2020年山东省青岛市胶州第三中学高三物理下学期期末试题带解析

2020年山东省青岛市胶州第三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. 有同学这样探究太阳的密度：正午时分让太阳光垂直照射一个中央有小孔的黑纸板，接收屏上出现了一个小圆斑；测量小圆斑的直径和黑纸板到接收屏的距离，可大致推出太阳直径。

他掌握的数据有：太阳光传到地球所需的时间、地球的公转周期、万有引力恒量；在最终得出太阳密度的过程中，他用到的物理规律是小孔成像和
A．牛顿第二定律 B．万有引力定律、牛顿第二定律
C．万有引力定律 D．万有引力定律、牛顿第三定律
参考答案：
B
2. 如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率运行．初速度大小为的小物块从与传送带等高的光滑水平面上的A处滑上传送带．若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的图像（以地面为参考系）如图乙所示．已知
．则…………………………（）
A．t2时刻，小物块离A处的距离达到最大
B．t1时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大
C．t2-t3时间内，小物块受到的摩擦力方向向右
D．0-t2时间内，小物块受到摩擦力的大小和方向都不变
参考答案：
D
3. 如图所示，矩形物块甲和丙在水平外力F的作用下静止在物体乙的斜面上，物体乙静止在水平地面上。

现减小水平外力F，三物体仍然静止，则下列说法中正确的是A．物体甲对物体丙的支持力一定减小
B．物体乙对物体甲的摩擦力一定减小
C．地面对物体乙的摩擦力一定减小
D．物体甲可能受5个力的作用
参考答案：
CD
把甲乙丙看成一个整体，系统处于平衡状态，水平方向上根据静摩擦力大小的判断f=-F外可知，当F 减小时，地面给乙的摩擦力随之减小，C正确；对丙进行受力分析，丙始终处于静止状态，所受各个力的大小均不变，A错误；将甲丙看成一个整体，由于开始时整体所受静摩擦力的方向不确定，故物体乙对物体甲的摩擦力的大小变化不确定，B错误；当甲乙之间的静摩擦力为0时，物体甲受5个力的作用，故D正确．故选CD．
4. 如图所示的电路中有一自耦变压器，其原线圈接在电压稳定的交流电源上，副线圈上连接了灯泡、定值电阻R1、R2，电流表和电压表都是理想电表，起初开关S处于断开状态。

则下列说法中正确的是
A．若P不动，闭合开关S，灯变亮
B．若P不动，闭合开关S，电流表、电压表示数均增大
C．保持开关S闭合，P向上移动时，灯变亮
D．保持开关S闭合，P向下移动时，电压表、电流表示数均减小
参考答案：
A
【知识点】闭合电路的欧姆定律理想变压器
【试题解析】开关闭合之后，副线圈的总电阻减小，所以副线圈电流增大，灯泡的亮度变亮，A正确；电流表读数变大，又因为灯泡分压变大，所以电压表的读数变下，B错误；当P向上移动时，副线圈电压变小，副线圈的总电阻不变，所以电流变小，因此灯泡的亮度变暗，C错误；P向下移时，副线圈的电压变大，副线圈的总电阻不变，所以副线圈电流变大，因此原线圈电流变大，电流表示数变大；副线圈电流变大，所以定值电阻的分压变大，因此电压表的读数也变大，D错误。

5. 如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻r不能忽略。

R1和R2是两个定值电阻，L是一个自感系数较大的线圈，开关S原来是断开的。

从闭合开关S到电路中电流达到稳定为止的时间内，通过R1的电流I1和通过R2的电流I2的变化情况是
A．I1开始较大而后逐渐变小B．I1开始很小而后逐渐变大m] C．I2开始较大而后逐渐变小D．I2开始很小而后逐渐变大
参考答案：
AD
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 一定质量的理想气体经历了从A→B→C温度缓慢升高的变化过程，如图所示，从A→B过程的p—T图象和从B→C过程的V—T图象各记录了其部分变化过程，试求：
①从A→B过程外界对气体 (填“做正功”、“做负功”或“不做功”)；气体将 (填“吸热”或“放热”)。

②气体在C状态时的压强。

参考答案：
）①不做功………………（1分）吸热（1分）
②从B→C过程：………………（2分）
代入数据有
解得………
7. 如图为密闭钢瓶中的理想气体分子在两种不同温度下的速率分布情况，可知，一定温度下气体分子的速率呈现分布规律；T1温度下气体分子的平均动能（选填“大于”、“等于”或“小于”）T2温度下气体分子的平均动能。

参考答案：
中间多、两头少；小于
试题分析：由图可知，两种温度下气体分子速率都呈现“中间多、两头少”的分布特点．由于T1时速率较低的气体分子占比例较大，则说明温度下气体分子的平均动能小于温度下气体分子的平均动能．
考点：考查了分子平均动能
【名师点睛】要注意明确分子平均动能为统计规律，温度升高时并不是所有分子的速率均增大，同时注意图象的性质，能明确如何判断分子平均速率的变化和温度的变化．
8. 读出多组电阻箱的示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图所示的—
图线．由此可求得电源电动势E和电源内阻r，其中
E = V ，
r=______Ω。

（保留两位小数）．
参考答案：
2.86V，5.71Ω
9. 如图，一块木块用细线悬挂于O点，现用一钉子贴着细线的左侧，沿与水平方向成30°角的斜面向右以速度υ匀速移动，移动中始终保持悬线竖直，到图中虚线位置时，木块速度的大小为，与水平方向夹角为60°．
参考答案：
解：橡皮沿与水平方向成300的斜面向右以速度v匀速运动，由于橡皮沿与水平方向成300的斜面向右以速度v匀速运动的位移一定等于橡皮向上的位移，故在竖直方向以相等的速度匀速运动，根据平行四边形定则，可知合速度也是一定的，故合运动是匀速运动；
根据平行四边形定则求得合速度大小v合=2vcos30°=，方向不变和水平方向成60°．
故答案为：υ，60°
10. 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
11. 发生衰变有多种可能性。

其中的一种可能是，先衰变成，再经一次衰变变成（X代表某种元素），或再经一次衰变变成和最后都衰变成，衰变路径如图所示，则由图可知：①②③④
四个过程中
是
α衰变；是β衰变。

参考答案：
②③，①④
②③放出的粒子质量数减少4，是α衰变；①④放出的粒子质量数不变，是β衰变。

12. 如图a所示，倾角为45°、高为h的斜面固定在水平地面上，小球从高为H（2h＞H＞h）的某处自由下落，与斜面碰撞（无能量损失）后做平抛运动。

若小球做平抛运动后能直接落到水平地面上，自由下落的起始点距斜面左端的水平距离x应满足的条件是（用符号表示）；若测得x＝1m时，小球平抛运动的水平射程s最大，且水平射程的平方s2与x关系如图b所示，则斜面的高h应为 m。

参考答案：
h＞x＞h－H，4
13. 某种单色光在真空中的波长为，速度为c，普朗克恒量为h，现将此单色光以入射角i由真空射入水中，折射角为r，则此光在水中的波长为_______，每个光子在水中的能量为
______。

参考答案：
；
光由真空射入水中，频率f= 保持不变，每个光子在水中的能量为
;光在水中的波长
为
.
三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. （4分）现用“与”门、“或”门和“非”门构成如图所示电路，请将右侧的相关真值表补充完整。

(填入答卷纸上的表格)
参考答案： 答案：
15. （10分）在2008年9月27日“神舟七号”宇航员翟志刚顺利完成出舱活动，他的第一次太空行走标志着中国航天事业全新的时代即将到来。

“神舟七号”围绕地球做圆周运动时所需的向心力是由 提供，宇航员翟志刚出舱任务之一是取回外挂的实验样品，假如不小心实验样品脱手（相对速度近似为零），则它
（填“会”或“不
会”）做自由落体运动。

设地球半径为R 、质量为M ，“神舟七号”距地面高度为h ，引力常数为G ，试求“神舟七号”此时的速度大小。

参考答案：
答案：地球引力（重力、万有引力）； 不会。

（每空2分）
以“神舟七号”为研究对象，由牛顿第二定律得： （2分）
由匀速圆周运动可知： （2分）
解得线速度 （2分）
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图，一般帆船静止在湖面上，帆船的竖直桅杆顶端高出水面3 m 。

距水面4 m 的湖底P 点发
出的激光束，从水面出射后恰好照射到桅杆顶端，该出射光束与竖直方向的夹角为53°（取
sin53°=0.8）。

已知水的折射率为
（1）求桅杆到P 点的水平距离；
（2）船向左行驶一段距离后停止，调整由P 点发出的激光束方向，当其与竖直方向夹角为45°时，从水面射出后仍然照射在桅杆顶端，求船行驶的距离。

参考答案：
（1）7m （2）5.5m
【详解】①设光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为
，到P 点的水平距离为
，桅杆高度为
A B Y 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1
，P点处水深为；激光束在水中与竖直方向的夹角为，由几何关系有
由折射定律有：
设桅杆到P点的水平距离为
则
联立方程并代入数据得：
②设激光束在水中与竖直方向的夹角为时，从水面出射的方向与竖直方向夹角为
由折射定律有：
设船向左行驶的距离为，此时光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为，到P点的水平距离为，则：
联立方程并代入数据得：
17. 小车上有一个固定支架，支架上用长为的绝缘细线悬挂质量为m、电量为q的小球，处于水平方向的匀强电场中。

小车在距离矮墙x处，向着矮墙从静止开始做加速度a匀加速运动，此时，细线刚好竖直，如图所示。

当小车碰到矮墙时，立即停止运动，且电场立刻消失。

已知细线最大承受拉力为7mg。

（1）求匀强电场的电场强度；
（2）若小球能通过最高点，写出最高点时细线的拉力与x的关系式；
（3）若要使细线不断裂也不松弛，确定x的取值范围。

参考答案：
（1）以小球为研究对象，由于小车向左加速运动时，细线竖直，所以电场力为合外力，设匀强电场场强为E，据牛顿第二定律得：
所以；
（2）设小车与墙碰撞时车的速度为v，
由运动学公式得：
当小车静止后，小球由于惯性，小球以绳长为半径，做圆周运动，且运动过程中机械能守恒．
设小球在最高点时绳子的拉力为F，速率为v1，
在最高点时，由牛顿第二定律得：
小球由最低点到最高点，由机械能守恒得：
解得：；
（3）由题境知，细线最大承受拉力为7mg
所以x的最大值为：
当T=0时，小球恰好能到达最高点，保证绳子不松弛
所以x的最小值为：
所以要使细线不断裂也不松弛。

18. 薄木板长L＝1m，质量M＝9kg在动摩擦因数μ1＝0．1的水平地面上向右滑行，当木板速度v0＝2m／s时，在木板的右端轻放一质量m＝1kg的小铁块（可视为质点）如图14所示，当小铁块刚好滑到木板左端时，铁块和木板达到共同速度．取g＝10m／s2，求：
（1）从铁块放到木板上到它们达到相同速度所用的时间t；（2）小铁块与木板间的动摩擦因数μ2．
参考答案：。