江西省上饒市仙巖中學高三物理期末試題含解析一、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.物體在萬有引力場中具有的勢能叫做引力勢能。若取兩物體相距無窮遠時的引力勢能為零，一個質量為m0的質點到質量為M0的引力源中心的距離為r0時，其萬有引力勢能（式中G為引力常數）。一顆質量為m的人造地球衛星以半徑為r1的圓形軌道環繞地球勻速飛行，已知地球的質量為M，要使此衛星繞地球做勻速圓周運動的軌道半徑增大為r2，則衛星上的發動機所消耗的最小能量為：（假設衛星的質量始終不變，不計空氣阻力及其它星體的影響）：A．

B．C．

D．參考答案：A根據萬有引力提供向心力由：G=m，解得EK1=mv12=．G=m，解得EK2=mv22=．則動能的減小量為△EK=-．引力勢能的增加量△EP=--(-)=-,根據能量守恒定律，發動機消耗的最小能量E=△EP-△EK=．故選A．2.如圖是另同學利用教材提供的方案進行“探究加速度與力、質量的關系”實驗時儀器裝置的情況。另一位同學指出了實驗時的幾個錯誤，說法正確的是（

）A．該實驗沒有平衡摩擦力B．拉小車的細線應平行桌面C．實驗電源應為交流電電源D．小車應靠近打點計時器且打點計時器應距左端較遠(2)物理小組在一次探究活動中測量滑塊與木板之間的動摩擦因數。實驗裝置如圖所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端裝有定滑輪；木板上有一滑塊，其一端與電磁打點計時器的紙帶相連，另一端通過跨過定滑輪的細線與托盤連接，用托盤和砝碼的重力來代替繩上的拉力。打點計時器使用的交流電源的頻率為50Hz。開始實驗時，在托盤中放入適量砝碼，滑塊開始做勻加速運動，在紙帶上打出一系列小點。上圖給出的是實驗中獲取的一條紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是計數點，每相鄰兩計數點間還有4個打點（圖中未標出），計數點間的距離如圖所示。根據圖中數據計算的加速度a=

，打點6時小車運動的速度v6=

(結果均保留三位有效數字)。參考答案：3.如圖所示，由基本門電路組成的四個電路，其中能使小燈泡發光的是

（

）參考答案：A4.關于速度和加速度的關系，下列說法正確的是（

）A、速度變化得快，加速度大

B、速度變化的多，加速度大C、加速度方向保持不變，速度方向也保持不變D、加速度大小不斷變小，速度大小也不斷變小參考答案：答案：A

解析：加速度表示速度變化的快慢，是否加速、減速要看加速度與速度的方向關系，而不是加速度的大小和變化。5.質量為m的物體沿著半徑為R的圓形軌道從a點由靜止滑下，b點的切線水平，已知物體和軌道間的動摩擦因數為μ，若物體滑至a、b中點c時的速度為ν，則在從a到c的過程中摩擦力對物體做的功和物體在c點時所受的摩擦力大小分別是A．；B．；C．；D．；參考答案：

答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示，從傾角為θ的足夠長斜面上的A點，先后將同一個小球以不同的初速度水平向右拋出．第一次初速度為υ1，球落到斜面上時瞬時速度方向與斜面夾角為α1；第二次初速度為υ2，球落到斜面上時瞬時速度方向與斜面夾角為α2．不計空氣阻力，若υ1>υ2，則α1

α2（填>、=、<）．參考答案：＝

7.（5分）地核的體積約為整個球體積的16%，地核的質量約為地球質量的34％。經估算，地核的地平均密度為_______________kg/m3。(結果取兩位有效數字)參考答案：答案：1.2×1048.與普通自行車相比，電動自行車騎行更省力。下表為某一品牌電動自行車的部分技術參數。在額定輸出功率不變的情況下，質量為60Kg的人騎著此自行車沿平直公路行駛，所受阻力恒為車和人總重的0.04倍。當此電動車達到最大速度時，牽引力為

N,當車速為2m/s時，其加速度為

m/s2(g=10m/s2)規格后輪驅動直流永磁鐵電機車型14電動自行車額定輸出功率200W整車質量40Kg額定電壓48V最大載重120Kg額定電流4.5A參考答案：40；0.6解析：電瓶車的額定功率P=200W，又由于，當電動車達到最大速度時，牽引力；當車速為2m/s時，牽引力為，依據牛頓第二定律，可知a=0.6m/s2。9.在長為l的絕緣輕桿兩端分別固定帶電量分別為＋q、－q的等量異種點電荷，放入場強為E的勻強電場中，輕桿可繞中點O自由轉動，若忽略兩點電荷間的相互作用，在輕桿與電場線夾角為θ時，兩點電荷受到的電場力對O點的合力矩大小為_______________，若設過O點的等勢面電勢為零，則兩電荷具有的電勢能之和為_____________________。參考答案：

答案：qELsinθ；qELcosθ10.光滑水平面上有兩小球a、b，開始時a球靜止，b球以一定速度向a運動，a、b相撞后兩球粘在一起運動，在此過程中兩球的總動量守恒（填“守恒”或“不守恒”）；機械能不守恒（填“守恒”或“不守恒”）．參考答案：考點：動量守恒定律．分析：考察了動量守恒和機械能守恒的條件，在整個過程中合外力為零，系統動量守恒．解答：解：兩球組成的系統所受合外力為零，系統動量守恒，由于碰撞是完全非彈性碰撞，碰撞過程機械能不守恒；故答案為：守恒，不守恒．點評：本題考查動量守恒定律和機械能守恒定律的適用條件，注意區分，基礎題．11.（6分）圖為聲波干涉演示儀的原理圖。兩個U形管A和B套在一起，A管兩側各有一小孔。聲波從左側小孔傳入管內，被分成兩列頻率

的波。當聲波分別通過A、B傳播到右側小孔時，若兩列波傳播的路程相差半個波長，則此處聲波的振幅

；若傳播的路程相差一個波長，則此處聲波的振幅

。參考答案：相等，等于零，等于原振幅的二倍。解析：聲波從左側小孔傳入管內向上向下分別形成兩列頻率相同的波，若兩列波傳播的路程相差半個波長，則振動相消，所以此處振幅為零，若傳播的路程相差一個波長，振動加強，則此處聲波的振幅為原振幅的二倍。12.近年來裝修污染已經被列為“危害群眾最大的五種環境污染”之一.目前，在居室裝修中經常用到的花崗巖、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，而氡會發生放射性衰變，放出α、β、γ射線，這些射線會導致細胞發生癌變及呼吸道等方面的疾病，根據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的中子轉化成質子和電子所產生的C．射線一般伴隨著或射線產生，在這三種射線中，射線的穿透能力最強，電離能力也最強D．發生衰變時，新核與原來的原子核相比，中子數減少了2（2）氡核（）發生衰變后變為釙（），其衰變方程為

，若氡（）經過一系列衰變后的最終產物為鉛（），則共經過

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、原子核內的中子轉化為質子時，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個電位的質量數，即α粒子由2個中子和2個質子構成，故α衰變時成生的新核中子數減少2，質子數減少2，故D正確；

故選：BD．（2）根據電荷數守恒、質量數守恒，衰變方程為．

設經過了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粒子的質量為m1，氡核的質量為m2，反沖核的速度大小為v．

則根據動量守恒定律可得：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子同時生成的，半衰期是統計規律，與外界因素無關．

根據電荷數守恒、質量數守恒寫出衰變方程，通過一次α衰變電荷數少2，質量數少4，一次β衰變電荷數多1，質量數不變，求出衰變的次數．

先根據動量守恒定律列方程求解出α衰變后新核的速度；然后根據愛因斯坦質能方程求解質量虧損，從而求釋放的核能．13.做勻速直線運動的小車上，水平放置一密閉的裝有水的瓶子，瓶內有一氣泡，如圖所示，當小車突然停止運動時，氣泡相對于瓶子

（填“向前”或“向后”或“不動”）運動。參考答案：向后三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（選修3—5）（5分）如圖所示，球1和球2從光滑水平面上的A點一起向右運動，球2運動一段時間與墻壁發生了彈性碰撞，結果兩球在B點發生碰撞，碰后兩球都處于靜止狀態。B點在AO的中點。（兩球都可以看作質點）

求：兩球的質量關系

參考答案：解析：設兩球的速度大小分別為v1，v2，則有

m1v1=m2v2

v2=3v1

解得：m1=3m215.（選修3—4）（7分）如圖甲所示為一列簡諧橫波在t＝2s時的波形圖，圖乙是這列波中P點的振動圖線，求該波的傳播速度的大小，并判斷該波的傳播方向。

參考答案：解析：依題由甲圖知該波的波長為……………(1分)

由乙圖知該波的振動周期為……………(1分)

設該波的傳播速度為V，有……………(1分)

又由乙圖知，P點在此時的振動方向向上，……………(1分)

所以該波的傳播方向水平向左。……………(2分)四、計算題：本題共3小題，共計47分16.2014年7月24日，受臺風“麥德姆”影響，安徽多地暴雨，嚴重影響了道路交通安全。某高速公路同一直線車道上同向勻速行駛的轎車和貨車，其速度大小分別為，轎車在與貨車距離s0=22m時才發現前方有貨車，若此時轎車只是立即剎車，則轎車要經過s=160m才停下來。兩車可視為質點。（1）若轎車剎車時貨車以勻速行駛，通過計算分析兩車是否會相撞？（2）若轎車在剎車的同時給貨車發信號，貨車司機經=2s收到信號兵立即以加速度大小=2.5m/s2勻速前進，通過計算分析兩車會不會相撞？參考答案：(1)兩車會相撞(2)兩車不會相撞解析：（1）轎車經過s=160m的過程，由υ12=2a1s得轎車剎車過程的加速度大小a1=5m/s2恰好不相撞時兩車的速度相等即υ1–a1t1=υ217.如圖所示，在光滑絕緣水平面上有兩個帶電小球、，質量分別為3m和m，小球帶正電q，小球帶負電-2q，開始時兩小球相距s0，小球有一個水平向右的初速度v0，小球的初速度為零，若取初始狀態下兩小球構成的系統的電勢能為零，試證明：當兩小球的速度相同時系統的電勢能最大，并求出該最大值；參考答案：（1）由于兩小球構成的系統合外力為零，設某狀態下兩小球的速度分別為和，由動量守恒定律得

（1）（2分）所以，系統的動能減小量為

（2）（2分）由于系統運動過程中只有電場力做功，所以系統的動能與電勢能之和守恒，考慮到系統初狀態下電勢能為零，故該狀態下的電勢能可表為

（3）（1分）聯立（1）、（3）兩式，得

（4）（1分）由（4）式得：當

（5）（1分）時，系統的電勢能取得最大值，而將（5）式代入（1）式，得（6）（1分）

即當兩小球速度相同時系統的電勢能最大，最大值為

18.（14分）如圖所示，桌面上有許多大小不同的塑料球，它們的密度均為，有水平向左恒定的風作用在球上，使它們做勻加速運動（摩擦不計）。已知風對球的作用力與球的最大橫截面積成正比，即F=kS，k為一常量。

（1）對塑料球來說，空間存在一個風力場，請定義風力場強度并寫出其表達式

（2