2020年山东省菏泽市郓城第一中学高三物理上学期期末试题带解析

2020年山东省菏泽市郓城第一中学高三物理上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. 意大利科学家伽利略在研究物体变速运动规律时，做了著名的“斜面实验”,他测量了铜球在较小倾角斜面上的运动情况，发现铜球做的是匀加速直线运动，且铜球加速度随斜面倾角的增大而增大, 在当时的年代由于加速度增大而导致时间无法测定，于是他对大倾角情况进行了合理的外推，由此得出的结论是
A．自由落体运动是一种匀加速直线运动
B．力是使物体产生加速度的原因
C．力不是维持物体运动的原因
D．物体都具有保持原来运动状态的属性，即惯性
参考答案：
a
2. 如图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态，现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动，以x表示P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F和x之间关系的图像可能正确的是（）
A.
B.
C. D.
参考答案：
A
本题考查牛顿运动定律、匀变速直线运动规律、力随位移变化的图线及其相关的知识点。

由牛顿运动定律，F-mg-F弹=ma，F弹=kx，联立解得F=mg+ma+ kx，对比题给的四个图象，可能正确的是A。

【点睛】牛顿运动定律是高中物理主干知识，匀变速直线运动规律贯穿高中物理。

3. 如图3所示，两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上，两绳与竖直方向的夹角均为45°，日光保持水平，所受重力为G，左右两绳的拉力大小分别为
A．G和G B. 和
B. 和 D. 和
参考答案：
B
：如图所示，热光灯受两绳拉力T1、T2，以及重力作用
处于静止状态，两绳张力相等且互相垂直，由力的合成有,故选B。

4. （多选）下列说法中正确的是（）
A．天然放射现象说明原子核内部有电子
B．发现质子的核反应方程是N+He→O+H
C．U衰变成Pb要经过6次β衰变和8次α衰变
D．氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级辐射出光子的能量，高于从氢原子n=8能级跃迁到n=2能级所释放出光子的能量
参考答案：
【考点】：原子核衰变及半衰期、衰变速度；氢原子的能级公式和跃迁；天然放射现象．
【专题】：衰变和半衰期专题．
【分析】：天然放射现象说明原子核内部有复杂结构；根据电荷数守恒、质量数守恒判断核反应方程的正误；能级间跃迁辐射或吸收的光子能量等于两能级间的能级差，从高能级向低能级跃迁，向外辐射光子，从低能级向高能级跃迁，吸收光子．
：解：A、天然放射现象说明原子核内部有复杂结构，原子核内部没有电子．故A错误．
B、发现质子的核反应方程是：N+He→O+H．故B错误．
C、根据质量数和电荷数守恒知，U衰变成Pb要经过6次β衰变和8次α衰变，C正确；
D、氢原子由高能级向低能级跃迁，辐射光子能量，由于n=2和n=1间的能级差大于n=8和n=2间的能级差，则氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级辐射出光子的能量，高于从氢原子n=8能级跃迁到n=2能级所释放出光子的能量．故D正确．
故选：CD
5. （单选）如图所示是一个玩具陀螺。

a、b和c是陀螺上的三个点。

当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时，下列表述正确的是（）
A．a、b和c三点的线速度大小相等B．a、b和c三点的角速度相等
C．a、b的角速度比c的大D．c的线速度比a、b的大
参考答案：
B
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6. 做匀加速直线运动的物体，在第3s内运动的位移为10m，第5s内的位移是14 m，则物
体的加速度大小为m/s2，前5s内的位移是m，第5s末的瞬时速度
是
m/s。

参考答案：
2 36 15
7. 物质是由大量分子组成的，分子直径的数量级一般是________ m．能说明分子都在永不停息地做无规则运动的实验事实有________(举一例即可)．在两分子间的距离由v0(此时分子间的引力和斥力相互平衡，分子作用力为零 )逐渐增大的过程中，分子力的变化情况是
________(填“逐渐增大”“逐渐减小”“先增大后减小”或“先减小后增大”)．
参考答案：
(1)10－10布朗运动(或扩散现象)先增大后减小
8. 如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为B0，半圆弧导线框的直径为d，电阻为R。

使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，线框中产生的感应电流大小为_________。

现使线框保持图中所示位置，让磁感应强度大小随时间线
性变化。

为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率
的大小应为_________。

参考答案：
；
9. 小球A以初速度v-0做竖直上抛运动,上升的最大高度为H。

小球B以初速度v-0沿着足够长的光滑斜面上滑；小球C以初速度v-0沿着光滑的圆轨道（O为圆轨道的圆心，圆轨道的半径为R，且R<H）从最低点上滑，如图所示。

则B、C两球上升的最大高度与H的关系为
__________。

参考答案：
10. 某物质的摩尔质量为μ，密度为ρ，NA为阿伏加德罗常数，则每单位体积中这种物质所包含的分子数目是___________．若这种物质的分子是一个挨一个排列的，则它的直径约为__________。

参考答案：
；或 ()
11. 如图所示，质量m＝0.10kg的小物块，在粗糙水平桌面上做匀减速直线运动，经距离l＝1.4m后，以速度v＝3.0m/s飞离桌面，最终落在水平地面上。

已知小物块与桌面间的动摩擦因数 ＝0.25，桌面高h＝0.45m，g取10m/s2．则小物块落地点距飞出点的水平距离s
＝ m，物块的初速度v0＝ m/s。

参考答案：
点未打出，其中0、1、2、3、4、5、6都为记数点，电源频率为50H Z．测得：x1=1.40cm，
x2=1.90cm，x3=2.38cm，x4=2.88cm，x5=3.39cm，x6=3.87cm．（1）在计时器打出点4时，小车的速度为：v4= 0.314 m/s．
（2）该匀变速直线运动的加速度的大小a= 0.496 m/s2．（结果均保留三位有效数字）参考答案：
答：
解：电源频率为50Hz，打点时间间隔是0.02s，由于两相邻计数点间有四个点未画出，相邻计数点间的时间间隔t=0.02×5=0.1s，
匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度，
在计时器打出点4时，小车的速度为：v4==≈0.314m/s；
由匀变速直线运动的推论公式：△x=at2可知，加速度的大小：
a===≈0.496m/s2，故答案为：0.314；0.496．
质量分别为60kg和70kg的甲、乙两人，分别同时从原来静止在光滑水平面上的小车两端.
以3m/s的水平初速度沿相反方向跳到地面上。

若小车的质量为20kg，则当两人跳离小车
后，小车的运动速度大小为______________m/s，方向与______________（选填“甲”、
“乙”）的初速度方向相同。

参考答案：
1.5m/s，甲
三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. （1）在一些实验中需要较准确地测量物体转过的角度，为此人们设计了这样一个可转动
的圆盘，在圆盘的边缘标有刻度，且每一刻度对应角度为10，圆盘外侧有一个圆弧形的游标
尺。

如下左图所示，（图中画出了圆盘的一部分和游标尺）。

圆盘上刻有对应的角的度数，
游标尺上把与圆盘上9个刻度对应的圆心角等分为10格，试根据图中所示的情况读出此时游标尺上的零刻度线与圆盘上的零刻度线之间的夹角为。

（2）指针式多用表是实验室中常用的测量仪器，在使用多用电表测量时，指针的位置如上右图所示，若选择开关拨到“×100”挡，则测量的结果为；若选择开关拨到（250v）挡，则测量结果为。

参考答案：
（1）（4分） 19.40～ 19.50，（2）（4分） 1.80×103Ω或1.8 ×103Ω， 111 V～
113V
15. 在测量某金属丝电阻率的实验中：
(1)用螺旋测微器测量金属丝直径如图甲所示，由图可知其直径为_________mm．
(2)用多用电表粗测金属丝的电阻，按照正确的步骤操作后，测量的结果如图乙所示，由此读出阻值大小为__________Ω．为了使多用电表测量的结果更准确，应该将选择开关打到_____________挡．
参考答案：
（1）0.696mm （2）
四、计算题：本题共3小题，共计47分16. 如图所示，在竖直边界线O1 O2左侧空间存在一竖直向下的匀强电场．电场强度E=100N/C，电场区域内有一固定的粗糙绝缘斜面AB，其倾角为30°，A点距水平地面的高度为h=4m．BC段为一粗糙绝缘平面，其长度为L=m．斜面AB与水平面BC由一段极端的光滑小圆弧连接（图中未标出），竖直边界线O1O2右侧区域固定一半径为R=0.5m的半圆形光滑绝缘轨道，CD为半圆形光滑绝缘轨道的直径，C、D两点紧贴竖直边界线O1O2，位于电场区域的外部（忽略电场对O1O2右侧空间的影响）．现将一个质量为m=1kg，带电荷量为q=0.1C的带正电的小球（可视为质点）在A点由静止释
放，且该小球与斜面AB和水平BC间的动摩擦因数均为μ=（g取10m/s2）．求：
（1）小球到达C点时的速度大小；
（2）小球到达D点时所受轨道的压力大小；
（3）小球落地点距离C点的水平距离．
参考答案：
（mg+Eq ）h ﹣μ（mg+Eq ）cos30°?﹣μ（mg+Eq ）L=mv C 2﹣0
则得：
v C ==
m/s=2m/s
（2）以小球为研究对象，在由C 点至D 点的运动过程中，根据机械能守恒定律可得：
m =m +mg ?2R
在最高点以小球为研究对象，根据牛顿第二定律可得：
F N +mg=m
联立解得：F N =m ﹣5mg=1×﹣50=30N
v D ==m/s=2m/s
（3）小球做类平抛运动的加速大小为a ，根据牛顿第二定律可得：mg+qE=ma
则得：a=g+=10+
=20（m/s 2）
应用类平抛运动的规律列式可得： x=v D t ，2R=at 2
联立得：x=v D =2×m=
m
答：（1）小球到达C 点时的速度大小为2m/s ；（2）小球到达D 点时所受轨道的压力大小为30N ；（3）小球
落地点距离C 点的水平距离为m ．
17. 如图所示，一根粗细均匀、内壁光滑的玻璃管竖直放置，玻璃管上端有一抽气孔，管内下部被活塞封住一定质量的理想气体，气体温度为T1。

现将活塞上方的气体缓慢抽出，当活塞上方的压强达到p0时，活塞下方气体的体积为V1，此时活塞上方玻璃管的容积为2.6V1，活塞因重力而产生的压强为0.5p0。

继续将活塞上方抽成真空后密封，整个抽气过程中管内气体温度始终保持不变，然后将密封的气体缓慢加热。

求：
①活塞刚碰到玻璃管顶部时气体的温度T2；②当气体温度达到1.8T1时的压强p 。

参考答案：
18. 如图，电阻不计的足够长的平行光滑金属导轨PX 、QY 相距L=0.5m ，底端连接电阻R=2Ω，导轨平面倾斜角θ=30°,匀强磁场垂直于导轨平面向上，磁感应强度B=1T 。

质量m=40g 、电阻R=0.5Ω的金属棒MN 放在导轨上，金属棒通过绝缘细线在电动机牵引下从静止开始运动，经过时间t1=2s 通过距离
x=1.5m ，速度达到最大，这个过程中电压表示数U0=8.0V ，电流表实数I0=0.6A ，示数稳定，运动过程中金属棒始终与导轨垂直，细线始终与导轨平行且在同一平面内，电动机线圈内阻r0=0.5Ω，
g=10m/s2.。

求：
（1）细线对金属棒拉力的功率P 多大？
（2）从静止开始运动的t1=2s 时间内，电阻R 上产生的热量QR 是多大？
（3）用外力F 代替电动机沿细线方向拉金属棒MN ，使金属棒保持静止状态，金属棒到导轨下
端距离为d=1m 。

若磁场按照右图规律变化，外力F 随着时间t 的变化关系式？
参考答案：
（1）根据能量转化和守恒，有
………（2分）
解得P = 0.3W ………（1分）
（2）当从静止开始运动经过t1=2s时间，金属棒速度达到最大，设此时为vm，金属棒中电动势为E，电流为I1，受到的安培力为F安，细线的拉力为F拉，则
………（1分）
………（1分）
F安= BI1L ………（1分）
P =F拉vm ………（1分）
F拉= mgsinθ + F安………（1分）
解得vm= 1m/s
金属棒从静止开始运动到达到最大速度过程中，设整个电路中产生的热量为Q，由能量转化和守恒得
………（1分）
………（1分）
解得QR=0.224J ………（1分）
（3）由图可知………（1分）
设在t时刻，磁场的磁感应强度为B'，金属棒中电动势为E'，电流为I'，受到的安培力为F安'，则（T）………（1分）
，………（1分）F安' =B' I'L ………（1分）
F安' ………（1分）
解得 F = 0.016t + 0.208（N）………（1分）。