遼寧省鐵嶺市昌圖縣第三高級(jí)中學(xué)高三物理期末試題含解析

遼寧省鐵嶺市昌圖縣第三高級(jí)中學(xué)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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.沿軸正方向傳播的一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形曲線如圖所示，其波速為10m／s，該時(shí)刻波恰好傳播到x=6m的位置。介質(zhì)中有a、b兩質(zhì)點(diǎn)，下列說(shuō)法中正確的是

A．時(shí)刻，b質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向向上B．時(shí)刻，b質(zhì)點(diǎn)的速度大于a質(zhì)點(diǎn)的速度C．時(shí)刻，b質(zhì)點(diǎn)的加速度大于a質(zhì)點(diǎn)的加速度D．時(shí)刻，處的質(zhì)點(diǎn)位于波谷參考答案：B由于波沿x軸正向傳播，故時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)b向下運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。由于此時(shí)質(zhì)點(diǎn)a的位移達(dá)到最大值，故此時(shí)質(zhì)點(diǎn)a的速度為0，加速度最大，選項(xiàng)B正確C錯(cuò)誤。由于波速為10m／s，所以時(shí)刻x=8m的質(zhì)點(diǎn)剛要起振，波還未傳到處的質(zhì)點(diǎn)，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2.如圖所示，在x軸上方存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一個(gè)電子（質(zhì)量為m，電荷量為q）從x軸上的O點(diǎn)以速度v斜向上射入磁場(chǎng)中，速度方向與x軸的夾角為45°并與磁場(chǎng)方向垂直.電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，從x軸上的P點(diǎn)射出磁場(chǎng).則A．電了在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

B．電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為C．OP兩點(diǎn)間的距離為

D．OP兩點(diǎn)間的距離為參考答案：AC3.如圖所示，一根不可伸長(zhǎng)的輕繩兩端各系一個(gè)小球a和b，跨在兩根固定在同一高度的光滑水平細(xì)桿C和D上，質(zhì)量為ma的a球置于地面上，質(zhì)量為mb的b球從水平位置靜止釋放。當(dāng)b球擺過(guò)的角度為90°時(shí)，a球?qū)Φ孛鎵毫偤脼榱?，下列結(jié)論正確的是(

)A.

B.C.若只將細(xì)桿D水平向左移動(dòng)少許，則當(dāng)b球擺過(guò)的角度為小于90°的某值時(shí)，a球?qū)Φ孛娴膲毫偤脼榱鉊.若只將細(xì)桿D水平向左移動(dòng)少許，則當(dāng)b球擺過(guò)的角度仍為90°時(shí)，a球?qū)Φ孛娴膲毫偤脼榱銋⒖即鸢福篈D4.如圖所示，木板可繞固定水平軸O轉(zhuǎn)動(dòng)．木板從水平位置OA緩慢轉(zhuǎn)到OB位置，木板上的物塊始終相對(duì)于木板靜止．在這一過(guò)程中，物塊的重力勢(shì)能增加了2J．用FN表示物塊受到的支持力，用Ff表示物塊受到的摩擦力．在此過(guò)程中，以下判斷正確的是（）A．FN和Ff對(duì)物塊都不做功B．FN對(duì)物塊做功為2J，F(xiàn)f對(duì)物塊不做功C．FN對(duì)物塊不做功，F(xiàn)f對(duì)物塊做功為2JD．FN和Ff對(duì)物塊所做功的代數(shù)和為0參考答案：B【考點(diǎn)】功的計(jì)算．【分析】當(dāng)力和位移的夾角為銳角時(shí)，力對(duì)物體做正功，當(dāng)力和位移的夾角為鈍角時(shí)，力對(duì)物體做負(fù)功，當(dāng)力的方向與物體運(yùn)動(dòng)的方向垂直時(shí)力對(duì)物體不做功．【解答】解：由受力分析知，支持力FN的方向是垂直于木板向上的，物體的位移也是向上的，所以支持力做正功，但摩擦力Ff方向是沿斜面向上的，摩擦力的方向始終和速度方向垂直，所以摩擦力不做功．由動(dòng)能定理可知，WN﹣mgh=0，故支持力FN做功為mgh=2J，所以B正確．故選：B．5.2011年8月26日消息，英國(guó)曼徹斯特大學(xué)的天文學(xué)家認(rèn)為，他們已經(jīng)在銀河系里發(fā)現(xiàn)一顆由曾經(jīng)的龐大恒星轉(zhuǎn)變而成的體積較小的行星，這顆行星完全由鉆石構(gòu)成。若已知萬(wàn)有引力常量，還需知道哪些信息可以計(jì)算該行星的質(zhì)量

（

）

A．該行星表面的重力加速度及繞行星運(yùn)行的衛(wèi)星的軌道半徑

B．該行星的自轉(zhuǎn)周期與星體的半徑

C．圍繞該行星做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)周期及運(yùn)行半徑

D．圍繞該行星做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)周期及公轉(zhuǎn)線速度參考答案：CD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.如圖所示，同一平面內(nèi)有兩根互相平行的長(zhǎng)直導(dǎo)線1和2，通有大小相等、方向相反的電流，a、b兩點(diǎn)與兩導(dǎo)線共面，a點(diǎn)在兩導(dǎo)線的中間與兩導(dǎo)線的距離均為r，b點(diǎn)在導(dǎo)線2右側(cè)，與導(dǎo)線2的距離也為r?，F(xiàn)測(cè)得a點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，則去掉導(dǎo)線1后，b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為

，方向

。參考答案：答案：，垂直兩導(dǎo)線所在平面向外解析：根據(jù)安培定則可知，1、2兩導(dǎo)線在a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同，都為。而2導(dǎo)線在a、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度等大反向，故去掉導(dǎo)線1后，b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向垂直兩導(dǎo)線所在平面向外。7.如圖所示，一個(gè)硬質(zhì)圓環(huán)豎直放置在地面上，兩根輕桿OA、OB一端由鉸鏈（圖中未畫(huà)出）連接在圓環(huán)圓心O處，另一端也由鉸鏈分別連接在圓環(huán)A、B兩點(diǎn)。重物G由一根輕繩OC懸掛在O點(diǎn)。開(kāi)始時(shí)，輕桿OA水平，OB與OA夾角為150°。若從圖示位置將圓環(huán)順時(shí)針緩慢旋轉(zhuǎn)90°，桿OA對(duì)O點(diǎn)的作用力大小變化情況是____________；若從圖示位置將圓環(huán)逆時(shí)針緩慢旋轉(zhuǎn)90°，桿OB對(duì)O點(diǎn)的作用力大小變化情況是____________（均選填“一直變大”、“一直變小”、“先變大后變小”或“先變小后變大”）。參考答案：先變大后變??；一直變小。8.在“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí),用秒表測(cè)出單擺做n次(一般為30次~50次)全振動(dòng)所用的時(shí)間t,算出周期;用米尺量出懸線的長(zhǎng)度l,用游標(biāo)卡尺測(cè)量擺球的直徑d,則重力加速度g=

(用題中所給的字母表達(dá)).參考答案：9.發(fā)生衰變有多種可能性。其中的一種可能是先衰變成，再一次衰變變成（X代表某種元素），或再經(jīng)一次衰變變成最后都衰變成，衰變路徑如圖所示。則由圖可知：①②③④四個(gè)過(guò)程中，

▲

是衰變；

▲

是衰變。參考答案：衰變有放出，衰變有放出，由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒即可判斷，得出正確答案。10.某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：如圖所示，在一端封閉的光滑細(xì)玻璃管中注滿清水，水中放一個(gè)紅蠟塊做成的小圓柱體R。將玻璃管的開(kāi)口端用膠塞塞緊后豎直倒置且與y軸重合，在R從坐標(biāo)原點(diǎn)以速度υ0=3cm/s勻速上浮的同時(shí)，玻璃管沿x軸正方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。同學(xué)們測(cè)出某時(shí)刻R的坐標(biāo)為（4，6），此時(shí)R的速度大小為

cm/s。R在上升過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)軌跡，在如圖所示的坐標(biāo)系中（單位：cm）對(duì)應(yīng)的軌跡方程為

。(R視為質(zhì)點(diǎn))參考答案：5cm/s

y2=9χ11.某物理興趣小組的同學(xué)在研究彈簧彈力的時(shí)候，測(cè)得彈力的大小F和彈簧長(zhǎng)度L的關(guān)系如圖所示，則由圖線可知：（1）彈簧的勁度系數(shù)

N/m。（2）當(dāng)彈簧受到5N的拉力時(shí)，彈簧的長(zhǎng)度為

cm。參考答案：（1）200N/m。（2）12.5cm。12.北京時(shí)間2011年3月11日在日本海域發(fā)生強(qiáng)烈地震，強(qiáng)震引發(fā)了福島核電站危機(jī)．核電中的U發(fā)生著裂變反應(yīng)，試完成下列反應(yīng)方程式U＋n→Ba＋Kr＋______；已知U、Ba、Kr和中子的質(zhì)量分別是mU、mBa、mKr、mn，該反應(yīng)中一個(gè)235U裂變時(shí)放出的能量為_(kāi)_________．(已知光速為c)參考答案：3n(mu－mBa－mKr－2mn)c213.（6分）2004年7月25日，中國(guó)用長(zhǎng)征運(yùn)載火箭成功的發(fā)射了“探測(cè)二號(hào)”衛(wèi)星．圖是某監(jiān)測(cè)系統(tǒng)每隔2.5s拍攝的，關(guān)于起始勻加速階段火箭的一組照片。已知火箭的長(zhǎng)度為40m，用刻度尺測(cè)量照片上的長(zhǎng)度，結(jié)果如圖所示。火箭的加速度a=

m/s2，火箭在照片中第2個(gè)像所對(duì)應(yīng)時(shí)刻的瞬時(shí)速度大小υ=

m/s。參考答案：答案：8

(3分)

42

（3分）三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（11分）簡(jiǎn)述光的全反射現(xiàn)象及臨界角的定義，并導(dǎo)出折射率為的玻璃對(duì)真空的臨界角公式。參考答案：解析：光線從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，折射角大于入射角，若入射角增大到某一角度C，使折射角達(dá)到，折射光就消失。入射角大于C時(shí)只有反射光，這種現(xiàn)象稱為全反射，相應(yīng)的入射角C叫做臨界角。

光線由折射率為的玻璃到真空，折射定律為：

①

其中分別為入射角和折射角。當(dāng)入射角等于臨界角C時(shí)，折射角等于，代入①式得

②15.（簡(jiǎn)答）光滑的長(zhǎng)軌道形狀如圖所示，下部為半圓形，半徑為R，固定在豎直平面內(nèi)．質(zhì)量分別為m、2m的兩小環(huán)A、B用長(zhǎng)為R的輕桿連接在一起，套在軌道上，A環(huán)距軌道底部高為2R．現(xiàn)將A、B兩環(huán)從圖示位置靜止釋放．重力加速度為g．求：（1）A環(huán)到達(dá)軌道底部時(shí)，兩環(huán)速度大??；（2）運(yùn)動(dòng)過(guò)程中A環(huán)距軌道底部的最大高度；（3）若僅將輕桿長(zhǎng)度增大為2R，其他條件不變，求運(yùn)動(dòng)過(guò)程中A環(huán)距軌道底部的最大高度．參考答案：（1）A環(huán)到達(dá)軌道底部時(shí)，兩環(huán)速度大小為；（2）運(yùn)動(dòng)過(guò)程中A環(huán)距軌道底部的最大高度為R；（3）若僅將輕桿長(zhǎng)度增大為2R，其他條件不變，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中A環(huán)距軌道底部的最大高度為R．解：（1）A、B都進(jìn)入圓軌道后，兩環(huán)具有相同角速度，則兩環(huán)速度大小一定相等，對(duì)系統(tǒng)，由機(jī)械能守恒定律得：mg?2R+2mg?R=（m+2m）v2，解得：v=；（2）運(yùn)動(dòng)過(guò)程中A環(huán)距軌道最低點(diǎn)的最大高度為h1，如圖所示，整體機(jī)械能守恒：mg?2R+2mg?3R=2mg（h﹣R）+mgh，解得：h=R；（3）若將桿長(zhǎng)換成2R，A環(huán)離開(kāi)底部的最大高度為h2．如圖所示．整體機(jī)械能守恒：mg?2R+2mg（2R+2R）=mgh′+2mg（h′+2R），解得：h′=R；答：（1）A環(huán)到達(dá)軌道底部時(shí)，兩環(huán)速度大小為；（2）運(yùn)動(dòng)過(guò)程中A環(huán)距軌道底部的最大高度為R；（3）若僅將輕桿長(zhǎng)度增大為2R，其他條件不變，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中A環(huán)距軌道底部的最大高度為R．四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.薄凸透鏡放在空氣中時(shí)，兩側(cè)焦點(diǎn)與透鏡中心的距離相等。如果此薄透鏡兩側(cè)的介質(zhì)不同，其折射率分別為和，則透鏡兩側(cè)各有一個(gè)焦點(diǎn)（設(shè)為和），但、和透鏡中心的距離不相等，其值分別為和?，F(xiàn)有一個(gè)薄凸透鏡，已知此凸透鏡對(duì)平行光束起會(huì)聚作用，在其左右兩側(cè)介質(zhì)的折射率及焦點(diǎn)的位置如圖復(fù)19-5所示。1．試求出此時(shí)物距，像距，焦距、四者之間的關(guān)系式。2．若有一傍軸光線射向透鏡中心，已知它與透鏡主軸的夾角為，則與之相應(yīng)的出射線與主軸的夾角多大？3．，，，四者之間有何關(guān)系？

參考答案：利用焦點(diǎn)的性質(zhì)，用作圖法可求得小物的像，如下圖所示。（1）用和分別表示物和像的大小，則由圖中的幾何關(guān)系可得

（1）

簡(jiǎn)化后即得物像距公式，即，，，之間的關(guān)系式

（2）（2）薄透鏡中心附近可視為籌薄平行板，入射光線經(jīng)過(guò)兩次折射后射出，放大后的光路如圖復(fù)解19-5-2所示。圖中為入射角，為與之相應(yīng)的出射角，為平行板中的光線與法線的夾角。設(shè)透鏡的折射率為，則由折射定律得

（3）對(duì)傍軸光線，、≤1，得，，因而得

（4）（3）由物點(diǎn)射向中心的入射線，經(jīng)折射后，出射線應(yīng)射向，如圖復(fù)解19-5-3所示，

在傍軸的條件下，有

（5）二式相除并利用（4）式，得

（6）用（1）式的代入（6）式，得

即

（7）用（1）式的代入（6）式，得

即

（8）從而得，，，之間關(guān)系式

（9）17.“太空粒子探測(cè)器”是由加速、偏轉(zhuǎn)和收集三部分組成，其原理可簡(jiǎn)化如下：如圖1所示，輻射狀的加速電場(chǎng)區(qū)域邊界為兩個(gè)同心平行半圓弧面，圓心為O，外圓弧面AB的半徑為L(zhǎng)，電勢(shì)為φ1，內(nèi)圓弧面CD的半徑為L(zhǎng)，電勢(shì)為φ2．足夠長(zhǎng)的收集板MN平行邊界ACDB，O到MN板的距離OP=L．假設(shè)太空中漂浮著質(zhì)量為m，電量為q的帶正電粒子，它們能均勻地吸附到AB圓弧面上，并被加速電場(chǎng)從靜止開(kāi)始加速，不計(jì)粒子間的相互作用和其它星球?qū)αＷ右Φ挠绊懀?）求粒子到達(dá)O點(diǎn)時(shí)速度的大??；（2）如圖2所示，在邊界ACDB和收集板MN之間加一個(gè)半圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)，圓心為O，半徑為L(zhǎng)，方向垂直紙面向內(nèi)，則發(fā)現(xiàn)從AB圓弧面收集到的粒子經(jīng)O點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)后有能打到MN板上（不考慮過(guò)邊界ACDB的粒子再次返回），求所加磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。唬?）同上問(wèn)，從AB圓弧面收集到的粒子經(jīng)O點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)后均不能到達(dá)收集板MN，求磁感應(yīng)強(qiáng)度所滿足的條件．試寫(xiě)出定量反映收集板MN上的收集效率η與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的關(guān)系的相關(guān)式子．參考答案：解：（1）帶電粒子在電場(chǎng)中加速時(shí)，由動(dòng)能定理有：又U=φ1﹣φ2所以：；（2）從AB圓弧面收集到的粒子有2/3能打到MN板上，剛好不能打到MN上的粒子從磁場(chǎng)中出來(lái)后速度方向與MN平行，則入射的方向與AB之間的夾角是600，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖1，軌跡圓心角θ=60°根據(jù)幾何關(guān)系，粒子圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r=L，由牛頓第二定律得：聯(lián)立解得：；（3）當(dāng)沿OD方向的粒子剛好打到MN上，則由幾何關(guān)系可知，由牛頓第二定律得：得：即如圖2，設(shè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角為α，由幾何關(guān)系可知：MN上的收集效率：．答：（1）粒子到達(dá)O點(diǎn)時(shí)速度的大小是；（2）所加磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小是；（3）試寫(xiě)出定量反映收集板MN上的收集效率η與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的關(guān)系的相關(guān)式子是．