湖北省武汉市第六十八中学高三物理上学期期末试卷含解析

湖北省武汉市第六十八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. 如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与竖直放置的轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点，弹簧处于原长h时，让圆环由静止开始沿杆滑下，滑到杆的底端时速度恰好为零.若以地面为参考面，则在圆环下滑过程中 A.圆环的机械能保持为mgh               B.弹簧的弹性势能先增大后减小 C.弹簧弹力做的功为－mgh D.弹簧的弹性势能最大时，圆环的动能和重力势能之和最小 参考答案： CD 2. （单选）如图所示，AB为半圆环ACB的水平直径，C为环上的最低点，环半径为R．一个小球从A点以速度v0水平抛出，不计空气阻力．则下列判断正确的是（　　） 　 A． 只要v0足够大，小球可以击中B点 　 B． 即使v0取值不同，小球掉到环上时的速度方向和水平方向之间的夹角也相同 　 C． 若v0取值适当，可以使小球垂直撞击半圆环 　 D． 无论v0取何值，小球都不可能垂直撞击半圆环 参考答案： 考点： 平抛运动． 专题： 平抛运动专题． 分析： 本题可以采用假设法，假设小球垂直撞击半圆环，通过速度方向的夹角与位移与水平方向的夹角关系进行分析． 解答： 解：A、小球做平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，可知小球不可能击中B点，故A错误． B、初速度不同，小球落点的位置不同，运动的时间可能不同，则小球掉到环上时的速度方向和水平方向之间的夹角不同，故B错误． C、小球不可能垂直撞击在半圆环AC段，因为根据速度的合成，平抛运动的速度方向偏向右． 假设小球与BC段垂直撞击，设此时速度与水平方向的夹角为θ，知撞击点与圆心的连线与水平方向的夹角为θ．连接抛出点与撞击点，与水平方向的夹角为β．根据几何关系知，θ=2β．因为平抛运动速度与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍，即tanα=2tanβ．与θ=2β相矛盾．则不可能与半圆弧垂直相撞．故C错误，D正确． 故选：D． 点评： 解决本题的关键知道平抛运动速度与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍这一推论，并能灵活运用． 3. 同步卫星轨道半径为r，运行速率为v1，加速度为a1；地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，线速度为v2；地球半径为R。则下列关系式正确的是 A．=                  B．=（）2       C．=                   D．= 参考答案： A 4. （多选）在军事演习中，某空降兵从飞机上跳下，先做自由落体运动，在t1时刻，速度达较大值v1时打开降落伞，做减速运动，在t2时刻以较小速度v2着地。他的速度图像如图所示。下列关于该空降兵在0～t1或t1～t2时间内的平均速度的结论正确的是 参考答案： AD 5. 下列说法正确的是                    A．电流的能量不可能全部转化为内能w.w.w.k.s.5 u.c.o.m B．在绝热过程中外界对气体做功，气体的内能不一定增加 C．知道某物质摩尔质量和阿伏加罗常数，一定可求其分子质量 D．当分子间的作用力表现为引力，分子间的距离增大时，则分子势能一定增大 参考答案：     答案：C D 二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. 某物理兴趣小组采用如图所示的装置深入研究平抛运动。质量分别为mA和mB的A、B小球处于同一高度，M为A球中心初始时在水平地面上的垂直投影。用小锤打击弹性金属片，使A球沿水平方向飞出，同时松开B球，B球自由下落。A球落到地面N点处，B球落到地面P点处。测得mA=0.04 kg，mB=0.05kg，B球距地面的高度是1.25m，M、N点间的距离为1.50m，则B球落到P点的时间是____s，A球落地时的动能是____J。（忽略空气阻力） 参考答案： (1)0.5（２分）；     0.68 7. 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． 8. （4分）如图所示，、是系在绝缘细线两端，带有等量同种电荷的小球，现将绝缘细线绕过光滑定滑轮，将两球悬挂起来，两球平衡时，的线长等于的线长，球靠在光滑绝缘竖直墙上，悬线偏离竖直方向60°，则、两球的质量之比为       。 参考答案：     答案： 9. 如图所示，处在水里的平面镜开始处于水平位置，它可以绕过O点的水平转轴以的角速度在竖直平面内逆时针方向匀速转动，一细束光线沿水平方向射向镜面。设水的折射率n=1.414，则平面从开始转动到有光线从水中射向空气中所用的最短时间为        s。   参考答案：     答案：0.25 10. （8分）质量为1．0kg的物体放在可绕竖直轴转动的水平圆盘上，物体与转轴间用轻弹簧相连．物体与转盘间最大静摩擦力是重力的0．2倍，弹簧的劲度系数为600 N／m，原长为4cm，此时圆盘处于静止状态，如图2—13所示．圆盘开始转动后，要使物体与圆盘保持相对静止，圆盘的最大角速度=                (2)当角速度达到2ω0时，弹簧的伸长量X=     ．(g取10m／s2) 参考答案： 11. 本世纪最靠近地球的小行星2012DA14从离地面约34800km的距离，以28000km/h的速度由印度洋苏门答腊岛上空掠过。如果小行星被地球俘获而成为绕地球做圆周运动的卫星，则小行星的环绕速度应为__________m/s，该环绕速度__________第一宇宙速度（选填“大于”、“等于”或“小于”）。已知地球表面重力加速度为9.8m/s2，地球半径为6.4×103km。   参考答案： 3.12×103m/s，小于 12. 参考答案： 13. （1）用电磁打点计时器、水平木板（包括定滑轮）、小车等器材做“研究小车加速度与质量的关系”的实验。下图是某学生做该实验时小车即将释放之前的实验装置图，该图中有4处错误，请写出其中两处： ①______     _____________________；②______        _____________________。 （2）．利用打点计时器和如图的其他器材可以开展多项 实验探究，其主要步骤如下： a、按装置安装好器材并连好电路. b、接通电源，释放纸带，让重锤由静止开始自由下落. c、关闭电源，取出纸带, 更换纸带重复步骤b，打出几条纸带. d、选择一条符合实验要求的纸带，数据如图（相邻计数点的时间为T），进行数据处理: 若是探究重力做功和物体动能变化的关系.需求出重锤运动到各计数点的瞬时速度，试表示在B点时重锤运动的瞬时速度VB=               . ②若是测量重力加速度g. 为减少实验的偶然误差，采用逐差法处理数据，则加速度大小可以表示为g =                              . ③如果求出的加速度值与当地重力加速度公认的值g′有较大差距，说明实验过程存在较大的阻力，若要测出阻力的大小，则还需测量的物理量是              .（ g′为已知量） 参考答案： （1）（4分） （2）．（6分）①VB            ---------------------------- （2分） ②g      ---------（2分） ③重锤的质量m；   三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. （1）在研究“共点力的合成”的实验中，如图所示，使B弹簧秤由图示位置开始顺时针缓慢转动，在这个过程中保持O点位置不变和A弹簧秤拉伸方向不变，则在整个过程中关于A和B两弹簧秤的计数变化是（    ） A.A的读数增大，B的读数减小 B.A的读数减小，B的读数增大 C.A的读数减小，B的读数先增大后减小 D.A的读数减小，B的读数先减小后增大 在利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中： ①动能增加量略小于重力势能减少量的主要原因是          . A.重物下落的实际距离大于测量值     B.重物下落的实际距离小于测量值 C.重物下落受到阻力                 D.重物的实际末速度大于计算值 ②甲、乙、丙三位同学分别得到A，B，C三条纸带，它们的前两个点间的距离分别是1.0mm、1.9mm、4.0mm。那么一定存在操作错误的同学是           错误的原因是           ③有一条纸带，各点距A点的距离分别为，如图所示，各相邻点间的时间  间隔为T，当地重力加速度为。要用它来验证B和G两点处机械能是否守恒，则B点的速度表达式为           ，G点的速度表达式为             ，若B点和G点的速度、和BG间的距离均为已知量，则当                     时，机械能守恒。 参考答案： .(1)D（2分） （2）①C（2分）；  ②丙（1分）； 先释放重物，后接通电源（1分）；   ③（2  （2分）       （2分）