山东省莱芜市辛庄中心中学高三物理下学期期末试题含解析

山东省莱芜市辛庄中心中学高三物理下学期期末试题含解析 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. （单选）设地球为质量分布均匀的球体，O为地心．已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零．在下列四个图中，能正确描述x轴上各点的重力加速度g的分布情况的是（　　） 　 A． B． C． D． 参考答案： ： 解：令地球的密度为ρ，则在地球表面，重力和地球的万有引力大小相等，有：g=， 由于地球的质量为M=πR3ρ， 所以重力加速度的表达式可写成：g=． 根据题意有，质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，故在深度为R﹣r的井底，受到地球的万有引力即为半径等于r的球体在其表面产生的万有引力，g′=r 当r＜R时，g与r成正比，当r＞R后，g与r平方成反比． 故选：A． 2. （单选）已知地球的半径为R，地球的自转周期为T，地表的重力加速度为g，要在地球赤道上发射一颗近地的人造地球卫星，使其轨道在赤道的正上方，若不计空气的阻力，那么（　　） 　 A． 向东发射与向西发射耗能相同，均为mgR﹣m（）2 　 B． 向东发射耗能为m（﹣）2，比向西发射耗能多 　 C． 向东发射与向西发射耗能相同，均为m（﹣）2 　 D． 向西发射耗能为m（+）2，比向东发射耗能多 参考答案： 考点： 人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用． 专题： 人造卫星问题． 分析： 地球上的物体随地球一起绕地轴自转，故发射速度与自转方向相同时可以充分利用地球自转的线速度，故发射方向与地球自方向相同时消耗能量少，相反是消耗能量多． 解答： 解：A、地球自转方向自西向东，故向东发射卫星可以充分利用地球自转的线速度而消耗较少能量，故A错误； B、地球自西向东自转，故向东发射卫星消耗能量较少，故B错误； C、地球自转方向自西向东，故向东发射卫星可以充分利用地球自转的线速度而消耗较少能量，故C错误； D、在赤道表面地球自转的线速度为，由于地球自西向东自转，故在地球上向西发射卫星时的发射速度为第一宇宙速度与地球自转线速度之和，故根据动能定理知其发射耗能为，故D正确． 故选：D． 点评： 第一宇宙速度在不考虑地球自转时卫星的最小发射速度，考虑自转时要注意到地球自转的方向是关键，向东发射充分利用自转的线速度． 3. 如图所示，质量为m的物体（可视为质点）以某初速度从A点冲上倾角为30°的固定斜面，其运动的加速度大小为g，沿斜面上升的最大高度为h，则在沿斜面上升的全过程中．下列说法正确的是 A．物体的重力势能增加了mgh B．物体的重力势能增加了mgh C．物体的机械能损失了mgh D．物体的动能减少了mgh 参考答案： BC 加速度a= g= ，摩擦力f= mg，物体在斜面上能够上升的最大高度为h，所以重力势能增加了mgh，故A错误B正确；机械能的损失量为fs=mg?2h= mgh，故C正确；动能损失量为合外力做的功的大小△Ek=F合外力?s=mg?2h= mgh，故D错误。 4. 关于热现象，下列说法中正确的是（　　） A. 如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间分子平均动能一定相同 B. 不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功 C. 微粒做布朗运动的原因是它有时受到分子对它的吸引力，有时受到排斥的作用 D. 理想气体体积膨胀时，对外做功，内能可能不变 E. 一定质量的理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加 参考答案： ADE 【详解】A.如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间必定处于热平衡，温度相同，分子平均动能一定相同，故A正确。 B.可以能从单一热源吸收热量，使之完全变成功，但必须会引起其它的一些变化，故B错误。 C.布朗运动是小颗粒受到不同方向的液体分子无规则运动产生的撞击力不平衡引起的，并非由分子的引力和斥力引起的，故C错误。 D.根据热力学第一定律，理想气体体积膨胀时，对外做功，但和外界热交换不明确，其内能可能不变，故D正确 E.根据理想气体状态方程PV/T=C，P不变，V增大，温度T增大，分子的平均动能增大，分子势能可以忽略不计，内能一定增加，故E正确。 5. （单选）在如图所示的匀强磁场中，已经标出了电流I和磁场B以及磁场对电流作用力F三者的方向，其中错误的是（　　） 参考答案： C 二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. 一个静止的钚核 94239Pu自发衰变成一个铀核 92235U和另一个原了核X，并释放出一定的能量．其核衰变方程为： 94239Pu→ 92235U＋X。 (1)方程中的“X”核符号为______； (2)钚核的质量为239.0522 u，铀核的质量为235.0439 u，X核的质量为4.0026 u，已知1 u相当于931 MeV，则该衰变过程放出的能量是______MeV； (3)假设钚核衰变释放出的能量全部转变为铀核和X核的动能，则X核与铀核的动能之比是______。 参考答案： (1) He   (2)5.31(±0.02都可)   (3)58.7(±0.1都可) 7. 高三年级的一同学在科技创新大赛中根据所学物理知识设计了一种“闯红灯违规证据模拟记录器”，如图（a）所示，它可以通过拍摄照片来记录机动车辆闯红灯时的情景。它的工作原理是：当光控开关接收到某种颜色光时，开关自动闭合，且当压敏电阻受到车的压力，它的阻值变化引起电流变化达到一定值时，继电器的衔铁就被吸下，工作电路中的电控照相机就工作，拍摄违规车辆。光控开关未受到该种光照射就自动断开，衔铁不被吸引，工作电路中的指示灯发光。 （1）（2分）要记录违规闯红灯的情景，光控开关应在接收到________光（选填“红”、“绿”或“黄”）时自动闭合； （2）（4分）已知控制电路电源电动势为6V，内阻为1Ω，继电器电阻为9Ω，当控制电路中电流大于0.06A时，衔铁会被吸引。则只有质量超过___________kg的车辆违规时才会被记录。（重力加速度取10m/s2） 参考答案： 1）红（2）400kg 8. 在某些恒星内部，3个α粒子可以结合成一个C核，已知C核的质量为1.99302×10-26kg，α粒子的质量为6.64672×10-27kg，真空中光速c=3×108m/s，这个核反应方程是               ，这个反应中释放的核能为           （结果保留一位有效数字）。 参考答案： 3He →C (2分)   9×10-13 J 9. 某半导体激光器发射频率为1014HZ的激光，激光器的功率为5.0×10-3W。普朗克常量h＝6.63×10-34J·s，该激光器每秒发出的光子数为___________。（结果保留三位有效数字） 参考答案： 7.54x1016 10. （4分）如图所示，在平静的水面下有一点光源s，点光源到水面的距离为H，水对该光源发出的单色光的折射率为n。 ①在水面上方可以看到一圆形的透光面，该圆的半径为          。 ②该单色光在真空中的波长为，该光在水中的波长为         。 参考答案： ①   (2分)    ②   (2分) 11. （5分）如图所示，是用20分度的游标卡尺测量甲物体高度的示意图，则甲物体的高度为______mm，若用该游标卡尺测量乙物体的长度时，游标尺的最后一根刻度线刚好与主尺的57mm刻度线对齐，则乙物体的长度为_________mm。   参考答案：     答案：102.00；380.00 12. 我们知道被动吸烟比主动吸烟害处更大。试估算一个高约3m、面积约10m2的两人办公室，若只有一人吸了一根烟，则被污染的空气分子间的平均距离为__________m，另一不吸烟者一次呼吸大约吸入________个被污染过的空气分子（人正常呼吸一次吸入气体300cm3，一根烟大约吸10次 7.2×10-8，8.1×1017 2012学年普陀模拟24 ）。 参考答案： 7.2×10-8，8.1×1017 13. 一水平放置的水管，距地面高h＝l.8m，管内横截面积S＝2cm2。有水从管口处以不变的速度v＝2m/s源源不断地沿水平方向射出，则水流的水平射程   ???      m。水流稳定后在空中有     ?      m3的水。（g取10m／s2） 参考答案： 答案：1.2， 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. 某同学查阅资料发现自动铅笔笔芯的电阻随温度升高而减小。在实验室里，他取了一段长为16cm的自动铅笔笔芯，用多用电表测量其电阻大约为4Ω．该同学要较精确测量铅笔芯的电阻，现有下列器材可供选择： A、直流电源3V，内阻不计   　　　　　 B、直流电流表0~3A（内阻0.1Ω）  C、直流电流表0~600mA(内阻0.5Ω)；   D、直流电压表0~3V(内阻3kΩ)； E、直流电压表0~15V(内阻200kΩ)  　　　 F、滑动变阻器（10Ω，1A）；  G、滑动变阻器（1KΩ，300mA） （1）除开关、导线外，实验中能够在电压表上从零开始读取若干组数据，需要选用的器材有：            （填写字母代号）； （2）若给出如图实验器材，用线条代替导线，连接实验电路； 参考答案： 15. 某同学用下图所示装置探究A、B两球在碰撞中动量是否守恒。该同学利用平抛运动测量两球碰撞前后的速度，实验装置和具体做法如下，图中PQ是斜槽，QR为水平槽。实验时先使Ａ球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滑下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把Ｂ球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让Ａ球仍从位置G由静止开始滑下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重复这种操作10次，并画出实验中A、B两小球落点的平均位置。图中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点。其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的竖直平面，米尺的零点与O点对齐。 （1）（2分）为了使两球碰撞为一维碰撞，所选两球的直径关系为：A球的直径             B球的直径（“大于”、“等于”或“小于”）；为减小实验误差，在两球碰撞后使A球不反弹，所选用的两小球质量关系应为mA mB（选填“小于”、“大于”或“等于”）； （2）（2分）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？答：        （填选项号）。 A、水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离 B、A球与B球碰撞后，测量A球与B球落点位置到O点的距离 C、A球和B球在空间飞行的时间 D、测量G点相对于水平槽面的高度 （3）（4分）已知mA和mB。 E、F、J是实验中小球落点的平均位置，请你根据该同学实验中所选小球和实验的记录纸判断，A球没有碰撞B球时的落点是              点（在E、F、J三个落点中选填），A球与B球碰撞后A球的落点是              点（在E、F、J三个落点中选填）。该同学通过实验数据说明在实验中A、B两球碰撞中动量守恒，请你用上图中的字母写出该同学判断动量守恒的表达式是               。 参考答案： 等于  大于  AB   F   E  mAOF=mAOE+mBOJ 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. 一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形气缸内，气缸壁导热良好，活塞可沿气缸壁无摩擦地滑动．开始时气体压强为p，活塞下表面相对于气缸底部的高度为h，外界的温度为T0，现取质量为m的沙子缓慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完时，活塞下降了，若此后外界的温度变为T，求重新达到平衡后气体的体积．已知外界大气的压强始终保持