湖南省张家界市汨湖中学高三物理上学期期末试卷含解析

湖南省张家界市汨湖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.（单选）一个国际研究小组借助于智利的超大望远镜，观测到了一组双星系统，它们绕两者连线上的某点O做匀速圆周运动，如图所示。此双星系统中体积较小成员能“吸食”另一颗体积较大星体表面物质，达到质量转移的目的。假设在演变的过程中两者球心之间的距离保持不变，则在最初演变的过程中

A．体积较大星体圆周运动轨迹半径变大，线速度也变大

B．它们做圆周运动的角速度不断变大C．体积较大星体圆周运动轨迹半径变大，线速度变小

D．它们做圆周运动的万有引力保持不变

参考答案：【知识点】万有引力定律及其应用．D5【答案解析】

A解析：B、设体积较小的星体质量为m1，轨道半径为r1，体积大的星体质量为m2，轨道半径为r2．双星间的距离为L．转移的质量为△m．对m1：①对m2：②

由①②得：ω=，总质量m1+m2不变，两者距离L不变，则角速度ω不变．故B错误．AC、由②得：ω2r2=G，ω、L、m1均不变，△m增大，则r2增大，即体积较大星体圆周运动轨迹半径变大．由v=ωr2得线速度v也增大．故A正确、C错误．D、它们之间的万有引力为F=，根据数学知识得知，随着△m的增大，F先增大后减小．故D错误．故选：A．【思路点拨】双星绕两者连线的一点做匀速圆周运动，由相互之间万有引力提供向心力，根据万有引力定律、牛顿第二定律和向心力进行分析．本题是双星问题，要抓住双星系统的条件：角速度与周期相同，运用牛顿第二定律采用隔离法进行研究．2.(单选)如图所示为查德威克利用钋衰变放出的射线轰击铍(Be)发现中子的实验。下列说法中正确的是________________。(填选项前的字母)A．放射性元素钋发生衰变放出粒子1是氦原子B．该实验的核反应方程为C．图中穿透力很强的射线是中子流D．图中射线从石蜡中打出的粒子2是中子参考答案：C3.物体在力F作用下运动，F的方向与物体运动方向一致，其F-t图象如图所示，则物体

A．在t1时刻加速度最大

B.在0-t1时间内做匀加速运动

C.从t1时刻后便开始返回运动

D.在0-t2时间内，速度一直在增大参考答案：AD4.（单选）如图所示，甲图为船在静水中的v﹣﹣t图象，乙图为河水的流速与到一河岸距离的关系图象，则（）A．船渡河的最短距离等于河宽300mB．船渡河的最短时间等于100sC．若船头始终与河岸垂直，则船在河水中航行的轨迹是一条直线D．若船头始终与河岸垂直，则船在河水中作匀变速曲线运动参考答案：考点：运动的合成和分解．专题：运动的合成和分解专题．分析：合运动与分运动的相互关系：①独立性：②等时性：③等效性：④相关性本题船实际参与了两个分运动，沿水流方向的分运动和沿船头指向的分运动，当船头与河岸垂直时，渡河时间最短，船的实际速度为两个分运动的合速度，根据分速度的变化情况确定合速度的变化情况．解答：解：A、船在沿河岸方向上做变速运动，在垂直于河岸方向上做匀速直线运动，两运动的合运动是曲线，故A错误．B、当船头与河岸垂直时，渡河时间最短，由甲图可知河宽为300m，t=，故B正确；C、若船头始终与河岸垂直，船先向下游偏，再向上游偏，则船在河水中航行的轨迹是曲线，故C错误；D、若船头始终与河岸垂直，则船在河水中作曲线运动，加速度大小相等，但加速度方向，在前150m与后150m方向相反，故D错误；故选：B点评：本题关键找到船参加的两个分运动，然后运用合运动与分运动的等时和等效规律进行研究，同时要注意合运动与分运动互不干扰．5.（多选）三角形传送带以1m/s的速度逆时针匀速转动，两边的传送带长都是2m且与水平方向的夹角均为37°．现有两个小物块A、B从传送带顶端都以lm/s的初速度沿传送带下滑，物块与传送带间的动摩擦因数都是0.5，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．下列判断正确的（）A．物块A先到达传送带底端B．物块A、B同时到达传送带底端C．传送带对物块A、B摩擦力都沿传送带向上D．物块A下滑过程相对传送带的位移小于B下滑过程的相对位移参考答案：考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．专题：牛顿运动定律综合专题．分析：分析A重力沿斜面向下的分力与摩擦力的关系，判断A物体的运动规律，B所受的摩擦力沿斜面向上，向下做匀变速直线运动，结合运动学公式分析求解．解答：解：A、对A，因为mgsin37°＞μmgcos37°，则A物体所受摩擦力沿斜面向上，向下做匀加速直线运动，B所受摩擦力沿斜面向上，向下做匀加速直线运动，两物体匀加速直线运动的加速度相等，位移相等，则运动的时间相等．故A错误，B正确．C、传送带对A、B的摩擦力方向与速度方向相反都沿传送带向上，故C正确．D、对A，划痕的长度等于A的位移减为传送带的位移，以A为研究对象，由牛顿第二定律得：a=2m/s2由运动学公式得运动时间分别为：t=1s．所以皮带运动的位移为x=vt=1m．所以A对皮带的划痕为：△x1=1m﹣2m=1m对B，划痕的长度等于B的位移加上传送带的位移，同理得出B对皮带的划痕为△x2=1m．所以划痕之比为1：1，故D错误．故选：BC．点评：解决本题的关键能正确对其受力分析，判断A、B在传送带上的运动规律，结合运动学公式分析求解；特别分析划痕时，找出物理量间的关系是解据划痕的关键．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.

（5分）裂变反应是目前核能利用中常用的反应，以原子核为燃料的反应堆中，当俘获一个慢中子后发生的裂变反应可以有多种方式，其中一种可表示为：反应方程下方的数字中子及有关原子的静止质量（以原子质量单位u为单位）。已知1u的质量对应的能量为9.3×102MeV，此裂变反应释放出的能量是________MeV。参考答案：答案：1.8×1027.一条悬链长7.2m，从悬点处断开，使其自由下落，不计空气阻力．则整条悬链通过悬点正下方12.8m处的一点所需的时间是0.54s（g取10m/s2）参考答案：解：设链条的长度为L，悬链的下端到P点的距离是h，经t1链条的下端经过P点，则；；经t2链条的上端经过P点，此时悬链的总位移是h+L，则：h+L=gt22，；整条悬链通过悬点正下方12.8m处的P点所需的时间：△t=t2﹣t1=1.6s﹣1.06s=0.54s；故答案为：0.54s8.如图13所示的是“研究小球的平抛运动”时拍摄的闪光照片的一部分，其背景是边长为5cm的小方格，取g＝10m/s2。由此可知：闪光频率为________Hz；小球抛出时的初速度大小为________m/s；从抛出点到C点，小球经过B点时的速度大小是________m/s.参考答案：10；

1.5；

2.59..如图所示，有一个匀强电场，方向平行于纸面。电场中有A、B、C、D四点，已知AD=DB=BC=d，且ABBC。有一个电量为q的正电荷从A点移动到B点电场力做功为2W，从B点移动到C点克服电场力做功为W。则电场中D点的电势

（填“大于”“小于”或“等于”）C点的电势；该电场的电场强度为

。参考答案：等于；10.空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对气缸中的气体做功为2.0×105J，同时气体的内能增加了1.5×l05J．试问：此压缩过程中，气体

(填“吸收”或“放出”)的热量等于

J．参考答案：放出；

5×104；11.A、B两物体在光滑水平地面上沿一直线相向而行，A质量为5kg，速度大小为10m/s，B质量为2kg，速度大小为5m/s，它们的总动量大小为_________kgm/s；两者相碰后，A沿原方向运动，速度大小为4m/s，则B的速度大小为_________m/s。

参考答案：．40；1012.如图所示，处于水平位置的、质量分布均匀的直杆一端固定在光滑转轴O处，在另一端A下摆时经过的轨迹上安装了光电门，用来测量A端的瞬时速度vA，光电门和转轴O的竖直距离设为h。将直杆由图示位置静止释放，可获得一组（vA2，h）数据，改变光电门在轨迹上的位置，重复实验，得到在vA2~h图中的图线①。设直杆的质量为M，则直杆绕O点转动的动能Ek=_____________（用M和vA来表示）。现将一质量m=1kg的小球固定在杆的中点，进行同样的实验操作，得到vA2~h图中的图线②，则直杆的质量M=____________kg。（g=10m/s2）参考答案：，0.2513.如图所示，两端开口、粗细均匀的足够长玻璃管插在大水银槽中，管的顶部有一定长度的水银．两段空气柱被封闭在左右两侧的竖直管中．开启顶部连通左右水银的阀门，右侧空气柱长为L0，右侧空气柱底部水银面比槽中水银面高出h，右侧空气柱顶部水银面比左侧空气柱顶部水银面低h．（i）试根据上述条件推测左侧空气柱的长度为

，左侧空气柱底部水银面与槽中水银面的高度差为

：（ii）若初始状态温度为T0，大气压强为P0，关闭阀门A，则当温度升至

时，右侧气柱底部水银面与水银槽中的水银面相平？（不考虑水银柱下降对大水银槽中液面高度的影响，大气压强保持不变）．参考答案：（1）L0，2h；（2）【考点】理想气体的状态方程．【分析】（1）分别以两部分气体为研究对象，求出两部分气体压强，然后由几何关系求出右管内气柱的长度．（2）以左管内气体为研究对象，列出初末的状态，由理想气体状态方程可以求出空气柱的长度．【解答】解：（1）根据连通器的原理以及液体产生的压强可知，右侧的气体的压强：P1=P0﹣h则左侧气体的压强：P2=P1﹣h=P0﹣2h所以左侧空气柱底部水银面与槽中水银面的高度差为是2h．左侧空气柱的长度：L2=L0+h+h﹣2h=L0（2）关闭阀门A，温度升高的过程中，右侧的空气柱的压强增大，体积增大，由图可知，右侧气柱底部水银面与水银槽中的水银面相平时的空气柱的长度：L1=L0+h压强：P1′=P0设空气柱的横截面积是S，由理想气体的状态方程得：得：T1=故答案为：（1）L0，2h；（2）三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图为一块直角三棱镜，顶角A为30°．一束激光沿平行于BC边的方向射向直角边AB，并从AC边射出，出射光线与AC边夹角也为30°．则该激光在棱镜中的传播速度为多少？(结果保留两位有效数字)参考答案：1.7×108m/s解：光路图如图：

由几何关系得：α=∠A=30°，β=90°-30°=60°

折射率

激光在棱镜中传播速【点睛】几何光学要正确作出光路图，由几何知识找出入射角和折射角是关键．知道光速和折射率的关系.15.（2013?黄冈模拟）某种材料的三棱镜截面ABC如图所示，底边BC水平且镀银，其中∠A=90°，∠B=60°，一束竖直向下的光束从AB边上的M点入射，经过BC面反射后，从AC边上的N点平行于BC边射出，且MN连线平行于BC．求：（Ⅰ）光线在M点的折射角；（Ⅱ）三棱镜的折射率．（可用根式表示）参考答案：（Ⅰ）光线在M点的折射角是15°；（Ⅱ）三棱镜的折射率是．考点： 光的折射定律．专题： 光的折射专题．分析： （Ⅰ）由几何知识求出光线在M点的入射角和折射角．（Ⅱ）运用折射定律求解三棱镜的折射率．解答： 解：（Ⅰ）如图，∠A=90°，∠B=60°，∠C=30°．由题意可得∠1=∠2=60°，∠NMQ=30°，∠MNQ=60°．根据折射定律，可得：∠PMQ=∠PNQ．根据反射定律，可得：∠PMN=∠PNM．即为：∠NMQ+∠PMQ=∠MNQ﹣∠PNQ．故折射角∠PMQ=15°（Ⅱ）折射率n==答：（Ⅰ）光线在M点的折射角是15°；（Ⅱ）三棱镜的折射率是．点评： 本题是几何光学问题，作出光路图，运用几何知识求出入射角和折射角是解题的关键之处，即能很容易解决此类问题．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图甲所示,两平行金厲板A,B的板长L =0.2m，板间距d=0.2m。两金属板间加如图乙所示的交变电压，并在两板间形成交变的匀强电场，忽略其边缘效应。在金属板上侧有方向垂直于纸面向里的匀强磁场，其上下宽度D=0.4m，左右范围足够大，边界MN和PQ均与金属板垂直，匀强磁场的磁感应强度B=1x1O-2T。在极板下侧中点O处有一粒子源,从t=0时起不断地沿着00'发射比荷=1x108C/kg、初速度v0=2x105m/s的带正电粒子。忽略粒子重力、粒子间相互作用以及粒子在极板间飞行时极板间的电压变化。sin30=0.5,sin37=0.6，sin45=。(1)求粒子进入磁场时的最大速率(2) 对于在磁场中飞行时间最长的粒子，求出其在磁场中飞行的时间以及由0点出发的可能时刻。(3) 对于所有能从MN边界飞出磁场的粒子，试求这些粒子在MN边界上出射区域的宽度。参考答案：17.如图所示为一种测量粉末状物质实际体积的装置，其中A容器的容积为VA=300cm3，k是连通大气的阀门，C为一水银槽，通过橡皮管与容器B相通，连通A、B的管道很细，其容积可忽略。下面是测量某种粉末体积的操作过程：①打开K，移动C，使B中水银面降低到与标记M相平；②关闭K，缓慢提升C，使B中水银面升到与标记N相平，量出C的水银面比标记N高h1=25cm；③打开K，装入待测粉末，移动C，使B内水银面降到M标记处；④关闭K，提升C，使B内水银面升到与N标记相平，量出C中水银面比标记N高h2=75cm；⑤从气压计上读得当时大气压为p0=75cmHg.试根据以上数据求：（i）标记M、N之间B容器体积；（ii）A中待测粉末的实际体积（设整个过程中温度不变）。参考答案：（i）VB=100cm3（ii）V=200cm3【详解】（i）设标记M、N之间B容器体积为VB,以容器A、B中气体为研究对象。初态时，P1=P0

,V1=VA+VB关闭K，缓慢提升C后，P2=（75+h1）cmHg,V2=VA整个过程温度保持不变，根据玻意耳定律得P1V1=P2V2解得VB=100cm3（ii）设A容器中待测粉末的实际体积为V，初态时，P3=P0，V3=VA+VB-V

关闭K，缓慢提升C后，P4=（75+h2）cmHg，V4=VA-V根据玻意耳定律得P3V3=P4V4,解得V=200cm318.如图所示，是磁流体动力发电机的工