福建省莆田市超级中学2019-2020学年高三物理下学期期末试题含解析

1、福建省莆田市超级中学2019-2020学年高三物理下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. （多选）如图所示，劲度系数为k的轻质弹簧，一端系在竖直放置、半径为R的光滑圆环顶点P，另一端连接一套在圆环上且质量为m的小球开始时小球位于A点，此时弹簧处于原长且与竖直方向的夹角为45，之后小球由静止沿圆环下滑，小球运动的最低点B时的速率为v，此时小球与圆环之间的压力恰好为零，已知重力加速度为g下列分析正确的是（）A轻质弹簧的原长为RB小球过B点时，所受的合力为mC小球从A到B的过程中，重力势能转化为弹簧的弹性势能和小球的动能D小球运动到B点时

2、，弹簧的弹性势能为mgRmv2参考答案：考点：功能关系分析：从A到B的过程中，小球的机械能减小从A到B的过程中，小球受到弹簧的弹力做负功，重力做正功，根据动能定理分析两个功之间的大小关系小球过B点时，由重力和弹簧弹力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出弹簧的弹力小球过B点时，合力与速度垂直，其功率为零解答：解：A、由几何知识可知弹簧的原长为R，A错误；B、根据向心力公式：小球过B点时，则由重力和弹簧弹力的合力提供小球的向心力，F合=m，B正确；C、以小球和弹簧组成的系统为研究对象，在小球从A到B的过程中，只有重力和弹簧的弹力做功，系统的机械能守恒，小球重力势能减小转化为弹簧的弹性势能和动能故

3、C正确D、根据能量的转化与守恒：mgR=mv2+EP得：EP=mgRmv2故D正确；故选：BCD点评：此题中小球的机械能不守恒，可以从能量转化的角度进行分析确定功的大小，可以根据动能定理分析总功的正负来判断2. （单选）下列说法正确的是( )A只知道光在某种介质中的折射率，是不能计算出光在这种介质中的传播速度的B衍射条纹的宽度与入射光的波长没有关系C频率为v的光照射某金属时，产生光电子的最大初动能为Ekm，则改用频率为2v的光照射时，该金属产生光电子的最大初动能变为Ekm+hvD光从真空中射入某种介质时，只要入射角足够大，就一定能发生全反射参考答案：C 3. 以下几种典型电场的电场线中，a、b

4、两点电场强度和电势均相等的是（ ）参考答案：B4. 如图所示，在倾角为的光滑斜面上有两个用劲度系数为k的轻质弹簧相连的物块A、B，质量均为m，开始两物块均处于静止状态。先下压A再静止释放使A开始运动，当物块B刚要离开挡板时，A的加速度的大小和方向为（ ）A0 B2gsin，方向沿斜面向下C2gsin，方向沿斜面向上 Dgsin，方向沿斜面向下参考答案： 答案：B5. 质点做直线运动的位移x与时间t的关系为x5tt2(各物理量均采用国际制单位)，则该质点A第1 s内的位移是5 m B前2 s内的平均速度是6 m/sC. 任意相邻的1 s 内位移差都是1 m D. 任意1 s内的速度增量都是2 m

5、/s参考答案：D二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6. 图为包含某逻辑电路的一个简单电路图，L为小灯泡。光照射电阻R时，其阻值将变得远小于R。该逻辑电路是 门电路（填“与”、“或”或“非”）。当电阻R受到光照时，小灯泡L 将 （填“发光”或“不发光”）。参考答案：答案：与，发光解析：当电阻R受到光照时，非门输入低电压，输出高电压，故灯泡将发光。7. 如图所示甲为用干涉法检查平面平整程度装置。如图所示乙中干涉条纹弯曲处说明被检查的平面在此处是_（凹下或凸起）；若仅增大单色光的频率，干涉条纹将_（变密或变疏）；若仅减小薄片的厚度，干涉条纹将_（变密或变疏）。参考答案： (1). 凹

6、下 (2). 变密 (3). 变疏【详解】薄膜干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜厚度相同，从弯曲的条纹可知，检查平面左边处的空气膜与后面的空气膜厚度相同，知该处凹下；增大光的频率，则波长变短，由可知，干涉条纹将密，若仅减小薄片的厚度即减小，干涉条纹将变疏。8. 如图所示是测磁感应强度的一种装置。把一个很小的测量线圈放在待测处，测量线圈平面与该处磁场方向垂直，将线圈跟冲击电流计G串联（冲击电流计是一种测量电量的仪器）。当用反向开关K使螺线管里的电流反向时，测量线圈中就产生感应电动势，从而有电流流过G。该测量线圈的匝数为N，线圈面积为S，测量线圈电阻为R，其余电阻不计。（1）若已知开关K反向后，冲击

7、电流计G测得的电量大小为q，则此时穿过每匝测量线圈的磁通量的变化量为_（用已知量的符号表示）。（2）待测处的磁感应强度的大小为B_。参考答案：（1）qR/N, （2）qR/2NS解析：（1）由I=q/t，E=IR，E=N/t，联立解得= qR/N。（2）由BS，=2BS，= qR/N，联立解得BqR/2NS。9. （4分）随着能量消耗的迅速增加，如何有效的提高能量利用率是人类所面临的一项重要任务。如图是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案，与站台连接的轨道有一个小的坡度，从提高能量利用的角度来看，这种设计的优点是 。参考答案： 上坡时，部分动能转化为重力势能；下坡时部分重力势能转化为动能。10.

8、 如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为B0，半圆弧导线框的直径为d，电阻为R。使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度匀速转动半周，线框中产生的感应电流大小为_。现使线框保持图中所示位置，让磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小应为_。参考答案：；11. 如图所示，一竖直的半圆形光滑轨道与一光滑曲面在最低点平滑连接，一小球从曲面上距水平面高处由静止释放，恰好通过半圆最高点，则半圆的半径= 用游标卡尺测量小球的直径，如图所示的读数

9、是 mm。参考答案： 12. 如图，给静止在水平粗糙地面上的木块一初速度，使之开始运动。一学生利用角动量定理来考察此木块以后的运动过程：“把参考点设于如图所示的地面上一点O，此时摩擦力f的力矩为0，从而地面木块的角动量将守恒，这样木块将不减速而作匀速运动。”请指出上述推理的错误，并给出正确的解释： 。参考答案：该学生未考虑竖直方向木块所受的支持力和重力的力矩.仅根据摩擦力的力矩为零便推出木块的角动量应守恒，这样推理本身就不正确.事实上，此时支持力合力的作用线在重力作用线的右侧，支持力与重力的合力矩不为0，木块的角动量不守恒，与木块作减速运动不矛盾（5分）13. 2011年3月11日本福岛核电站

10、发生核泄漏事故，其中铯137（Cs）对核辐射的影响最大，其半衰期约为30年请写出铯137（Cs）发生衰变的核反应方程已知53号元素是碘（I），56号元素是钡（Ba）若在该反应过程中释放的核能为E，则该反应过程中质量亏损为（真空中的光速为c）泄露出的铯l37约要到公元2101年才会有87.5%的原子核发生衰变参考答案：解：发生衰变的核反应方程 根据爱因斯坦质能方程知m=由半衰期公式知剩余的原子核没衰变，经历了3个半衰期，即90年，要到公元2101年才会有87.5%的原子核发生衰变 故答案为：，2101三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14. “水立方”国家游泳中心是北京为200

11、8年夏季奥运会修建的主游泳馆水立方游泳馆共有8条泳道的国际标准比赛用游泳池，游泳池长50 m、宽25 m、水深3 m设水的摩尔质量为M1.810-2kgmol，试估算该游泳池中水分子数参考答案：1.31032个解：游泳池中水的质量为m，阿伏加德罗常数为，游泳池中水的总体积为。则游泳池中水的物质的量为；所含的水分子数为个15. 如图所示,甲为某一列简谐波t=t0时刻的图象,乙是这列波上P点从这一时刻起的振动图象,试讨论: 波的传播方向和传播速度. 求02.3 s内P质点通过的路程.参考答案：x轴正方向传播，5.0m/s 2.3m解：(1)根据振动图象可知判断P点在t=t0时刻在平衡位置且向负的最

12、大位移运动，则波沿x轴正方向传播，由甲图可知，波长=2m，由乙图可知，周期T=0.4s，则波速(2)由于T=0.4s，则,则路程【点睛】本题中根据质点的振动方向判断波的传播方向，可采用波形的平移法和质点的振动法等等方法，知道波速、波长、周期的关系.四、计算题：本题共3小题，共计47分16. 如图所示是一个实验装置，A是倾角一定的光滑斜面，B为板上垂悬着条形布帘的阻挡装置。当小球自斜面下落处由静止起开始下滑且抵达光滑水平面时，就立即遇到条形布帘的阻挡，它经过一定的位移x后停止运动。现执行如下操作并测得表一、表二的相关数据。(假设小球到达斜面底端与水平面碰撞时无能量损失)（a）先保持小球下滑的高度

13、h不变，采用大小相同质量不等的小球作实验，并测得表一所示的数据。（b）保持小球质量不变，在不同高度处释放同一个小球，并测得表二所示的数据。（1）根据表中数据，试写出xm和xh的关系式： （2）根据有关原理，推导出小球所受阻力的表达式： （3）若在（b）中小球的质量m0.20kg，则布帘对小球的阻力f .参考答案：（1）m1.25x、 h2x/3 （2）fmgh/x （3）4/317. 在原子核物理中，研究核子与核关联的最有效途径是“双电荷交换反应”。这类反应的前半部分过程和下述力学模型类似。两个小球A和B用轻质弹簧相连，在光滑的水平直轨道上处于静止状态。在它们左边有一垂直于轨道的固定挡板P，右

14、边有一小球C沿轨道以速度v0。射向B球，如图所示。C与B发生碰撞并立即结成一个整体D。在它们继续向左运动的过程中，当弹簧长度变到最短时，长度突然被锁定，不再改变。然后，A球与挡板P发生碰撞，碰后A、D都静止不动，A与P接触而不粘连。过一段时间，突然解除锁定（锁定及解除锁定均无机械能损失）。已知A、B、C三球的质量均为m。 （i）求弹簧长度刚被锁定后A球的速度。 （ii）求在A球离开挡板P之后的运动过程中，弹簧的最大弹性势能。参考答案：18. 如图所示，长L=75cm的静止直筒中有一不计大小的小球，筒与球的总质量 为4kg，现对筒施加一竖直向下、大小为21N的恒力，使筒竖直向下运动，经t=0.5s 时间，小球恰好跃出筒口，求小球的质量。（取g=10m/s2）参考答案