湖北省荆州市监利县第一中学高三物理期末试题含解析

湖北省荆州市监利县第一中学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1.一个用半导体材料制成的电阻器D，其电流I随它两端电压U变化的伏安特性曲线如图（a）所示．将它与两个标准电阻R1、R2组成如图（b）所示电路，当电键S接通位置1时，三个用电器消耗的电功率均为P．将电键S切换到位置2后，电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别是PD、P1、P2，下列关系中正确的是A．P1＞P

B．P1＞P2C．4P1＞PD

D．PD＋P1＋P2＞3P参考答案：C2.（多选题）如图，物体A和B质量均为m，分别与轻绳连接跨过定滑轮(不计绳与滑轮之间的摩擦)．当用水平变力F拉物体B沿水平方向向右做匀速直线运动时，下列判断中正确的是A．物体A也做匀速直线运动B．物体A做变速直线运动C．物体A的速度小于物体B的速度D．物体A的速度大于物体B的速度参考答案：BC3.如图所示，以匀速行驶的汽车即将通过路口，绿灯还有2s将熄灭，此时汽车距离停车线18m。该车加速时最大加速度大小为，减速时最大加速度大小为。此路段允许行驶的最大速度为，下列说法中正确的有

A．如果立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前汽车可能通过停车线

B．如果立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前通过停车线汽车一定超速

C．如果立即做匀减速运动，在绿灯熄灭前汽车一定不能通过停车线

D．如果距停车线处减速，汽车能停在停车线处参考答案：AC解析：熟练应用匀变速直线运动的公式，是处理问题的关键，对汽车运动的问题一定要注意所求解的问题是否与实际情况相符。如果立即做匀加速直线运动，t1=2s内的位移=20m>18m，此时汽车的速度为12m/s<12.5m/s，汽车没有超速，A项正确；如果立即做匀减速运动，速度减为零需要时间s，此过程通过的位移为6.4m，C项正确、D项错误。4.三个质量均为1kg的相同木块a、b、c和两个劲度均为500N/m的相同轻弹簧p、q用轻绳连接如图，其中a放在光滑水平桌面上。开始时p弹簧处于原长，木块都处于静止。现用水平力缓慢地向左拉p弹簧的左端，直到c木块刚好离开水平地面为止。该过程p弹簧的左端向左移动的距离是:（

）

A．4cm

B．6cm

C．8cm

D．10cm

参考答案：C5.（多选）2013年我国将实施16次宇航发射，计划将“神舟十号”、“嫦娥三号”等20颗航天器送入太空，若已知地球和月球的半径之比为a，“神舟十号”绕地球表面附近运行的周期与“嫦娥三号”绕月球表面附近运行的周期之比为b，则（）A．“神舟十号”绕地球表面运行角速度与“嫦娥三号”绕月球表面运行角速度之比为1：bB．地球和月球的质量之比为b2：a3C．地球表面的重力加速度与月球表面的重力加速度之比为a：b2D．地球和月球的第一宇宙速度之比为a：b参考答案：考点：万有引力定律及其应用．专题：万有引力定律的应用专题．分析：根据万有引力提供向心力求出中心天体质量与轨道半径和周期的关系，从而得出地球和月球的质量之比．根据万有引力等于重力，结合天体的半径求出表面重力加速度之比．根据万有引力提供向心力求出第一宇宙速度之比．解答：解：A、根据ω=知，“神舟十号”绕地球表面附近运行的周期与“嫦娥三号”绕月球表面附近运行的周期之比为b，则角速度之比为．故A正确．B、根据得，中心天体的质量M=，因为地球和月球的半径之比为a，“神舟十号”绕地球表面附近运行的周期与“嫦娥三号”绕月球表面附近运行的周期之比为b，则地球和月球的质量之比为．故B错误．C、根据得，表面的重力加速度g=，因为质量之比为，半径之比为a，则重力加速度之比为．故C正确．D、根据得，第一宇宙速度v=，因为质量之比为，半径之比为a，则第一宇宙速度之比为．故D正确．故选：ACD．点评：解决本题的关键掌握万有引力两个重要理论的运用：1、万有引力提供向心力，2、万有引力等于重力．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.约里奥·居里夫妇因发现人工放射性而获得了1935年的诺贝尔化学奖，他们发现的放射性元素衰变成的同时放出另一种粒子，这种粒子是．是的同位素，被广泛应用于生物示踪技术．1mg随时间衰变的关系如图所示，请估算4mg的经天的衰变后还剩0.25mg。参考答案：正电子

56天核反应方程式为：，由质量数守恒知X的质量数为0，由电荷数守恒知X的质子数为1，所以X为正电子；由图象知半衰期大约为14天，由公式，得。7.如图所示，内径均匀的U形管竖直放置，内部装有水银，温度为27°C时在封闭端内的空气柱长为12cm，开口端水银面比封闭端水银面高2cm，已知大气压强为p0＝75cmHg，则当温度变为___________°C时，两侧水银面高度相等，若不改变温度而在开口管内加入25cm长的水银柱，则管内空气柱长度为___________cm。参考答案：-5.14；9.52

8.如图所示，是自行车传动结构的示意图，其中Ⅰ是半径为r1的大齿轮，Ⅱ是半径为r2的小齿轮，Ⅲ是半径为r3的后轮，假设脚踏板的转速为n，则大齿轮边缘的线速度为

，自行车前进的速度为

。参考答案：

，

9.如图所示，一定质量的某种理想气体由状态A变为状态B，A、B两状态的相关参量数据已标于压强—体积图象上。该气体由AB过程中对外做功400J，则此过程中气体内能增加了

J，从外界吸收了

J热量参考答案：0（2分）

400（2分）观察A、B两点PV的乘积不变，温度没有变，对于理想气体内能只与温度有关，所以内能没有变，改变内能的两种形式有做功和热传递，从外界吸热等于对外做功400J

10.一定质量的理想气体经历了如图所示A到B状态变化的过程,已知气体状态A参量为pA、VA、tA,状态B参量为pB、VB、tB,则有pA____(填“>”“=”或“<”)pB.若A到B过程气体内能变化为ΔE,则气体吸收的热量Q=____.参考答案：

(1).=

(2).pA(VB-VA)+ΔE解：热力学温度：T=273+t，由图示图象可知，V与T成正比，因此，从A到B过程是等压变化，有：pA=pB，在此过程中，气体体积变大，气体对外做功，W=Fl=pSl=p△V=pA（VB-VA），由热力学第一定律可知：Q=△U+W=△E+pA（VB-VA）；【点睛】本题考查了判断气体压强间的关系、求气体吸收的热量，由图象判断出气体状态变化的性质是正确解题的关键，应用热力学第一定律即可正确解题．11.如图所示为ABC是三角形玻璃砖的横截面，∠ABC=90°，∠BAC=30°，一束平行于AB的光束从AC边射入玻璃砖，EF是玻璃砖中的部分光路，且EF与AC平行，则玻璃砖的折射率为

，光束

（填“能”或“不能”）从E点射出玻璃砖。参考答案：由题意做出光路图可知折射率，临界角满足，可知临界角C大于30°小于45°，由于光线在E点的入射角等于30°，小于临界角，故能从E点射出玻璃砖。

12.利用氦—3（He）和氘进行的聚变安全无污染，容易控制．月球上有大量的氦—3，每个航天大国都将获得的氦—3作为开发月球的重要目标之一．“嫦娥一号”探月卫星执行的一项重要任务就是评估月球中氦—3的分布和储量．已知两个氘核（H）聚变生成一个氦—3，则该核反应方程为_________________________；已知H的质量为m1，He的质量为m2，反应中新产生的粒子的质量为m3，光速为c,则上述核反应中释放的核能为____________参考答案：H＋H→He十n

，

13.某同学设计了如图1所示的实验电路测量电压表的内阻和电阻丝的电阻，实验室提供的器材有：两节干电池、电阻箱R0、粗细均匀的电阻丝、与电阻丝接触良好的滑动触头P、开关、灵敏电流计（灵敏电流计的零刻度在表盘正中央）、待测电压表、导线。他进行了下列实验操作：（1）按原理图1将如图2所示的实物图连接成完整电路，请你帮他完成实物连线_______；（2）先将电阻箱的阻值调至最大，将滑动触头P移至电阻丝的正中间位置；（3）闭合开关K，将电阻箱的阻值逐渐减小，当电阻箱的阻值为R0时，灵敏电流计示数为0，可知电压表内阻RV＝_________；（4）将电阻箱的阻值调至0，将cd导线断开，然后将滑动触头P移至最左端。此时电压表的示数为U，灵敏电流计的示数为I，则电阻丝的电阻为_____________，测得的电阻值______________（填“偏大”“偏小”或“准确”）。参考答案：

(1).电路连线如图:

(2).R0

(3).

(4).偏大【详解】（1）电路连线如图：（3）灵敏电流计的示数为0时，说明电压表和电阻箱分压之比与电阻丝右边和左边电阻分压相等，故；（4）将电阻箱的阻值调至0，将cd导线断开，将滑动触头P移至最左端后，电阻丝的全部电阻与灵敏电流计串联，电压表测量的是灵敏电流计和电阻丝的总电压，电阻丝电阻的测量值，因为采用了内接法，，故电阻的测量值偏大。三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（09年大连24中质检）（选修3—4）（5分）半径为R的半圆柱形玻璃，横截面如图所O为圆心，已知玻璃的折射率为，当光由玻璃射向空气时，发生全反射的临界角为45°．一束与MN平面成45°的平行光束射到玻璃的半圆柱面上，经玻璃折射后，有部分光能从MN平面上射出．求①说明光能从MN平面上射出的理由?

②能从MN射出的光束的宽度d为多少?参考答案：解析：①如下图所示，进入玻璃中的光线a垂直半球面，沿半径方向直达球心位置O，且入射角等于临界角，恰好在O点发生全反射。光线a右侧的光线（如：光线b）经球面折射后，射在MN上的入射角一定大于临界角，在MN上发生全反射，不能射出。光线a左侧的光线经半球面折射后，射到MN面上的入射角均小于临界角，能从MN面上射出。（1分）最左边射向半球的光线c与球面相切，入射角i=90°折射角r=45°。故光线c将垂直MN射出（1分）

②由折射定律知（1分）

则r=45°

（1分）

所以在MN面上射出的光束宽度应是

（1分）15.如图，光滑绝缘底座上固定两竖直放置、带等量异种电荷的金属板a、b，间距略大于L，板间电场强度大小为E，方向由a指向b，整个装置质量为m。现在绝绿底座上施加大小等于qE的水平外力，运动一段距离L后，在靠近b板处放置一个无初速度的带正电滑块，电荷量为q，质量为m，不计一切摩擦及滑块的大小，则(1)试通过计算分析滑块能否与a板相撞(2)若滑块与a板相碰，相碰前，外力F做了多少功;若滑块与a板不相碰，滑块刚准备返回时，外力F做了多少功?参考答案：（1）恰好不发生碰撞（2）【详解】(1)刚释放小滑块时，设底座及其装置的速度为v由动能定理：放上小滑块后，底座及装置做匀速直线运动，小滑块向右做匀加速直线运动当两者速度相等时，小滑块位移绝缘底座的位移故小滑块刚好相对绝缘底座向后运动的位移，刚好不相碰(2)整个过程绝缘底座位移为3L则答：(1)通过计算分析可各滑块刚好与a板不相撞；(2)滑块与a板不相碰，滑块刚准备返回时，外力F做功为3qEL。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.卡文迪许在实验室中测得引力常量为G=6.7×10-11N?m2/kg2。他把这个实验说成是“称量地球的质量”。已知地球半径为6400km，地球表面的重力加速度g=10m/s2。⑴根据题干中给出的以上数据估算地球的质量M（此问的计算结果保留2位有效数字）；⑵根据万有引力定律和题干中给出数据，推算地球的第一宇宙速度v1；⑶已知太阳系的某颗小行星半径为32km，将该小行星和地球都看做质量均匀分布的球体，且两星球的密度相同，试计算该小行星的第一宇宙速度v2。参考答案：17.（10分）如图所示，某滑板运动员从A点冲上半径的光滑圆弧面，至圆弧顶点B后腾空而起，已知在空中完成旋转等一系列动作用时，安全落至B处。回到A处后进入水平粗糙平面，滑到D点停下来。已知，，求：

（1）滑板运动员冲到A点时的速度

（2）粗糙平面的阻力是重力的多少倍？参考答案：（1）设滑板及运动员总质量为，BC高度为，运动员冲到A点时的速度为，从A到C过程中根据机械能守恒定律有：……２分由B上升到最高点C的过程历时：……１分所以有：……１分代入数据解以上各式得：……１分（2）设粗糙平面的阻力是重力的倍对全过程用动能定理有：……2分所以：……2分18.高速列车的运营缩短了城际间的往来时间，给人们的出行带来了极大的便捷。质量为5.0×105kg的高速列车从车站出发，由静止开始做匀加速直线运动，匀加速阶段的第3min内通过的位移为1800m。该列车受到阻力为5.0×104N，求（1）列车出站的加速度大小；（2）第3min末列车的牵引力功率。参考答案：（1）0.2m/s2

（2）5.4×106W【详解】（1）设列车出站的加速度大小为a，t1=2min=120s内列车通过的位移

①

t2=3min=180s内列车通过的位移