湖南省郴州市南强中学高三物理下学期期末试题含解析

湖南省郴州市南强中学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.如图所示，设地球半径为R，假设某地球卫星在距地球表面高度为h的圆形轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，运行周期为T，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近地点B时，再次点火进入近地轨道Ⅲ绕地做匀速圆周运动，引力常量为G，不考虑其他星球的影响，则下列说法正确的是A.该卫星在轨道Ⅲ上B点的速率大于在轨道Ⅱ上A点的速率B.卫星在圆轨道Ⅰ和圆轨道Ⅲ上做圆周运动时，轨道Ⅰ上动能小，引力势能大，机械能小C.卫星从远地点A向近地点B运动的过程中，加速度变小D.地球的质量可表示为参考答案：AD【详解】A、在轨道Ⅰ上A点时点火减速变轨进入椭圆轨道Ⅱ，所以在轨道Ⅰ上A点速率大于在轨道Ⅱ上A点的速率，在轨道Ⅲ上B的速率大于在轨道Ⅰ上A点的速率，即在轨道Ⅲ上B点的速率大于在轨道Ⅱ上A点的速率，故A正确；B、从轨道Ⅰ到轨道Ⅲ，引力做正功，动能增加，引力势能减小，在A点和B点变轨过程中，发动机点火减速运动，则机械能减小，即在轨道Ⅰ上动能小，引力势能大，机械能大，故B错误；C、根据公式可得，所以距离地球越近，向心加速度越大，故从远地点到近地点运动过程中，加速度变大，故C错误；D、在轨道Ⅰ上运动过程中，万有引力充当向心力，故有解得，故D正确。2.（2014秋?萧山区校级期末）下列说法正确的是（）A． 出租车在正常行驶时，计价器是按照车子的位移大小进行计费的B． 枪筒里的子弹，在扣动扳机火药刚刚爆发的时刻，加速度很大，但是速度很小C． 无风的房间中将一根柔软的羽毛由静止释放，羽毛将做自由落体运动D． 物体匀速运动时具有惯性，在外力作用下变速运动时失去了惯性参考答案：B解：A、出租车在正常行驶时，计价器是按照车子的路程进行计费的，故A错误；B、枪筒里的子弹，在扣动扳机火药刚刚爆发的时刻，加速度很大，但是速度很小，故B正确；C、自由落体运动的条件是初速度为零，只受重力．羽毛由静止释放，空气阻力不能忽略，所以不能看成自由落体运动，故C错误；D、惯性是物体的固有属于，任何物体任何情况下都有惯性，故D错误．故选：B．3.质量为2kg的质点在xOy平面上做曲线运动，它在x方向的速度图象和y方向的位移图象如图所示，下列说法正确的是（

）

A．质点的初速度为5m/s

B．2s末质点速度大小为6m/s

C．质点初速度的方向与合外力方向垂直

D．质点所受的合外力为3N参考答案：AD4.（多选题）光滑水平面上放有质量分别为2m和m的物块A和B，用细线将它们连接起来，两物块中间加有一压缩的轻质弹簧（弹簧与物块不相连），弹簧的压缩量为x．现将细线剪断，此刻物块A的加速度大小为a，两物块刚要离开弹簧时物块A的速度大小为v，则（）A．物块B的加速度大小为a时弹簧的压缩量为B．物块A从开始运动到刚要离开弹簧时位移大小为xC．物块开始运动前弹簧的弹性势能为mv2D．物块开始运动前弹簧的弹性势能为3mv2参考答案：AD【考点】功能关系．【分析】当A的加速度大小为a，根据胡克定律和牛顿第二定律求得此时的弹力．物块B的加速度大小为a时，对物块，由胡克定律和牛顿第二定律求弹簧的压缩量．根据系统的动量守恒，求得物块B刚要离开弹簧时的速度，由系统的机械能守恒求物块开始运动前弹簧的弹性势能．【解答】解：A、当物块A的加速度大小为a，根据胡克定律和牛顿第二定律得kx=2ma．当物块B的加速度大小为a时，有：kx′=ma，对比可得：x′=，即此时弹簧的压缩量为．故A正确．B、取水平向左为正方向，根据系统的动量守恒得：2m﹣m=0，又xA+xB=x，解得A的位移为：xA=x，故B错误．CD、根据动量守恒定律得0=2mv﹣mvB，得物块B刚要离开弹簧时的速度vB=2v，由系统的机械能守恒得：物块开始运动前弹簧的弹性势能为：Ep=?2mv2+mvB2=3mv2．故C错误，D正确．故选：AD5.如图4、5所示，是一辆质量为的无人售票车在和末两个时刻的照片，当时，汽车刚启动。图6是车内横杆上悬挂的拉手环稳定时经放大后的图像（图6中），若将汽车的运动视为匀加速直线运动，根据上述信息，可以估算出的物理量有（▲）

图4

图5

图6

①汽车的长度

②3s末汽车的速度

③3s内牵引力对汽车所做的功

④3s末汽车牵引力的瞬时功率A．①②B．②③

C．①④

D．②④参考答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一飞船在某星球表面附近，受星球引力作用而绕其做匀速圆周运动的速率为，飞船在离该星球表面高度为h处，受星球引力作用而绕其做匀速圆周运动的速率为，已知引力常量为G，则该星球的质量表达式为

。参考答案：7.在如右图所示的逻辑电路中，当A端输入电信号为“1”，B端输入电信号为“1”时，在C端和D端输出的电信号分别为_____和______。参考答案：、0，0

8.氢弹的工作原理是利用氢核聚变放出巨大能量。在某次聚变中，一个氘核与一个氚核结合成一个氦核．已知氘核的比结合能是1.09MeV；氚核的比结合能是2.78MeV；氦核的比结合能是7.03MeV.则氢核聚变的方程是________；一次氢核聚变释放出的能量是________MeV.参考答案：(1)H＋H→He＋n(2分)聚变释放出的能量ΔE＝E2－E1＝7.03×4－(2.78×3＋1.09×2)＝17.6MeV9.将一弹性绳一端固定在天花板上O点，另一端系在一个物体上，现将物体从O点处由静止释放，测出物体在不同时刻的速度v和到O点的距离s，得到的v－s图像如图所示。已知物体及位移传感器的总质量为5kg，弹性绳的自然长度为12m，则物体下落过程中弹性绳的平均拉力大小为_________N，当弹性绳上的拉力为100N时物体的速度大小为________m/s。（不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2）参考答案：75，15.5（15.48～16）10.北京时间2011年3月11日在日本海域发生强烈地震，并引发了福岛核电站产生大量的核辐射，经研究，其中核辐射的影响最大的是铯137（），可广泛散布到几百公里之外，且半衰期大约是30年左右．请写出铯137发生β衰变的核反应方程：____________________．如果在该反应过程中释放的核能为，则该反应过程中质量亏损为_______．（已知碘（I）为53号元素，钡（）为56号元素）参考答案：

(1).

(2).解：根据核反应中电荷数守恒、质量数守恒得到：；

根据质能方程E=△mc2，解得：△m=11.（1）如图所示，竖直墙上挂着一面时钟，地面上的静止的观察者A观测到钟的面积为S，另一观察者B以0.8倍光速平行y轴正方向运动，观察到钟的面积为S′则S和S′的大小关系是

▲

.（填写选项前的字母）

A．S>S′

B．S=S′C．S<S′

D．无法判断参考答案：A12.为了探究力对物体做功与物体速度变化的关系，现提供如图所示的器材，让小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行，请思考回答下列问题(打点计时器交流电频率为50Hz)：

(1)为了消除摩擦力的影响应采取什么措施?

(2)当我们分别用同样的橡皮筋l条、2条、3条……并起来进行第l次、第2次、第3次……实验时，每次实验中橡皮筋拉伸的长度应都保持一致，我们把第l次实验时橡皮筋对小车做的功记为W．

(3)由于橡皮筋对小车做功而使小车获得的速度可以由打点计时器和纸带测出，如图所示是其中四次实验打出的部分纸带．(4)试根据第(2)、(3)项中的信息，填写下表．

次数

1

2

3

4

橡皮筋对小车做功

W

小车速度V(m/s)

V2

(m2/s2)

从表中数据可得出结论：

．参考答案：（1）垫高放置打点计时器一端，使自由释放的小车做匀速运动

次数

1

2

3

4

橡皮筋对小车做功

W

2W

3W

4W

小车速度V(m/s)

1.00

1.42

1.73

2.00

V2

(m2/s2)

1.00

2.02

2.99

4.00（2）

(3)在误差准许的范围内，做功与速度的平方成正比13.在匀强电场中建立空间坐标系O﹣xyz，电场线与xOy平面平行，与xOz平面夹角37°，在xOz平面内有A、B、C三点，三点连线构成等边三角形，其中一边与Ox轴重合．已知点电荷q=﹣1.0×10﹣8C在A点所受电场力大小为1.25×10﹣5N；将其从A点移到B点过程中克服电场力做功2.0×10﹣6J，从B点移到C点其电势能减少4.0×10﹣6J，则A、B、C三点中电势最高的点是

点，等边三角形的边长为

m．（cos37°=0.8，sin37°=0.6）参考答案：C；0.4．【考点】电势差与电场强度的关系；匀强电场中电势差和电场强度的关系．【分析】根据电场力做功正负分析电势能的变化，结合推论：负电荷在电势高处电势能小，在电势低处电势能大，分析电势的高低．由电场力做功公式求等边三角形的边长．【解答】解：将负点电荷从A点移到B点过程中克服电场力做功2.0×10﹣6J，电势能增大2.0×10﹣6J，从B点移到C点其电势能减少4.0×10﹣6J，所以C点的电势能最小，由推论：负电荷在电势高处电势能小，在电势低处电势能大，则C点的电势最高．由于点电荷从B移动到C电势能变化量最大，由等边三角形的对称性可知，BC边应与x轴重合，设等边三角形的边长为L．从B点移到C点电场力做功W=4.0×10﹣6J已知点电荷q=﹣1.0×10﹣8C在A点所受电场力大小为F=1.25×10﹣5N，由W=FLcos37°得L===0.4m故答案为：C；0.4．三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数．实验装置如图1，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接．打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz．开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点．（1）图2给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个连续的点未标出，计数点间的距离如图所示．根据图中数据计算的加速度a=0.496m/s2（保留三位有效数字）．（2）为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有CD．（填入所选物理量前的字母）A．滑块运动的时间t

B．木板的质量m1C．滑块的质量m2

D．托盘和砝码的总质量m3（3）滑块与木板间的动摩擦因数μ=（用被测物理量的字母表示，重力加速度为g）参考答案：考点：探究影响摩擦力的大小的因素．专题：实验题．分析：（1）利用逐差法△x=aT2可以求出物体的加速度大小，根据匀变速直线运动中某点的瞬时速度等于该过程中的平均速度大小可以求出某点的瞬时速度大小；（2）根据牛顿第二定律有=ma，由此可知需要测量的物理量．（3）根据牛顿第二定律的表达式，可以求出摩擦系数的表达式．解答：解：（1）每相邻两计数点间还有4个打点，说明相邻的计数点时间间隔：T=0.1s，根据逐差法有：a==0.496m/s2；（2）要测量动摩擦因数，由f=μFN

可知要求μ，需要知道摩擦力和压力的大小，压力就是滑块的重力，所以需要知道滑块的质量，摩擦力要根据铁块的运动来求得，滑块做的是匀加速运动，拉滑块运动的是托盘和砝码，所以也要知道托盘和砝码的质量，故AB错误，CD正确．（3）以整个系统为研究对象，根据牛顿第二定律有：m3g﹣f=（m2+m3）a

①f=m2gμ

②联立①②解得：μ=．故答案为：（1）0.496m/s2；（2）CD；（3）．点评：解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，同时要熟练应用所学基本规律解决实验问题．15.一学生用如图甲所示的装置测量木块与木板间的动摩擦因数．在桌面上放置一块水平长木板，木板一端带滑轮，另一端固定一打点计时器．木块一端拖着穿过打点计时器的纸带，另一端连接跨过定滑轮的绳子，在绳子上悬挂一定质量的钩码后可使木块在木板上匀加速滑动．实验中测得木块质量M=150g，钩码质量m=50g．（1）实验开始时，应调整滑轮的高度，让细线与木板平行；（2）实验中得到如图乙所示的纸带，纸带上A、B、C、D、E是计数点，相邻两计数点之间的时间间隔是0.10s，所测数据在图中已标出，根据图中数据可求得木块运动的加速度a=0.25m/s2（结果保留两位有效数字）：（3）根据实验原理可导出计算动摩擦因素的表达式μ=（用M、m、g、a表示）；取g=10m/s2，代入相关数据可求得μ=0.3（计算结果保留一位有效数字）．参考答案：【考点】：探究影响摩擦力的大小的因素．【专题】：实验题．【分析】：解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项．纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出加速度；根据牛顿第二定律，结合滑动摩擦力公式，即可求解．：解：（1）应调整滑轮的高度，让细线与木板平行；（2）根据运动学公式得：△x=at2，a===0.25m/s2．（3）根据牛顿第二定律，则有：mg﹣μMg=（M+m）a；解得：μ=；代入数据，则有：μ==0.3；故答案为：（1）平行，（2）0.25，（3）=；0.3．【点评】：对于实验问题我们要了解实验的装置和工作原理，同时掌握牛顿第二定律的应用，并要注意单位的换算．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.雨过天晴，人们常看到天空中出现彩虹，它是阳光照射到空气中弥漫的水珠上时出现的现象，在说明这个现象时，需要分析光线射入水珠后的光路。一细束光线射入水珠，水珠可视为一个半径为R的球，球心O到入射光线的垂直距离为d，水的折射率为n。在图上画出该束光线射入水珠内经一次反射后又从水珠中射出的光路图，并求这束光线从射向水珠到射出水珠一次偏转的角度（用反三角函数表示）。参考答案：解析：光线经二次折射和一次反射角度之间关系如图所示：

由几何关系得sini＝d/R

（1分）第一次折射应用折射定律得：sini＝nsinr

（1分）解得sinr＝d/nR从图中可以看出，第一次折射光线偏转第二次折射光线偏转反射偏转

所以从光线射入到射出共偏转角度为＝17.在某一旅游景区，建有一山坡滑草运动项目．该山坡可看成倾角θ＝30°的斜面，一名游客连同滑草装置总质量m＝80kg，他从静止开始匀加速下滑，在时间t＝5s内沿斜面滑下的位移s