2022年四川省广元市青川县马鹿中学高三物理上学期期末试卷含解析

2022年四川省广元市青川县马鹿中学高三物理上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1.一汽车沿直线由静止开始向右运动，汽车的速度和加速度方向始终向右。汽车速度的平方V2与汽车前进位移X的图像如图所示，则下列说法正确的是：A.汽车从开始运动到前进X1过程中，汽车受到的合外力越来越大B.汽车从开始运动到前进X1过程中，汽车受到的合外力越来越小C.汽车从开始运动到前进X1过程中，汽车的平均速度大于V0/2D.汽车从开始运动到前进X1过程中，汽车的平均速度小于V0/2参考答案：AD2.如图8所示，平行长直金属导轨水平放置，导轨间距为l，一端接有阻值为R的电阻；整个导轨处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B；一根质量为m的金属杆置于导轨上，与导轨垂直并接触良好。已知金属杆在导轨上开始运动的初速度大小为v0，方向平行于导轨（规定向右为x轴正方向）。忽略金属杆与导轨的电阻，不计摩擦。可以证明金属杆运动到总路程的λ(0≤λ≤1)倍时，安培力的瞬时功率为，则金属杆在导轨上运动过程中瞬时速度v、瞬时加速度a随时间或随空间变化关系正确的是

、

参考答案：B参考解答：取金属杆开始运动时为计时起点。设在时刻（在金属杆最终停止时刻之前），金属杆的速度为，所受的安培力的大小为，经过路程为，则有

①将区间[0,]分为小段，设第小段的时间间隔为，杆在此段时间的位移为。规定向右的方向为正，由动量定理得

②又

③由①②③式得

④此即

⑤

当金属杆走完全部路程时，金属杆的速度为零，因而

⑥由①⑤式得，金属杆运动到路程为时的瞬时功率为

⑦

由⑥⑦式得

3.已知月球表面的重力加速度为g、月球半径为R，引力常量为G，以下结论正确的是A．月球的平均密度为B．如果在月球上发射一颗绕月球做圆周运动的卫星，则卫星绕月运行的速度不会大于C．如果在月球上发射一颗距月面为R、绕月球做圆周运动的卫星，则该卫星的周期等于D．如果在月球上发射一颗距月面为R、绕月球做圆周运动的卫星，则该卫星的角速度为参考答案：4.如图所示，清洗楼房光滑玻璃的工人常用一根绳索将自己悬在空中，工人及其装备的总重量为G。悬绳与竖直墙壁的夹角为α，悬绳对工人的拉力大小为F1，墙壁对工人的弹力大小为F2,则：A．F1＝

B．F2＝GtanαC．若工人缓慢下移，增加悬绳的长度，则F1与F2的合力变大D．若工人缓慢下移，增加悬绳的长度，则F1减小，F2增大参考答案：B5.如图，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连。若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子A.所受重力与电场力平衡B.电势能逐渐增加C.动能逐渐增加D.做匀变速直线运动参考答案：二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.某放射性元素原子核X有N个核子，发生一次α衰变和一次β衰变后，变成Y核，衰变后Y核的核子数为__________，若该放射性元素经过时间T，还剩下没有衰变，则它的半衰期为____________参考答案：N-4

7.氢原子第n能级的能量为En=，其中E1为基态能量．当氢原子由第5能级跃迁到第3能级时，发出光子的频率为；若氢原子由第3能级跃迁到基态，发出光子的频率为，则=

。参考答案：8.近年来装修污染已经被列为“危害群众最大的五种环境污染”之一.目前，在居室装修中经常用到的花岗岩、大理石等装修材料，都不同程度地含有放射性元素，比如，含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放出α、β、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病，根据有关放射性知识回答下列问题：（1）下列说法正确的是

A．氡的半衰期为3.8天，则若在高温下其半衰期必缩短B．衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的C．射线一般伴随着或射线产生，在这三种射线中，射线的穿透能力最强，电离能力也最强D．发生衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了2（2）氡核（）发生衰变后变为钋（），其衰变方程为

，若氡（）经过一系列衰变后的最终产物为铅（），则共经过

次衰变，

次衰变．（3）静止的氡核（）放出一个速度为v0的粒子，若衰变过程中释放的核能全部转化为粒子及反冲核的动能，已知原子质量单位为u，试求在衰变过程中释放的核能．（不计相对论修正，在涉及动量问题时，亏损的质量可忽略不计．）参考答案：【知识点】原子核衰变及半衰期、衰变速度；爱因斯坦质能方程；裂变反应和聚变反应．O2O3【答案解析】（1）BD（2）

4

；4

（3）解析：（1）A、半衰期与外界因素无关，故A错误

B、原子核内的中子转化为质子时，放出一个电子，这个过程即β衰变，故B正确；

C、γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱，故C错误；

D、发生α衰变时，生成的α粒子带2个单位的正电荷和4个电位的质量数，即α粒子由2个中子和2个质子构成，故α衰变时成生的新核中子数减少2，质子数减少2，故D正确；

故选：BD．（2）根据电荷数守恒、质量数守恒，衰变方程为．

设经过了n次α衰变，m次β衰变．

有：4n=16，2n-m=4，解得n=4，m=4．

（3）设α粒子的质量为m1，氡核的质量为m2，反冲核的速度大小为v．

则根据动量守恒定律可得：m1v0=（m2-m1）v

由题意得，释放的核能E=+解得E=【思路点拨】α衰变生成氦原子核，β衰变生成的电子是其中的中子转化为质子同时生成的，半衰期是统计规律，与外界因素无关．

根据电荷数守恒、质量数守恒写出衰变方程，通过一次α衰变电荷数少2，质量数少4，一次β衰变电荷数多1，质量数不变，求出衰变的次数．

先根据动量守恒定律列方程求解出α衰变后新核的速度；然后根据爱因斯坦质能方程求解质量亏损，从而求释放的核能．9.从地面竖直上抛的小球，空气阻力不计，在抛出后的时刻t1和时刻t2的位移相同，则它抛出时的初速度大小为，在时刻t1时离地面的高度为．参考答案：解：根据竖直上抛运动的对称性，时刻到最高点的时间从抛出点到最高点的时间抛出时的初速度时刻离地面的高度=故答案为：10.如图所示是一个双量程电压表，表头是一个内阻Rg=500Ω，满刻度电流为Ig=1mA的毫安表，现接成量程分别为10V和100V的两个量程，则所串联的电阻R1=__________Ω，R2=__________Ω参考答案：9500

9由串联电路的特点可得,.11.质点在x轴上运动，其位置坐标x随时间t的变化关系为x=2t2+2t﹣4，则其加速度a=4m/s2．当t=0时，速度为2m/s（x的单位是m，t的单位是s）．参考答案：考点：匀变速直线运动的位移与时间的关系．专题：直线运动规律专题．分析：根据匀变速直线运动的公式x=去分析加速度和初速度．解答：解：根据x=，以及x=2t2+2t﹣4，知a=4m/s2．当t=0时，速度为2m/s．故本题答案为：4，2点评：解决本题的关键掌握匀变速直线运动的位移时间公式x=．12.如图所示是用频闪照相的方法拍到的一个弹簧振子的振动情况，甲图是振子静止在平衡位置的照片，乙图是振子被拉伸到左侧距平衡位置20cm处，放手后向右运动周期的频闪照片，已知频闪的频率为10Hz，则振子的振动周期为T＝________s，而在t=T/12时刻振子的位置坐标________15cm。（选填“大于”、“小于”或“等于”）。参考答案：1.2

大于13.（选修3-4模块）（4分）如图所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率．在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心O，在玻璃砖（图中实线部分）另一侧垂直纸面插大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，连接OP3．图中MN为分界面，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点．设AB的长度为l1，AO的长度为l2，CD的长度为l3，DO的长度为l4，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量

（用上述给出量的字母表示），则玻璃砖的折射率可表示为

．参考答案：

答案：l1、l3；l1/l3三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.声波在空气中的传播速度为340m/s，在钢铁中的传播速度为4900m/s。一平直桥由钢铁制成，某同学用锤子敲击一铁桥的一端而发出声音，分别经空气和桥传到另一端的时间之差为1.00s。桥的长度为_______m，若该波在空气中的波长为λ，则它在钢铁中波长为λ的_______倍。参考答案：

(1).365

(2).试题分析：可以假设桥的长度，分别算出运动时间，结合题中的1s求桥长，在不同介质中传播时波的频率不会变化。点睛：本题考查了波的传播的问题，知道不同介质中波的传播速度不同，当传播是的频率不会发生变化。15.（7分）如图所示，一束光从空气射入玻璃中，MN为空气与玻璃的分界面．试判断玻璃在图中哪个区域内（Ⅰ或Ⅱ）？简要说明理由．并在入射光线和反射光线上标出箭头。参考答案：当光由空气射入玻璃中时，根据折射定律

=n，因n>1，所以i>γ，即当光由空气射入玻璃中时，入射角应该大于折射角．如图，在图中作出法线，比较角度i和γ的大小，即可得出玻璃介质应在区域?内．箭头如图所示．（7分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，一光滑绝缘圆管轨道位于坚直平面内，半径R为0.2m。以圆管圆心O为原点，在环面内建立平面直角坐标系xOy，在第三象限加一竖直向上的匀强电场，电场强度为1N/C，其他象限加垂直于环面向外的匀强磁场。圆管内有一个质量为0.1kg的小球，小球的直径略小于圆管直径。现在从x坐标轴上的d点，由静止释放小球，小球刚好能沿逆时针方向做圆周运动。重力加速度g取10m/s2。（1）判断小球的带电性质并求小球的电荷量；（2）若第二次到达最高点a时，小球对轨道恰好无压力，求磁感应强度B；（3）求小球第N次到达最高点a时对圆管的压力并说明方向。参考答案：（1）负电，1.0C；（2）0.5T；（3）小球第N次到达最高点a时对圆管的压力大小为：[（2N﹣3）﹣]N，方向：竖直向上（N≥3），当N＝1时，对内管壁挤压，当N＝2时，无挤压。【详解】（1）小球第一次刚好过最高点，此时速度为零，v1＝0，根据题意可知，小球带负电，对小球，由动能定理得：qER﹣mgR＝0，代入数据解得：q＝1.0C；（2）小球第二次过最高点时的速度为v2，由动能定理得：2qER﹣mgR＝，在最高点，由牛顿第二定律得：mg+qv2B＝，代入数据解得：B＝0.5T；（3）小球第N次过最高点时的速度为，小球受圆管向下的压力为FN，对小球整个运动过程，由动能定理得：NqER﹣mgR＝，在最高点，由牛顿第二定律得：mg+qvNB+FN＝，代入数据解得：FN＝[（2N﹣3）﹣]N，当N＝1时，对内管壁挤压，当N＝2时，无挤压，当N≥3时，对外管壁挤压，根据牛顿第三定律可知，小球第N次到达最高点a时对管的压力大小为：[（2N﹣3）﹣]N，方向：竖直向上（N≥3）；17.如图，直线MN上方有平行于纸面且与MN成45°的有界匀强电场，电场强度大小未知；MN下方为方向垂直于纸面向里的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B。今从MN上的O点向磁场中射入一个速度大小为v、方向与MN成45°角的带正电粒子，该粒子在磁场中运动时的轨道半径为R。若该粒子从O点出发记为第一次经过直线MN，而第五次经过直线MN时恰好又通过O点。不计粒子的重力。求：（1）电场强度的大小；（2）该粒子再次从O点进入磁场后，运动轨道的半径；（3）该粒子从O点出发到再次回到O点所需的时间。参考答案：

粒子的运动轨迹如图，先是一段半径为R的1/4圆弧到a点，接着恰好逆电场线匀减速运动到b点速度为零再返回a点速度仍为，再在磁场中运动一段3/4圆弧到c点，之后垂直电场线进入电场作类平抛运动。（1）（本问共5分）易知，

类平抛运动的垂直和平行电场方向的位移都为

①

（1分）所以类平抛运动时间为

②

（1分）又

③（1分）再者

④

（1分）由①②③④可得

⑤

（1分）（2）（本问共5分）由平抛知识得

（1分）所以

（1分）

［或

（2分）］

（1分）则第五次过MN进入磁场后的圆弧半径

（2分）（3）（本问共6分）粒子在磁场中