山東省煙臺市棲霞第一高級中學高三物理期末試題含解析

山東省煙臺市棲霞第一高級中學高三物理期末試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.下列說法中正確的是（）A．U的半衰期約為7億年，隨著地球環(huán)境的不斷變化，其半衰期可能變短B．某原子核經(jīng)過一次α衰變和兩次β衰變后，核內中子數(shù)減少4C．10個放射性元素的原子經(jīng)過一個半衰期后，一定有5個原子核發(fā)生衰變D．γ粒子的電離能力比α粒子的大參考答案：B【考點】原子核衰變及半衰期、衰變速度．【分析】原子核經(jīng)過一次α衰變，電荷數(shù)減小2，質量數(shù)減小4，一次β衰變后電荷數(shù)增加1，質量數(shù)不變，半衰期的長短是由原子核內部本身的因素決定的，與原子所處的物理、化學狀態(tài)無關，半衰期具有統(tǒng)計規(guī)律，對大量的原子核適用；根據(jù)γ射線的穿透能力最強，α射線的電離能力最強．【解答】解：A、半衰期的長短是由原子核內部本身的因素決定的，與原子所處的物理、化學狀態(tài)無關，放射性物質的溫度升高，其半衰期將不變，故A錯誤．B、某原子核經(jīng)過一次α衰變電荷數(shù)減小2，質量數(shù)減小4，再經(jīng)過兩次β衰變后，質量數(shù)不變，電荷數(shù)要增加2，所以整個過程質量數(shù)減小4，電荷數(shù)不變，所以核內中子數(shù)減少4個．故B正確．C、半衰期具有統(tǒng)計規(guī)律，對大量的原子核適用．故C錯誤．D、三種射線中γ射線的穿透能力最強，α射線的電離能力最強，故D錯誤．故選：B2.下列實例中人處于失重狀態(tài)的有（

）A．飛機起飛時飛機中的乘客B．離開跳臺后正在空中做動作的跳水運動員C．下行電梯將要到達指定樓層時電梯中的乘客D．沿橢圓軌道運行的飛船中的宇航員參考答案：BD3.如圖所示，一車內用輕繩懸掛著A、B兩球，車向右做勻加速直線運動時，兩段輕繩與豎直方向的夾角分別為a、θ，且a=θ，則（）A．A球的質量一定等于B球的質量B．A球的質量一定大于B球的質量C．A球的質量一定小于B球的質量D．A球的質量可能大于、可能小于也可能等于B球的質量參考答案：D【考點】牛頓第二定律；力的合成與分解的運用．【分析】對AB整體研究，根據(jù)牛頓第二定律列式求出加速度的表達式，再對B研究，根據(jù)牛頓第二定律列式，進而分析AB的質量關系．【解答】解：對AB整體研究，根據(jù)牛頓第二定律得：（mA+mB）gtanα=（mA+mB）a解得：gtanα=a對B研究，根據(jù)牛頓第二定律得：mBgtanθ=mBa解得：a=gtanα，因此不論A的質量是大于、小于還是等于B球的質量，均有α=θ，故D正確．故選：D4.發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后經(jīng)點火，使其沿橢圓軌道2運行，最后再次點火，將衛(wèi)星送入同步軌道3。軌道1、2相切于Q點，軌道2、3相切于P點，如右圖。關于這顆衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運行時，以下說法正確的是（

）A．衛(wèi)星在三個軌道運動的周期關系是：T1<T3<T2B．衛(wèi)星在軌道3上的角速度小于在軌道1上的角速度C．衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點時的動能小于它在軌道2上經(jīng)過Q點時的動能D．衛(wèi)星在軌道2上運動時的機械能可能等于它在軌道3上運動時的機械能參考答案：BD5.物理學的發(fā)展豐富了人類對物質世界的認識，推動了科學技術的創(chuàng)新和革命。下列說法中正確的是A．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律B．伽利略通過觀察發(fā)現(xiàn)了行星運動的規(guī)律C．卡文迪許測出了靜電力常量D．奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應參考答案：AD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.(4分)一炮彈質量為m，以一定的傾角斜向上發(fā)射，到達最高點時速度為v，炮彈在最高點爆炸成兩塊，其中一塊恰好做自由落體運動，質量為，則另一塊爆炸后瞬時的速度大小________。參考答案：（4分）7.一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，周期為2s，t＝0時刻的波形如圖所示．該列波的波速是___▲

__m/s；質點a平衡位置的坐標xa＝2.5m，再經(jīng)____▲

__s它第一次經(jīng)過平衡位置向y軸正方向運動．參考答案：2m/s(2分)

0.25s.17、光電計時器是一種研究物體運動情況的常用計時儀器，其結構如圖實－1－10(a)所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以精確地把物體從開始擋光到擋光結束的時間記錄下來．圖(b)中MN是水平桌面，Q是長木板與桌面的接觸點，1和2是固定在長木板上相距L=0.5m的兩個光電門，與之連接的兩個光電計時器沒有畫出，長木板頂端P點懸有一鉛錘，實驗時，讓滑塊從長木板的頂端滑下，做勻加速直線運動。光電門1、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為1.0×10－2s和4.0×10－3s.用精度為0.05mm的游標卡尺測量滑塊的寬度為d，其示數(shù)如圖(c)所示．

(1)滑塊的寬度d＝________cm.(2)已知滑塊通過光電門1時的速度v1＝

m/s，滑塊通過光電門2時的速度v2＝________m/s.(結果保留兩位有效數(shù)字)(3)滑塊做勻加速運動的加速度a=

m/s2(結果保留三位有效數(shù)字)參考答案：1、010

1、0

2、5

5、259.相對論論認為時間和空間與物質的速度有關；在高速前進中的列車的中點處，某乘客突然按下手電筒，使其發(fā)出一道閃光，該乘客認為閃光向前、向后傳播的速度相等，都為c，站在鐵軌旁邊地面上的觀察者認為閃光向前、向后傳播的速度_______（填“相等”、“不等”）。并且，車上的乘客認為，電筒的閃光同時到達列車的前、后壁，地面上的觀察者認為電筒的閃光先到達列車的______（填“前”、“后”）壁。參考答案：10.氫原子的能級圖如圖所示，普朗克常量h=6.6X10-34J?s。處于n=6能級的氫原子,其能量為_____eV；大量處于n=4能級的氫原子，發(fā)出光的最大波長為______m。(計算結果保留兩位有效數(shù)字。）參考答案：

(1).

(2).解：由公式：，即；波長最長即光子的能量最小，所以氫原子從n=4躍遷到n=3，由公式：即所以。11.如圖所示，一定質量的理想氣體發(fā)生如圖所示的狀態(tài)變化，狀態(tài)A與狀態(tài)B的體積關系為VA

▲VB(選填“大于”、“小于”或“等于”)；若從A狀態(tài)到C狀態(tài)的過程中氣體對外做了100J的功，則此過程中____▲___(選填“吸熱”或“放熱”)參考答案：小于

,

吸熱12.在如圖（甲）所示的電路中，電阻R1和R2都是純電阻，它們的伏安特性曲線分別如圖（乙）中Oa、Ob所示。電源的電動勢=7.0V，內阻忽略不計。（1）調節(jié)滑動變阻器R3，使電阻R1和R2消耗的電功率恰好相等，則此時電阻R1和R2的阻值為

Ω，R3接入電路的阻值為

Ω。（2）調節(jié)滑動變阻器R3，使R3＝0，這時電阻R1的電功率P1＝

W，R2的電功率P2＝

W。參考答案：（1）1000，800；（2）1.05×10－2，1.4×10－2

13.如圖，重為G的物體，用繩子掛在支架的滑輪B上，繩子的另一端接在絞車D上．轉動絞車，物體便能升起．設滑輪的大小及軸承的摩擦略去不計，桿AB和BC的質量不計，A、B、C三處均用鉸鏈連接．當物體處于平衡狀態(tài)時，桿AB所受力的大小為2.73G，桿BC所受力的大小為3.73G．參考答案：考點：力矩的平衡條件；共點力平衡的條件及其應用．分析：畫出各個力，分別作出各個力的力臂，然后又力矩的平衡即可解答．解答：解：以A為支點，AB受到BC的支持力和兩個繩子的拉力，它們的力臂如圖1，設AB桿的長度為L，則：豎直向下的拉力的力臂；L1=LBD的拉力的力臂：BC桿的作用力的力臂：由力矩平衡得：GL1+GL2=FBC?L3代入數(shù)據(jù)得：FBC=3.73G同理，以B為支點，BC受到AB的拉力和兩個繩子的拉力，它們的力臂如圖2，則：豎直向下的拉力的力臂：；BD的拉力的力臂：BC桿的作用力的力臂：由力矩平衡得：GL4+GL5=FAB?L6代入數(shù)據(jù)得：FAB=2.73G故答案為：2.73G；3.73G點評：本題的解題突破口是抓住AB桿和BC桿是二力桿，分別畫出AB和BC的作用力方向，再根據(jù)力矩平衡條件求解．三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.圖所示摩托車做騰躍特技表演，沿曲面沖上高0.8m頂部水平高臺，接著以4m/s水平速度離開平臺，落至地面時，恰能無碰撞地沿圓弧切線從A點切入光滑豎直圓弧軌道,并沿軌道下滑.A、B為圓弧兩端點,其連線水平.已知圓弧半徑為2m，人和車的總質量為200kg，特技表演的全過程中，空氣阻力不計.(計算中取g=10m/s2.求:(1)從平臺飛出到A點，人和車運動的水平距離s.(2)從平臺飛出到達A點時速度大小及圓弧對應圓心角θ.(3)若已知人和車運動到圓弧軌道最低點O速度為6m/s,求此時人和車對軌道的壓力.參考答案：(1)1.6m

(2)m/s，90°

(3)5600N【詳解】(1)車做的是平拋運動，很據(jù)平拋運動的規(guī)律可得：豎直方向上：水平方向上：可得：.(2)摩托車落至A點時其豎直方向的分速度：到達A點時速度：設摩托車落地時速度方向與水平方向的夾角為，則：即，所以：(3)對摩托車受力分析可以知道，摩托車受到的指向圓心方向的合力作為圓周運動的向心力，所以有：

當時，計算得出.由牛頓第三定律可以知道人和車在最低點O時對軌道的壓力為5600

N.答：(1)從平臺飛出到A點，人和車運動的水平距離.(2)從平臺飛出到達A點時速度，圓弧對應圓心角.(3)當最低點O速度為6m/s，人和車對軌道的壓力5600

N.15.如圖甲所示，斜面傾角為θ=37°，一寬為d=0.65m的有界勻強磁場垂直于斜面向上，磁場邊界與斜面底邊平行。在斜面上由靜止釋放一矩形金屬線框，線框沿斜面下滑，下邊與磁場邊界保持平行。取斜面底部為重力勢能零勢能面，從線框開始運動到恰好完全進入磁場的過程中，線框的機械能E和位移x之間的關系如圖乙所示，圖中①、②均為直線段。已知線框的質量為M=0.1kg，電阻為R=0.06Ω．（取g=l0m·s-2,sin37°=0.6,

cos37°=0.8)求：(1)線框與斜面間的動摩擦因數(shù)μ；(2)線框剛進入磁場到恰好完全進入磁場所用的時間t：(3)線框穿越磁場的過程中，線框中的最大電功率Pm。參考答案：0.5；1/6s；0.54W【詳解】（1）由能量守恒定律，線框減小的機械能等于克服摩擦力做功，則其中x1=0.36m；解得μ=0.5（2）金屬線框進入磁場的過程中，減小的機械能等于克服摩擦力和安培力做的功，機械能均勻減小，因此安培力也是恒力，線框做勻速運動，速度為v1v12=2ax1解得a=2m/s2v1=1.2m/s其中

x2為線框的側邊長，即線框進入磁場過程中運動的距離，可求出x2=0.2m，則（3）線框剛出磁場時速度最大，線框內電功率最大由可求得v2=1.8m/s根據(jù)線框勻速進入磁場時：可得FA=0.2N又因為可得將v2、B2L2帶入可得：四、計算題：本題共3小題，共計47分16.一輛摩托車能達到的最大速度為30m/s,要想在3min內由靜止起沿一條平直公路追上前面1000m處正以20m/s的速度勻速行駛的汽車,則摩托車必須以多大的加速度啟動?(保留兩位有效數(shù)字)甲同學的解法是:設摩托車恰好在3min時追上汽車,則at2=vt+s0,代入數(shù)據(jù)得a=0.28m/s2.乙同學的解法是:設摩托車追上汽車時,摩托車的速度恰好是30m/s,則v=2as=2a(vt+s0),代入數(shù)據(jù)得a=0.1m/s2.你認為他們的解法正確嗎?若錯誤,請說明理由,并寫出正確的解法.參考答案：甲錯,因為vm=at=0.28×180m/s=50.4m/s>30m/s

（1分）乙錯,因為t=vm/a=s=300s>180s

（1分）正確解法:摩托車的最大速度vm=at1

（2分）at12+vm(t-t1)=1000m+vt

解得a=0.56m/s2.17.(3-4模塊)(5分)如圖所示，一個橫截面為直角三角形的三棱鏡，DA=30°，DC＝90°．三棱鏡材料的折射率是n=。一條與BC面成θ＝30°角的光線射向BC面，經(jīng)過AC邊一次反射從AB邊射出。求從AB邊射出光線與AB邊的夾角。(要作圖并有計算過程)參考答案：解析：由折射定律：在BC界面：sin60°=sinγ

γ=300

……(1分)

∵sinC=

∴光線在AC界面發(fā)生反射再經(jīng)AB界面折射

sin30°=sinγ/

γ/=60°則射出光線與AB面的夾角β=90°-γ/=30°

……(2分)

作圖……(2分)18.發(fā)，沿著動摩擦因數(shù)為u=0．2的滑道向下運動