2019-2020年高三年级上学期期中统一考试物理试卷 含解析.doc

2019-2020年高三年级上学期期中统一考试物理试卷 含解析一、本题共13小题，每小题3分，共39分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。把答案用2B铅笔填涂在答题卡上。1核反应方程中的X表示 A质子B电子C光子D中子【解析】答案：B 根据电荷守恒和质量守恒，可知X的电荷数为90-91=-1，质量数为234-234=0，所以X是电子。2卢瑟福通过对粒子散射实验结果的分析，提出了A原子的核式结构模型B原子核内有中子存在C电子是原子的组成部分D原子核是由质子和中子组成的【解析】答案：A 卢瑟福的粒子散射实验中，用粒子轰击金箔，发现粒子穿过金箔后，基本仍沿原来的方向前进，但有少数粒子（约占1/8000）发生了大角度偏转，偏转角度甚至大于90。而汤姆孙的“枣糕模型”是不能解释粒子发生大角度偏转的，也就是说“枣糕模型”是不正确的，卢瑟福通过分析认为：若要使粒子发生大角度偏转，占原子质量绝大部分的带正电的那部分物质集中在很小的空间范围，这样才能使粒子受到足够大的斥力，发生大角度的偏转。所以，1911年，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。3关于天然放射现象，下列说法正确的是A所有元素都可能发生衰变B放射性元素的半衰期与外界的温度有关C、和三种射线中，射线的穿透能力最强D、和三种射线中，射线的电离能力最强【解析】答案：C 科学家们研究发现，原子序数大于83的元素都发生衰变；原子序数小于83的元素，有的也能发生衰变，但不是所有的元素都能发生衰变，A错误。 不同的放射性元素，半衰期是不同的。放射性元素的半衰期是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件都没有关系。例如，一种放射性元素，不管它是以单质的形式存在，还是以其他元素形成化合物，或者对它施加压力、提高温度，都不能改变它的半衰期，这是因为这些都没有改变原子核的结构。B错误。 射线是高速的氦核粒子流，射线是高速的电子流，射线是能量很高的电磁波（不带电）。在三种射线中，射线的电离能力最强，穿透能力最弱；射线不带电，没有电离能力，但穿透能力最强。C正确，D错误。4如图所示，1、2、3、4为玻尔理论中氢原子最低的四个能级。处在n=4能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能发出若干种频率不同的光子，在这些光子中，波长最长的是An=4跃迁到n=1时辐射的光子Bn=4跃迁到n=3时辐射的光子Cn=2跃迁到n=1时辐射的光子Dn=3跃迁到n=2时辐射的光子【解析】答案：B 根据（c为光在真空中传播的速度，是频率）以及可知，跃迁时的能级差越小，辐射光子的频率越小，波长越长。5太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少。太阳每秒钟辐射出的能量约为41026J，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近A1036kgB1018kgC1013kgD109kg【解析】答案：D 根据质能方程有，。（可进行估算：6动力学的奠基人是一位英国科学家，他于1687年出版了名著自然哲学的数学原理，在这部著作中，他提出的三条运动定律是整个动力学的基础。这位科学家是A伽利略B牛顿C爱因斯坦D阿基米德【解析】答案：B 7船在静水中的航速为v1，水流的速度为v2。为使船行驶到河正对岸的码头，则v1相对v2的方向应为 A B C D【解析】答案：C v2的方向是河岸的方向，要使船能行驶到对岸的码头，需要使船的实际速度，即v1和v2的合速度与河岸垂直，也就是与v2垂直，如图所示。8在物理学中，把加速度对时间的变化率定义为“加加速度（jerk）”。加加速度在车辆、电梯等日常生活和工程问题中都有重要的实际意义。加加速度的单位是Am/sBm/s2Cm/s3Dm2/s3【解析】答案：C 由题意可知，加加速度，所以加加速度的单位应为。9如图所示，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物块正在沿斜面以速度v0匀速下滑，斜劈保持静止，则地面对斜劈的摩擦力A等于零B不为零，方向向右C不为零，方向向左D不为零，v0较大时方向向左，v0较小时方向向右【解析】答案：A 解法一：采用隔离法分别对物块和斜劈进行受力分析。 图1 图2 图3 图4 物块的受力情况如图1所示，其中G1是物块所受的重力，N1是斜劈对物块的支持力，f1是斜劈对物块的摩擦力，F合是N1和f的合力，与G1大小相等，方向相反，即F合的方向为竖直向上。 斜劈的受力情况如图2所示，其中G2是斜劈所受的重力，N是地面对斜劈的支持力，N1和f1分别是物块对斜劈的压力和摩擦力。f地是我们假设的一个地面对斜劈的摩擦力。 需要注意的是N1和N1、f1和f1是两对作用力与反作用力，则可知f1和N1的合力F合的方向是竖直向下的（与F合方向相反）。如果用F合等效替代f1和N1，则斜劈的受力情况可用图3表示。从图3中我们可知，如果假设地面对斜劈有一个摩擦力f地，则在水平方向没有其他力与f地抵消，合力不为零，斜劈不可能保持静止，所以f地不存在。 解法二：可将物块与斜劈视为一个整体，则这个整体的受力情况如图4所示。可看出，系统在水平方向没有其他力的作用，所以地面不可能对系统有摩擦力的作用。10一人造卫星绕地球运动，由于受到稀薄气体阻力的作用，其轨道半径会缓慢发生变化。若卫星绕地球运动一周的过程都可近似看做圆周运动，则经过足够长的时间后，卫星绕地球运行的A半径变大，角速度变大，速率变大B半径变小，角速度变大，速率变大C半径变大，角速度变小，速率变小D半径变小，角速度变小，速率变小【解析】答案：B 当卫星在某一半径为r的轨道上做圆周运动时，根据牛顿第二定律会有 其中G为引力常量，M为地球质量，m为卫星的质量，r为轨道半径，v为卫星在该轨道的线速度。此时，是由万有引力提供的向心力，而是在轨道r上做圆周运动所需要的向心力，当两者相等，卫星能稳向在轨道上。 由于气体阻力的作用，若轨道半径不发生变化，卫星的速度会变小，这时就会有，即提供的向心力 需要的向心力，卫星将做向心运动，轨道半径r会变小。 当卫星经过一段时间后，在新的轨道上做圆周运动时，根据可得，由于轨道半径r变小，所以卫星的线速速度v也会变大，角速度变大（）。11两个物体在同一高度同时由静止开始下落，经过一段时间分别与水平地面发生碰撞（碰撞过程时间极短）后反弹，速度大小不变。一个物体所受空气阻力可忽略，另一个物体所受空气阻力大小与物体速率成正比。下列用虚线和实线描述两物体运动的v-t图像可能正确的是 A B C D 【解析】答案：D 这道如果仅仅是选出答案，可以把握两点即可：1物体触地反弹后，速度方向要发生改变，所以图线在t轴的上下都有分布，A、B都不正确。 2由于空气阻力的作用，受空气阻力作用的物体下落的加速度比不受阻力的物体小，落地的时间也就长，所以C不正确。 不受阻力作用力的物体只受重力，不管在下落过程还是在上升过程，都做加速度为匀变速直线运动，加速度恒为g，其v-t关系如选项D中虚线所示。而受阻力作用的物体，受重力和阻力作用。在下落过程中其加速度，由此式可知，随着速度v逐渐变大，a会逐渐变小，图线在图中斜率会逐渐变小；物体与地面碰撞反弹后，在上升的过程中，其加速度，随着v逐渐变小，a会逐渐变小，图线在图中的斜率会逐渐变小，最后趋近于g（与虚线斜率相同）。12如图所示，一物体在水平力F的作用下，静止在倾角为的斜面上。设物体受到斜面的支持力与静摩擦力的合力为F1，F1与竖直方向的夹角为，下列关于F1的说法中正确的是 AF1指向右上方，且一定大于 BF1指向右上方，且可能大于 CF1指向左上方，且一定大于 DF1指向左上方，且可大于【解析】答案：D 斜面对物体的摩擦力会随F的大小变化而变化。 图1 图2 图3 当时，物体的受力情况如图1所示，此时重力mg、水平力F、支持力N的合力为零，斜面对物体的摩擦力f=0。 当时，物体的受力情况如图2所示，此时f的方向为沿斜面向下，N、f的合力F1在N的左侧，此时。 当时，物体的受力情况如图3所示，此时f的方向为沿斜面向上，N、f的合力F1在N的右侧（但没有超过竖直方向），此时t1时，汽车的速度大于自行车的速度，汽车开始追赶自行车。因此，当t=t1，即汽车的速度等于自行车的速度时，两者距离最大。因为汽车和自行车是同时、同地出发，所以当两者运动的位移相等时，汽车追上自行车（设此时t=t2）。（在图中v-t图线与t轴所围面积表示物体的位移，若要汽车与自行的位移相等，只要图中绿色三角形与黄色三角形面积相等即可，可知t1=t2。）（1）当时，两者距离最大。则从自行车超过汽车到两者距离最大的时间s这段时间内汽车和自行车运动的距离分别为mm所以它们间的最大距离m （5分） （2）设汽车追上自行车所需时间为。这段时间内汽车和自行车运动的距离分别为又因为所以s（3分）20（9分）假设地球可视为质量均匀分布的球体。已知地球质量为M，半径为R，自转的周期为T，引力常量为G。求：（1）地球同步卫星距离地面的高度H；（2）地球表面在两极的重力加速度g；（3）地球表面在赤道的重力加速度g0。【解析】（1）假设一颗质量为m1的同步卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为R+H。根据牛顿第二定律有（万有引力提供向心力）所以（3分） （2）因为在两极地球自转的半径为零，因此物体所受的重力与地球对物体的万有引力相等。设在地球极点处一物体的质量为m2。则有所以（3分） （3）方法一：假设一个质量为m3的物体放在赤道地面，由于物体随地球自转，需要一个向心力，这个向心力由万有引力与地面对物体支持力的合力提供，即有。而这个物体静止在地面上，我们可以认为，所以有所以（3分） 方法二： 重力是万有引力的分力。如图1，当某物体在地球表面时，由于物体要随地球一起自转（做匀速圆周运动，轨迹为所处的纬度线，圆心为O2），万有引力F万的分力提供物体做圆周运动所需的向心力F向；万有引力F万的另一个分力就是我们所说的重力G。 图1 图2 当物体所处的纬度不同时，物体随地球自转的轨道半径r不同，而地球自转的角速度是不变的，因为，所以F向会随纬度不同而变化；如果将地球视为均匀球体，则地球对该物体的万有引力F万不变，则万有引力F万的另一个分力重力G会相应发生变化。具体来说，物体离赤道越近，物体做圆周运动的轨道半径r越大，F向越大，物体的重力G就越小，此处的重力加速度g0就越小；物体离极点越近，r越小，F向越小，G越小，g0越小。（从赤道到两极，同一物体所受的重力越来越大，重力加速度越来越大。） 注：实际情况中，F向相对万有引力来说很小（在图中F向应该很短为了能看清楚，故意画长了），物体的重力G与万有引力F万是很接近的，所以很多情况下，我们可以认为（方向也很接近）。 在题中，当物体在赤道上时，F万、F向和G是在同一直线上的，如图2。则三者之间的数值可表示为，也就是，由此式可求得。21（12分）如图所示，质量M=8.0kg、长L=2.0m的薄木板静置在水平地面上，质量m=0.50kg的小滑块（可视为质点）以速度v0=3.0m/s从木板的左端冲上木板。已知滑块与木板间的动摩擦因数=0.20，重力加速度g取10m/s2。（1）若木板固定，滑块将从木板的右端滑出，求：a滑块在木板上滑行的时间t；b滑块从木板右端滑出时的速度v。（2）若水平地面光滑，且木板不固定。在小滑块冲上木板的同时，对木板施加一个水平向右的恒力F，如果要使滑块不从木板上掉下，力F应满足什么条件？（假定滑块与木板之间最大静摩擦力与滑动摩擦力相等）【解析】（1）a滑块在木板上做匀减速直线运动，初速度为v0=3.0m/s，位移为L=2.0m。滑块在滑行的过程中受重力、支持力、和摩擦力，其中重力=支持力。根据牛顿第二定律有，滑块加速度的大小m/s2 设滑块在木板上滑行的时间为t，根据运动学公式有 所以s 或 s（舍）（3分） 之所以要舍去s，是因为如果木板足够长，当s时，滑块就静止了。 bm/s（2分） （2）设当F=F1时，滑块恰好运动到木板的右端，然后与木板一起运动。在滑块与木板有相对滑动的这段时间内，滑块做匀减速直线运动，木板做匀加速直线运动。设这段时间为t1，滑块与木板共同运动的速度为v1，则有 所以s，m/s 所以m/s2 根据牛顿第二定律有 所以N 所以，当N时，滑块不会从木板的右端滑出（4分） 当滑块与木板共速后，只要不发生相对滑动，滑块就不会从木板的左端滑出，根据牛顿第二定律：滑块与木板共同运动的加速度，而滑块在静摩擦力的作用下，能达到的最大加速度。因此，滑块不从木板左端滑出需满足的条件是，即N。（3分）所以滑块不从木板掉下的条件是。