面上的M点，且在通过弹簧中心的直线ab上。现把与Q大小相同，电性相同的小球P，从直线ab上的N点由静止释放，在小球P与弹簧接触到速度变为零的过程中，以下说法正确的是：A.小球P、小球Q、弹簧、还有地球组成系统的机械能不守恒B.小球P和弹簧的机械能守恒，且P速度最大时所受弹力与库仑力的合力最大C.小球P的动能、与地球间重力势能、与小球Q间电势能和弹簧弹性势能的总和不变D.小球P的速度先增大后减小参考答案：ACD5.半径为a右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆，单位长度电阻均为R0。圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O开始，杆的位置由θ确定，如图所示。则A．θ＝0时，杆产生的电动势为B．θ＝时，杆产生的电动势为C．θ＝0时，杆受的安培力大小为D．θ＝时，杆受的安培力大小为参考答案：AD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再由状态B变化到状态C，已知状态A的温度为300K，则由状态A变化到状态B的过程中，气体的内能

（填“增大”、“减小”或“不变”），是

（“吸热”或“放热”）过程。参考答案：增大

吸热7.如右图所示，AB为竖直固定金属棒，金属杆BC重为G。长为L，并可绕过B点垂直纸面的水平轴无摩擦转动，AC为轻质金属线，DABC＝37°，DACB＝90°，在图示范围内有一匀强磁场，其磁感应强度与时间成正比：B＝kt，整个回路总电阻为R，则回路中感应电流I＝

，当t=

时金属线AC中拉力恰为零。（已知，）参考答案：；

8.右图为一道路限速标志牌。《道路交通安全法》明确规定，机动车上道路行驶，不得超过限速标志牌标明的最高时速。质量为1200kg的某汽车在公路上行驶，轮胎与路面间的最大静摩擦力为16000N。若该汽车经过半径为30m的水平弯路时，汽车行驶的速度不得高于

m/s；若该汽车驶上圆弧半径为40m的拱形桥桥顶时，汽车行驶的速度不得高于

m/s。(取g=10m/s2)参考答案：20，209.一辆汽车在一条平直公路上行驶，第1s内通过的位移是8m，第2s内通过的位移是20m，第3s内通过的位移是30m，第4s内通过的位移是10m，则汽车在最初2s内的平均速度是__________m/s，中间2s内的平均速度是__________m/s，全部时间内的平均速度是__________m/s.参考答案：14251710.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=11..某实验小组设计了“探究做功与物体速度变化的关系”的实验装置，实验步骤如下：a.实验装置如图所示，细绳一端系在滑块上，另一端绕过小滑轮后挂一砂桶，小砂桶内装一定量砂子，用垫块将长木板固定有定滑轮的一端垫高，不断调整垫块的高度，直至轻推滑块后，滑块恰好能沿长木板向下做匀速直线运动；b.保持长木板的倾角不变，取下细绳和砂桶，将滑块右端与纸带相连，并穿过打点计时器的限位孔，接通打点计时器的电源后，释放滑块，让滑块从静止开始加速下滑；c.取下纸带，在纸带上取如图所示的A、B两计数点，并用刻度尺测出s1、s2、s。根据以上实验，回答下列问题：若忽略滑轮质量及轴间摩擦，本实验中滑块加速下滑时所受的合外力______砂桶及砂的总重力（填“等于”“大于”或“小于”）为探究从A到B过程中，做功与物体速度变化关系，则实验中还需测量的量有______________________________________________________。设打点计时器的打点周期为T，请写出探究结果表达式_________________________此实验方案存在缺陷，可能造成较大误差，造成较大误差的原因是_______________参考答案：（1）等于（2）砂与砂桶的重力mg、滑块质量M（3）

（4）第一步操作中纸带没有连接，而实验中纸带与计时器的限位孔间存在摩擦（或滑轮有质量、滑轮轴有摩擦）12.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，13.一质子束入射到能静止

靶核上，产生如下核反应:

P+

→X+n式中P代表质子，n代表中子，X代表核反应产生的新核。由反应式可知，新核X的质子数为

，中子数为

。参考答案：三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（6分）某同学用实验方法测力矩盘的重心，如图，是一个半径为8cm的力矩盘，重4N，但重心不在圆心O处，圆心套在转轴上后处于如图静止状态（OA呈水平）。在A点悬挂一个1N的砝码后，半径OA将顺时针转过30°角后保持静止，则该盘重心离O点

cm。若在A处改挂一个3N的砝码后，则OA将转过

度才能平衡。参考答案：，6015.如图所示，某小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的分解。A、B为两个相同的双向力传感器，该型号传感器在受到拉力时读数为正，受到压力时读数为负。A连接质量不计的细绳，可沿固定的板做圆弧形移动。B固定不动，通过光滑铰链连接长0.3m的杆。将细绳连接在杆右端O点构成支架。保持杆在水平方向，按如下步骤操作：①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB=θ②对两个传感器进行调零③用另一绳在O点悬挂在一个钩码，记录两个传感器读数④取下钩码，移动传感器A改变θ角重复上述①②③④，得到图示表格a。（1）根据表格a，A传感器对应的是表中力

（填“F1”或“F2”）。钩码质量为

kg（保留1位有效数字）。（2）某次操作中，有同学使用相同器材实验，但将传感器调零后再接上支架，其后按①③④步骤重复实验，得到图示表格b，则表格空缺处数据应接近

。

表a

表b

参考答案：（1）F1

0.05

（2）0.637（0.630~0.645之间均可）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，在以O1点为圆心、r=0.20m为半径的圆形区域内，存在着方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B=1.0×10—3的匀强磁场（图中未画出）。圆的左端跟y轴相切于直角坐标系原点O,右端与一个足够大的荧光屏MN相切于x轴上的A点，粒子源中，有带正电的粒子（比荷为）不断地由静止进入电压U=800V的加速电场.经加速后，沿x轴正方向从坐标原点O射入磁场区域，粒子重力不计。(1)求粒子在磁场中做圆周运动的半径、速度偏离原来方向的夹角的正切值。(2)以过坐标原点O并垂直于纸面的直线为轴，将该圆形磁场逆时针缓慢旋转90°，求在此过程中打在荧光屏MN上的粒子到A点的最远距离。参考答案：（1）（2）0.29m17.为了安全，在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离.已知某公路的最高限速vo=30m/s;假设前方车辆突然停止，后车司机从发现这一情况，经操纵刹车，到汽车开始减速所经历的时间(即反应时间)to=0.50s.刹车时汽车受到阻力的大小F为汽车所受重力的0.45倍。该公路上汽车间的距离s至少应为多少?(取g=10m/s2)参考答案：解：在反应时间内，汽车做匀速运动，运动的距离s1＝vt=30×0.5m=15m

----------2分设刹车时汽车的加速度的大小为a，f＝μmg＝ma，

得a＝μg＝4.5m/s2

---------3分自刹车到停下，汽车运动的距离

s2＝=100m

----------3分所求距离

s＝s1+s2=100m+15m=115m

----------2分考点：匀变速直线运动速度与位移的关系，牛顿第二定律。点评：解决本题的关键知道汽车在整个过程中的运