陜西省西安市白鹿高級職業(yè)中學(xué)高三物理上學(xué)期期末試題含解析

陜西省西安市白鹿高級職業(yè)中學(xué)高三物理上學(xué)期期末試題含解析一、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.（單選）如圖所示，處于真空中的正四面體結(jié)構(gòu)的四個頂點a、b、c、d，在a點放置一個電量為+Q的點電荷，在b點放置一個電量為﹣Q的點電荷，則下列關(guān)于c、d兩點電場強度和電勢關(guān)系的描述中正確的是（）A．電勢相同，場強不同B．電勢相同，場強相同C．電勢不同，場強相同D．電勢不同，場強不同參考答案：解：若Q1和Q2是等量異種電荷，通過ab的中垂面是一等勢面，cd在同一等勢面上，電勢相等．cd兩點的場強都與等勢面垂直，方向指向b一側(cè)，方向相同，根據(jù)對稱性可知，場強大小相等，故cd兩點的場強、電勢均相同．故B正確．故選：B2.（單選）A、B兩顆人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，運動周期TA：TB=2：1，則（）A．軌道半徑rA：rB=8：1B．線速度vA：vB=1：C．角速度ωA：ωB=4：1D．向心加速度aA：aB=1：2參考答案：【考點】：線速度、角速度和周期、轉(zhuǎn)速．【專題】：勻速圓周運動專題．【分析】：根據(jù)萬有引力提供向心力得出線速度、角速度、周期、向心加速度與軌道半徑的關(guān)系，從而求出大小之比．：解：A、根據(jù)萬有引力提供向心力得：，解得：，因為TA：TB=2：1，所以rA：rB=2：1，故A錯誤；B、根據(jù)得：v=則vA：vB=1：，故B正確；C、角速度，所以角速度ωA：ωB=：4，故C錯誤；D、向心加速度a=，則向心加速度aA：aB=1：4，故D錯誤．故選：B【點評】：解決本題的關(guān)鍵掌握萬有引力提供向心力這一理論，知道線速度、角速度、加速度、周期與軌道半徑的關(guān)系．3.如圖，已知現(xiàn)在地球的一顆同步通訊衛(wèi)星信號最多覆蓋地球赤道上的經(jīng)度范圍為。假設(shè)地球的自轉(zhuǎn)周期變大，周期變大后的一顆地球同步通訊衛(wèi)星信號最多覆蓋的赤道經(jīng)度范圍為，則前后兩次同步衛(wèi)星的運行周期之比為A. B. C. D.參考答案：A試題分析：根據(jù)幾何關(guān)系得出衛(wèi)星的軌道半徑之比，結(jié)合萬有引力提供向心力得出前后兩次同步衛(wèi)星的運行周期之比．設(shè)地球的半徑為R，根據(jù)幾何關(guān)系知，當(dāng)同步通訊衛(wèi)星信號最多覆蓋地球赤道上的經(jīng)度范圍為時，衛(wèi)星的軌道半徑，同理得，當(dāng)?shù)厍蛲酵ㄓ嵭l(wèi)星信號最多覆蓋的赤道經(jīng)度范圍為時，衛(wèi)星的軌道半徑，根據(jù)得，，由于軌道半徑之比為，則周期之比為，A正確．4.（多選）假設(shè)地球同步衛(wèi)星的軌道半徑是地球半徑的n倍，則A．同步衛(wèi)星運行速度是第一宇宙速度的倍B．同步衛(wèi)星的運行速度是第一宇宙速的倍C．同步衛(wèi)星的運行速度是地球赤道上物體隨地球自轉(zhuǎn)速度的n倍D．同步衛(wèi)星的向心加速度是地球表面重力加速度的倍參考答案：BC解：A、研究同步衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，根據(jù)萬有引力提供向心力，列出等式：

，其中r為同步衛(wèi)星的軌道半徑．

地球同步衛(wèi)星的軌道半徑是地球半徑的n倍，即r=nR，所以而第一宇宙速度為：所以同步衛(wèi)星的運行速度是第一宇宙速的倍．故A錯誤，B正確．

C、同步衛(wèi)星的周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，即同步衛(wèi)星和地球赤道上物體隨地球自轉(zhuǎn)具有相等的角速度．

根據(jù)圓周運動公式得：v=ωr，

因為r=nR

所以同步衛(wèi)星的運行速度是地球赤道上物體隨地球自轉(zhuǎn)速度的n倍，故C正確．

D、研究同步衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，根據(jù)萬有引力提供向心力，列出等式：

根據(jù)地球表面萬有引力等于重力得：

，所以同步衛(wèi)星的向心加速度是地球表面重力加速度的倍．故D錯誤．

故選BC．5.我國國家大劇院外部呈橢球型.假設(shè)國家大劇院的屋頂為半球形,一警衛(wèi)人員為執(zhí)行特殊任務(wù),必須冒險在半球形屋頂上向上緩慢爬行(如圖所示),他在向上爬的過程中

(

)

A.屋頂對他的支持力不變

B.屋頂對他的支持力變小

C.屋頂對他的摩擦力變大

D.屋頂對他的作用力不變參考答案：D二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.地球繞太陽公轉(zhuǎn)的周期為T1，軌道半徑為R1，月球繞地球公轉(zhuǎn)的周期為T2，軌道半徑為R2，則太陽的質(zhì)量是地球質(zhì)量的____倍。參考答案：7.如圖所示，在空氣阻力可忽略的情況下，水平管中噴出的水柱顯示了水流做

▲

（填“平拋運動”或“圓周運動”）的軌跡．參考答案：8.處于激發(fā)狀態(tài)的原子，在入射光的電磁場的影響下，從高能態(tài)向低能態(tài)躍遷，兩個狀態(tài)之間的能量差以輻射光子的形式發(fā)射出去，這種輻射叫做受激輻射。原子發(fā)生受激輻射時，發(fā)出的光子頻率、發(fā)射方向等，都跟入射光子完全一樣，這樣使光得到加強，這就是激光產(chǎn)生的機理。那么，發(fā)生受激輻射時，產(chǎn)生激光的原子的總能量En、電勢能Ep、電子動能Ek的變化情況是__________A．Ep增大、Ek減小、En減小

B．Ep減小、Ek增大、En減小C．Ep增大、Ek增大、En增大

D．Ep減小、Ek增大、En不變參考答案：B9.如圖，△ABC為一玻璃三棱鏡的橫截面，∠A=30°，一束紅光垂直AB邊射入，從AC邊上的D點射出，其折射角為60°，則玻璃對紅光的折射率為_____。若改用藍光沿同一路徑入射，則光線在D點射出時的折射射角______（“小于”“等于”或“大于”）60°。參考答案：

(1).

(2).大于本題考查折射定律、光的色散及其相關(guān)的知識點。根據(jù)題述和圖示可知，i=60°，r=30°，由折射定律，玻璃對紅光的折射率n==。若改用藍光沿同一路徑入射，由于玻璃對藍光的折射率大于玻璃對紅光的折射率，則光線在D點射出時的折射角大于60°。10.如圖所示，一物體在平行于斜面向上的恒力F作用下，由靜止從底端沿光滑的斜面向上做勻加速直線運動，經(jīng)時間t力F做功為60J，此后撤去恒力F，物體又經(jīng)時間t回到出發(fā)點。若以地面為零勢能點，則當(dāng)物體回到出發(fā)點時的動能為____________J，在撤去恒力F之前，當(dāng)物體的動能為7J時，物體的機械能為____________J。參考答案：60；28

11.核動力航母利用可控核裂變釋放核能獲得動力．核反應(yīng)是若干核反應(yīng)的一種，其中X為待求粒子，y為X的個數(shù)，則X是

▲

（選填“質(zhì)子”、“中子”、“電子”），y＝

▲

.若反應(yīng)過程中釋放的核能為E，光在真空中的傳播速度為c，則核反應(yīng)的質(zhì)量虧損表達式為

▲

.參考答案：中子（1分）

3（1分）

E/c2(1分)；12.在“用單擺測定重力加速度”的某次實驗中，擺長為L的單擺完成n次全振動的時間為t，則單擺的周期為▲，重力加速度大小為▲參考答案：

t/n，13.（6分）兩顆人造地球衛(wèi)星分別繞地球作勻速圓周運動，衛(wèi)星質(zhì)量，軌道半徑，則它們的角速度之比∶，周期之比T1∶T2=

，線速度之比

。參考答案：

8:1

8:1

2:1三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.現(xiàn)有一特殊的電池，其電動勢E約為9V，內(nèi)阻r在35Ω～55Ω范圍，最大允許電流為50mA.為測定這個電池的電動勢和內(nèi)阻，某同學(xué)利用如圖甲所示的電路進行實驗．圖中電壓表的內(nèi)電阻很大，對電路的影響可以不計，R為電阻箱，阻值范圍為0～9999Ω，R0是定值電阻．

(1)實驗室備有的保護電阻R0有以下幾種規(guī)格，本實驗應(yīng)選用

A．10Ω，2.5W

B．50Ω，1.0W

C．150Ω，1.0W

D．1500Ω，5.0W

(2)該同學(xué)接入符合要求的R0后，閉合開關(guān)S，調(diào)整電阻箱的阻值讀出電壓表的示數(shù)U再改變電阻箱阻值，取得多組數(shù)據(jù)，作出了如圖乙所示的圖線．則根據(jù)該同學(xué)所作的圖線可知圖象的橫坐標(biāo)與縱坐標(biāo)的比值表示________．

(3)根據(jù)乙圖所作出的圖象求得該電池的電動勢E為_______V，內(nèi)電阻r為_______Ω.參考答案：(1)C(2)回路中的電流(3)105015.影響物質(zhì)材料電阻率的因素很多，一般金屬材料的電阻率隨溫度的升高而增大，而某種半導(dǎo)體材料的電阻率則與之相反。某課題研究組在研究某種器件Z的導(dǎo)電規(guī)律時，測得其兩端電壓與通過電流的關(guān)系如表所示：①根據(jù)表中數(shù)據(jù)，判斷器件Z可能屬于上述

材料（選填“金屬”或“半導(dǎo)體”）。②實驗所用的器材規(guī)格是：電壓表（0－3V－15V，內(nèi)阻約30kΩ）；電流表（0－0.6A－3A，內(nèi)阻約4Ω）；滑動變阻器（變化范圍0～10Ω）；

電源（3V，內(nèi)阻約1Ω）；

器件Z；電鍵；導(dǎo)線若干．根據(jù)本次實驗提供的數(shù)據(jù)，請用筆畫線代替導(dǎo)線在實物圖上連接電路；③根據(jù)表中的數(shù)據(jù)已經(jīng)在I－U坐標(biāo)中描好點，如圖所示，請連線作圖；④某同學(xué)根據(jù)圖中規(guī)律猜想I與U的定量關(guān)系，用以下方法較為合理的是

（填選項前的字母）。A．用I－U圖象B．用I－U2圖象C．用I2－U圖象D．用I－U-1圖象參考答案：）①半導(dǎo)體(2分)；②如圖所示(3分)；③如圖所示(3分)；④B(2分)四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，透熱的氣缸內(nèi)封有一定質(zhì)量的理想氣體，缸體質(zhì)量M＝200kg，活塞質(zhì)量m＝10kg，活塞面積S＝100cm2。活塞與氣缸壁無摩擦且不漏氣。此時，缸內(nèi)氣體的溫度為27°C，活塞正位于氣缸正中，整個裝置都靜止。已知大氣壓恒為p0＝1.0×105Pa，重力加速度為g＝10m/s2。求：

(a)缸內(nèi)氣體的壓強p1；(b)缸內(nèi)氣體的溫度升高到多少°C時，活塞恰好會靜止在氣缸缸口AB處？\參考答案：（a）以氣缸為對象（不包括活塞）列氣缸受力平衡方程：

（3分）解之得：

（1分）

（b）當(dāng)活塞恰好靜止在氣缸缸口AB處時，缸內(nèi)氣體溫度為，壓強為此時仍有，即缸內(nèi)氣體為等壓變化。對這一過程研究缸內(nèi)氣體，由狀態(tài)方程得：

（3分）所以

（1分）故

℃＝327℃

17.（18分）如圖，豎直放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距L，在M點和P點間接一個阻值為R的電阻，在兩導(dǎo)軌間OO1O1′O′矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面向里、寬為d的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B．一質(zhì)量為m，電阻為r的導(dǎo)體棒ab垂直擱在導(dǎo)軌上，與磁場上邊邊界相距d0．現(xiàn)使ab棒由靜止開始釋放，棒ab在離開磁場前已經(jīng)做勻速直線運動（棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好的電接觸且下落過程中始終保持水平，導(dǎo)軌電阻不計）．求：

（1）棒ab在離開磁場下邊界時的速度；

（2）棒ab在通過磁場區(qū)的過程中產(chǎn)生的焦耳熱；

（3）試分析討論ab棒進入磁場后可能出現(xiàn)的運動情況．參考答案：解析：（1）設(shè)ab棒離開磁場邊界前做勻速運動的速度為v，產(chǎn)生的電動勢為

E=BLv………………（2分）

電路中電流I=………………（1分）

對ab棒，由平衡條件得mg－BIL=0………………（2分）

解得v=…………………（1分）

(2)由能量守恒定律：mg(d0+d)=E電+mv2………（2分）

解得：

………（2分）

…………………（2分）

（3）設(shè)棒剛進入磁場時的速度為v0，由mgd0=mv02，得v0=

（2分）

棒在磁場中勻速時速度為v=，（1分）則：

①當(dāng)v0=v，即d0=時，棒進入磁場后做勻速直線運動

（1分）

②當(dāng)v0<v，即d0<時，棒進入磁場后做先加速后勻速直線運動（1分）

③當(dāng)v0＞v，即d0＞時，棒進入磁場后做先減速后勻速直線運動（1分）18.(16分)如圖所示，線框用裸導(dǎo)線組成，cd、ef兩邊豎直放置且相互平行，裸導(dǎo)體ab水平放置并可沿cd、ef無摩擦滑動，在螺線管內(nèi)有圖示方向磁場B1，若=10T/s均勻增加，而ab所在處為勻強磁場B2=2T，螺線管匝數(shù)n=4，螺線管橫截面積S=0.1m2。導(dǎo)體棒ab質(zhì)量m=0.02kg，長L=0.1m，整個電路總電阻R=5Ω，試求（g取10m/s2）：（１）ab下落時的最大加速度。（２）ab下落時能達到的最大速度。參考答案：解析：（1）螺線管產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢：

=4×10×0.1V=4V

3分

A=0.8A

2分

安培力F1=B2I1L=2×0.8×0.1N=0.16N

2分

ab下落時的最大加速度：=m/s2=2m/s2

2分

（2）F2=mg-F1=(0.02×10-0.16)N=0.04