山東省濟(jì)南市章丘第一高級中學(xué)高三物理下學(xué)期期末試卷含解析

山東省濟(jì)南市章丘第一高級中學(xué)高三物理下學(xué)期期末試卷含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.下列有關(guān)物理思想、物理史實(shí)和實(shí)驗(yàn)方法的敘述正確的是：

（

）A．探究彈簧的彈力與伸長量的關(guān)系時(shí)，應(yīng)采用控制變量法B．英國物理學(xué)家牛頓在比薩斜塔上完成了落體實(shí)驗(yàn)C．牛頓將實(shí)驗(yàn)與邏輯推理結(jié)合，用理想實(shí)驗(yàn)法推翻了“力是維持物體運(yùn)動(dòng)原因”的錯(cuò)誤認(rèn)識。D．伽利略通過落體實(shí)驗(yàn)證明了重量并不是影響落體運(yùn)動(dòng)快慢的原因參考答案：D2.（單選）如圖所示，P是水平地面上的一點(diǎn)，A，B、C、D在一條豎直線上，且AB=BC=CD．從A、B、C三點(diǎn)分別水平拋出一個(gè)物體，這三個(gè)物體都落在水平地面上的P點(diǎn)．則三個(gè)物體拋出時(shí)的速度大小之比vA：vB：vC為（）A．：：B．1：：C．1：2：3D．1：1：1參考答案：考點(diǎn)：平拋運(yùn)動(dòng)．.專題：平拋運(yùn)動(dòng)專題．分析：據(jù)題意知A，B，C三點(diǎn)到P點(diǎn)的水平距離相等，欲求三物體拋出速度之比，只需求出三物體到達(dá)地面時(shí)間之比即可．解答：解：三個(gè)物體距地面豎直位移SA：SB：SC=3：2：1，且豎直方向做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)

由勻加速直線運(yùn)動(dòng)公式（豎直方向）S=v0t+at2，v0=0，a=g

得tA：tB：tC=；：1

（1）

再考慮水平方向vAtA=vBtB=vCtC

（2）

聯(lián)立（1）（2）解出vA：vB：vC=：：

故選：A．點(diǎn)評：解決平拋與類平拋問題，需要將物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)分解為水平與豎直方向兩部分，水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)，豎直方向?yàn)槌跛俣仁橇愕膭蚣铀龠\(yùn)動(dòng)，兩部分時(shí)間相同．3.(單選)關(guān)于物理學(xué)的研究方法，以下說法錯(cuò)誤的是A．伽利略開創(chuàng)了運(yùn)用邏輯推理和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合進(jìn)行科學(xué)研究的方法B．卡文迪許在利用扭秤實(shí)驗(yàn)裝置測量萬有引力常量時(shí)，應(yīng)用了“放大法”C．電場強(qiáng)度是用比值法定義的，因而電場強(qiáng)度與電場力成正比，與試探電荷的電荷量成反比D．探究合力與分力的關(guān)系，用的是“等效替代”的方法參考答案：C4.在豎直平面內(nèi)固定一半徑為R的金屬細(xì)圓環(huán)，質(zhì)量為m的金屬小球（視為質(zhì)點(diǎn)）通過長為L的絕緣細(xì)線懸掛在圓環(huán)的最高點(diǎn)。當(dāng)圓環(huán)、小球都帶有相同的電荷量Q（未知）時(shí)，發(fā)現(xiàn)小球在垂直圓環(huán)平面的對稱軸上處于平衡狀態(tài)，如圖所示。已知靜電力常量為。則下列說法中正確的是

A.電荷量

B.電荷量C.繩對小球的拉力

D.繩對小球的拉力參考答案：A5.自由下落的物體，某物理量x隨時(shí)間的變化關(guān)系圖線如圖所示。該物理量x可能是A．速度 B．動(dòng)能

C．加速度 D．機(jī)械能參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.為了探究受到空氣阻力時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間的變化規(guī)律，某同學(xué)采用了“加速度與物體質(zhì)量、物體受力關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置(如圖所示)．實(shí)驗(yàn)時(shí)，平衡小車與木板之間的摩擦力后，在小車上安裝一薄板，以增大空氣對小車運(yùn)動(dòng)的阻力．(1)往砝碼盤中加入一小砝碼，在釋放小車________(選填“之前”或“之后”)接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，在紙帶上打出一系列的點(diǎn)．(2)從紙帶上選取若干計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測量，得出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間t與速度v的數(shù)據(jù)如下表：時(shí)間t/s00.501.001.502.002.50速度v/(m·s－1)0.120.190.230.260.280.29請根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出小車的v－t圖象．(3)通過對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，該同學(xué)認(rèn)為：隨著運(yùn)動(dòng)速度的增加，小車所受的空氣阻力將變大．你是否同意他的觀點(diǎn)？請根據(jù)v－t圖象簡要闡述理由．參考答案：7.氫原的能級如圖所示，一大群處于第一激發(fā)態(tài)的氫原子吸收2.55eV能量后從高能級向低能級躍遷，能發(fā)出

種不同頻率的光子，這些光子中能使截止頻率為8.07×1014Hz的鋅板發(fā)生光電效應(yīng)的有

種。已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s。參考答案：8.如圖所示，在場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中有相距為L的兩點(diǎn)A、B，連線AB與電場線的夾角為θ，將一電荷量為q的正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)．若沿直線AB移動(dòng)該電荷，電場力做功W=____，AB兩點(diǎn)間的電勢差UAB

．參考答案：qELcosθ_

ELcosθ9.一根兩端開口的長玻璃管豎直插入水銀槽中并固定，如圖所示．管內(nèi)徑橫截面積為S，管中有一輕質(zhì)光滑活塞，活塞下方封閉L長度、熱力學(xué)溫度為To的氣柱，當(dāng)活塞上放一個(gè)質(zhì)量為m的小砝碼后，達(dá)到平衡時(shí)管內(nèi)外水銀面的高度差為________；然后對氣體加熱，使氣柱長度恢復(fù)到L，此過程中氣體的溫度升高了__________．（已知外界大氣壓為p0，水銀密度為ρ）．參考答案：；

10.某同學(xué)想設(shè)計(jì)一個(gè)調(diào)光電路，現(xiàn)在已有下列器材：一只標(biāo)有“6V，3W”的燈泡L，一只標(biāo)有“12Ω，1A”的滑動(dòng)變阻器，一電源電動(dòng)勢為12V，電源內(nèi)阻不計(jì)，開關(guān)一只，導(dǎo)線若干．要想使調(diào)光電路的開關(guān)閉合后，改變滑動(dòng)變阻器的滑片P的位置，可使燈泡由正常發(fā)光到逐漸變暗，直至熄滅．

（1）為了滿足實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的要求還需要_________________________（填寫實(shí)驗(yàn)器材），理由_____________________________________________

_______________________________________________

_______________________________________________

___________________________________________

（2）請?jiān)谟疫叺姆娇騼?nèi)畫出符合設(shè)計(jì)要求的電路圖．參考答案：（1）一個(gè)分壓電阻R0；

若僅用現(xiàn)有器材設(shè)計(jì)電路其電路圖如圖所示，通過計(jì)算可知，當(dāng)滑動(dòng)觸片P使燈泡正確發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)電阻器左邊部分電阻為R1=7.42Ω，通過部分的電流將大于1A，所以滑動(dòng)變阻器將破壞，因此不能滿足燈泡正常發(fā)光的情況．

（2）電路圖如圖所示．11.北京時(shí)間2011年3月11日在日本海域發(fā)生強(qiáng)烈地震，并引發(fā)了福島核電站產(chǎn)生大量的核輻射，經(jīng)研究，其中核輻射的影響最大的是銫137（），可廣泛散布到幾百公里之外，且半衰期大約是30年左右）．請寫出銫137發(fā)生β衰變的核反應(yīng)方程：

．如果在該反應(yīng)過程中釋放的核能為，則該反應(yīng)過程中質(zhì)量虧損為

．（已知碘（I）為53號元素，鋇（）為56號元素）參考答案：

12.生活中經(jīng)常用“呼嘯而來”形容正在駛近的車輛，這是聲波在傳播過程中對接收這而言頻率發(fā)生變化的表現(xiàn)，無線電波也具有這種效應(yīng)。圖中的測速雷達(dá)正在向一輛接近的車輛發(fā)出無線電波，并接收被車輛反射的無線電波。由于車輛的運(yùn)動(dòng)，接收的無線電波頻率與發(fā)出時(shí)不同。利用頻率差就能計(jì)算出車輛的速度。已知發(fā)出和接收的頻率間關(guān)系為，式中C為真空中的光速，若，，可知被測車輛的速度大小為_________m/s。參考答案：答案：30解析：根據(jù)題意有，解得v＝30m/s。13.電容器作為儲能器件，在生產(chǎn)生活中有廣泛的應(yīng)用。對給定電容值為C的電容器充電，無論采用何種充電方式，其兩極間的電勢差u隨電荷量q的變化圖像都相同。（1）請?jiān)趫D1中畫出上述u–q圖像。類比直線運(yùn)動(dòng)中由v–t圖像求位移方法，求兩極間電壓為U時(shí)電容器所儲存的電能Ep。（

）______（2）在如圖2所示的充電電路中，R表示電阻，E表示電源（忽略內(nèi)阻）。通過改變電路中元件的參數(shù)對同一電容器進(jìn)行兩次充電，對應(yīng)的q–t曲線如圖3中①②所示。a．①②兩條曲線不同是______（選填E或R）的改變造成的；b．電容器有時(shí)需要快速充電，有時(shí)需要均勻充電。依據(jù)a中的結(jié)論，說明實(shí)現(xiàn)這兩種充電方式的途徑。__________________（3）設(shè)想使用理想的“恒流源”替換（2）中電源對電容器充電，可實(shí)現(xiàn)電容器電荷量隨時(shí)間均勻增加。請思考使用“恒流源”和（2）中電源對電容器的充電過程，填寫下表（選填“增大”、“減小”或“不變”）。

“恒流源”（2）中電源電源兩端電壓________通過電源的電流________

參考答案：

(1).

(2).

(3).R

(4).要快速度充電時(shí)，只要減小圖2中的電阻R；要均勻充電時(shí)，只要適當(dāng)增大圖2中的電阻R即可

(5).增大

(6).不變

(7).不變

(8).減小【詳解】由電容器電容定義式得到圖象，類比圖象求位移求解電量，由圖3斜率解決兩種充電方式不同的原因和方法；根據(jù)電容器充電過程中電容器兩極板相當(dāng)于電源解答(1)由電容器電容定義式可得：，整理得：，所以圖象應(yīng)為過原點(diǎn)的傾斜直線，如圖：由題可知，兩極間電壓為U時(shí)電容器所儲存的電能即為圖線與橫軸所圍面積，即，當(dāng)兩極間電壓為U時(shí)，電荷量為，所以；(2)a.由于電源內(nèi)阻不計(jì)，當(dāng)電容器充滿電后電容器兩端電壓即電源的電動(dòng)勢，電容器最終的電量為：，由圖可知，兩種充電方式最終的電量相同，只是時(shí)間不同，所以①②曲線不同是R造成的；b.由圖3可知，要快速度充電時(shí)，只要減小圖2中的電阻R，要均勻充電時(shí)，只要適當(dāng)增大圖2中的電阻R即可；(3)在電容器充電過程中在電容器的左極板帶正電，右極板帶負(fù)電，相當(dāng)于另一電源，且充電過程中電量越來越大，回路中的總電動(dòng)勢減小，當(dāng)電容器兩端電壓與電源電動(dòng)勢相等時(shí)，充電結(jié)束，所以換成“恒流源”時(shí)，為了保證電流不變，所以“恒流源兩端電壓要增大，通過電源的電流不變，在(2)電源的電壓不變，通過電源的電流減小。三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（8分）在衰變中常伴有一種稱為“中微子”的粒子放出。中微子的性質(zhì)十分特別，因此在實(shí)驗(yàn)中很難探測。1953年，萊尼斯和柯文建造了一個(gè)由大水槽和探測器組成的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，利用中微子與水中的核反應(yīng)，間接地證實(shí)了中微子的存在。（1）中微子與水中的發(fā)生核反應(yīng)，產(chǎn)生中子（）和正電子（），即中微子+→+，可以判定，中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分別是

。（填寫選項(xiàng)前的字母）

A.0和0

B.0和1

C.1和0

D.1和1（2）上述核反應(yīng)產(chǎn)生的正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體后，可以轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€(gè)光子（），即+2

已知正電子和電子的質(zhì)量都為9.1×10-31㎏，反應(yīng)中產(chǎn)生的每個(gè)光子的能量約為

J.正電子與電子相遇不可能只轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)光子，原因是

。參考答案：（1）A；(2)；遵循動(dòng)量守恒解析：（1）發(fā)生核反應(yīng)前后，粒子的質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)均不變，據(jù)此可知中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分都是0，A項(xiàng)正確。（2）產(chǎn)生的能量是由于質(zhì)量虧損。兩個(gè)電子轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€(gè)光子之后，質(zhì)量變?yōu)榱?，由，故一個(gè)光子的能量為，帶入數(shù)據(jù)得=J。正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體，故系統(tǒng)總動(dòng)量為零，故如果只產(chǎn)生一個(gè)光子是不可能的，因?yàn)榇诉^程遵循動(dòng)量守恒。15.如圖所示，熒光屏MN與x軸垂直放置，熒光屏所在位置橫坐標(biāo)x0＝40cm，在第一象限y軸和MN之間存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，在第二象限有半徑R＝10cm的圓形磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝0.4T，方向垂直xOy平面向外。磁場的邊界和x軸相切于P點(diǎn)。在P點(diǎn)有一個(gè)粒子源，平行于坐標(biāo)平面，向x軸上方各個(gè)方向發(fā)射比荷為1.0×108C./kg的帶正電的粒子，已知粒子的發(fā)射速率v0＝4.0×106m/s。不考慮粒子的重力粒子間的相互作用。求(1)帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑;(2)若所有帶電粒子均打在x軸下方的熒光屏上，求電場強(qiáng)度的最小值參考答案：（1）（2）【詳解】（1）粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)，其向心力由洛倫茲力提供，即：，則；（2）由于r＝R，所以所有粒子從右半圓中平行x軸方向進(jìn)入電場進(jìn)入電場后，最上面的粒子剛好從Q點(diǎn)射出電場時(shí)，電場強(qiáng)度最小，粒子進(jìn)入電場做類平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向上豎直方向，聯(lián)立解得最小強(qiáng)度為：；四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，豎直固定的光滑絕緣的直圓筒底部放置一場源A，其電荷量Q=＋4×10－3C，場源電荷A形成的電場中各點(diǎn)的電勢表達(dá)式為，其中k為靜電力恒量，r為空間某點(diǎn)到A的距離．有一個(gè)質(zhì)量為m=0.1kg的帶正電小球B，B球與A球間的距離為a=0.4m，此時(shí)小球B處于平衡狀態(tài)，且小球B在場源A形成的電場中具有的電勢能表達(dá)式為，其中r為q與Q之間的距離．有一質(zhì)量也為m的不帶電絕緣小球C從距離B的上方H=0.8m處自由下落，落在小球B上立刻也小球B粘在一起向下運(yùn)動(dòng)，它們到達(dá)最低點(diǎn)后又向上運(yùn)動(dòng)，它們向上運(yùn)動(dòng)到達(dá)的最高點(diǎn)P．（取g=10m/s2，k=9×109N·m2/C2），求：

（1）小球C與小球B碰撞后的速度為多少？

（2）小球B的帶電量q為多少？

（3）P點(diǎn)與小球A之間的距離為多大？

（4）當(dāng)小球B和C一起向下運(yùn)動(dòng)與場源A距離多遠(yuǎn)時(shí)，其速度最大？速度的最大值為多少？參考答案：（1）小球C自由下落H距離的速度v0==4m/s

小球C與小球B發(fā)生碰撞，由動(dòng)量守恒定律得：mv0=2mv1，所以v1=2m/s（2）小球B在碰撞前處于平衡狀態(tài)，對B球進(jìn)行受力分析知：

，代入數(shù)據(jù)得：C

（3）C和B向下運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)后又向上運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)過程中系統(tǒng)能量守恒，設(shè)P與A之間的距離為x，由能量守恒得：

代入數(shù)據(jù)得：x=(0.4＋)m（或x=0.683m）

（4）當(dāng)C和B向下運(yùn)動(dòng)的速度最大時(shí)，與A之間的距離為y，對C和B整體進(jìn)行受力分析有：，代入數(shù)據(jù)有：y=

m（或y=0.283m）

（2分）

由能量守恒得：

代入數(shù)據(jù)得：（或vm=2.16m/s）

17.如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.15T、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場分布