浙江省臺州市振華中學2021-2022學年高三物理上學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.某同學利用如圖實驗裝置研究擺球的運動情況，擺球由A點由靜止釋放，經(jīng)過最低點C到達與A等高的B點，D、E、F是OC連線上的點，OE=ED，DF=FC，OC連線上各點均可釘細釘子．每次均將擺球從A點由靜止釋放，不計繩與釘子碰撞時機械能的損失，不計空氣阻力．下列說法正確的是（）A．若只在F點以下某點釘釘子，擺球可能做完整的圓周運動B．若只在F點釘釘子，擺球最高可能擺到D點C．若只在D點釘釘子，擺球最高只能擺到AB連線以下的某點D．若只在E點釘釘子，擺球最高可能擺到AB連線以上的某點參考答案：A考點：簡諧運動的回復力和能量．分析：小球的擺動過程中機械能守恒；繩碰到釘子后，根據(jù)懸點位置的改變可確定小球擺動的最高點；分析小球能否做圓周運動．解答：解：A、若在F點以下某點釘釘子，則小球半徑很小，只要小球到達最高點時，重力小于小球轉動需要的向心力，則小球可以做完整的圓周運動，故A正確；B、若在F點放釘子，則根據(jù)機械能守恒小球應該擺到D點，但由于小球在豎直面內(nèi)做圓周運動，由豎直面內(nèi)圓周運動的臨界條件可知，到達D點時速度為零，則說明小球達不到D點即已下落；故B錯誤；C、若釘子在D點及以上，則由機械能守恒定律可知，小球最高只能擺到AB連線上的某點；故C錯誤；D、若只在E點釘釘子，根據(jù)能量守恒定律，擺球最高只能擺到AB連線上的某點；則D錯誤；故選：A．點評：本題為圓周運動與機械能守恒結合的題目，要注意分析根據(jù)機械能守恒的條件進行分析，同時注意應用臨界面內(nèi)圓周運動的臨界值的應用．2.雜技表演的安全網(wǎng)如圖甲所示，網(wǎng)繩的結構為正方形格子，O、a、b、c、d……等為網(wǎng)繩的結點，安全網(wǎng)水平張緊后，若質(zhì)量為m的運動員從高處落下，并恰好落在O點上，該處下凹至最低點時，網(wǎng)繩dOe，bOg均為120°張角，如圖乙所示，此時O點受到向下的沖擊力大小為2F，則這時O點周圍每根網(wǎng)繩承受的張力大小為A．F

B．

D．參考答案：答案：A3.一次模擬演習中，某特種兵進行了飛行跳傘表演。該傘兵從高空靜止的直升飛機上跳下，在t0時刻打開降落傘，在3t0時刻以速度v2著地。他運動的速度隨時間變化的規(guī)律如圖所示。下列結論正確的是A．在0～t0時間內(nèi)加速度不變，在t0～3t0時間內(nèi)加速度增大B．降落傘打開后，降落傘和傘兵所受的阻力越來越大K]C．在t0～3t0的時間內(nèi)，平均速度＜D．在0～t0時間內(nèi)降落傘和傘兵的總重力的功率與速度成正比參考答案：CD4.（單選）如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的勻強磁場，三個質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子a、b、c，以不同的速率對準圓心O沿著AO方向射入磁場，其運動軌跡如圖。若帶電粒子只受磁場力的作用，則下列說法中正確的是A．a(chǎn)粒子動能最大

B．c粒子速率最大C．b粒子在磁場中運動時間最長D．它們做圓周運動的周期Ta<Tb<Tc參考答案：B5.(多選)如圖所示，一質(zhì)量為M的楔形木塊放在水平桌面上，它的頂角為90°，兩底角為α和β。A、B為兩個位于斜面上質(zhì)量均為m的小木塊．已知所有接觸面都是光滑的．現(xiàn)使A、B同時沿斜面下滑，則下列說法正確的是A．楔形木塊靜止不動

B．楔形木塊向左運動C．A木塊處于失重狀態(tài)D．B木塊處于超重狀態(tài)參考答案：AC二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，在t＝0時刻波剛好傳播到x＝6m處的質(zhì)點A，如圖所示，已知波的傳播速度為48m/s。請回答下列問題：①從圖示時刻起再經(jīng)過________s，質(zhì)點B第一次處于波峰；②寫出從圖示時刻起質(zhì)點A的振動方程為________cm。參考答案：①0.5②①B點離x=0處波峰的距離為△x=24m，當圖示時刻x=0處波峰傳到質(zhì)點B第一次處于波峰，則經(jīng)過時間為②波的周期為，圖示時刻，A點經(jīng)過平衡向下運動，則從圖示時刻起質(zhì)點A的振動方程為7.近年來裝修污染已經(jīng)被列為“危害群眾最大的五種環(huán)境污染”之一.目前，在居室裝修中經(jīng)常用到的花崗巖、大理石等裝修材料，都不同程度地含有放射性元素，比如，含有鈾、釷的花崗巖等巖石會釋放出放射性氣體氡，而氡會發(fā)生放射性衰變，放出α、β、γ射線，這些射線會導致細胞發(fā)生癌變及呼吸道等方面的疾病，根據(jù)有關放射性知識回答下列問題：（1）下列說法正確的是

A．氡的半衰期為3.8天，則若在高溫下其半衰期必縮短B．衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉化成質(zhì)子和電子所產(chǎn)生的C．射線一般伴隨著或射線產(chǎn)生，在這三種射線中，射線的穿透能力最強，電離能力也最強D．發(fā)生衰變時，新核與原來的原子核相比，中子數(shù)減少了2（2）氡核（）發(fā)生衰變后變?yōu)獒暎ǎ渌プ兎匠虨?/p>

，若氡（）經(jīng)過一系列衰變后的最終產(chǎn)物為鉛（），則共經(jīng)過

次衰變，

次衰變．（3）靜止的氡核（）放出一個速度為v0的粒子，若衰變過程中釋放的核能全部轉化為粒子及反沖核的動能，已知原子質(zhì)量單位為u，試求在衰變過程中釋放的核能．（不計相對論修正，在涉及動量問題時，虧損的質(zhì)量可忽略不計．）參考答案：【知識點】原子核衰變及半衰期、衰變速度；愛因斯坦質(zhì)能方程；裂變反應和聚變反應．O2O3【答案解析】（1）BD（2）

4

；4

（3）解析：（1）A、半衰期與外界因素無關，故A錯誤

B、原子核內(nèi)的中子轉化為質(zhì)子時，放出一個電子，這個過程即β衰變，故B正確；

C、γ射線一般伴隨著α或β射線產(chǎn)生，在這三種射線中，γ射線的穿透能力最強，電離能力最弱，故C錯誤；

D、發(fā)生α衰變時，生成的α粒子帶2個單位的正電荷和4個電位的質(zhì)量數(shù)，即α粒子由2個中子和2個質(zhì)子構成，故α衰變時成生的新核中子數(shù)減少2，質(zhì)子數(shù)減少2，故D正確；

故選：BD．（2）根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒，衰變方程為．

設經(jīng)過了n次α衰變，m次β衰變．

有：4n=16，2n-m=4，解得n=4，m=4．

（3）設α粒子的質(zhì)量為m1，氡核的質(zhì)量為m2，反沖核的速度大小為v．

則根據(jù)動量守恒定律可得：m1v0=（m2-m1）v

由題意得，釋放的核能E=+解得E=【思路點撥】α衰變生成氦原子核，β衰變生成的電子是其中的中子轉化為質(zhì)子同時生成的，半衰期是統(tǒng)計規(guī)律，與外界因素無關．

根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒寫出衰變方程，通過一次α衰變電荷數(shù)少2，質(zhì)量數(shù)少4，一次β衰變電荷數(shù)多1，質(zhì)量數(shù)不變，求出衰變的次數(shù)．

先根據(jù)動量守恒定律列方程求解出α衰變后新核的速度；然后根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程求解質(zhì)量虧損，從而求釋放的核能．8.摩托車手在水平地面轉彎時為了保證安全，將身體及車身傾斜，車輪與地面間的動摩擦因數(shù)為μ，車手與車身總質(zhì)量為M，轉彎半徑為R。為不產(chǎn)生側滑，轉彎時速度應不大于

；設轉彎、不側滑時的車速為v，則地面受到摩托車的作用力大小為

。參考答案：

由靜摩擦力提供向心力可得，解得v=，地面受到摩托車的作用力為摩托車的重力與摩擦力的合力。9.2013年2月12日朝鮮進行了第三次核試驗,韓美情報部門通過氙（Xe）和氪（Kr）等放射性氣體，判斷出朝鮮使用的核原料是鈾（U）還是钚（Pu），若核實驗的核原料是，則①完成核反應方程式

．②本次核試驗釋放的能量大約相當于7000噸TNT當量，已知鈾核的質(zhì)量為235.0439u，中子質(zhì)量為1.0087u，鍶（Sr）核的質(zhì)量為89.9077u，氙（Xe）核的質(zhì)量為135.9072u，1u相當于931.5MeV的能量，求一個原子裂變釋放的能量．參考答案：①根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可得：②該反應的質(zhì)量虧損是：Δm=235.0439u+1.0087u—89.9077u—135.9072u—10×1.0087u=0.1507u根據(jù)愛因斯坦方程

ΔE=Δmc2=0.1507×931.5MeV=140.4MeV

10.如圖所示，是一列沿x軸負方向傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形圖，已知波的傳播速度v=2m/s，則振動的周期為

s，x=1.0m處質(zhì)點的振動方向沿

(填“y軸正方向”或“y軸負方向”)，x=2.0m處的質(zhì)點在0—1.5s內(nèi)通過的路程為

cm．參考答案：11.如圖所示，三棱鏡截面是邊長為L=2cm的等邊三角形，一束單色光與AB邊成30°角斜射到AB邊中點上，光束進入三棱鏡后與三棱鏡的底邊平行，再經(jīng)過三棱鏡折射后離開三棱鏡。光束離開三棱鏡時相對于入射光線偏轉的角度為θ=___________；棱鏡對這束單色光的折射率n=___________；這束光通過三棱鏡的時間t=___________。(已知真空中的光速c=3×108m/s)參考答案：

(1).60°

(2).

(3).,1×10-10s【詳解】解：如圖所示，由于光束進入三棱鏡后與三棱鏡的底邊平行，可知，折射率：；根據(jù)可得：，這束光通過三棱鏡的時間：12.如圖所示甲為用干涉法檢查平面平整程度裝置。如圖所示乙中干涉條紋彎曲處說明被檢查的平面在此處是________（凹下或凸起）；若僅增大單色光的頻率，干涉條紋將________（變密或變疏）；若僅減小薄片的厚度，干涉條紋將________（變密或變疏）。參考答案：

(1).凹下

(2).變密

(3).變疏【詳解】薄膜干涉是等厚干涉，即明條紋處空氣膜厚度相同，從彎曲的條紋可知，檢查平面左邊處的空氣膜與后面的空氣膜厚度相同，知該處凹下；增大光的頻率，則波長變短，由可知，干涉條紋將密，若僅減小薄片的厚度即減小，干涉條紋將變疏。13.如圖所示,MN表示兩個等勢面,一個負電荷在M面上的D點具有電勢能為+2.4×10-3J,在N等勢面上的F點具有的電勢能為+0.8×10-3J,如果將這個負電荷從C點移到E點電場力做功是_________J。______等勢面電勢高;電場線AB的方向是_______指向__________參考答案：

(1).

(2).N

(3).B

(4).A由C移到E時，電場力做功W=-△EP=2.4×10-3-0.8×10-3=1.6×10-3J；

由M到N電場力做正功，由于移動的為負電荷，故說明M的電勢低；N的電勢高；

電場線高電勢指向低電勢，故由B指向A；【點睛】本題考查電場力做功與電勢能的關系，要注意明確電場力做功一定等于電勢能的改變量．負電荷在高電勢處電勢能要小；電場線總是由高電勢指向低電勢．三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖所示，熒光屏MN與x軸垂直放置，熒光屏所在位置橫坐標x0＝40cm，在第一象限y軸和MN之間存在沿y軸負方向的勻強電場，在第二象限有半徑R＝10cm的圓形磁場，磁感應強度大小B＝0.4T，方向垂直xOy平面向外。磁場的邊界和x軸相切于P點。在P點有一個粒子源，平行于坐標平面，向x軸上方各個方向發(fā)射比荷為1.0×108C./kg的帶正電的粒子，已知粒子的發(fā)射速率v0＝4.0×106m/s。不考慮粒子的重力粒子間的相互作用。求(1)帶電粒子在磁場中運動的軌跡半徑;(2)若所有帶電粒子均打在x軸下方的熒光屏上，求電場強度的最小值參考答案：（1）（2）【詳解】（1）粒子在磁場中做圓周運動，其向心力由洛倫茲力提供，即：，則；（2）由于r＝R，所以所有粒子從右半圓中平行x軸方向進入電場進入電場后，最上面的粒子剛好從Q點射出電場時，電場強度最小，粒子進入電場做類平拋運動，水平方向上豎直方向，聯(lián)立解得最小強度為：；15.如圖為一塊直角三棱鏡，頂角A為30°．一束激光沿平行于BC邊的方向射向直角邊AB，并從AC邊射出，出射光線與AC邊夾角也為30°．則該激光在棱鏡中的傳播速度為多少？(結果保留兩位有效數(shù)字)參考答案：1.7×108m/s解：光路圖如圖：

由幾何關系得：α=∠A=30°，β=90°-30°=60°

折射率

激光在棱鏡中傳播速【點睛】幾何光學要正確作出光路圖，由幾何知識找出入射角和折射角是關鍵．知道光速和折射率的關系.四、計算題：本題共3小題，共計47分16.飛機沿水平方向前進時，升力與飛機的速度大小成正比，比例系數(shù)為k，假設飛機起飛過程中獲得的牽引力是恒定的，要想使質(zhì)量為m的飛機在長為s的跑道上完成起飛，請問飛機的牽引力至少是多大？（忽略一切運動阻止）參考答案：17.如圖所示,一個質(zhì)量為m的小孩在平臺上以加速度a做勻加速助跑,目的是抓住在平臺右端的、上端固定的、長度為L的輕質(zhì)懸繩,并在豎直面內(nèi)做圓周運動。已知輕質(zhì)繩的下端與小孩的重心在同一高度,小孩抓住繩的瞬間重心的高度不變,且無能量損失。若小孩能完成圓周運動,則:（已知當?shù)氐闹亓铀俣葹間）（1）小孩抓住繩的瞬間對懸線的拉力至少為多大?（2）小孩的最小助跑位移多大?（3）設小孩在加速過程中，腳與地面不打滑，求地面對腳的摩擦力大小以及摩擦力對小孩所做的功。參考答案：．(1)設小孩在最低點運動的速度為v1