河北省保定市南宮井中學高三物理期末試題含解析

河北省保定市南宮井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.從三業(yè)飛往濟南的波音737航班，到達遙墻國際機場，降落的速度為60m／s，然后以加速度大小為5m／s2做勻減速直線運動，則飛機在第14秒內的位移為A．350m

B．180mC．0m

D．1330m參考答案：C飛機著陸后到停止所需的時間t0==s=12s＜14s．所以飛機在第14s內的位移等于0.2.如圖所示，輕繩AB總長為L，用輕滑輪懸掛重為G的物體。繩能承受的最大拉力是2G，將A端固定，將B端緩慢向右移動d而使繩不斷，則d的最大值為：A．

B．

C．

D．參考答案：D3.(單選)不計空氣阻力，以一定的初速度豎直上拋一物體，從拋出至回到拋出點的時間為t，現(xiàn)在物體上升的最大高度的一半處設置一塊擋板，物體撞擊擋板前后的速度大小相等、方向相反，撞擊所需時間不計，則這種情況下物體上升和下降的總時間約為 ()A．0.5t

B．0.4t

C．0.3t

D．0.2t參考答案：C4.將R1=10Ω、R2=20Ω的電阻串聯(lián)接在正弦交流電路中，通過電阻R2的電流i隨時間t變化的情況如圖2所示。則（

）ACA．R1的消耗的電功率是3.6WB．R2兩端的電壓有效值是6VC．通過R2的電流有效值是0.6AD．R2兩端的電壓有效值是6V參考答案：AC5.我國已于2018年12月8日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射嫦娥四號探月衛(wèi)星，于2019年1月3日實現(xiàn)人類首次在月球背面軟著陸，嫦娥四號著陸器與玉兔二號巡視器順利分離。已知月球的半徑為R，月球表面的重力加速度為g，引力常量為G，嫦娥四號離月球中心的距離為r，繞月周期為T。根據(jù)以上信息可求出：A.嫦娥四號繞月運行的速度為B.嫦娥四號繞月運行的速度為C.月球的平均密度D.月球的平均密度參考答案：A月球表面任意一物體重力等于萬有引力，則有GM＝R2g①

“嫦娥四號”繞月運行時，萬有引力提供向心力，得②

由①②得，故A錯誤，B正確；“嫦娥四號”繞月運行時，根據(jù)萬有引力提供向心力，有，得;月球的平均密度為，故C正確，D錯誤；故選AC.點睛：解決本題的關鍵掌握萬有引力提供向心力和月球表面的物體受到的重力等于萬有引力兩個公式的綜合應用，注意軌道半徑與星體半徑的關系．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示是某原子的能級圖，a、b、c為原子躍遷所發(fā)出的三種波長的光．在下列該原子光譜的各選項中，譜線從左向右的波長依次增大，則正確的是________。參考答案：C7.物質是由大量分子組成的，分子直徑的數(shù)量級一般是________m．能說明分子都在永不停息地做無規(guī)則運動的實驗事實有________(舉一例即可)．在兩分子間的距離由v0(此時分子間的引力和斥力相互平衡，分子作用力為零)逐漸增大的過程中，分子力的變化情況是________(填“逐漸增大”“逐漸減小”“先增大后減小”或“先減小后增大”)．參考答案：(1)10－10布朗運動(或擴散現(xiàn)象)先增大后減小8.（選修3—3（含2—2）模塊）（6分）某壓力鍋結構如圖所示，蓋好密封鍋蓋，將壓力閥套在出氣孔上，給壓力鍋加熱，當鍋內氣體壓強達到一定值時，氣體就把壓力閥頂起．已知大氣壓強P隨海拔高度H的變化滿足P=P0(1–aH)，其中常數(shù)a＞0，隨海拔高度H的增大，大氣壓強P

（填“增大”、“減小”或“不變”），閥門被頂起時鍋內氣體壓強

（填“增大”、“減小”或“不變”），結合查理定律分析可知，在不同海拔高度使用壓力鍋，閥門被頂起時鍋內氣體的溫度隨著海拔高度的增加而

．（填“升高”、“降低”或“不變”）參考答案：答案：減?。?分）；減?。?分）；降低．（2分）9.某同學為估測摩托車在水泥路面上行駛時所受的牽引力，設計了下述實驗：將輸液用的500ml玻璃瓶裝適量水后，連同輸液管一起綁在摩托車上，調節(jié)輸液管的滴水速度，剛好每隔1.0s滴一滴，該同學騎摩托車，先使之加速到某一速度，然后熄火，讓摩托車沿直線滑行，如圖是某次實驗中水泥路面上的部分水滴（左側是起點,單位：m）。設該同學質量為50kg，摩托車的質量為75kg，根據(jù)該同學的實驗結果可估算（g=10m/s2）（1）騎摩托車加速時的加速度大小為

m/s2；（2）騎摩托車滑行時的加速度大小為

m/s2；

（3）騎摩托車加速時的牽引力大小為

N參考答案：（1）3.79m/s2，（2）0.19m/s2，（3）497.5N

解：（1）已知前四段位移，根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小，

得：x4-x2=2a1T2

x3-x1=2a2T2

為了更加準確的求解加速度，我們對兩個加速度取平均值

得：即小車運動的加速度計算表達式為：（2）滑行時的加速度帶入數(shù)據(jù)得：摩托車減速時的加速度a2=-0.19

m/s2，負號表示摩托車做減速運動．

（3）由牛頓第二定律：

加速過程：F-f=ma

減速過程：f=ma2，

解得：F=m（a+a2）=497.5N

故答案為：（1）3.79m/s2；（2）0.19m/s2；（3）497.5N．10.如圖所示，質量為m、總長度為L的等邊三角形ABC導線框，在A處用細線豎直懸掛于輕桿一端，水平輕桿另一端通過彈簧連接地面，離桿左端1/3處有一固定轉軸O．現(xiàn)垂直于ABC施加一個水平方向廣闊的勻強磁場，磁感強度為B，當在三角形ABC導線框中通以逆時針方向大小為I的電流時，AB邊受到的安培力大小是

，此時彈簧對桿的拉力為____________．參考答案：

答案：BIL/3

mg/211.如圖為部分電路，Uab恒定，電阻為R時，電壓表讀數(shù)為U0，電阻調為時，電壓表讀數(shù)為3U0，那么Uab=

，電阻前后二種情況下消耗的功率=

。參考答案：

答案：9u0，4：9

12.某學習小組用如圖所示裝置探究“加速度和力的關系”。

該小組已經測量了兩個光電門間的距離為L，遮光條的寬度為d，遮光條通過兩個光電門的時間分別為t1、t2，則：

（1）小車的實際加速度可以表示為____________（用題中所給物理量表示）

（2）改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復測量。在某次實驗中根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)可在坐標紙上畫出a－F關系的點跡（如圖所示）。經過分析，發(fā)現(xiàn)這些點跡存在一些問題，產生的主要原因可能是（

）A．軌道與水平方向夾角太大B．軌道保持了水平狀態(tài)，沒有平衡摩擦力C．所掛鉤碼的總質量太大，造成上部點跡有向下彎曲趨勢D．所用小車的質量太大，造成上部點跡有向下彎曲趨勢參考答案：（1）a=

（2）BC解析：（1）遮光條通過兩個光電門時的速度分別為v1=d/t1，v2=d/t2。根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律，v22-v12=2aL，解得小車的實際加速度可以表示為a=。（2）圖線直線部分沒有過原點，產生的主要原因可能是軌道保持了水平狀態(tài)，沒有平衡摩擦力，選項A錯誤B正確；圖線上部彎曲產生的主要原因可能是所掛鉤碼的總質量太大，造成上部點跡有向下彎曲趨勢。13.如圖，豎直輕質懸線AD上端固定于天花板上的A點，下端與半徑為R的半圓形木板BOC連接于D點，BC是木板的直徑；O為圓心，B端用鉸鏈連接于豎直墻上，半圓形木板直徑BC處于水平狀態(tài)時OA間的距離剛好等于木板的半徑R。改變懸線AD的長度，使線與圓盤的連接點D逐漸右移，并保持圓盤直徑BC始終處于水平狀態(tài)。則D點右移過程中懸線拉力的大小

；懸線拉力對B點的力矩大小

（選填“逐漸增大”“逐漸減小”“不變”“先增大后減小”“先減小后增大”）參考答案：三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（09年大連24中質檢）（選修3—4）（5分）半徑為R的半圓柱形玻璃，橫截面如圖所O為圓心，已知玻璃的折射率為，當光由玻璃射向空氣時，發(fā)生全反射的臨界角為45°．一束與MN平面成45°的平行光束射到玻璃的半圓柱面上，經玻璃折射后，有部分光能從MN平面上射出．求①說明光能從MN平面上射出的理由?

②能從MN射出的光束的寬度d為多少?參考答案：解析：①如下圖所示，進入玻璃中的光線a垂直半球面，沿半徑方向直達球心位置O，且入射角等于臨界角，恰好在O點發(fā)生全反射。光線a右側的光線（如：光線b）經球面折射后，射在MN上的入射角一定大于臨界角，在MN上發(fā)生全反射，不能射出。光線a左側的光線經半球面折射后，射到MN面上的入射角均小于臨界角，能從MN面上射出。（1分）最左邊射向半球的光線c與球面相切，入射角i=90°折射角r=45°。故光線c將垂直MN射出（1分）

②由折射定律知（1分）

則r=45°

（1分）

所以在MN面上射出的光束寬度應是

（1分）15.質量分別為m和3m的A、B兩個小球以相同的速率v沿同一直線相向運動，碰后B球停止不動，試求A球碰后的速度，并判斷它們之間發(fā)生的是彈性碰撞還是非彈性碰撞（說明理由）．參考答案：彈性碰撞取B球碰前的速度方向為正方向，設A球碰后的速度為v′，由動量守恒定律有解得，方向與B球碰前的速度方向相同由于，故碰撞前后的總動能相等，則此碰撞是彈性碰撞四、計算題：本題共3小題，共計47分16.2016年2月11日，美國“激光干涉引力波天文臺”（LIGO）團隊向全世界宣布發(fā)現(xiàn)了引力波，這個引力波來自于距離地球13億光年之外一個雙黑洞系統(tǒng)的合并。已知光在真空中傳播的速度為c，太陽的質量為M0，萬有引力常量為G。（1）兩個黑洞的質量分別為太陽質量的26倍和39倍，合并后為太陽質量的62倍。利用所學知識，求此次合并所釋放的能量。（2）黑洞密度極大，質量極大，半徑很小，以最快速度傳播的光都不能逃離它的引力，因此我們無法通過光學觀測直接確定黑洞的存在。假定黑洞為一個質量分布均勻的球形天體。a．因為黑洞對其他天體具有強大的引力影響，我們可以通過其他天體的運動來推測黑洞的存在。天文學家觀測到，有一質量很小的恒星獨自在宇宙中做周期為T，半徑為r0的勻速圓周運動。由此推測，圓周軌道的中心可能有個黑洞。利用所學知識求此黑洞的質量M；b．嚴格解決黑洞問題需要利用廣義相對論的知識，但早在相對論提出之前就有人利用牛頓力學體系預言過黑洞的存在。我們知道，在牛頓體系中，當兩個質量分別為m1、m2的質點相距為r時也會具有勢能，稱之為引力勢能，其大小為（規(guī)定無窮遠處勢能為零）。請你利用所學知識，推測質量為M′的黑洞，之所以能夠成為“黑”洞，其半徑R最大不能超過多少？參考答案：（1）

（2）a．

b．試題解析：（1）合并后的質量虧損根據(jù)愛因斯坦質能方程

得合并所釋放的能量

（2）a．小恒星繞黑洞做勻速圓周運動，設小恒星質量為m根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律解得

b．設質量為m的物體，從黑洞表面至無窮遠處根據(jù)能量守恒定律解得

因為連光都不能逃離，有v=c所以黑洞的半徑最大不能超過17.如圖所示，水平轉盤上放有質量為m的物塊，當物塊到轉軸的距離為r時，連接物塊和轉軸的繩剛好被拉直（繩中張力為零），物塊與轉盤間最大靜摩擦力是其重力的k倍，求：（1）轉盤的角速度為ω1=時繩中的張力T1；（2）轉盤的角速度為ω2=時繩中的張力T2．參考答案：解：設角速度為ω0時繩剛好被拉直且繩中張力為零，則由題意有：kmg=mωr解得：ω0=（1）當轉盤的角速度為ω1=時，有：因為ω1＜ω0，物體所受靜摩擦力足以提供物體隨轉盤做圓周運動所需向心力仍為零，即：T1=0（2）當轉盤的角速度為：ω2=時，有：ω2＞ω0，物體所受最大靜摩擦力不足以提供物體隨轉盤做圓周運動所需向心力，則有：kmg+T2=mωr解得：T2=kmg答：（1）轉盤的角速度為ω1=時繩中的張力為零；（2）轉盤的角速度為ω2=時繩中的張力為kmg【考點】向心力；牛頓第二定律．【分析】先求出當向心力為物塊與轉盤的最大靜摩擦力時的角速度ω0，比較其與ω1=的大小，可判知繩子沒有張力，從而可第一問的結果．再比較ω0與ω2=的大小，可知最大靜摩擦力已經不能滿足物塊的圓周運動了，所以繩子要有張力，結合向心力公式可解得此時的繩子的張力．18.如圖所示，粗糙弧形軌道和兩個光滑半圓軌道組成翹尾巴的S形軌道.光滑半圓軌道半徑為R，兩個光滑半圓軌道連接處CD之間留有很小空隙，剛好能夠使小球通過，CD之間距離可忽略.粗糙弧形軌道最高點A與水平面上B點之間的高度為h.從A點靜止釋放一個可視為質點的小球，小球沿翹尾巴的S形軌道運動后從E點水平飛出，落到水平地面上，落點到與E點在同一豎直線上B點的距離為s.已知小球質量m，不計空氣阻力，求：(1)小球從E點水平飛出時的速度大?。?2)小球運動到半圓軌道的B點時對軌道的壓力；(