山西省呂梁市興縣瓦塘鎮(zhèn)裴家川口村中學(xué)高三物理下學(xué)期期末試卷含解析

山西省呂梁市興縣瓦塘鎮(zhèn)裴家川口村中學(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1.一實(shí)驗(yàn)興趣小組做了一次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)讓某同學(xué)從桌子上跳下，自由下落H后雙腳觸地，他順勢彎曲雙腿，他的重心又下降了h后停住，利用傳感器和計(jì)算機(jī)顯示該同學(xué)受到地面支持力F隨時(shí)間變化的圖象如圖所示。根據(jù)圖象提供的信息，以下判斷正確的是

A．t2時(shí)刻該同學(xué)的腳剛接觸地面

B．在t2至t3時(shí)間內(nèi)該同學(xué)處于下落階段

C．t3時(shí)刻該同學(xué)的加速度為零

D．在t3至t4時(shí)間內(nèi)該同學(xué)處于加速下落階段參考答案：B2.2006年7月1日，世界上海拔最高、線路最長的青藏鐵路全線通車，青藏鐵路安裝的一種電磁裝置可以向控制中心傳輸信號，以確定火車的位置和運(yùn)動狀態(tài)，其原理是將能產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場的磁鐵安裝在火車首節(jié)車廂下面，如圖甲所示（俯視圖），當(dāng)它經(jīng)過安放在兩鐵軌間的線圈時(shí)，線圈便產(chǎn)生一個(gè)電信號傳輸給控制中心．線圈邊長分別為l1和l2，匝數(shù)為n，線圈和傳輸線的電阻忽略不計(jì)。若火車通過線圈時(shí)，控制中心接收到線圈兩端的電壓信號u與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示（ab、cd均為直線），t1、t2、t3、t4是運(yùn)動過程的四個(gè)時(shí)刻，則火車

A．在t1~t2時(shí)間內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動B．在t3~t4時(shí)間內(nèi)做勻減速直線運(yùn)動C．在t1~t2時(shí)間內(nèi)加速度大小為D．在t3~t4時(shí)間內(nèi)平均速度的大小為參考答案：AC解析：由u=nBl1v知，v-t圖線也為直線，即火車做勻加速直線運(yùn)動，A對B不對；再由得出C正確，D不正確。3.如圖，地球衛(wèi)星B、C的軌道b、c的圓心與地心O重合，圓a在地球表面上且與自轉(zhuǎn)軸線垂直，軌道b的平面與地軸垂直，下列表述正確的是A．處于圓a上的地面物體的向心力方向指向地心O B．衛(wèi)星C可能是地球的同步衛(wèi)星 C．在軌道b上運(yùn)動的衛(wèi)星處于失重狀態(tài) D．若軌道半徑rb>rc，則衛(wèi)星B、C的運(yùn)行速度vB<vC參考答案：CD4.如圖，在豎直向上的勻強(qiáng)電場中，有一絕緣輕質(zhì)彈簧豎直固定于水平地面上，上面放一帶正電小球，小球與彈簧不連接，施加外力F將小球向下壓至某位置靜止?，F(xiàn)撤去F，使小球沿豎直方向運(yùn)動(不計(jì)空氣阻力)，在小球由靜止到剛離開彈簧的過程中，重力、電場力、彈力對小球所做功的數(shù)值分別為J、J、J，則上述過程中A．小球的機(jī)械能增加JB．小球的電勢能增加JC．小球離開彈簧瞬間的動能為JD．小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒參考答案：C5.（多選）如圖所示，兩個(gè)同樣的彈簧秤每個(gè)自重都是0.1N，下端掛鉤的重力忽略不計(jì)，甲“正掛”，乙“倒掛”，在乙的下方掛上重0.2N的砝碼，則甲、乙兩彈簧秤的示數(shù)分別為（）A．0.2N0.3NB．0.3N0.2NC．0.3N0.3ND．0.4N0.3N參考答案：解：對下方的鉤碼及物體分析，彈簧的拉力F=0.2+0.1=0.3N；兩掛鉤處的力為作用力與反作用力；故兩彈簧秤的示數(shù)均為0.3N；故選：C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，三棱鏡截面是邊長為L=2cm的等邊三角形，一束單色光與AB邊成30°角斜射到AB邊中點(diǎn)上，光束進(jìn)入三棱鏡后與三棱鏡的底邊平行，再經(jīng)過三棱鏡折射后離開三棱鏡。光束離開三棱鏡時(shí)相對于入射光線偏轉(zhuǎn)的角度為θ=___________；棱鏡對這束單色光的折射率n=___________；這束光通過三棱鏡的時(shí)間t=___________。(已知真空中的光速c=3×108m/s)參考答案：

(1).60°

(2).

(3).,1×10-10s【詳解】解：如圖所示，由于光束進(jìn)入三棱鏡后與三棱鏡的底邊平行，可知，折射率：；根據(jù)可得：，這束光通過三棱鏡的時(shí)間：7.（多選題）一個(gè)面積S=4×10﹣2m2，匝數(shù)n=100匝的線圈，放在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小隨時(shí)間變化規(guī)律如圖所示，在開始2秒內(nèi)穿過線圈的磁通量的變化率等于

，在第3秒末感應(yīng)電動勢大小為

．參考答案：8×10﹣2Wb/s；8V．【考點(diǎn)】法拉第電磁感應(yīng)定律；磁通量．【分析】由圖象看出，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增大，從而得出磁通量的變化率，再由法拉第電磁感應(yīng)定律求出線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，從而即可求解．【解答】解：由圖象的斜率求出=T/s=2T/s，因此=S=2×4×10﹣2Wb/s=8×10﹣2Wb/s，開始的2s內(nèi)穿過線圈的磁通量的變化量為8×10﹣2Wb/s，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得：E=n=nS=100×2×4×10﹣2V=8V，可知它們的感應(yīng)電動勢大小為8V；由圖看出，第3s末感應(yīng)電動勢為8V；故答案為：8×10﹣2Wb/s；8V．8.如圖所示，將邊長為a、質(zhì)量為m、電阻為R的正方形導(dǎo)線框豎直向上拋出，穿過寬度為b、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，磁場的方向垂直紙面向里。線框向上離開磁場時(shí)的速度剛好是進(jìn)入磁場時(shí)速度的一半，線框離開磁場后繼續(xù)上升一段高度，然后落下并勻速進(jìn)入磁場。整個(gè)運(yùn)動過程中始終存在著大小恒定的空氣阻力Ff，且線框不發(fā)生轉(zhuǎn)動，則：線框在上升階段剛離開磁場時(shí)的速度v1=

，線框在上升階段通過磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q=

。

參考答案：9.如圖所示，足夠長的斜面傾角θ=37°，一物體以v0=24m/s的初速度從斜面上A點(diǎn)處沿斜面向上運(yùn)動；加速度大小為a=8m/s2，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，則物體沿斜面上滑的最大距離x=9m，物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.25．參考答案：考點(diǎn)：牛頓第二定律；勻變速直線運(yùn)動的位移與時(shí)間的關(guān)系．專題：牛頓運(yùn)動定律綜合專題．分析：（1）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的速度位移公式求出物體沿斜面上滑的最大距離．（2）根據(jù)牛頓第二定律，結(jié)合沿斜面方向上產(chǎn)生加速度，垂直斜面方向上合力為零，求出動摩擦因數(shù)的大?。獯穑航猓海?）由運(yùn)動學(xué)公式得：==36m（2）由牛頓第二定律得有：沿斜面方向上：mgsinθ+f=ma…（1）垂直斜面方向上：mgcosθ﹣N=0…（2）又：f=μN(yùn)…（3）由（1）（2）（3）得：μ=0.25

故答案為：9m．0.25．點(diǎn)評：本題考查了牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式的綜合運(yùn)用，知道加速度是聯(lián)系力學(xué)和運(yùn)動學(xué)的橋梁．10.如圖19所示，電路中的電阻R2是光敏電阻，其它電阻的阻值不變。已知不受光照時(shí)，電阻R1∶R2∶R3∶R4＝1∶2∶3∶4，電路兩端的電壓U恒定不變，且左端接電源的正極。若用光照射光敏電阻R2，且逐漸增強(qiáng)照射光的強(qiáng)度至某一值，在此過程中電容器C所帶的電荷量的變化情況可能是___________，也可能是______________________。參考答案：減小

先減小后增大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，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__________．(已知光速為c)參考答案：3n(mu－mBa－mKr－2mn)c212.質(zhì)量為m=0.01kg、帶電量為+q=2.0×10﹣4C的小球由空中A點(diǎn)無初速度自由下落，在t=2s末加上豎直向上、范圍足夠大的勻強(qiáng)電場，再經(jīng)過t=2s小球又回到A點(diǎn)．不計(jì)空氣阻力，且小球從未落地，則電場強(qiáng)度的大小E為2×103N/C，回到A點(diǎn)時(shí)動能為8J．參考答案：考點(diǎn)：電場強(qiáng)度；動能定理的應(yīng)用．分析：分析小球的運(yùn)動情況：小球先做自由落體運(yùn)動，加上勻強(qiáng)電場后小球先向下做勻減速運(yùn)動，后向上做勻加速運(yùn)動．由運(yùn)動學(xué)公式求出t秒末速度大小，加上電場后小球運(yùn)動，看成一種勻減速運(yùn)動，自由落體運(yùn)動的位移與這個(gè)勻減速運(yùn)動的位移大小相等、方向相反，根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式結(jié)合求電場強(qiáng)度，由W=qEd求得電場力做功，即可得到回到A點(diǎn)時(shí)動能．解答：解：小球先做自由落體運(yùn)動，后做勻減速運(yùn)動，兩個(gè)過程的位移大小相等、方向相反．設(shè)電場強(qiáng)度大小為E，加電場后小球的加速度大小為a，取豎直向下方向?yàn)檎较?，則有：gt2=﹣（vt﹣at2）又v=gt解得a=3g由牛頓第二定律得：a=，聯(lián)立解得，E===2×103N/C則小球回到A點(diǎn)時(shí)的速度為：v′=v﹣at=﹣2gt=﹣20×10×2m/s=﹣400m/s動能為Ek==0.01×4002J=8J故答案為：2×103，8．點(diǎn)評：本題首先要分析小球的運(yùn)動過程，采用整體法研究勻減速運(yùn)動過程，抓住兩個(gè)過程之間的聯(lián)系：位移大小相等、方向相反，運(yùn)用牛頓第二定律、運(yùn)動學(xué)規(guī)律結(jié)合進(jìn)行研究．13.如圖所示的波形圖，質(zhì)點(diǎn)C經(jīng)過0.5s時(shí)間后恰好運(yùn)動到圖中點(diǎn)（4，3）位置，則這列波可能的周期是

s，最小波速是

m/s。參考答案：(k=0、1、2…)，0.04

三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.動畫片《光頭強(qiáng)》中有一個(gè)熊大熊二愛玩的山坡滑草運(yùn)動，若片中山坡滑草運(yùn)動中所處山坡可看成傾角θ=30°的斜面，熊大連同滑草裝置總質(zhì)量m=300kg，它從靜止開始勻加速下滑，在時(shí)間t=5s內(nèi)沿斜面滑下的位移x=50m．（不計(jì)空氣阻力，取g=10m/s2）問：（1）熊大連同滑草裝置在下滑過程中受到的摩擦力F為多大？（2）滑草裝置與草皮之間的動摩擦因數(shù)μ為多大（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）？參考答案：（1）熊大連同滑草裝置在下滑過程中受到的摩擦力F為300N；（2）滑草裝置與草皮之間的動摩擦因數(shù)μ為多大為0.12．考點(diǎn)： 牛頓第二定律；勻變速直線運(yùn)動的位移與時(shí)間的關(guān)系．專題： 牛頓運(yùn)動定律綜合專題．分析： （1）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的位移時(shí)間公式求出下滑的加速度，對熊大連同滑草裝置進(jìn)行受力分析，根據(jù)牛頓第二定律求出下滑過程中的摩擦力．（2）熊大連同滑草裝置在垂直于斜面方向合力等于零，求出支持力的大小，根據(jù)F=μFN求出滑草裝置與草皮之間的動摩擦因數(shù)μ．解答： 解：（1）由運(yùn)動學(xué)公式S=，解得：a==4m/s沿斜面方向，由牛頓第二定律得：mgsinθ﹣f=ma

解得：f=300N

（2）在垂直斜面方向上：N﹣mgcosθ=0

又f=μN(yùn)

聯(lián)立解得：μ=答：（1）熊大連同滑草裝置在下滑過程中受到的摩擦力F為300N；（2）滑草裝置與草皮之間的動摩擦因數(shù)μ為多大為0.12．點(diǎn)評： 解決本題的關(guān)鍵知道加速度是聯(lián)系力學(xué)和運(yùn)動學(xué)的橋梁，通過加速度可以根據(jù)力求運(yùn)動，也可以根據(jù)運(yùn)動求力．15.（8分）請問高壓鍋的設(shè)計(jì)運(yùn)用了哪些物理知識？參考答案：①水的沸點(diǎn)隨液面上方氣壓的增大而升高；②力的平衡；③壓強(qiáng)；④熔點(diǎn)（熔化）。解析：高壓鍋是現(xiàn)代家庭廚房中常見的炊具之一，以物理角度看：高壓鍋從外形到工作過程都包含有許多的物理知識在里面．高壓鍋的基本原理就是利用增大鍋內(nèi)的氣壓，來提高烹飪食物的溫度，從而能夠比較快的將食物煮熟。四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖a所示的平面坐標(biāo)系xOy，在整個(gè)區(qū)域內(nèi)充滿了勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直坐標(biāo)平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖b所示．開始時(shí)刻，磁場方向垂直紙面向內(nèi)（如圖），t=0時(shí)刻有一帶正電的粒子（不計(jì)重力）從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸正向進(jìn)入磁場，初速度為v0=2×103m/s．已知帶電粒子的比荷為=1.0×104C/kg，其它有關(guān)數(shù)據(jù)見圖中標(biāo)示．試求：（1）t1=×10﹣4s時(shí)粒子所處位置的坐標(biāo)（x1，y1）；（2）帶電粒子進(jìn)入磁場運(yùn)動后第一次到達(dá)y軸時(shí)離出發(fā)點(diǎn)的距離h；（3）帶電粒子是否還可以返回原點(diǎn)？如果可以，求返回原點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間t′．參考答案：考點(diǎn)：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動．專題：帶電粒子在磁場中的運(yùn)動專題．分析：（1）由洛倫茲力提供向心力可以得到軌道半徑，由軌道半徑可得周期，由磁場的變化可以畫出在第一段時(shí)間內(nèi)粒子的運(yùn)動軌跡，由運(yùn)動軌跡的幾何關(guān)系可得到粒子的坐標(biāo)；（2）依據(jù)第一問得到的結(jié)果，可以得到在第二，第三時(shí)間段內(nèi)的運(yùn)動軌跡，由圖可知粒子恰好在第三段時(shí)間末到達(dá)y軸，由此可得時(shí)間和第一次到達(dá)y軸時(shí)離出發(fā)點(diǎn)的距離h；（3）依據(jù)磁場變化的周期性，可知粒子的運(yùn)動也存在對應(yīng)的周期性，可做粒子的軌跡圖，由圖可知其返回的時(shí)間．解答：解：（1）由題意知，粒子進(jìn)入磁場后在磁場中做圓周運(yùn)動，設(shè)半徑為R，周期為T，由洛倫茲力提供向心力，有：…①…②聯(lián)解①②并代入數(shù)據(jù)得：T=4π×10﹣4s…③比較粒子在磁場中做圓周運(yùn)動周期T和磁場變化周期可知，粒子在t1時(shí)間內(nèi)運(yùn)動了三分之一圓周，其圓心為O1，運(yùn)動軌跡對應(yīng)的圓心角為120°，作出粒子在磁場中運(yùn)動的軌跡如圖所示．由圖中幾何關(guān)系有：x1=Rcos30°…④y1=R（1+sin30°）=1.5R…⑤聯(lián)解①④⑤并代入數(shù)據(jù)得：m，y1=0.6m．（2）根據(jù)磁場的變化規(guī)律知，粒子在磁場的第一個(gè)周期后三分之一周期內(nèi)做圓周運(yùn)動的方向?qū)l(fā)生變化，設(shè)其圓心為O2；第二個(gè)周期前三分之二周期內(nèi)做圓周運(yùn)動的圓心為O3，作出粒子在磁場中運(yùn)動的軌跡如圖所示．由圖中幾何關(guān)系有：…⑥…⑦…⑧…⑨聯(lián)解①⑥⑦⑧⑨并代入數(shù)據(jù)得：h=1.6m（3）可以回到原點(diǎn)；由于粒子在磁場中做周期性運(yùn)動，根據(jù)對稱性和周期性，作出粒子的部分運(yùn)動軌跡如圖所示．其中以O(shè)1、O3、O5、O7、O9、O11為圓心的運(yùn)動軌跡所對應(yīng)的圓心角為120°，每段軌跡對應(yīng)時(shí)間為：…⑩以O(shè)2、O4、O6、O8、O10、O12為圓心的運(yùn)動軌跡所對應(yīng)的圓心角為60°，每段軌跡對應(yīng)時(shí)間為：…?由圖中幾何關(guān)系，從原點(diǎn)出發(fā)到回到原點(diǎn)的總時(shí)間為：t′=6（t1+t2）…?聯(lián)解③⑩??并代入數(shù)據(jù)得：t′=12π×10﹣4s…?答：（1）t1=×10﹣4s時(shí)粒子所處位置的坐標(biāo)（m，0.6m）；（2）帶電粒子進(jìn)入磁場運(yùn)動后第一次到達(dá)y軸時(shí)離出發(fā)點(diǎn)的距離是1.6m；（3）可以，返回原點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間是12π×10﹣4點(diǎn)評：本題重點(diǎn)是對磁場周期性的應(yīng)用，磁場的周期性一定就會由粒子運(yùn)動周期性的變化，故只要得到一個(gè)周期的運(yùn)動軌跡，就可以重復(fù)畫軌跡，直到得到想要的結(jié)果．本題由于粒子的運(yùn)動軌跡比較復(fù)雜，故考察的難度相對較大．17.一宇航員在國際空間站內(nèi)做了如下實(shí)驗(yàn)：選取兩個(gè)質(zhì)量分別為mA=0.lkg、mB=0.2kg的小球A、B和一根輕質(zhì)短彈簧，彈簧的一端與小球A粘連，處于鎖定狀態(tài)，一起以速度vo=0.1m/s做勻速直線運(yùn)動。如圖所示，經(jīng)過一段時(shí)間后，突然解除鎖定（解除鎖定時(shí)沒有機(jī)械能損失），兩球仍然沿直線運(yùn)動，從彈簧與小球B剛剛分離開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過時(shí)間t=3.0s，兩球之間的距離增加了s=