福建省三明市大洛中学高三物理下学期期末试卷含解析

福建省三明市大洛中学高三物理下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1.两个可视为质点的小球a和b，用质量可忽略的刚性细杆相连，放置在一个光滑的半球面内，如图所示。已知小球a和b的质量之比为，细杆长度是球面半径的倍。两球处于平衡状态时，细杆与水平面的夹角是（

)A．45°

B．30°

C．22．5°

D．15°参考答案：D2.（单选）已知地球半径为R，一质量为m的人造地球卫星在地面上的重力为G，它在离地面高度为地球半径2倍的圆形轨道上运动时

A．线速度为

B.周期为C.动能为

D.角速度为参考答案：C解析：质量为m的人造地球卫星在地面上的重力为P，设地球的质量为M，半径为R．所以地面上的重力加速度为：g=，根据万有引力等于重力，有：=mg，即：G′M=gR2=R2…①A、由万有引力提供卫星做圆周运动的向心力得：v=，故A错误；B、根据万有引力提供向心力，得：T=2π，故B错误；C、动能Ek=mv2=GR，故C正确；D、由万有引力提供卫星做圆周运动的向心力得：ω=，故D错误；故选：C．3.如图所示，M、O、N、P四个点在同一条直线上，且MO=ON=NP。现在O点固定一点电荷Q，则

A．M、N两点的电场强度相同B．M、N两点的电势相等C．把一试探电荷q从M点移到P点比从N点移到P点电场力做功多D．把一试探电荷q从M点移到P点与从N点移到P点电场力做功相等参考答案：答案：BD4.（单选）关于物理学研究的方法,以下说法错误的是（

）A、在用实验探究加速度、力和质量三者之间的关系时，应用了控制变量法B、在利用速度-时间图象推导匀变速直线运动的位移公式时，使用了微元法C、探究力的合成分解实验时使用了等效替代法D、用质点代替物体,应用了等效替代法参考答案：D5.如图所示，在竖直平面内有水平向右、场强为1×104N/C的匀强电场。在匀强电场中有一根长2m的绝缘细线，一端固定在O点，另一端系一质量为0.08kg的带电小球，它静止时悬线与竖直方向成37°角。若小球获得一定初速度后恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，取小球在静止时的位置为电势能零点和重力势能零点，cos37°＝0.8，g＝10m/s2．下列说法正确的是（）A.小球的电荷量q＝6×10﹣5CB.小球在c点的动能最小，且为1JC.小球在b点时的机械能最小D.小球在运动过程中电势能和机械能之和保持不变，且为5J参考答案：AD【详解】小球静止时悬线与竖直方向成37°角，受重力、拉力和电场力，三力平衡，根据平衡得：mgtan37°＝qE，解得：，故A正确；小球恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，在等效最高点b速度最小，根据牛顿第二定律得：；最小动能为：，故B错误；根据能量守恒定律，电势能与机械能之和不变，所以机械能最小的位置是电势能最大的位置，根据电场力做功最多的过程，即与O点等高的最左的位置a点，故C错误；选最低点为零势能点，求A点的电势能和重力势能加上动能就是能量之和为：E＝Ek+Ep+Ep′＝1J+mg×2Lcos37°+Eq×2Lsin37°＝5J，故D正确。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一节电动势约为9V、内阻约为2Ω的电池，允许通过的最大电流是500mA．为了测定该电池的电动势和内阻，选用了总阻值为50Ω的滑动变阻器以及电流表和电压表等，连成了如图所示的电路．①为了防止误将滑动变阻器电阻调为零而损坏器材，需要在电路中接入一个保护电阻R，最适合的电阻是

A．10Ω，5W

B．10Ω，0.5W

C．20Ω，5W

D．20Ω，0.5W②由于电路中有一条导线发生了断路，闭合电键K后发现电压表、电流表均无示数，则出现断路的导线是

（填导线上的序号）．③实验中，要使电压表的示数变大，滑动变阻器的滑片应向

端移动．（填“E”或“F”）参考答案：①C；②6③F【考点】测定电源的电动势和内阻．【分析】①已知电源电动势和内电阻，已知电源的最大电流，则由闭合电路欧姆定律可求出电路中需接入的电小电阻；②电压表和电流表均没有读数，是断路，逐个分析各个部分即可；③要使电压表的示数变大，需要增加外电阻；【解答】解：①为保证电源安全，电路中电流不得超过500mA；由闭合电路欧姆定律可知：最大电阻为R=﹣r=﹣2=16Ω，故为了安全，保护电阻应为20Ω；1②电压表均没有读数，故导线1、6、7可能有一根断路；电流表没有读数，故导线2、3、4、5、6可能有一根断路；故是导线6断路；③使电压表的示数变大，需要增加外电阻，故滑动变阻器电阻值变大，滑片向F端移动；故答案为：①C；②6③F7.在研究平抛物体运动实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长L=1.25cm.若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度的计算式为V0＝______________(用L、g表示),其值是____________.(取g=9.8米/秒2)

参考答案：

0.70m/s设相邻两点间的时间间隔为T

竖直方向：2L-L=gT2，得到T=，水平方向：v0==代入数据解得v0=0.70m/s

.8.质量为100kg的小船静止在水面上，船的左、右两端分别有质量40kg和60kg的甲、乙两人，当甲、乙同时以3m/s的速率分别向左、向右跳入水中后，小船的速度大小为_______，方向

。参考答案：、向左

9.（4分）利用扫描隧道显微镜(STM)可以得到物质表面原子排列的图象，从而可以研究物质的构成规律，下面的照片是一些晶体材料表面的STM图象，通过观察、比较，可以看到这些材料都是由原子在空间排列而构成，具有一定的结构特征。则构成这些材料的原子在物质表面排列的共同特点是(1)_____________________________________________________________________；(2)_____________________________________________________________________。参考答案：答案：在确定方向上原子有规律地排列在不同方向上原子的排列规律一般不同原子排列具有一定对称性等10.如图所示，一个半径为R的透明球体放置在水平面上，一束光从A点沿水平方向射入球体后经B点射出，最后射到水平面上的C点。已知，该球体对光的折射率为，则它从球面射出时的出射角＝

；在透明体中的速度大小为

（结果保留两位有效数字）（已知光在的速度c＝3×108m／s）参考答案：11.(5分)如图所示，某人从高出水平地面h高的坡上水平击出一个质量为m的高尔夫球。由于恒定的水平风力的作用，高尔夫球竖直地落入距击球点水平距离为L的A穴。该球被击出时初速度的大小为

，水平风力对物体所做的功为

。参考答案：

答案：

mgL2/h12.如图所示，质量为50g的小球以12m/s的水平速度抛出，恰好与倾角为37o的斜面垂直碰撞，则此过程中重力的功为

J，重力的冲量为

N·s。参考答案：

6.4

0.8小球做平抛运动，只有重力做功，与斜面碰撞时的速度，故；与斜面碰撞时的竖直分速度，代入题给数据即可解答。13.如图所示，一放在光滑水平面上的弹簧秤，其外壳质量为，弹簧及挂钩质量不计，在弹簧秤的挂钩上施一水平向左的力F1=5N，在外壳吊环上施一水平向右的力F2=4N，则产生了沿F1方向上的加速度4m/s2，那么此弹簧秤的读数是______________N；外壳质量为__________kg。参考答案：答案：5；0.25三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（8分）在衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出。中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测。1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中的核反应，间接地证实了中微子的存在。（1）中微子与水中的发生核反应，产生中子（）和正电子（），即中微子+→+，可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是

。（填写选项前的字母）

A.0和0

B.0和1

C.1和0

D.1和1（2）上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子（），即+2

已知正电子和电子的质量都为9.1×10-31㎏，反应中产生的每个光子的能量约为

J.正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是

。参考答案：（1）A；(2)；遵循动量守恒解析：（1）发生核反应前后，粒子的质量数和核电荷数均不变，据此可知中微子的质量数和电荷数分都是0，A项正确。（2）产生的能量是由于质量亏损。两个电子转变为两个光子之后，质量变为零，由，故一个光子的能量为，带入数据得=J。正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体，故系统总动量为零，故如果只产生一个光子是不可能的，因为此过程遵循动量守恒。15.

(12分)(1)用简明的语言表述临界角的的定义：(2)玻璃和空所相接触。试画出入射角等于临界角时的光路图，并标明临界角。(3)当透明介质处在真空中时，根据临界角的定义导出透明介质的折射率n与临界角θc的关系式。

参考答案：解析：(1)光从光密介质射到光疏介质中，折射角为90°时的入射角叫做临界角(2)如图，θC为临界角。(3)用n表示透明介质的折射率，θC表示临界角，由折射定律

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.在图甲所示的密闭气缸内装有一定质量的理想气体，图乙是它从状态A变化到状态B的V﹣T图象．已知AB的反向延长线通过坐标原点O，气体在A点的压．强为P=1.0×105Pa，在从状态A变化到状态B的过程中，气体吸收的热量Q=6.0×102J，求：（i）气体在此状态B的体积VB；（ii）此过程中气体内能的增量△U．参考答案：解：（i）由题V﹣T图象通过坐标原点，则知从A到B理想气体发生等压变化．由盖﹣吕萨克定律得：=；解得：VB===8.0×10﹣3m3（ii）外界对气体做的功：W=P（VB﹣VA）=﹣1.0×105×（8.0×10﹣3﹣6.0×10﹣3）J=﹣2×102J根据热力学第一定律：△U=Q+W…④解得：△U=6.0×102J﹣2×102J=4.0×102J=400J．答：（i）气体在此状态B的体积VB为8.0×10﹣3m3（ii）此过程中气体内能的增量△U为400J．【考点】理想气体的状态方程．【分析】（1）由图象可知气体发生的是等压变化，由盖?吕萨克定律求出气体体积的变化；（2）根据功的公式可求得求出气体所做的功，最后由热力学第一定律求出气体内能的增量．17.(1)为应对月球表面夜晚的-150℃以下的低温,“嫦娥三号”采用了放射性同位素热源(RHU)。放射性同位素热源一般利用半衰期较长的同位素,比如钚238(半衰期约为90年),放射性同位素发射高能量的α射线,在热电元件中将热量转化成电流。一种得到钚238的核反应为UH→X+n;XPu+e,由反应式可知,新核X的中子数为,y=;10g钚238经过180年大约还剩下g。(2)如图所示,粗糙水平面与半径为R=9.8m的光滑1/4圆弧轨道平滑连接,质量为m的小滑块A在水平恒力F=1.5mg的作用下从水平面左侧某点向右运动,力F作用t1=2s后撤去,小滑块A继续运动t2=2s后与静止在圆弧轨道底端的另一小滑块B发生弹性碰撞,碰后小滑块B能沿圆弧轨道上升的最大高度为h=R/8。已知小滑块与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度g=9.8m/s2。①求小滑块A与小滑块B碰撞前瞬间的速度v0;②求小滑块B的质量M。参考答案：(1)14522.5本题主要考查核反应中的质量数、电荷数守恒和半衰期,意在考查考生对核反应规律的了解。由XPue可知新核的电荷数为93,质子数为93,质量数为238,则中子数为145,由UH→X+n,可知y=2;由半衰期的概念知还剩下大约2.5g钚238。(2)本题主要考查动量定理和动量守恒定律,意在考查考生运用动量和能量的有关规律解决运动和碰撞问题的能力。①由动量定理有Ft1-μmg(t1+t2)=mv0-0得v0=9.8m/s②设碰撞后A、B速度分别为v1、v2,由机械能守恒定律有Mgh=M得v2=4.9m/s对于弹性碰撞过程,由能量守恒定律有m=m+M由动量守恒定律有mv0=mv1+Mv2得M=3m无18.如图所示，某人距离平台右端x0=10m处起跑，以恒定的加速度向平台右端冲去，离开平台后恰好落在地面上的小车车箱底板中心．设平台右端与车箱底板间的竖直高度H=1.8m，与车箱底板中心的水平距离x=1.2m，取g=10m/s2．求：人运动的总时间．参考答案：考点：平抛运动．专题：平抛运动专题．分析：根据高度求出平抛