北京昌平区下庄学校 高三物理期末试卷含解析

北京昌平区下庄学校高三物理期末试卷含解析
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. 如图所示，质量为M，长度为L的小车静止在光滑的水平面上，质量为m的小物块，放在小车的最左端，现用一水平力F作用在小物块上，小物块与小车之间的摩擦力为f，经过一段时间小车运动的位移为x，小物块刚好滑到小车的最右端，则下列说法中正确的是
A．此时物块的动能为F(x+L)
B．此时小车的动能为f(x+L)
C．这一过程中，物块和小车增加的机械能为F(x+L)－fL
D．这一过程中，物块和小车因摩擦而产生的热量为fL
参考答案：
CD
由题意可知，在拉力的作用下物体前进的位移为L+x，故拉力的功为F（x+L），摩擦力的功为f
（x+L），则由动能定理可知物体的动能为（F-f）（x+L），故A错误；小车受摩擦力作用，摩擦力作用的位移为x，故摩擦力对小车做功为fx，故小车的动能改变量为fx，故B错误；物块和小车增加的机械能等于外力的功减去内能的增量，内能的增量等于fL，故机械能的增量为F（x+L）-fL，故C、D 正确；故选CD．
2. （单选）如图甲所示，滑轮质量、摩擦均不计，质量为2 kg的物体在F作用下由静止开始向上做匀加速运动，其速度随时间的变化关系如图乙所示，由此可知()
A．物体加速度大小为2 m/s2
B．F的大小为21 N
C．2 s末F的功率大小为42 W
D．2 s内F做功的平均功率为42 W
参考答案：
A 解析：A、速度时间图线的斜率表示加速度，则物体的加速度
a=m/s2=2m/s2．故A正确．B、根据牛顿第二定律得，2F-mg=ma，则F=．故B错误．C、2s末物体的速度为4m/s，则拉力作用点的速度为
8m/s，则拉力的功率P=Fv=12×8=96W．故C错误．D、2s内物体的位移x=×2×4m=4m，则拉力作用
点的位移为8m，拉力平均功率P=．故D错误．故选：A．
3. 如图所示，光从A点射入圆形玻璃，经折射从B点射出。

若射出玻璃与射入玻璃的光线夹角为300，AB弧所对的圆心角为1200，下列说法中正确的是
A．玻璃的折射率为B．玻璃的折射率为
C．在A点的入射角为300 D．在B点的入射角为600
参考答案：
A
4. （多选）如图是医用回旋加速器示意图,其核心部分是两个D形金属盒,两金属盒置于匀强磁场中,并分别与高频电源相连.现分别加速氘核H)和氦核He).下列说法中正确的是( )
A.氘核H)的最大速度较大
B.它们在D形盒内运动的周期相同
C. 氦核He)的最大动能较大
D.仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能
参考答案：
BC解析： A、根据qvB＝m，得v＝．两粒子的比荷相等，所以最大速度相等．故A
错
误；B 、带电粒子在磁场中运动的周期T=，两粒子的比荷相等，所以周期相等．故B 正
确．C 、最大动能EK ＝mv2＝，两粒子的比荷相等，但质量不等，所以氦核最大动能
大．故C 正确． D 、回旋加速器加速粒子时，粒子在磁场中运动的周期和交流电的周期相同，否则无法加速．故D 错误．故选BC ．
5. (单选)作匀加速直线运动的物体先后经过A 、B 、C 三点，在AB 段物体的平均速度为3m/s ，在BC 段平均速度为6m/s ，AB=BC ，则物体在B 点的速度为 （ ） A.4m/s. B.4.5m/s. C.5m/s. D.5.5m/s.
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. 如图，光滑水平地面上有质量相等的两物体A 、B ，中间用劲度系数为k 的轻弹簧相连，在
外力F1、F2作用下运动，且满足F1>F2，当系统运动稳定后，弹簧的伸长量为 。

参考答案：
7. 一定质量的理想气体处于标准状态下时体积为V0，分别经过如下两个不同的过程使体积都增大到2V0：①等温膨胀变为2V0，再等容升压使其恢复成一个标准大气压，总共吸收的热量为Q1，内能的变化为
；②等压膨胀到2V0，吸收的热量为Q2，内能的变化为
．则
Q1 Q2，。

（填“大于”、“等于”、“小于”）
参考答案：
小于 等于
8. （4分）将剩有半杯热水的玻璃杯盖子旋紧后经过一段时间，若玻璃杯盖子不漏气，则杯内水蒸汽饱和气压 (填“增大”、“减小”或“不变”) ，杯内气体压强 (填“增大”、“减小”或“不变”)。

参考答案：
减小 (2分)；减小(2分)
9. 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)
10. （6分）变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度档，下图是某一“奇安特”变速车齿轮转动结构示意图，图中A 轮有48齿，B 轮有42齿，C 轮有18齿，D 轮有12齿。

那么该车可变换________种不同档位；且A 与D 轮组合时，两轮的角速度之比ωA :ωD =_____________。

参考答案：
4；1：4
11. 如图所示，N 为金属板，M 为金属网，它们分别与电池的两极相连，各电池的电动势和极性如图所示，已知金属板的逸出共为4.8eV ．线分别用不同能量的电子照射金属板（各光子的能量已在图上标出），那么各图中没有光电子到达金属网的是 AC （填正确答案标号），能够到达金属网的光电子的最大动能是 0.5 eV ．
参考答案：
解：因为金属钨的逸出功为4.8eV ．所以能发生光电效应的是B 、C 、D ，B 选项所加的电压为正向电压，则电子一定能到达金属网；C 选项光电子的最大初动能为1.0eV ．小于反向电压，根据动能定
理，知电子不能到达金属网；D选项光电子的最大初动能为2.0eV，大于反向电压，根据动能定理，有光电子能够到达金属网．故没有光电子达到金属网的是A、C．
故选：AC
D项中逸出的光电子最大初动能为：Ekm=E光﹣W溢=6.8eV﹣4.8eV=2.0eV，
到达金属网时最大动能为Ek=2.0﹣1.5=0.5 eV．
故答案为：AC，0.5．
12. 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．
13. （选修3－3（含2－2）模块）（6分）如图所示，绝热气缸开口向下竖直放置，内有一定质量的气体，缸内活塞可无摩擦的自由滑动且不漏气，活塞质量为m0，面积为S，在其下挂一砂桶，砂桶装满砂子时质量为m1，此时活塞恰好静止，此时外界气压为p0，则此时气缸内气体压强大小为。

现在把砂桶底部钻一个小洞，细砂慢慢漏出，则气缸内气体的压强将。

气缸内气体的内能
将（填增大、减小、不变）。

参考答案：
答案：p0-( m0+ m1)g/s 增大增大（各2分）
三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14.
（选修模块3－4）如图所示是一种折射率n=1.5的棱镜用于某种光学仪器中。

现有一束光线沿MN的方向射到棱镜的AB界面上，入射角的大小。

求光在棱镜中传播的速率及此束光线射出棱镜后的方向（不考虑返回到AB面上的光线）。

参考答案：
解析：由得（1分）
由得，（1分）
由＜，可知C＜45°（1分）
而光线在BC面的入射角＞C，故光线在BC面上发生全反射后，垂直AC面射出棱镜。

（2分）
15. 如图所示，质量均为m=1kg的A、B两物体通过劲度系数为k=100N/m的轻质弹簧拴接在一起，物
体A处于静止状态。

在A的正上方h高处有一质量为的小球C，由静止释放，当C与A发生弹性碰撞后立刻取走小球C，h至少多大，碰后物体B有可能被拉离地面？
参考答案：
h≥0.45m
设C与A碰前C的速度为v0，C与A碰后C的速度为v1，A的速度为v2，开始时
弹簧的压缩量为H。

对C机械能守恒：
C与A弹性碰撞：对C与A组成的系统动量守恒：
动能不变：
解得：
开始时弹簧的压缩量为：碰后物体B被拉离地面有弹簧伸长量为：
则A将上升2H，弹簧弹性势能不变，机械能守恒：
联立以上各式代入数据得：
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图甲所示为“⊥”型上端开口的玻璃管，管内有一部分水银封住密闭气体，上管足够长，图中粗细部分截面积分別为S1＝2cm2、S2＝lcm2．封闭气体初始温度为451K，气体长度为L＝22cm，图乙为对封闭气体缓慢加热过程中气体压强随体积変化的图线，大气压强P0＝76 cmHg．求
（1）h1和h2的值；
（2）若缓慢升高气体温度，升高到多少开尔文可将所有水银全部压入细管内
参考答案：
（1）h1=2cm ，h2=4cm （2）504K
【详解】(I)由图乙可知，初如状态：
末状态：，
解得：；
(II)由理想气体状态方程得：
其中，，
，
代入数据解得：。

17. 杂技中的“顶竿”由两个演员共同表演，站在地面上的演员肩部顶住一根长竹竿，另一演员爬至竹竿顶端完成各种动作后下滑，若竿上演员自竿顶由静止开始匀加速下滑至速度v0=3m/s时立即匀减速下滑，滑到竿底时速度恰好为零，下滑过程中加速时间是减速时间的1.5倍，已知竿长L=7.5m竿的质量m1=5kg，竿上演员质量m2=40kg，取g=10m/s2．求：
（1）竿上演员加速运动和减速运动的时间；
（2）竿上演员下滑过程中站在地面上的演员肩部承受的压力大小．参考答案：
解答：解：（
1）设演员加速下滑的时间为t1，减速下滑的时间为t2，由运动学公式得，
，
且t1=1.5t2，
解得t1=3s，t2=2s．
（2）设演员加速下滑和减速下滑的过程中加速度大小分别为a1、a2，
由vc=a1t1=a2t2，
解得，．
对演员受力分析可知，m2g﹣f1=m2a1，
f2﹣m2g=m2a2，
设演员加速下滑和减速下滑的过程中杆受到支持力分别为F1、F2，
由杆处于平衡，则有：F1=f1+m1g，
F2=f2+m1g，
可解得杆受到的支持力F1=410N，F2=510N．
由牛顿第三定律可得，演员加速下滑和减速下滑的过程中站在地面上的演员肩部受到的压力大小分别为F1′=410N，F2′=510N．
答：（1）竿上演员加速运动和减速运动的时间分别为3s、2s．
（2）竿上演员下滑过程中站在地面上的演员肩部承受的压力大小分别为410N、510N．
点评：本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合运用，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁，动的v－t图像如图18所示，g取10m/s2．求：
（1）物体与水平面间的动摩擦因数μ；
（2）水平推力F的大小；
（3）0～10s内物体运动位移的大小。

参考答案：
（1）6s~10s内物体做匀减速直线运动，设此过程时间为t2、初速度为v20、末速度为v2t、加速度为a2，则：……．． 2分
设物体所受的摩擦力为f，根据牛顿第二定律，有
，又因为,……．．1分
解得：…………………．．1分
（2）0~6s内物体做匀加速直线运动，设此过程时间为t1、初速度为v10、末速度为v1t、加速度为a1，则：……．．2分
根据牛顿第二定律，有，…………………．……．．1分
解得：F＝6N …………………．……………………．．1分
（3）法一：由匀变速直线运动位移公式，得……表达式3分，结果1分
法二：根据v-t图像围成的面积，得。