云南省富宁县第二中学2020届高三上学期期末考试物理试题word版含答案

云南省富宁县第二中学2019-2020学年上学期期末考试
高三物理
一、单选题(共5小题,每小题6.0分,共30分)
1.一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核，衰变方程为U→Th＋He，下列说法正确的是(　　)
A． 衰变后钍核的动能等于α粒子的动能
B． 衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小
C． 铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间
D． 衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量
2.2013年12月2日，嫦娥三号探月卫星沿地月转移轨道直奔月球，从环月圆轨道上的P点实施变轨进入椭圆轨道,再由近月点Q开始进行动力下降，最后于2013年12月14日成功落月。假设嫦娥三号在环月段圆轨道和椭圆轨道上运动时，只受到月球的万有引力。下列说法正确的是（ ）
A． 若已知环月段圆轨道的半径、运动周期和引力常量，则可以计算出月球的密度
B． 在环月段圆轨道上运行周期比在环月段椭圆轨道上的周期大
C． 在环月段圆轨道上经过P点时开动发动机加速才能进入环月段椭圆轨道
D． 沿环月段椭圆轨道运行时，在P点的加速度大于在Q点的加速度
3.如图电路中，C2＝2C1，R2＝2R1，下列说法正确的(电源内阻不计)(　　)
A． 开关处于断开状态，电容C2的电荷量等于C1的电荷量
B． 开关处于断开状态，电容C1的电荷量大于C2的电荷量
C． 开关处于接通状态，电容C2的电荷量大于C1的电荷量
D． 开关处于接通状态，电容C1的电荷量等于C2的电荷量
4.一物体由静止开始沿直线运动，其加速度随时间变化的规律如图所示，取物体开始运动的方向为正方向，则下列关于物体运动的v－t图象正确的是(　　)
A．B．C．D．
5.如图1所示，实线表示某电场的电场线(方向未标出)，虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，设M点和N点的电势分别为φM、φN，粒子在M和N时加速度大小分别为aM、aN，速度大小分别为vM、vN，电势能分别为EpM、EpN.下列判断正确的是(　　)
A．vM＜vN，aM＜aN
B．vM＜vN，φM＜φN
C．φM＜φN，EpM＜EpN
D．aM＜aN，EpM＜EpN
二、多选题(共3小题,每小题6.0分,共18分)
6.(多选)如图是某种静电矿料分选器的原理示意图，带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后，分落在收集板中央的两侧，对矿粉分离的过程，下列表述正确的有(　　)
A． 带正电的矿粉落在右侧
B． 电场力对矿粉做正功
C． 带负电的矿粉电势能变大
D． 带正电的矿粉电势能变小
7.(多选)如图所示，A为系在竖直轻弹簧上的小球，在竖直向下的恒力F的作用下，弹簧被压缩到B点，现突然撤去力F，小球将在竖直方向上开始运动，若不计空气阻力，则下列中说法正确的是 (　　)
A． 撤去F后小球，地球，弹簧构成的系统机械能守恒
B． 小球在上升过程中，弹性势能先减小后增大
C． 小球在上升过程中，弹簧的形变量恢复到最初(指撤去力F的瞬间)的一半时，小球的动能最大
D． 小球在上升过程中，动能先增大后减小
8.如图5，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T0，若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经过M、Q到N的运动过程中(　　)
图5
A． 从P到M所用的时间等于
B． 从Q到N阶段，机械能逐渐变大
C． 从P到Q阶段，速率逐渐变小
D． 从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功
分卷II
三、实验题(共2小题,共15分)
9.某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间．实验前，将该计时器固定在小车旁，如图(a)所示．实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车．在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图(b)记录了桌面上连续6个水滴的位置．(已知滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴)
图6
(1)由图(b)可知，小车在桌面上是________(填“从右向左”或“从左向右”)运动的．
(2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动．小车运动到图(b)中A点位置时的速度大小为________ m/s，加速度大小为________ m/s2.(结果均保留两位有效数字)
10.(9分)一课外实验小组用如图1所示的电路测量某待测电阻Rx的阻值．图中R0为标准定值电阻(R0＝20.0 Ω)；可视为理想电压表；S1为单刀开关，S2为单刀双掷开关；E为电源；R为滑动变阻器．采用如下步骤完成实验：
(1)按照实验原理线路图(a)，将图(b)中实物连线．
图1
(2)将滑动变阻器滑动端置于适当的位置，闭合S1.
(3)将开关S2掷于1端，改变滑动变阻器滑动端的位置，记下此时电压表的示数U1；然后将S2掷于2端，记下此时电压表的示数U2.
(4)待测电阻阻值的表达式Rx＝________(用R0、U1、U2表示)．
(5)重复步骤(3)，得到如下数据.
(6)利用上述5次测量所得的平均值，求得Rx＝________Ω.(保留1位小数)
四、计算题
11.如图所示，AB为半径R＝0.8 m的1/4光滑圆弧轨道，下端B恰与小车右端平滑对接．小车质量M＝3 kg，车长L＝2.06 m，车上表面距地面的高度h＝0.2 m，现有一质量m＝1 kg的滑块，由轨道顶端无初速度释放，滑到B端后冲上小车．已知地面光滑，滑块与小车上表面间的动摩擦因数μ＝0.3，当车运动了t0＝1.5 s时，车被地面装置锁定(g＝10 m/s2)．试求：
(1)滑块到达B端时，轨道对它支持力的大小；
(2)车被锁定时，车右端距轨道B端的距离；
(3)从车开始运动到被锁定的过程中，滑块与车面间由于摩擦而产生的内能大小．
12.如图8，空间存在方向垂直于纸面(xOy平面)向里的磁场．在x≥0 区域，磁感应强度的大小为B0；x＜0区域，磁感应强度的大小为λB0(常数λ＞1)．一质量为m、电荷量为q(q＞0)的带电粒子以速度v0从坐标原点O沿x轴正向射入磁场，此时开始计时，当粒子的速度方向再次沿x轴正向时，求(不计重力)
图8
(1)粒子运动的时间；
(2)粒子与O点间的距离．
13.[物理——选修3－3](15分)
(1)(5分)对于实际的气体，下列说法正确的是________．
A．气体的内能包括气体分子的重力势能
B．气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能
C．气体的内能包括气体整体运动的动能
D．气体的体积变化时，其内能可能不变
E．气体的内能包括气体分子热运动的动能
(2)(10分)如图1，一竖直放置的汽缸上端开口，汽缸壁内有卡口a和b，a、b间距为h，a距缸底的高度为H；活塞只能在a、b间移动，其下方密封有一定质量的理想气体．已知活塞质量为m，面积为S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均绝热，不计它们之间的摩擦。开始时活塞处于静止状态，上、下方气体压强均为p0，温度均为T0.现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体，直至活塞刚好到达b处．求此时汽缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功．重力加速度大小为g.
图1
14.[物理——选修3－4](15分)
(1)(5分)声波在空气中的传播速度为340 m/s，在钢铁中的传播速度为4 900 m/s.一平直桥由钢铁制成，某同学用锤子敲击一下桥的一端发出声音，分别经空气和桥传到另一端的时间之差为1.00 s．桥的长度为________m．若该声波在空气中的波长为λ，则它在钢铁中的波长为λ的________倍．
(2)(10分)如图1，△ABC是一直角三棱镜的横截面，∠A＝90°，∠B＝60°.一细光束从BC边的D点折射后，射到AC边的E点，发生全反射后经AB边的F点射出．EG垂直于AC交BC于G，D恰好是CG的中点．不计多次反射．
图1
(ⅰ)求出射光相对于D点的入射光的偏角；
(ⅱ)为实现上述光路，棱镜折射率的取值应在什么范围？


答案
1.B 2.B 3.D 4.C 5.D
6.BD 7.AD 8.CD
9.【答案】　(1)从右向左　(2)0.19　 0.038
【解析】　(1)小车在阻力的作用下，做减速运动，由图(b)知，从右向左相邻水滴间的距离逐渐减小，所以小车在桌面上是从右向左运动．
(2)已知滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴，所以相邻两水滴间的时间间隔为T＝s＝s，所以A点位置的速度为vA＝m/s≈0.19 m/s.根据逐差法可求加速度a＝，解得a≈0.038 m/s2.
10.【答案】(1)实物连线如图
(4)R0　(6)48.2
【解析】(1)根据原理图，沿电流的流向依次连接．
①先将E、R、S1连接起来，组成闭合回路．
②将R0、Rx与R连接起来．
③将、S2与Rx连接起来．
(4)由于为理想电压表，故S2接1、或接2时流过R0、Rx的电流相等．
根据部分电路欧姆定律和串联电路的特点得
＝
解得Rx＝R0
(6)将各次的代入Rx＝R0得
Rx1＝48.8 Ω　Rx2＝48.6 Ω　Rx3＝47.8 Ω　Rx4＝48.0 Ω　Rx5＝47.8 Ω
然后求平均值，即Rx＝＝48.2 Ω.
11.【答案】(1)30 N　(2)1 m　(3)6 J
【解析】(1)由机械能守恒定律和牛顿第二定律得
mgR＝mv，FNB－mg＝m
则：FNB＝30 N.
(2)设m滑上小车后经过时间t1与小车同速，共同速度大小为v
对滑块有：μmg＝ma1，v＝vB－a1t1
对于小车：μmg＝Ma2，v＝a2t1
解得：v＝1 m/s，t1＝1 s，因t1故滑块与小车同速后，小车继续向左匀速行驶了0.5 s，则小车右端距B端的距离为l车＝t1＋v(t0－t1)．
解得l车＝1 m
(3)Q＝μmgl相对＝μmg(t1－t1)．
解得Q＝6 J
12.【答案】　(1)(1＋)　(2)(1－)
【解析】　(1)在匀强磁场中，带电粒子做圆周运动．设在x≥0区域，圆周半径为R1；在x＜0区域，圆周半径为R2.由洛伦兹力公式及牛顿运动定律得
qB0v0＝m①
qλB0v0＝m②
粒子速度方向转过180°时，所需时间t1为
t1＝③
粒子再转过180°时，所需时间t2为
t2＝④
联立①②③④式得，所求时间为
t＝t1＋t2＝(1＋)⑤
(2)由几何关系及①②式得，所求距离为
d＝2(R1－R2)＝(1－)⑥
13.【答案】(1)BDE　(2)T0　(p0S＋mg)h
【解析】(1)气体的内能不考虑气体自身重力的影响，故气体的内能不包括气体分子的重力势能，A项错误；实际气体的内能包括气体的分子动能和分子势能两部分，B、E项正确；气体整体运动的动能属于机械能，不是气体的内能，C错误；气体体积变化时，分子势能发生变化，气体温度也可能发生变化，即分子势能和分子动能的和可能不变，D项正确．
(2)开始时活塞位于a处，加热后，汽缸中的气体先经历等容过程，直至活塞开始运动．设此时汽缸中气体的温度为T1，压强为p1，根据查理定律有
＝①
根据力的平衡条件有
p1S＝p0S＋mg②
联立①②式可得
T1＝T0③
此后，汽缸中的气体经历等压过程，直至活塞刚好到达b处，设此时汽缸中气体的温度为T2；活塞位于a处和b处时气体的体积分别为V1和V2.根据盖—吕萨克定律有
＝④
式中
V1＝SH⑤
V2＝S(H＋h) ⑥
联立③④⑤⑥式解得
T2＝T0⑦
从开始加热到活塞到达b处的过程中，汽缸中的气体对外做的功为
W＝(p0S＋mg)h⑧
14.【答案】(1)365　　(2)(ⅰ)60°　(ⅱ)≤n<2
【解析】(1)设声波在钢铁中的传播时间为t，由L＝vt知，340(t＋1.00)＝4 900t，解得t＝s，
代入L＝vt中解得桥长L＝365 m
声波在传播过程中频率不变，根据v＝λf知，声波在钢铁中的波长λ′＝＝λ.
(2)(ⅰ)光线在BC面上折射，由折射定律有
sini1＝nsinr1①
式中，n为棱镜的折射率，i1和r1分别是该光线在BC面上的入射角和折射角．光线在AC面上发生全反射，由反射定律有i2＝r2②
式中i2和r2分别是该光线在AC面上的入射角和反射角．光线在AB面上发生折射，由折射定律有nsini3＝sinr3③
式中i3和r3分别是该光线在AB面上的入射角和折射角．
由几何关系得
i2＝r2＝60°，r1＝i3＝30° ④
F点的出射光相对于D点的入射光的偏角为
δ＝(r1－i1)＋(180°－i2－r2)＋(r3－i3) ⑤
由①②③④⑤式得
δ＝60° ⑥
(ⅱ)光线在AC面上发生全反射，光线在AB面上不发生全发射，有nsini2≥nsinC>nsini3
⑦
式中C是全反射临界角，满足
nsinC＝1 ⑧
由④⑦⑧式知，棱镜的折射率n的取值范围应为
≤n<2 ⑨