浙江省湖州市南北莊中學(xué)高三物理期末試卷含解析

浙江省湖州市南北莊中學(xué)高三物理期末試卷含解析一、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.如圖所示為氫原子的能級圖?，F(xiàn)有大量處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷。下列說法正確的是 A．這些氫原子總共可輻射出三種不同頻率的光 B．氫原子由n=3躍遷到n=2產(chǎn)生的光頻率最大 C．這些氫原子躍遷時輻射出光子能量的最大值為10.2eV D．氫原子由n=3躍遷到n=l產(chǎn)生的光照射逸出功為6.34eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應(yīng)參考答案：AD2.2012年12月23日，殲-15艦載戰(zhàn)斗機在“遼寧艦”上圓滿完成著艦試驗，成功降落。為了強制飛機在50~70m距離內(nèi)迅速地從300km/h減速為0，需要通過安裝在機體尾部下方經(jīng)過特殊設(shè)計的攔阻掛鉤，拉住橫置于航母跑道甲板上的攔阻索，利用攔阻力來強行制動。已知殲-15艦載戰(zhàn)斗機高空最大速度是2500km/h，

航程是4500km（不空中加油），假設(shè)戰(zhàn)斗機降落時的質(zhì)量是25000kg．為保證殲-15艦載戰(zhàn)斗機安全著艦，殲-15艦載戰(zhàn)斗機所受的最小阻力為（

）A．1.74×105N

B．3.6×106N

C．1.0×105N

D．1.2×106N參考答案：D3.兩物體M、m用跨過光滑定滑輪的輕繩相連，如圖放置，OA、OB與水平面的夾角分別為30°、60°，M、m均處于靜止狀態(tài)．則A．繩OA對M的拉力大小大于繩OB對M的拉力B．繩OA對M的拉力大小等于繩OB對M的拉力C．m受到水平面的靜摩擦力大小為零

D．m受到水平面的靜摩擦力的方向水平向左參考答案：D4.如圖所示，a、b帶等量異種電荷，MN為a、b連線的中垂線?，F(xiàn)有一帶電粒子從M點以一定的初速度v射入，開始時的一段軌跡如圖中實線所示。若不計重力及空氣阻力的作用，則該粒子在飛越電場的過程中，下列說法中正確的是（

）A．該粒子帶負電B．該粒子的動能先增大后減小C．該粒子的電勢能先增大后減小D．該粒子運動到無窮遠處后，其速度大小一定仍為v參考答案：ABD5.（單選）身高為2m的宇航員，用背越式跳高，在地球上能跳2m，在另一星球上能跳5m，若只考慮重力因素影響，地球表面重力加速度為g，則該星球表面重力加速度約為參考答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.假設(shè)一列火車共有6節(jié)車廂且均停在光滑的軌道上，各車廂間有一定的間距．若第一節(jié)車廂以速度向第二節(jié)車廂運動，碰后不分開，然后一起向第三節(jié)車廂運動，……依次直到第6節(jié)車廂．則第一節(jié)車廂與第二節(jié)車廂碰后的共同速度為__________,火車最終的速度為____________參考答案：

7.小胡同學(xué)在學(xué)習(xí)了圓周運動的知識后，設(shè)計了一個課題，名稱為：快速測量自行車的騎行速度。他的設(shè)想是：通過計算踏腳板轉(zhuǎn)動的角速度，推算自行車的騎行速度。如上圖所示是自行車的傳動示意圖，其中Ⅰ是大齒輪，Ⅱ是小齒輪，Ⅲ是后輪。當大齒輪Ⅰ（腳踏板）的轉(zhuǎn)速通過測量為n（r/s）時，則大齒輪的角速度是

rad/s。若要知道在這種情況下自行車前進的速度，除需要測量大齒輪Ⅰ的半徑r1，小齒輪Ⅱ的半徑r2外，還需要測量的物理量是

。用上述物理量推導(dǎo)出自行車前進速度的表達式為：

。參考答案：2πn,

車輪半徑r3,2πn根據(jù)角速度ω=2πn得：大齒輪的角速度ω=2πn。踏腳板與大齒輪共軸，所以角速度相等，小齒輪與大齒輪通過鏈條鏈接，所以線速度相等，設(shè)小齒輪的角速度為ω′，測量出自行車后輪的半徑r3，根據(jù)v=r3ω′

得：v=2πn8.A、B為相同大小的量正三角形板塊，如圖所示鉸接于M、N、P三處并靜止．M、N分別在豎直墻壁上和水平天花板上，A板較厚，質(zhì)量分布均勻，重力為G．B板較薄，重力不計．三角形的兩條邊均水平．那么，A板對鉸鏈P的作用力的方向為沿NP方向；作用力的大小為G．參考答案：考點：共點力平衡的條件及其應(yīng)用；物體的彈性和彈力．專題：共點力作用下物體平衡專題．分析：對B分析可知B受拉力的方向，對A分析找出力臂由力矩平衡可求得作用力的大?。獯穑航猓阂駼的重力不計，B的重力對平衡沒有影響，故對B平衡起作用的只有N和P點，故可將B可以作二力桿處理，則板A對P的拉力應(yīng)沿NP方向；對A分析，A受重力和P點的拉力而關(guān)于支點M平衡，設(shè)邊長為L，由幾何關(guān)系可知，重力的力臂為L1=L，P點的拉力的力矩為L2=L；則由力矩平衡可知，GL1=FL2，即G?L=F?L解得F=G由牛頓第三定律可知A板對鉸鏈P的作用力的大小為F′=F=G故答案為：沿NP方向，G．點評：本題關(guān)鍵在于理解B不計重力的含義，將B板等效為二力桿．運用力矩平衡條件解決此類問題．9.19．如上右圖所示，物體A重30N，用F等于50N的力垂直壓在墻上靜止不動，則物體A所受的摩擦力是

N；物體B重30N，受到F等于20N的水平推力靜止不動，則物體B所受的摩擦力是

N。參考答案：30

2010.在探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系實驗中，用裝有沙子的小桶通過細線繞過木板一端的定滑輪來拉動板上的小車做勻加速直線運動，通過改變沙子質(zhì)量來改變拉力大小。多次實驗后根據(jù)由紙帶求出的加速度與拉力作出—圖像如圖所示，根據(jù)圖像判斷下列說法正確的是（

）A、一定沒有平衡摩擦力，且小車質(zhì)量較小B、平衡摩擦力時，木板傾斜程度過大，且小車質(zhì)量較大C、可能平衡摩擦力時忘記掛上紙帶，且沙桶和沙子質(zhì)量較大D、可能平衡摩擦力不徹底，木板傾斜程度偏小，且沙桶和沙子質(zhì)量較大參考答案：11.環(huán)境污染已非常嚴重，瓶裝純凈水已經(jīng)占領(lǐng)柜臺．再嚴重下去，瓶裝純凈空氣也會上市．設(shè)瓶子的容積為500mL，空氣的摩爾質(zhì)量M＝29×10－3kg/mol.按標準狀況計算，NA＝6.0×1023mol－1，試估算：①空氣分子的平均質(zhì)量是

kg

(保留兩位有效數(shù)字)②一瓶純凈空氣的質(zhì)量是

kg(保留兩位有效數(shù)字)③一瓶中約有

個氣體分子？(保留兩位有效數(shù)字)參考答案：12.汽車以15m/s的初速度作勻減速直線運動，若在第二秒內(nèi)通過的位移是7.5m，則汽車的加速度大小為______m/s2，在剎車之后的1s內(nèi)、2s內(nèi)、3s內(nèi)汽車通過的位移之比為______。參考答案：5

；

5：8：913.一物塊靜置于水平面上，現(xiàn)用一與水平方向成37°角的拉力F使物體開始運動，如圖（a）所示．其后一段時間內(nèi)拉力F隨時間變化和物體運動速度隨時間變化的圖象如圖（b）所示，已知物塊的質(zhì)量為0.9kg，g=10m/s2．根據(jù)圖象可求得，物體與地面間的動摩擦系數(shù)為，0～1s內(nèi)拉力的大小為6.6N．（sin37°=0.6，cos37°=0.8）參考答案：考點：牛頓第二定律；勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系．專題：牛頓運動定律綜合專題．分析：由速度時間圖象抓住1～t1時間內(nèi)做勻速直線運動，根據(jù)共點力平衡求出動摩擦因數(shù)，從圖象中求出物體運動的加速度，由牛頓第二定律可求得物體受到的拉力的大?。獯穑航猓何矬w在0～1s內(nèi)做勻加速直線運動，在1～t1時間內(nèi)做勻速直線運動，最好做勻減速直線運動．對于勻速直線運動階段，有：Fcos37°=f，f=μ（mg﹣Fsin37°）解得：．在0～1s內(nèi)，做勻加速直線運動，加速度a=4m/s2．F1cos37°﹣μ（mg﹣F1sin37°）=ma解得F1=6.6N．故答案為：，6.6點評：解決本題的關(guān)鍵理清物體的運動規(guī)律，結(jié)合牛頓第二定律進行求解．三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（8分）為確定愛因斯坦的質(zhì)能方程的正確性，設(shè)計了如下實驗：用動能為MeV的質(zhì)子轟擊靜止的鋰核Li，生成兩個粒子，測得兩個粒子的動能之和為MeV。寫出該反應(yīng)方程，并通過計算說明正確。（已知質(zhì)子、粒子、鋰核的質(zhì)量分別取、、）參考答案：核反應(yīng)方程為核反應(yīng)的質(zhì)量虧損，由質(zhì)能方程可得，質(zhì)量虧損相當?shù)哪芰縈eV而系統(tǒng)增加的能量MeV，這些能量來自核反應(yīng)中，在誤差允許的范圍內(nèi)可認為相等，所以正確。15.（11分）簡述光的全反射現(xiàn)象及臨界角的定義，并導(dǎo)出折射率為的玻璃對真空的臨界角公式。參考答案：解析：光線從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時，折射角大于入射角，若入射角增大到某一角度C，使折射角達到，折射光就消失。入射角大于C時只有反射光，這種現(xiàn)象稱為全反射，相應(yīng)的入射角C叫做臨界角。

光線由折射率為的玻璃到真空，折射定律為：

①

其中分別為入射角和折射角。當入射角等于臨界角C時，折射角等于，代入①式得

②四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，一豎直放置的、長為L的細管下端封閉，上端與大氣（視為理想氣體）相通，初始時管內(nèi)氣體溫度為?，F(xiàn)用一段水銀柱從管口開始注入管內(nèi)將氣柱封閉，該過程中氣體溫度保持不變且沒有氣體漏出，平衡后管內(nèi)上下兩部分氣柱長度比為l∶3。若將管內(nèi)下部氣體溫度降至，在保持溫度不變的條件下將管倒置，平衡后水銀柱下端與管下端剛好平齊（沒有水銀漏出）。已知，大氣壓強為，重力加速度為g。求水銀柱的長度h和水銀的密度。參考答案：設(shè)管內(nèi)截面面積為S，初始時氣體壓強為，體積為

注入水銀后下部氣體壓強為

體積為

由玻意耳定律有：

將管倒置后，管內(nèi)氣體壓強為

體積為

由理想氣體狀態(tài)方程有：

解得

，

17.如圖所示，質(zhì)量為m=0.4kg的小物塊從高h=0.4m的坡面頂端由靜止釋放，滑到粗糙的水平臺上，滑行距離l=1m后，從邊緣O點水平飛出，擊中平臺右下側(cè)擋板上的p點，以O(shè)為原點在豎直面內(nèi)建立如圖所示的平面直角坐標系，擋板形狀滿足方程（單位：m），小物塊從坡面上滑下時客服摩擦力做功1J，小物塊與平臺表面間的動摩擦因數(shù)，g=10m/s2，求：（1）小物塊從邊緣O點拋出時的速度大小。（2）P點的坐標。參考答案：【知識點】動能定理的應(yīng)用；平拋運動．D2E2【答案解析】（1）1m/s(2)（1m，-5m）。解析：（1）對小物塊，從釋放至到達O點的過程中，有：解得：。（2）小物塊O點水平拋出后滿足x=vt

又有

聯(lián)立解得x=1m，y=-5m

所以P點坐標為（1m，-5m）?！舅悸伏c撥】（1）對小物塊從開始到達O點的過程運用動能定理，求出小物塊的速度；（2）平拋運動在水平方向上做勻速直線運動，在豎直方向上做自由落體運動，根據(jù)平拋運動的規(guī)律求出平拋運動的軌跡方程，結(jié)合兩個軌跡方程求出交點坐標．本題考查了動能定理和平拋運動的綜合運用，運用動能定理解題關(guān)鍵選擇好研究的過程，分析過程中有哪些力做功，然后根據(jù)動能定理列式求解．18.經(jīng)過天文望遠鏡的長期觀測，人們在宇宙中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了許多雙星系統(tǒng)，通過對它們的研究，使我們對宇宙中物質(zhì)的存在形式和分布情況有了較深刻的認識。雙星系統(tǒng)由兩個星體構(gòu)成，其中每個星體的線度都遠小于兩星體之間的距離。一般雙星系統(tǒng)距離其他星體很遠，可以當作孤立系統(tǒng)處理?，F(xiàn)根據(jù)對某一雙星系統(tǒng)的光學(xué)測量確定，該雙星系統(tǒng)中每個星體的質(zhì)量都是M，兩者間相距L，它們正圍繞兩者連線的中點做圓周運動。⑴試計算該雙星系統(tǒng)的運動周期T⑵若實驗上觀測到運動周期為T′，為了解釋兩者的不同，目前有一種流行的理論認為，在宇宙中可能存在一種望遠鏡觀測不到的暗物質(zhì)。作為一種簡化的模型，我們假定在以這兩個星體連線為直徑的球體內(nèi)均勻分布著密度為ρ的暗物質(zhì)，而不考慮其它暗物質(zhì)的影響，并假定暗物質(zhì)與星體間的相互作用同樣遵守萬有引力定律。試根據(jù)這一模型計算該雙星系統(tǒng)的運動周期T′參考答案：解：⑴夯桿加速上升階段：a==2m/s2