湖南省衡阳市 市第一中学高三物理上学期期末试题含解析

湖南省衡阳市市第一中学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.关于热现象，下列说法中正确的是（）A.如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间分子平均动能一定相同B.不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功C.微粒做布朗运动的原因是它有时受到分子对它的吸引力，有时受到排斥的作用D.理想气体体积膨胀时，对外做功，内能可能不变E.一定质量的理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加参考答案：ADE【详解】A.如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间必定处于热平衡，温度相同，分子平均动能一定相同，故A正确。B.可以能从单一热源吸收热量，使之完全变成功，但必须会引起其它的一些变化，故B错误。C.布朗运动是小颗粒受到不同方向的液体分子无规则运动产生的撞击力不平衡引起的，并非由分子的引力和斥力引起的，故C错误。D.根据热力学第一定律，理想气体体积膨胀时，对外做功，但和外界热交换不明确，其内能可能不变，故D正确E.根据理想气体状态方程PV/T=C，P不变，V增大，温度T增大，分子的平均动能增大，分子势能可以忽略不计，内能一定增加，故E正确。2.如图所示，斜面小车M静止在光滑水平面上，一边紧贴墙壁．若再在斜面上加一物体m，且M、m相对静止，此时小车受力个数为（）A．3 B．4 C．5 D．6参考答案：B【考点】力的合成与分解的运用；共点力平衡的条件及其应用．【分析】对物体受力分析是指分析物体的受力情况同时画出受力的示意图，本题可以先对m受力分析，再结合牛顿第三定律对M受力分析．【解答】解：先对物体m受力分析，受到重力、支持力和静摩擦力；再对M受力分析，受重力、m对它的垂直向下的压力和沿斜面向下的静摩擦力，同时地面对M有向上的支持力，共受到4个力；故选B．3.如图所示，小车沿水平面做直线运动，小车内光滑底面上有一物块被压缩的弹簧压向左壁，小车向右加速运动。若小车的向右加速度增大，则车左壁受物块的压力F1和车右壁受弹簧的压力F2的大小变化是：A．F1不变，F2变大

B．F1变大，F2不变[学§C．F1、F2都变大

D．F1变大，F2减小参考答案：B4.在一次体育活动中，两个同学在同一条直线上相向站立，从水平地面相同高度由处，分别沿水平方向抛出两个小球A和B两个小球的运动轨迹如图所示，不计空气阻力．要使两个小球在空中恰好发生碰撞，必须

A．先抛出A球，后抛出B球

B．同时抛出两球

C．A球抛出速度大于B球抛出速度

D．相遇时B球速度大于A球速度参考答案：BC5.（单选）下列说法正确的是A．物体的速度为零，该物体一定处于平衡状态

B．物体的动能不变，该物体一定做匀速直线运动C．物体的速度越大，该物体的加速度一定越大

D．物体的速度变化越快，该物体的加速度一定越大参考答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，质量相等的物体a和b，置于水平地面上，它们与

地面问的动摩擦因数相等，a、b间接触面光滑，在水平力F

作用下，一起沿水平地面匀速运动时，a、b间的作用力=_________,如果地面的动摩擦因数变小，两者一起沿水平地面作匀加速运动，则____（填“变大”或“变小”或“不变”）。参考答案：F/2（2分），不变（2分）7.在水平向右做匀加速直线运动的平板车上有如图所示的装置，其中圆柱体质量为m，左侧竖直挡板和右侧斜面对圆柱体的合力大小为（g为重力加速度），则此时车的加速度大小为__________；若圆柱体与挡板及斜面间均无摩擦，当平板车的加速度突然增大时，斜面对圆柱体的弹力将__________（选填“增大”、“减小”、“不变”或“不能确定”）。参考答案：8.历史上第一次利用加速器实现的核反应，是用加速后动能为0.5MeV的质子轰击静止的，生成两个动能均为8.9MeV的.(1MeV＝1.6×10－13J)，写出核反应方程为_________________________．质量亏损为________kg.参考答案：)＋→＋或＋→＋

3.1×10－29kg9.如图14-1所示，是在高速公路上用的超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，测出被测物体的速度．图7中p1、p2是测速仪发出的超声波信号，n1、n2分别是p1、p2由汽车反射回来的信号．设测速仪匀速扫描，p1、p2之间的时间间隔Δt＝1.0s，超声波在空气中传播的速度是v＝340m/s，若汽车是匀速行驶的，则根据图14-2可知，汽车在接收到p1、p2两个信号之间的时间内前进的距离是______m，汽车的速度是________m/s.参考答案：1717.9解析测速仪匀速扫描，p1、p2之间的时间间隔为1.0s，由题图可知p1、p2之间有30小格，故每一小格对应的时间间隔t0＝＝s，p1、n1间有12个小格，说明p1、n1之间的间隔t1＝12t0＝12×s＝0.4s．同理p2、n2之间的间隔t2＝0.3s.因而汽车接收到p1、p2两个信号时离测速仪的距离分别为x1＝v·，x2＝v·.汽车这段时间内前进的距离为x＝x1－x2＝v()＝17m.汽车在接收到p1、p2两个信号的时刻应分别对应于题图中p1、n1之间的中点和p2、n2之间的中点，其间共有28.5个小格，故接收到p1、p2两个信号的时间间隔t＝28.5t0＝0.95s，所以汽车速度为v车＝≈17.9m/s.10.如图所示是用光电门传感器测定小车瞬时速度的情境，轨道上ac间距离恰等于小车长度，b是ac中点．某同学采用不同的挡光片做了三次实验，并对测量精确度加以比较．挡光片安装在小车中点处，光电门安装在c点，它测量的是小车前端P抵达____点（选填a、b或c）时的瞬时速度；若每次小车从相同位置释放，记录数据如表所示，那么测得瞬时速度较精确的值为_____m/s．参考答案：（1）b

（2分）,

（2）1.90

11.一根柔软的弹性绳，a、b、c、d…为绳上的一系列等间隔的质点，相邻两质点间的距离均为0.1m，如图所示．现用手拉着绳子的端点a使其上下做简谐运动，在绳上形成向右传播的简谐横波，振幅为2cm．若a质点开始时先向上运动，经过0.2sd质点第一次达到最大位移，此时a正好在平衡位置，（ad距离小于一个波长）．则绳子形成的简谐横波波速可能值为3或2m/s，此时j质点的位移为0cm．参考答案：考点：波长、频率和波速的关系；横波的图象．版权所有专题：振动图像与波动图像专题．分析：由题，a质点开始时先向上运动，经过0.2sd质点第一次达到最大位移，此时a正好在平衡位置，速度方向可能向下，也可能向上，结合波形得到波长，由时间得到周期，由v=求出波速．解答：解：若a质点开始时先向上运动，经过0.2sa正好在平衡位置，速度方向向下时，则有，得T=0.4s，=xad，得λ=4xad=1.2m，波速v==3m/s．波长从d向右传播时间为，传播距离为，而j与d间距离大于，则说明振动还没有传到j点，则此时j质点的位移为0cm．若a质点开始时先向上运动，经过0.2sa正好在平衡位置，速度方向向上时，则得T=0.2s，λ=xad，得λ=xad=0.4m，波速v==2m/s，波长从d向右传播时间为，传播距离为，而j与d间距离大于，则说明振动还没有传到j点，则此时j质点的位移为0cm．故答案为：3或2，0．点评：本题中a的速度方向未知，有两种情况，可能向上，也可能向下，是多解问题，结合波形得到波长和周期，即可求出波速．12.某兴趣小组设计了一个探究小车的加速度a与小车所受拉力F及质量m关系的实验，图a为实验装置简图．（所用交变电流的频率为50Hz）

（1）图b为某次实验得到的纸带，实验数据如图，图中相邻计数点之间还有4个点未画出。根据纸带可求出小车的加速度大小为

m/s2，打C点时纸带的速度大小为

m/s（保留二位有效数字）

（2）保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，一位同学根据实验数据作出了加速度a随拉力F的变化图线如图所示。该图线不通过原点，其主要原因是___________________________。参考答案：（1）0.51

（2分）

0.71

（2分）（2）_没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．（2分）13.某种紫外线波长为300nm，该紫外线光子的能量为

▲

J．金属镁的逸出功为5.9×10－19J，则让该紫外线照射金属镁时逸出光电子的最大初动能为

▲

J(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s)．参考答案：6.63×10－19，7.3×10－20；三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.请将下列实验步骤或结果补充完整：在“研究弹簧形变与外力关系的实验中”，取一待测弹簧，将弹簧自由悬挂测出其长度，在其下端竖直悬挂钩码，稳定后测出弹簧的长度，并记录_____________．改变钩码个数，重复上述步骤．某同学在右图坐标中，根据外力F与弹簧形变x的数据标出了五个点．请你在图中描绘出相应的F-x图像，根据图像求出弹簧的劲度系数为____________N/m．（保留两位有效数字）参考答案：15.用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，有输出电压为6V、频率为50Hz的交流电和输出电压为6V的直流电两种。质量为0.300kg的重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。（g取9.8m/s2）下面列举了该实验的几个操作步骤：A．按照图示的装置安装器件；B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上；C．松开手释放纸带，然后接通电源开关，打出一条纸带；D．测量纸带上某些点间的距离；E．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。

（1）

其中没有必要进行的或者操作不当的步骤，请将其选项对应的字母填在下面的空行内，并说明其原因。答：

▲

（2）实验中得到如图乙所示的纸带，根据纸带可计算得知，重锤从B点到D点过程中重力势能减少量等于

▲

J，动能增加量等于

▲

J。（结果保留三位有效数字）（3）在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加量，其原因主要是

▲

。参考答案：（1）

B：打点计时器应该使用交流电，C：应该先通电再释放纸带

（2）

0.271J（0.269～0.275算正确）

0.264J

(0.261～0.267算正确)

（3）

实验过程中存在摩擦阻力

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，A、B两平行板水平放置，板长L=0.2m，板间有方向竖直向下的匀强电场，场强E=2×103V/m，两板间距。紧贴着上极板，沿水平方向射入初速度为v0的带正电微粒，微粒的比荷q/m=1×106C/kg，v0的大小可以取任意值。紧靠着极板左侧的虚线MN为磁场的边界线（M点紧靠A板最左端），MN左侧有范围足够大的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向内，磁感应强度的大小B=0.2T。不计微粒的重力。求：（1）带电微粒在磁场中运动的最短时间；（2）带电微粒离开偏转电场时的最小速度；（3）带电微粒离开磁场时距M点的最大距离。参考答案：（1）最短时间对应于最小的圆心角，粒子在下极板边沿射出时，圆心角最小（2）粒了好象都从上板中点打出，设离开电场时，速度与水平方向夹角为θy=0.1·tanθKs5u

（3）带电粒子离开电场时，设偏转量为y，y=0.1·tanθ磁场中的轨道半径离M点的距离求极值，当tanθ=1时，Y有极小值，Y=0.3m17.如图甲所示，水平传送A、B两轮间的距离L=3.0m，质量M=1.0kg的物块（可视为质点）随传送带一起以恒定的速率v0向左匀速运动，当物块运动到最左端时，质量m=0.020kg的子弹以u0=400m/s的水平速度向右射中物块并穿出．在传送带的右端有一传感器，测出物块被击穿后的速度随时间的变化关系如图乙所示（图中取向右运动的方向为正方向，子弹射出物块的瞬间为t=0时刻）．设子弹击穿物块的时间可忽略不计，且子弹不会击中传感器而发生危险，物块的质量不因被子弹击穿而发生改变．不计空气阻力及A、B轮的大小，取重力加速度g=10m/s2．（1）求物块与传送带间的动摩擦因数μ；（2）求子弹击穿物块的过程中产生的热量Q1；（3）如果从第一颗子弹击中物块开始，每隔△t=1.5s就有一颗相同的子弹以同样的速度击穿物块，直至物块最终离开传送带．设所有子弹与物块间的相互作用力均相同，求整个过程中物块与传动带之间因摩擦产生的热量Q2．参考答案：解（1）根据速度图象可知，物块在滑动摩擦力的作用下做匀变速运动，在0～1s内物块的速度由4m/s减为0．此过程物块的加速度大小=4.0m/s2由牛顿第二定律有f=μmg=ma

解得=0.40（2）物块被击中前的速度大小为v0=2.0m/s，由速度图象可知物块被击穿后瞬间物块的速度大小v=4.0m/s，方向向右．设子弹击穿物块后的速度为u，以向右为正方向根据动量守恒定律有

mu0﹣Mv0=mu+Mv解得u==100m/s根据能量守恒有Q1==1.49×103J（3）第1颗子弹击穿物块后，物块向右运动的时间为t1=1.0s，设向右运动的最大距离为x1，则x1=t1=2.0m，1.0s时物块改为向左运动，运动时间为t2=0.50s，位移大小为x2=t2=0.50m所以在△t=1.5s时间内，物块向右运动的距离为l=x1﹣x2=1.5m在△t=1.5s时间内，物块相对传送带的位移为△x1=l+x3=4.5m在t=1.5s时物块的速度与传送带速度相同，所以第二颗子弹击中物块后的运动情况与第一颗子弹击中物块后运动情况相同，向右运动的可能达到的最大距离为2.0m，而此时物块与传送带右端距离为l=1.5m，故物块中第二颗子弹后将画出传送带．设物块被第二颗子弹击穿后，其在传送带上滑行的时间为t3根据运动学公式：△l=vt3at32解得：t3=0.50s物块第二次被击穿后相对传送带的位移△x2=△l+v0t3=2.5m所以Q2=μmg（△x1+△x2）=28J答：（1）物块与传送带间的动摩擦因数μ为0.4；（2）求子弹击穿物块的过程中产生的热量Q1为1.49×103J；（3）如果从第一颗子弹击中物块开始，每隔△t=1.5s就有一颗相同的子弹以同样的速度击穿物块，直至物块最终离开传送带．设所有子弹与物块间的相互作用力均相同，整个过程中物块与传动带之间因摩擦产生的热量Q