湖南省娄底市石陶中学2021-2022学年高三物理上学期期末试题含解析

湖南省娄底市石陶中学2021-2022学年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.如图所示，飞船从轨道1变轨至轨道2。若飞船在两轨道上都做匀速圆周运动，不考虑质量变化，相对于在轨道1上，飞船在轨道2上的()A．动能大B．向心加速度大C．运行周期长

D．角速度小参考答案：CD2.如图，质量分别为m和2m的两个小球A和B，中间用长为2L的轻杆相连，在杆的中点O处有一固定转动轴，把杆置于水平位置后由静止释放，在B球顺时针摆动到最低位置的过程中（）A．A、B两球角速度大小始终相等B．重力对B球做功的瞬时功率一直增大C．B球摆动到最低位置时的速度大小为D．杆对B球做正功，B球机械能不守恒参考答案：

考点：机械能守恒定律；线速度、角速度和周期、转速；功率、平均功率和瞬时功率．专题：机械能守恒定律应用专题．分析：在B球顺时针摆动到最低位置的过程中，对于B球、A球和地球组成的系统机械能守恒，由于轻杆对两球做功，两球各自的机械能均不守恒．解答：解：A、A、B两球共轴转动，角速度大小始终相等，故A正确；B、初位置，B球速度为零，重力的功率为零，最低点，重力方向与速度方向垂直，重力的功率为零，所以重力对B球做功的瞬时功率先增大后减小，故B错误；C、对于A球和B球组成的系统，只有重力做功，系统机械能守恒，则有：，vA=vB解得：，故C正确．D、杆对B球做负功，B球机械能不守恒，故D错误．故选：AC点评：本题是轻杆连接的问题，要抓住单个物体机械能不守恒，而系统的机械能守恒是关键．3.铀裂变的产物之一氪90(Kr)是不稳定的，它经过一系列衰变最终成为稳定的锆90(Zr)，这些衰变是()A．1次α衰变，6次β衰变

B．4次β衰变C．2次α衰变

D．2次α衰变，2次β衰变参考答案：B4.（多选）质量为m的物体在竖直向上的恒力F作用下减速上升了H，在这个过程中，下列说法中正确的有（

）A．物体的重力势能增加了mgH

B．物体的动能减少了FHC．物体的机械能增加了FH

D．物体重力势能的增加小于动能的减少参考答案：AC5.已知万有引力常量G，要计算地球的质量还需要知道某些数据，现在给出下列各组数据,可以计算出地球质量的是(

)A.地球公转的周期及半径B.月球绕地球运行的周期和运行的半径C.人造卫星绕地球运行的周期和速率D.地球半径和同步卫星离地面的高度参考答案：BC二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.有两列简谐横波a、b在同一媒质中沿x轴正方向传播，波速均为v＝2m/s。在t＝0时，两列波的波峰正好在x＝2.5m处重合，如图所示。

①两列波的周期分别为Ta

和Tb

。②当t1＝0.5s时，横波b的传播使质点P发生的位移为_____________m。参考答案：①1.25s；2s；②-2cm------------每空1分，共3分7.如图所示，水平轻杆CB长1m，轻杆与墙通过转轴O连接．现在离B点20cm处D点挂一重50N的物体，则绳AB中的拉力为[番茄花园22]

_______N；O对C的作用力的方向沿________________（填“水平”、“斜向上”、“斜向下”）

参考答案：8.有A、B两球在光滑水平面上沿着一条直线运动，它们发生碰撞后粘在一起，已知碰前两球的动量分别为PA=20kg·m/s和PB=15kg·m/s，碰撞后B球的动量改变了ΔPB=－10kg·m/s，则碰撞后A球的动量为PA′=__________kg·m/s，碰撞前两球的速度大小之比vA∶vB=__________。参考答案：30，9.在实验室内较精准地测量到的双衰变事例是在1987年公布的，在进行了7960小时的实验后，以68%的置信度认出发生的36个双衰变事例，已知静止的发生双衰变时，将释放出两个电子和两个中微子（中微子的质量数和电荷数都为零），同时转变成一个新核X，则X核的中子数为

；若衰变过程释放的核能是E，真空中的光速为c，则衰变过程的质量亏损是

．参考答案：10.一只表头的满偏电流Ig=1mA，内阻rg=30Ω，现将表头改装成电流、电压两用表，如图所示，R1=0.05Ω，R2=2.97kΩ。（1）闭合电键S，接入Oa两端时是_______表，量程为_______；（2）断开电键S，接入Ob两端时是_______表，量程为_______。参考答案：11.下表是按照密立根的方法进行实验时得到的某金属的UC和v的的几组数据。(UC是遏制电压)UC/V0.5410.6370.7140.8090.878v/l014Hz5.6445.8886.0986.3036.501请根据上表的数据在答题纸对应的坐标中作出UC-v图象；从图象中可知这种金属的截止频率为

；已知e=1.6010-19C，用给出的数据结合图象算出普朗克常量为

。参考答案：12.某学生兴趣小组通过实验，探究相同厚度的普通均匀条形玻璃片的振动频率f与其长度l的关系，得到了如下表所示的实验数据，由表中数据可知，振动频率f随玻璃片长度l的变化而__________（选填“均匀”或“不均匀”）变化；振动频率f与玻璃片的长度l的关系为_____________（比例系数用表示）。比例系数k的大小为_____________（若k有单位，请按国际单位制带上其单位），k可能与__________________有关（至少写出一项）。

音符C调频率f（Hz）玻璃片长度l（mm）低音区539229064402747494258中音区1523251258723736592244698217578420568801947988183高音区

104617811741681318158参考答案：不均匀；。33Hz·m2，玻璃的密度，硬度等（答出一个就给分）。13.如图所示，在电场强度E＝2000V/m的匀强电场中，有三点A、M和B，AM＝4cm，MB＝3cm，AB＝5cm，且AM边平行于电场线，A、B两点间的电势差为________V。把一电荷量q＝2×10-9C的正电荷从B点经M点移到A点，电场力做功为________J参考答案：三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（11分）简述光的全反射现象及临界角的定义，并导出折射率为的玻璃对真空的临界角公式。参考答案：解析：光线从光密介质射向光疏介质时，折射角大于入射角，若入射角增大到某一角度C，使折射角达到，折射光就消失。入射角大于C时只有反射光，这种现象称为全反射，相应的入射角C叫做临界角。

光线由折射率为的玻璃到真空，折射定律为：

①

其中分别为入射角和折射角。当入射角等于临界角C时，折射角等于，代入①式得

②15.（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）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.一圆柱形小永久磁铁中点为O，OX为磁铁的轴线(如图甲)、坐标为x处半径为a的环形线圈的磁通量可以表示为Φ=π(1-βx)a2B0，其中B0为已知常数，β为待定常数(线圈平面垂直于X轴、圆心在轴线上)。(1)若磁铁静止，线圈从O点开始沿OX轴以速度v0匀速运动，请写出线圈磁通量与时间t的函数关系式(β视为已知)。(2)接(1)，若测得此时线圈内的电动势大小恒为E0，求β的表达式。

(3)上述原理可以用于测量磁体运动的速度。将上述线圈用N匝线圈代替并固定不动，半径仍为a，阻值为r。将阻值为R的电阻串联在线圈上，如图乙。当小磁铁沿线圈轴线穿过线圈时，测得电阻R的电压为U。设小磁铁作匀速运动，求此速度的大小(结果不能含待定常数β)。参考答案：(1)由力的平衡可得 (2分) 代入数据可解得 (2分)(2)当A球到达NQ位置时，设系统的速度为v1，由动能定理得 整理可得 m/s>0,物体继续向上运动 之后A离开电场，设能继续沿斜面上升d，有 (2分) 解得m。 (1分)(3) (2分)联立并代入数据解得 当，即时，17.（06年全国卷Ⅱ）（16分）如图所示，一固定在竖直平面内的光滑的半圆形轨道ABC，其半径R＝5.0m，轨道在C处与水平地面相切。在C处放一小物块，给它一水平向左的初速度v0＝5m/s，结果它沿CBA运动，通过A点，最后落在水平面上的D点，求C、D间的距离s。取重力加速度g＝10m/s2。参考答案：解析：设小物块的质量为m，过A处时的速度为v，由A到D经历的时间为t，有

①

2R＝gt2

②