2021年湖南省邵陽市黃金井中學(xué)高三物理下學(xué)期期末試題含解析

2021年湖南省邵陽市黃金井中學(xué)高三物理下學(xué)期期末試題含解析一、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.（多選）如圖所示，用細線相連的兩個質(zhì)量均為m的相同小物塊A和B（可視為質(zhì)點），沿半徑方向放在水平圓盤上，A與轉(zhuǎn)軸OO′的距離為2l，B與轉(zhuǎn)軸的距離為l，物塊與圓盤間的動摩擦因數(shù)為μ，且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，圓盤靜止時，細線處于水平且無張力，若圓盤從靜止開始繞轉(zhuǎn)軸緩慢地加速轉(zhuǎn)動，用ω表示圓盤轉(zhuǎn)動的角速度，則（）A．A、B兩物體受到的摩擦力方向相反B．當(dāng)ω=時，細線張力為C．當(dāng)ω=時，兩物體開始滑動D．兩物體開始滑動時，細線上張力為參考答案：考點：向心力；牛頓第二定律．專題：牛頓第二定律在圓周運動中的應(yīng)用．分析：AB都做勻速圓周運動，合外力提供向心力，當(dāng)轉(zhuǎn)速較小時，繩子沒有張力，AB都是由靜摩擦力提供向心力，方向都指向圓心，當(dāng)B開始滑動時，AB都滑動了，說明此時AB都已達到最大靜摩擦力，由向心力公式可求得角速度和繩子的拉力．解答：解：A、AB都做勻速圓周運動，合外力提供向心力，當(dāng)轉(zhuǎn)速較小時，繩子沒有張力，AB都是由靜摩擦力提供向心力，方向都指向圓心，方向相同，故A錯誤；B、當(dāng)ω=時，對A有：T+μmg=mω2?2l解得：T=，故B正確；C、當(dāng)B開始滑動時，A、B所受靜摩擦力均達最大，設(shè)此時細繩張力為FT：對A：FT+μmg=mω2?2l對A：μmg﹣FT=mω2l

聯(lián)立解得：ω=，F(xiàn)T=，故C錯誤，D正確．故選：BD點評：本題考查圓周運動中力與運動的關(guān)系，注意本題中為靜摩擦力與繩子的拉力充當(dāng)向心力，故應(yīng)注意靜摩擦力是否已達到最大靜摩擦力．2.一列簡諧波在t=0.2s，時刻波的圖像如圖（甲）所示，x=0的質(zhì)點的振動圖像如圖（乙）所示，由此可知：A.波沿x軸負方向傳播，波速V=10m/sB.波沿x軸正方向傳播，波速V=10m/sC.t=0.2s時刻，質(zhì)點c向y軸負方向運動D.t=0.3s時刻，質(zhì)點b的位移y=10cm參考答案：A解析：由振動圖可知，在t=0.2s以后，x=0的質(zhì)點從平衡位置向y正方向運動。在波的圖像中根據(jù)同側(cè)性可判斷出波向x軸負方向傳播，排除B,再由波速公式,3.如圖所示，清洗樓房玻璃的工人常用一根繩索將自己懸在空中，工人及其裝備的總重量為G，懸繩與豎直墻壁的夾角為α，懸繩對工人的拉力大小為F1，墻壁對工人的彈力大小為F2,則

()A、F1＝

B、F2＝GtanαC、若緩慢減小懸繩的長度，F(xiàn)1與F2的合力變大D、若緩慢減小懸繩的長度，F(xiàn)1減小，F(xiàn)2增大參考答案：B4.小李用功率為1000W的微波爐加熱一杯250mL的牛奶，牛奶從室溫加熱到口感適宜的溫度大概需要吸收3.0×104J的能量．已知此微波爐將電能轉(zhuǎn)化為微波輻射的效率為75%，微波輻射轉(zhuǎn)化為牛奶內(nèi)能的效率也為75%，則加熱這杯牛奶的適宜時間約為（）A．3分鐘 B．2分鐘 C．1分鐘 D．半分鐘參考答案：C【考點】電功、電功率．【分析】根據(jù)電能轉(zhuǎn)化為微波的效率以及微波轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率可明確牛奶最終獲得的能量，根據(jù)吸收的大約能量即可求得所需要的時間．【解答】解：牛奶從室溫加熱到口感適宜的溫度大概需要吸收3.0×104J的能量，根據(jù)功能關(guān)系可知：Q=Pt×75%×80%代入數(shù)據(jù)可得：3.0×104J=75%×80%×1000t解得：t=50s，即適宜時間約為1min，故C正確，ABD錯誤．故選：C．5.（單選）簡諧運動的物體，在返回平衡位置過程中，變大的物理量是（

）（A）動能

（B）回復(fù)力

（C）位移

（D）機械能參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.一氫原子從能量為E2的能級躍遷至能量為E1的較低能級時釋放的光子的波長為______（真空中光速c，普朗克常數(shù)h）參考答案：解析：由波爾假設(shè)可得hc/λ=E2-E1,釋放的光子的波長為λ=.7.（選修3-5）（4分）有關(guān)熱輻射和光的本性，請完成下列填空題黑體輻射的規(guī)律不能用經(jīng)典電磁學(xué)理論來解釋，1900年德國物理學(xué)家普朗克認為能量是由一份一份不可分割最小能量值組成，每一份稱為_________.1905年愛因斯坦從此得到啟發(fā)，提出了光子的觀點，認為光子是組成光的最小能量單位，光子的能量表達式為_________，并成功解釋了__________________現(xiàn)象中有關(guān)極限頻率、最大初動能等規(guī)律，寫出了著名的______________方程，并因此獲得諾貝爾物理學(xué)獎。參考答案：

答案：能量子

光電效應(yīng)

光電效應(yīng)方程（或）8.現(xiàn)有一個彈簧測力計（可隨便找地方懸掛），一把勻質(zhì)的長為l的有刻度、零點位于端點的直尺，一個木塊及質(zhì)量不計的細線．試用這些器件設(shè)計一實驗裝置（要求畫出示意圖），通過一次測量（彈簧測力計只準讀一次數(shù)），求出木塊的質(zhì)量和尺的質(zhì)量．（已知重力加速度為g）參考答案：找個地方把彈簧測力計懸掛好，取一段細線做成一環(huán)，掛在彈簧測力計的掛鉤上，讓直尺穿在細環(huán)中，環(huán)與直尺的接觸點就是直尺的懸掛點，它將尺分為長短不等的兩段．用細線栓住木塊掛在直尺較短的一段上，細心調(diào)節(jié)直尺懸掛點及木塊懸掛點的位置，使直尺平衡在水平位置（為提高測量精度，盡量使二懸掛點相距遠些），如圖所示．設(shè)木塊質(zhì)量為m，直尺質(zhì)量為M．記下二懸掛點在直尺上的讀數(shù)x1、x2，彈簧測力計讀數(shù)G．由平衡條件和圖中所設(shè)的直尺零刻度線的位置有

(1)

(2)(1)、(2)式聯(lián)立可得

(3)

(4)給出必要的說明占8分，求出r占10分．9.一個電流表的內(nèi)阻Rg=36Ω,滿偏電流Ig=10mA，將它改裝成較大量程的電流表，測得改裝后電流表得內(nèi)阻是0.36Ω，則改裝后電流表的量程為

A，并聯(lián)的分流電阻為

Ω。參考答案：1

0.364略10.土星周圍有美麗壯觀的“光環(huán)”,組成環(huán)的顆粒是大小不等、線度從1μm到10m的巖石、塵埃,類似于衛(wèi)星,它們與土星中心的距離從7.3×104

km延伸到1.4×105km.已知環(huán)的外緣顆粒繞土星做圓周運動的周期約為14h,引力常量為6.67×10-11N·m2/kg2,則土星的質(zhì)量約為

。（估算時不考慮環(huán)中顆粒間的相互作用）參考答案：6.4×1026kg

11.某同學(xué)做了如下的力學(xué)實驗：一個質(zhì)量為m的物體放在水平面上，物體受到向右的水平拉力F的作用后運動，設(shè)水平向右為加速度的正方向，如下圖(a)所示，現(xiàn)測得物體的加速度a與拉力F之間的關(guān)系如下圖(b)所示，由圖象可知，物體的質(zhì)量m=______________；物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=_______________．參考答案：5kg

0.412.如圖，用帶孔橡皮塞把塑料瓶口塞住，向瓶內(nèi)迅速打氣，在瓶塞彈出前，外界對氣體做功15J，橡皮塞的質(zhì)量為20g，橡皮塞被彈出的速度

為10m/s，若橡皮塞增加的動能占氣體對外做功的10%，瓶內(nèi)的氣體作為理想氣體。則瓶內(nèi)氣體的內(nèi)能變化量為

J，瓶內(nèi)氣體的溫度

（選填“升高”或“降低”）。參考答案：5（2分）

升高（2分）熱力學(xué)第一定律．H3

解析：由題意可知，氣體對外做功：W對外=由題意可知，向瓶內(nèi)迅速打氣，在整個過程中，氣體與外界沒有熱交換，即Q=0，則氣體內(nèi)能的變化量：△U=W+Q=15J-10J+0=5J，氣體內(nèi)能增加，溫度升高；本題考查了求氣體內(nèi)能的變化量、判斷溫度的變化，應(yīng)用熱力學(xué)第一定律即可正確解題．求解本題要由動能的計算公式求出橡皮塞的動能，然后求出氣體對外做的功，再應(yīng)用熱力學(xué)第一定律求出氣體內(nèi)能的變化量，最后判斷氣體溫度如何變化13.為探究橡皮條被拉伸到一定長度的過程中，彈力做的功和橡皮條在一定長度時具有的彈性勢能的關(guān)系（其中橡皮條的彈性勢能表達式為，k是勁度系數(shù)），某同學(xué)在準備好橡皮條、彈簧測力計、坐標(biāo)紙、鉛筆、直尺等器材后，進行了以下操作：a．將橡皮條的一端固定，另一端拴一繩扣，用直尺從橡皮條的固定端開始測量橡皮條的原長l0，記錄在表格中；b．將彈簧測力計掛在繩扣上，測出在不同拉力F1、F2、F3…的情況下橡皮條的長度l1、l2、l3…；c．以橡皮條的伸長量△l為橫坐標(biāo)，以對應(yīng)的拉力F為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上建立坐標(biāo)系，描點、并用平滑的曲線作出F-△l圖象；d．計算出在不同拉力時橡皮條的伸長量△l1、△l2、△l3…；e．根據(jù)圖線求出外力克服橡皮條的彈力做的功．f.根據(jù)彈性勢能表達式求出橡皮條具有的彈性勢能.（1）以上操作合理的順序是______________；（2）實驗中，該同學(xué)作出的F-△l圖象如圖所示，從圖象可求出△l=9cm過程中外力克服橡皮條的彈力做的功約為_____J，計算出△l=9cm時橡皮條具有的彈性勢能約為_____J.（保留二位有效數(shù)字）（3）由實驗可得出的結(jié)論是______________________________________________參考答案：（1）abdcef

（2）0.11

，0.11

（3）在誤差允許范圍內(nèi)克服彈力做的功等于橡皮條彈性勢能的增量三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（6分）如圖所示，一氣缸豎直放置，用一質(zhì)量為m的活塞在缸內(nèi)封閉了一定量的理想氣體，在氣缸的底部安裝有一根電熱絲，用導(dǎo)線和外界電源相連，已知汽缸壁和活塞都是絕熱的，汽缸壁與活塞間接觸光滑且不漏氣?，F(xiàn)接通電源，電熱絲對缸內(nèi)氣體緩慢加熱。

①關(guān)于汽缸內(nèi)氣體，下列說法正確的是

。A．單位時間內(nèi)氣缸單位面積上氣體分子撞擊次數(shù)減少B．所有分子的速率都增加C．分子平均動能增大D．對外做功，內(nèi)能減少②設(shè)活塞橫截面積為S，外界大氣壓強為p0，電熱絲熱功率為P，測得通電t時間內(nèi)活塞緩慢向上移動高度h，求：（Ⅰ）汽缸內(nèi)氣體壓強的大??；（Ⅱ）t時間缸內(nèi)氣體對外所做的功和內(nèi)能的變化量。參考答案：AC（2分）；（4分）15.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(zhì)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(yīng)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(shè)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(dāng)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(yīng)圓心角.(3)當(dāng)最低點O速度為6m/s，人和車對軌道的壓力5600

N.四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（15分）釷核發(fā)生衰變生成鐳核并放出一個粒子。設(shè)該粒子的質(zhì)量為、電荷量為q，它進入電勢差為U的帶窄縫的平行平板電極和間電場時，其速度為，經(jīng)電場加速后，沿方向進入磁感應(yīng)強度為B、方向垂直紙面向外的有界勻強磁場，垂直平板電極，當(dāng)粒子從點離開磁場時，其速度方向與方位的夾角，如圖所示，整個裝置處于真空中。（1）寫出釷核衰變方程；（2）求粒子在磁場中沿圓弧運動的軌道半徑R；（3）求粒子在磁場中運動所用時間。參考答案：

解析：（1）釷核衰變方程

①

（2）設(shè)粒子離開電場時速度為，對加速過程有

②

粒子在磁場中有

③

由②、③得

④

（3）粒子做圓周運動的回旋周期

⑤

粒子在磁場中運動時間

⑥

由⑤、⑥得

⑦17.如圖甲所示，一水平放置的圓形套筒由兩個靠得很近的同心圓筒組成，一質(zhì)量m=0.2kg的小滑塊從軌道（截面圖如圖乙所示）的最低點A，以v0=9m/s的初速度向右運動，小滑塊第一次滑到最高點時速度v=1m/s．滑塊的尺寸略小于兩圓筒間距，除外筒內(nèi)壁的上半部分BCD粗糙外，其余部分均光滑．小滑塊運動軌道的半徑R=0.3m，求：（1）小滑塊第一次滑到最高點時軌道對其的彈力？（2）小滑塊從開始到第一次滑至最高點這段時間內(nèi)，它克服摩擦力做的功是多少？（3）從開始經(jīng)過足夠長的時間，小滑塊減少的機械能是多少？參考答案：解（1）設(shè)此情形下小滑塊到達最高點時受豎直向下的彈力FN，則有：代入數(shù)據(jù)可得：故實際上筒內(nèi)壁對小滑塊施加了豎直向上的支持力

（2）在此過程中，設(shè)克服摩擦力做的功為：W克f代入數(shù)據(jù)可得：W克f=6.8J

（3）經(jīng)過足夠長的時間后，小滑塊在下半圓軌道內(nèi)做往復(fù)運動，小滑塊經(jīng)過水平直徑位置時速度為0，選該處所在水平面為零勢面，則有E末=0E初=則減少的機械能為：答：（1）小滑塊第一次滑到最高點時軌道