北京第五十四中学2021-2022学年高三物理期末试题含解析

北京第五十四中学2021-2022学年高三物理期末试题含解析一、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.如图所示，一物体以速度v0冲向光滑斜面AB，并能沿斜面升高h，下列说法正确的是()

A．若把斜面从C点锯断，由机械能守恒定律知，物体冲出C点后仍能升高h

B．若把斜面弯成如图所示的半圆弧形，物体仍能沿AB′升高hC．若把斜面从C点锯断或弯成如图所示的半圆弧形，物体都不能升高h，因为物体的机械能不守恒D．若把斜面从C点锯断或弯成如图所示的半圆弧形，物体都不能升高h，但物体的机械能仍守恒参考答案：D2.一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为v，假设宇航员站在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体重力，弹簧测力计的示数为N。已知引力常量为G，则这颗行星的质量为A．

B．

C．

D．参考答案：A3.在刚刚结束的校运会上，某同学在100m短跑比赛中以11.90秒的成绩获得第1名．关于该同学在比赛时的运动，下面哪个v﹣t图象最接近比赛的实际情况（）A． B． C． D．参考答案：B【考点】匀变速直线运动的图像．【分析】短跑比赛中要经历起跑、匀速、冲刺的过程，据此分析．【解答】解：短跑比赛中要经历起跑、匀速、冲刺的过程，即加速阶段、匀速阶段、最后冲刺时速度又稍微增大，故符合实际情况的是B；故选：B．4.（单选）火星探测项目是我国继神舟载人航天工程、嫦娥探月工程之后又一个重大太空探索项目。假设火星探测器在火星表面附近圆形轨道运行的周期为，神舟飞船在地球表面附近的圆形轨道运行周期为，火星质量与地球质量之比为p，火星半径与地球半径之比为q，则与之比为A.

B.

C.

D.参考答案：D5.（单选题）如图所示,在光滑的水平面上,物体A在水平方向的外力F作用下做直线运动,其v—t图象如图乙所示,规定向右为正方向.下列判断正确的是

（

）A.在1~2s内,物体正向左运动,且速度大小在减小B.在3s末,物体处于出发点右方C.在1~3s内,物体的加速度方向先向右后向左D.在0~1s内,外力F不断增大参考答案：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图所示，充电器电源的输出电压为U，输出电流为I，手机电池的内阻为r，则电能转化为化学能的功率为________，充电器的充电效率为________．参考答案：

7.如图，S1、S2是两个相干波源，它们振动同步且振幅相同。实线和虚线分别表示某一时刻两列波的波峰和波谷。a、b、c、d四点中振动减弱的点为

，经四分之一周期，不在平衡位置的点为

。参考答案：a,d

8.（选修3—3含2—2）（6分）如图所示，在注射器中封有一定质量的气体，缓慢推动活塞使气体的体积减小，并保持气体温度不变，则管内气体的压强

(填“增大”、“减小”或“不变”)，按照气体分子热运动理论从微观上解释，这是因为：

参考答案：答案：增大；分子的平均动能不变，分子的密集程度增大．（每空2分）9.近年来装修污染已经被列为“危害群众最大的五种环境污染”之一.目前，在居室装修中经常用到的花岗岩、大理石等装修材料，都不同程度地含有放射性元素，比如，含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放出α、β、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病，根据有关放射性知识回答下列问题：（1）下列说法正确的是

A．氡的半衰期为3.8天，则若在高温下其半衰期必缩短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，新核与原来的原子核相比，中子数减少了2（2）氡核（）发生衰变后变为钋（），其衰变方程为

，若氡（）经过一系列衰变后的最终产物为铅（），则共经过

次衰变，

次衰变．（3）静止的氡核（）放出一个速度为v0的粒子，若衰变过程中释放的核能全部转化为粒子及反冲核的动能，已知原子质量单位为u，试求在衰变过程中释放的核能．（不计相对论修正，在涉及动量问题时，亏损的质量可忽略不计．）参考答案：【知识点】原子核衰变及半衰期、衰变速度；爱因斯坦质能方程；裂变反应和聚变反应．O2O3【答案解析】（1）BD（2）

4

；4

（3）解析：（1）A、半衰期与外界因素无关，故A错误

B、原子核内的中子转化为质子时，放出一个电子，这个过程即β衰变，故B正确；

C、γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱，故C错误；

D、发生α衰变时，生成的α粒子带2个单位的正电荷和4个电位的质量数，即α粒子由2个中子和2个质子构成，故α衰变时成生的新核中子数减少2，质子数减少2，故D正确；

故选：BD．（2）根据电荷数守恒、质量数守恒，衰变方程为．

设经过了n次α衰变，m次β衰变．

有：4n=16，2n-m=4，解得n=4，m=4．

（3）设α粒子的质量为m1，氡核的质量为m2，反冲核的速度大小为v．

则根据动量守恒定律可得：m1v0=（m2-m1）v

由题意得，释放的核能E=+解得E=【思路点拨】α衰变生成氦原子核，β衰变生成的电子是其中的中子转化为质子同时生成的，半衰期是统计规律，与外界因素无关．

根据电荷数守恒、质量数守恒写出衰变方程，通过一次α衰变电荷数少2，质量数少4，一次β衰变电荷数多1，质量数不变，求出衰变的次数．

先根据动量守恒定律列方程求解出α衰变后新核的速度；然后根据爱因斯坦质能方程求解质量亏损，从而求释放的核能．10.一个变力F作用在物体上，此力随时间变化的情况如图所示，规定向右方向为F的正方向，则由图线可知，前2s内变力F的冲量为

N.s；5s内变力F的冲量为

N.s。

参考答案：10，2011.某兴趣小组利用图甲所示电路测量电源电动势E和内阻r。根据实验数据绘出如下图所示的R-图线，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可得E=_________v,r=_______参考答案：（2）2.9

0.912.水平面上质量为m的滑块A以速度v撞质量为m的静止滑块B，碰撞后A、B的速度方向相同，它们的总动量为___________；如果碰撞后滑块B获得的速度为v0，则碰撞后滑块A的速度为____________。参考答案：mv，v－v0

13.某实验小组设计了如图（a）所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像。他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a-F图线，如图（b）所示。（1）图线______是在轨道左侧抬高成为斜面情况下得到的（选填“1”或“2”）；

（2）滑块和位移传感器发射部分的总质量m=__________kg；滑块和轨道间的动摩擦因数μ=____________。(3)实验中是否要求滑块和位移传感器发射部分的总质量远远大于重物质量的条件?

。参考答案：（1）1（2）0.5，0.2

(3)否三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，并在其上取了A、B、C、D、E、F等6个计数点（每相邻两个计数点间还有4个打点计时器打下的点，本图中没有画出）打点计时器接的是220V．50Hz的交变电流。他把一把毫米刻度尺放在纸带上，其零刻度和计数点A对齐。⑴按照有效数字的读数规则读出相邻计数点AB、BC、CD、DE、EF间的距离s1、s2、s3、s4、s5，它们依次为1.00cm、1.40cm、1.80cm、2.21cm、2.61cm。⑵根据⑴中读得的数据,计算出各点的速度，并在右边所给的坐标系中，用做v-t图象的方法，从图象中求物体的加速度a=

m/s2。（要标明坐标及其单位，单位大小要取得合适，使作图和读数方便，并尽量充分利用坐标纸）⑶从图象上求纸带上的A点所对应的物体的即时速度vA=______m/s，并由此计算:当打点计时器打下A点的时刻，物体已经从静止开始做匀加速运动了

s。⑷如果当时电网中交变电流的频率是f=49Hz，而做实验的同学并不知道，那么由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏_______。（填:偏大或偏小）

参考答案：0.4m/s2;

0.076m/s;

0.19s;

大

15.实验小组在做“验证机械能守恒定律”实验时，提出了两种方案：甲方案为用自由落体运动进行实验；乙方案为用小车在木板斜面上下滑进行实验．（1）你建议选择的方案是_____(填“甲”或“乙”)，理由是__________．（2）若采用甲方案，测算出了物体下落高度h及对应的速度v，作出如图所示的v2－h图线，图线斜率不变，数值等于________，其物理意义是________．参考答案：(1)甲

（1分），

误差较小（1分）(2)

2g

（2分）

，动能的增量等于重力势能增量的负值，即机械能守恒

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，圆形匀强磁场半径R=lcm，磁感应强度B=IT，方向垂直纸面向里，其上方有一对水平放置的平行金属板M、N，间距d=1cm，N板中央开有小孔S。小孔位于圆心O的正上方，S与0的连线交磁场边界于A．两金属板通过导线与匝数为100匝的矩形线圈相连(为表示线圈的绕向，图中只画了2匝)，线圈内有垂直纸面向里且均匀增加的磁场，穿过线圈的磁通量变化率为△Φ/△t=100Wb/s。位于磁场边界上某点(图中未画出)的离子源P，在纸面内向磁场区域发射速度大小均为v=5×105m/s，方向各不相同的带正电离子，离子的比荷q/m=5×107C/kg，已知从磁场边界A点射出的离子恰好沿直线AS进入M、N间的电场．(不计离子重力；离子碰到极板将被吸附)求：

(1)M、N之间场强的大小和方向；

(2)离子源P到A点的距离；

(3)沿直线AS进入M、N间电场的离子在磁场中运动的总时间(计算时取π=3)．参考答案：（1）由法拉第电磁感应定律得M、N之间的电压U=n△Φ/△t=100×100V=102V。M、N之间场强的大小E=U/d=106N/C，方向竖直向下。（2）离子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由qvB=mv2/r，解得r=cm。如图所示，tanθ=R/r，解得θ=30°。由图中几何关系可知离子源P到A点的距离PA=r=cm。（3）离子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期T=2πm/qB。离子第一次在磁场中运动的时间t1=T/6=πm/3qB=2×10-8s。离子进入电场后做匀减速直线运动，在电场中运动距离x=v2/2a.，a=qE/m，解得x=0.75cm<d。因此离子不会打在M板上，会以相同的速率从A点反向再进入磁场。由对称性，离子在磁场中运动的总时间t=2t1=2×10-8s。点评：此题考查法拉第电磁感应定律、带电粒子在电场中匀变速直线运动、在匀强磁场中匀速圆周运动等知识点。17.城铁C5602从黄冈东站出发经过6分钟到达黄冈站．若将城铁的这一运动过程简化，则其运动的v-t图象如图所示，其中匀速运动的速度为60m/s，加速和减速过程中加速度大小相等。又知城铁在匀加速运动阶段，连续相等的两段时间内通过的位移分别为300m和500m，速度增量均为10m/s．求：(1)城铁的加速度大小；(2)匀速运动的时间．参考答案：（1）（2）解：（1）设城铁在匀加速阶段的加速度为a，在通过的位移分别为300m和500m所用的时间均为△t，由运动学规律得△v=a·△t

x2-x1=a△t2

代入数据解得a=0.5m/s2

（2）设城铁做匀加速运动的时间为t1，匀速运动的时间为t2，匀速运动的速度为v，跑完全程的时间为t，依题意及运动学规律，得t=2t1+t2v=at1求得t2=120s18.（15分）2004年1月25日，继“勇气”号之后，“机遇”号火星探测器再次成功登陆火星。在人类成功登陆火星之前，人类为了探测距离地球大约3.0×105km的月球，也发射了一种类似四轮小车的月球探测器。它能够在自动导航系统的控制下行走，且每隔10s向地球发射一次信号。探测器上还装着两个相同的减速器（其中一个是备用的），这种减速器可提供的最大加速度为5m/s2。某次探测器的自动导航系统出现故障，从而使探测器只能匀速前进而不再能自动避开障碍物。此时地球上的科学家必须对探测器进行人工遥控操作。下表为控制中心的显示屏的数据：已知控制中心的信号发射与接收设备工作速度极快。科学家每次分析数据并输入命令最少需要3s。问：（1）经过数据分析，你认为减速器是否执行了减速命令？（2）假如你是控制中心的工作人员，应采取怎样的措施？加速度需满足什么条件？请计算说明。参考答案：解析：（1）设在地球和月球之间传播电磁波需时为s

①从前两次收到的信号可知：探测器的速度m/s