2021年湖南省娄底市楚英实验学校高三物理上学期期末试题含解析

2021年湖南省娄底市楚英实验学校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.下列说法正确的是

A.同一元素的两种同位素具有相同的质量数

B．的半衰期会随着周围环境的温度的变化而改变C．在核聚变反应中，反应物的总质量等于生成物的总质量D．在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转参考答案：D同位素的质子数相同而质量数不同，A错误；元素的半衰期是由原子核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系，B错误；在核聚变反应中，会释放出巨大的能量，据可知反应物的总质量大于生成物的总质量，C错误；卢瑟福通过α粒子散射实验，发现有少数α粒子发生大角度偏转，偏转角度甚至大于90°，提出了原子的核式结构模型，D正确。2.如图所示，在等量异种电荷形成的电场中，有A、B、C三点，A为两点荷连线的中心，B为连线上距A为d的一点，C为连线中垂上距A也为d的一点，关于三点的场强大小、电势高低比较，正确的是（

）A．

B．

C．

D．参考答案：AC3.如图所示，水平桌面上的轻弹簧一端固定，另一端与小物块相连；弹簧处于自然长度时物块位于O点（图中未画出）；物块的质量为m，AB=a，物块与桌面间的动摩擦因数为μ．现用水平向右的力将物块从O点拉至A点，拉力做的功为W．撤去拉力后物块由静止开始向左运动，经O点到达B点时速度为零．重力加速度为g．则上述过程中（）A.物块在A点时，弹簧的弹性势能等于W-μmgaB.物块在B点时，弹簧的弹性势能小于W-μmgaC.经O点时，物块的动能等于W-μmgaD.物块动能最大时弹簧的弹性势能小于物块在B点时弹簧的弹性势能参考答案：B试题分析：据题意分析：物块到达B点时速度为0，但加速度不一定是零，即不一定合力为0，这是此题的不确定处．弹簧作阻尼振动，如果接触面摩擦系数μ很小，则动能为最大时时弹簧伸长量小（此时弹力等于摩擦力），而弹簧振幅变化将很小，B点弹簧伸长大于动能最大点；如果较大，则动能最大时，弹簧伸长量较大，（因弹力等于摩擦力，较大，摩擦力也较大，同一个弹簧，则需要较大伸长量，弹力才可能与摩擦力平衡），而此时振幅变化很大，即振幅将变小，则物块将可能在离O点很近处，就处于静止（速度为0，加速度也为0），此时B点伸长量可能小于动能最大时伸长量，B点势能可能小于动能最大处势能．至于物块在A点或B点时弹簧的弹性势能，由功能关系和动能定理分析讨论即可．如果没有摩擦力，则O点应该在AB的中点，由于有摩擦力，物体从A到B过程中有机械能损失，故无法到达没有摩擦力情况下的B点，也即O点靠近B点．故．设物块在A点时弹簧的弹性势能为，物块从A点运动到O点的过程，由能量守恒定律得，则得，即物块在A点时，弹簧的弹性势能小于，故A错误；由A分析得物块从开始运动到最终停在B点，路程大于，故整个过程物体克服阻力做功大于，故物块在B点时，弹簧的弹性势能小于，故B正确；从O点开始到再次到达O点，物体路程大于a，故由动能定理得，物块的动能小于，故C正确；物块动能最大时，弹力等于摩擦力，而在B点弹力与摩擦力的大小关系未知，故物块动能最大时弹簧伸长量与物块在B点时弹簧伸长量大小未知，故此两位置弹性势能大小关系不好判断，故D错误。4.（单选）用α粒子轰击氩40()时，生成一个中子和一个新核，该新核的质子和中子的数量分别是（

）

(A)19个和44个

(B)20个和23个

(C)43个和20个

(D)44个和19个参考答案：B5.“蛟龙号”深潜器在某次实验中，从水面开始下潜到最后返回水面的10min内v﹣t图象如图所示，则（）A．深潜器运动的最大加速度是m/s2B．深潜器下潜的最大深度为6.0mC．在3﹣5min内的平均速度大小为1.0m/sD．深潜器在6﹣8min内处于失重状态参考答案：A【考点】匀变速直线运动的图像；匀变速直线运动的位移与时间的关系．【分析】根据v﹣t图象的面积表示位移，由几何知识可求得最大深度；v﹣t图象的物理意义；其斜率表示加速度的大小，平均速度等于位移除以时间，根据加速度方向分析物体超重还是失重．【解答】解：A、图象的斜率表示加速度的大小，则0～1min内加速度最大，最大为：a===m/s2，故A正确；B、根据图象可知，在t=4min时到达最大深度，根据v﹣t图象的面积得：0～4min位移为：x=×（4×60+2×60）×2=360m，即最大深度为360m，故B错误；C、3﹣5min内的位移x==60m，平均速度v===0.5m/s，故C错误；D、深潜器在6﹣8min内加速度向上，故处于超重状态，故D错误．故选：A．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，一弹簧振子在M、N间沿光滑水平杆做简谐运动，坐标原点O为平衡位置，MN＝8cm.从小球经过图中N点时开始计时，到第一次经过O点的时间为0.2s，则小球的振动周期为________s，振动方程的表达式为x＝________cm。参考答案：0.8

（1）从小球经过图中N点时开始计时，到第一次经过O点的时间为0.2s，故有：T=4×0.2s=0.8s（2）简谐运动，从正向最大位移处开始计时，其位移时间关系公式为：x=Acosωt；A=4cm；所以，位移时间关系公式为：7.如图所示为“探究加速度与物体受力与质量的关系”实验装置图。图中A为小车，B为装有砝码的小桶，C为一端带有定滑轮的长木板，小车通过纸带与电火花打点计时器相连，计时器接50HZ交流电。小车的质量为m1，小桶（及砝码）的质量为m2。（1）下列说法正确的是

。A．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力

B．实验时应先释放小车后接通电源C．本实验m2应远大于m1

D．在用图像探究加速度与质量关系时，应作a－图像（2）实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的a-F图像，可能是图中的图线

。(选填“甲”、“乙”、“丙”)参考答案：（1）D（2）丙8.（4分）爱因斯坦曾高度评价伽利略的工作：“伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。”将相应的选项序号填写入空格完成伽利略研究问题的科学研究方法：

→

→数学推理→

→

。

①提出假设、②结论推广、③发现问题、④实验验证参考答案：

答案：③、①、④、②9.图为某同学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关系的实验装置简图．小车的质量为m1，砂和砂桶质量的为m2。（1）下列说法正确的是

A．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力B．实验时应先释放小车后接通电源C．在探究加速度与质量关系时，应作a-图象(2)实验中要进行质量m1和m2的选取，以下最合理的一组是

A.

m1=200,m2=20、40、60、80、100、120B.

m1=400,m2=10、15、20、25、30、40C.

m1=200,m2=50、60、70、80、90、100D.

m1=20,

m2=100、150、200、250、300、400（3）实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的a-F图像，可能是图中的图线

（选填“甲”、“乙”、“丙”）参考答案：（1）C

（2）B

（3）丙（1）假设木板倾角为θ，则有：f=mgsinθ=μmgcosθ，m约掉了，故不需要重新平衡摩擦力，A错误．实验时应先接通电源后释放小车，故B错误．F=ma，所以：a=

F，当F一定时，a与成正比，故C正确。（2）沙和沙桶加速下滑，处于失重状态，其对细线的拉力小于重力，设拉力为T，根据牛顿第二定律，有

对沙和沙桶，有mg-T=ma

对小车，有T=Ma

解得故当M＞＞m时，有T≈mg。

应该是，即本实验要求小车的质量远远大于小桶（及砝码）的质量。B最合理。（3）遗漏了平衡摩擦力这一步骤，就会出现当有拉力时，物体不动的情况．故图线为丙．10.为了测量两个质量不等的沙袋的质量，某实验小组在实验室找到了下列器材：轻质定滑轮(质量和摩擦可忽略)、砝码一套、细线、米尺、秒表，由于没有找到直接测量工具，他们决定根据已学过的物理学知识，改变实验条件进行测量，通过选择合适的变量得到线性关系，再根据图线的斜率和截距求出沙袋的质量，于是他们进行了下列操作：①实验装置如图，设两边沙袋的质量分别为m1、m2；②砝码的总质量为△m＝0.5kg，实验小组先从△m中取出质量为m′的砝码放在m1沙袋中，剩余砝码都放在m2沙袋中，发现m1下降m2上升；③用米尺测出沙袋运动的距离h，用秒表测出沙袋的运动时间t，则可知沙袋的加速度大小为a＝

；④改变m′，测量加速度a，得多组(m′，a)数据，作出“a—m′”图线；⑤该小组成员得到图线的斜率为k＝4m/kg·s2，截距为b＝2，请你算出沙袋的质量m1=_________kg，m2=________kg。（其中g取10m/s2)参考答案：

3kg

1.5kg11.在测定金属丝电阻率的实验中，某同学用螺旋测微器测量金属丝的直径，一次的测量结果如图所示．图中读数为_________mm。参考答案：螺旋测微器的固定刻度读数0.5mm，可动刻度读数为0.01×35.6=0.356mm，所以最终读数为：固定刻度读数+可动刻度读数=0.5mm+0.356mm=0.856mm.12.（4分）质量为0.2kg的小球竖直向下以6m/s的速度落至水平地面，再以4m/s的速度反向弹回，取竖直向上为正方向，则小球与地面碰撞前后的动量变化为

kg?m/s。若小球与地面的作用时间为0.2s，则小球受到地面的平均作用力大小为

N（g=10m/s2）。参考答案：2

1213.某同学设计了如下实验方案用来‘验证牛顿运动定律’:

(1)如图甲所示，将木板有定滑轮的一端垫起，把滑块通过细绳与带夹的重锤相连，然后跨过定滑轮，重锤下夹一纸带，穿过打点计时器。调整木板倾角，直到轻推滑块后，滑块沿木板匀速运动。

(2)如图乙所示，保持长木板的倾角不变，将打点计时器安装在长木板上靠近滑轮处，取下细绳和重锤，将滑块与纸带相连，使其穿过打点计时器，然后接通电源释放滑块，使之由静止开始加速运动。打点计时器使用的交流电的频率为50Hz，打出的纸带如图丙所示，A,B,C,D,E是纸带上五个计数点。

①图乙中滑块下滑的加速度为_______。(结果保留两位有效数字)

②若重锤质量为m，滑块质量为M,重力加速度为g，则滑块加速下滑受到的合力为________。

③某同学在保持滑块质量不变的情况下，通过多次改变滑块所受合力，由实验数据作出的a-F，图象如图丁所示，则滑块的质量为______kg.(结果保留两位有效数字)参考答案：三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（6分）用如图甲所示的实验装置来验证牛顿第二定律，为消除摩擦力的影响，实验前必须平衡摩擦力。（1）某同学平衡摩擦力时这样操作：将小车静止地放在水平长木板上，把木板不带滑轮的一端慢慢垫高，如图乙，直到小车开始沿木板向下滑动为止。然后不断改变对小车的拉力F，他得到小车质量保持不变情况下的a-F图线应是下图中

（将选项代号的字母填在横线上）。（2）打点计时器使用的交流电频率f=50Hz，下图是某同学在正确操作下获得的一条纸带，A、B、C、D、E每两点之间还有4个点没有标出。写出用s1、s2、s3、s4以及频率f来表示小车加速度的计算式：a=

。根据纸带所提供的数据，算得小车的加速度大小为

m/s2（结果保留两位小数字）。参考答案：

答案：（1）C（2），0.60（评分标准：每空2分）15.下列几幅图片是高中力学实验中常用的仪器和装置，其中描述正确的是____

A．图甲中电磁打点计时器和电火花计时器均使用交流电，工作电压都为220VB．图乙是“验证力的平行四边形定则”的实验装置，采用的科学方法是模型法C．利用图丙装置可以探究小车速度随时间变化的规律，该蜜验不需要平衡摩擦力D．利用图丁装置可以探究弹力和弹簧伸长量关系，读取指针指示的刻度值时，选择弹簧指针运动至最高的位置读取E．利用图戊装置研究平抛运动，可以描绘平抛运动的轨迹，并测定平抛初速度参考答案：CE;解：图甲中电磁打点计时器和电火花计时器均使用交流电，电火花计时器工作电压为220V，电磁打点计时器工作电压为4-6V，选项A错误；图乙是“验证力的平行四边形定则”的实验装置，采用的科学方法是等效替代法，选项B错误；用图丙装置可以探究小车速度随时间变化的规律，该实验不需要平衡摩擦力，选项C正确；用图丁装置可以探究弹力和弹簧伸长量关系，读取指针指示的刻度值时，选择弹簧指针静止时的位置读取，选项D错误；利用图戊装置研究平抛运动，可以描绘平抛运动的轨迹，并测定平抛初速度，选项E正确；故选CE.四、计算题：本题共3小题，共计47分16.某驾驶员驾驶汽车以30m/s的速度匀速行驶，突然发现前方约80m处有一人牵着一头牛横穿马路，驾驶员立即采取刹车措施，若驾驶员反应时间为0.5s，汽车刹车的最大加速度为7.5m/s2，试问该汽车是否发生安全事故？参考答案：17.在甲图中，带正电粒子从静止开始经过电势差为U的电场加速后，从G点垂直于MN进入偏转磁场。该偏转磁场是一个以直线MN为上边界、方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片上的H点，如图甲所示，测得G、H间的距离为d，粒子的重力可忽略不计。(1)设粒子的电荷量为q，质量为m。求该粒子的比荷；(2)若偏转磁场的区域为圆形，且与MN相切于G点，如图乙所示，其它条件不变,要保证上述粒子从G点垂直于MN进入偏转磁场后不能打到MN边界上(MN足够长)，求磁场区域的半径应满足的条件。参考答案：．解：(1)带电粒子经过电场加速，进入偏转磁场时速度为v，由动能定理qU=mv

进入磁场后带电粒子做匀带圆周运动，轨道半径r，qvB=m

打到H点有r=

由①②③得=

(2)要保证所有带电粒子都不能打到MN边界上，带电粒子在磁场中运动偏角要小于或等于90°，临界状态为90°如图所示，磁场区半径R=r=

所以磁场区