湖北省黃岡市岸中學(xué)高三物理期末試卷含解析

湖北省黃岡市岸中學(xué)高三物理期末試卷含解析一、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.（單選）直升機(jī)懸停在空中向地面投放裝有救災(zāi)物資的箱子，如圖所示，投放初速度為零，箱子所受的空氣阻力與箱子下落速度的平方成正比，且運(yùn)動(dòng)過(guò)程中箱子始終保持圖示姿態(tài)。在箱子下落過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是(

)A．箱子剛從飛機(jī)上投下時(shí)，箱內(nèi)物體受到的支持力最大B．箱子接近地面時(shí)，箱內(nèi)物體受到的支持力比剛投下時(shí)大C．箱內(nèi)物體對(duì)箱子底部始終沒(méi)有壓力D．若下落距離足夠長(zhǎng)，箱內(nèi)物體有可能不受底部支持力而“飄起來(lái)”參考答案：B2.（單選）美國(guó)物理學(xué)家蔡特曼（Zarman）和我國(guó)物理學(xué)家葛正權(quán)于1930—1934年對(duì)施特恩測(cè)定分子速率的實(shí)驗(yàn)作了改進(jìn)，設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置。半徑為R的圓筒B可繞O軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，aOcd在一直線上，銀原子以一定速率從d點(diǎn)沿虛線方向射出，穿過(guò)筒上狹縫c打在圓筒內(nèi)壁b點(diǎn)，aOb＝θ，ab弧長(zhǎng)為s，其間圓筒轉(zhuǎn)過(guò)角度小于90°，則下列判斷正確的是 A．圓筒逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng) B．銀原子在筒內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)間C．銀原子速率為 D．銀原子速率為參考答案：D3.地球是一個(gè)磁體，若在赤道附近水平放置一個(gè)可在水平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針，則小磁針N極的指向是

（

）

A．東

B．西

C．南

D．北參考答案：D4.內(nèi)壁光滑，水平放置的玻璃圓環(huán)內(nèi)，有一直徑略小于環(huán)口直徑的帶正電小球，以速度v0沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，如圖9所示，若在此空間突然加上方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間成正比增加的變化磁場(chǎng)，設(shè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球帶電量不變，則正確的是（

）

A．小球?qū)ΣＡЛh(huán)的壓力一定不斷增大

B．小球受到的磁場(chǎng)力一定不斷增大

C．小球先沿逆時(shí)針?lè)较驕p速運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后沿順時(shí)針?lè)较蚣?/p>

速運(yùn)動(dòng)

D．磁場(chǎng)力對(duì)小球先做負(fù)功后做正功參考答案：C5.（多選）由光滑細(xì)管組成的軌道如圖所示，其中AB段和BC段都是半徑為R的四分之一圓弧，軌道固定在豎直平面內(nèi)，A點(diǎn)切線水平。一質(zhì)量為m的小球，從距離水平地面某一高度的管口D處由靜止釋放，最后能夠從A端水平拋出落到地面上，重力加速度為g，下列說(shuō)法正確的是A．若小球到達(dá)A點(diǎn)時(shí)恰好對(duì)細(xì)管無(wú)作用力，則管口D離水平地面的高度H=2RB．若小球到達(dá)A點(diǎn)時(shí)恰好對(duì)細(xì)管無(wú)作用力，則小球落到地面時(shí)與A點(diǎn)的水平距離x=2RC．小球在細(xì)管C處對(duì)細(xì)管的壓力小于mgD．小球能到達(dá)A處的最小釋放高度Hmin=2R參考答案：BD由于小球到達(dá)A點(diǎn)時(shí)，恰好對(duì)細(xì)管無(wú)作用力，有mg=m，從D到A的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只有重力做功，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得：mVA2+mg·2R=mgH，解得vA=，H=2．5R，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的公式：x=vAt，2R=gt2，得x=2R，選項(xiàng)B正確；小球到C處時(shí)，具有向上的加速度，小球有超重現(xiàn)象，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；小球能到達(dá)A處，根據(jù)機(jī)械能守恒知Hmin=2R，選項(xiàng)D正確。

二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.P、Q是一列簡(jiǎn)諧橫波中的兩質(zhì)點(diǎn)，已知P離振源較近，P、Q兩點(diǎn)的平衡位置相距15m（小于一個(gè)波長(zhǎng)），各自的振動(dòng)圖象如圖所示。此列波的波速為

m/s。參考答案：7.用能量為E0的光子照射基態(tài)氫原子，剛好可使該原子中的電子成為自由電子，這一能量E0稱為氫的電離能．現(xiàn)用一頻率為v的光子從基態(tài)氫原子中擊出一電子（電子質(zhì)量為m)。該電子在遠(yuǎn)離核以后速度的大小為

，其德布羅意波長(zhǎng)為

（普朗克常全為h)參考答案：

8.如圖所示是小英“探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素”的實(shí)驗(yàn)，銅塊和木塊的大小、形狀完全相同，實(shí)驗(yàn)時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)拉著物體沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)。

（1）比較甲、乙兩圖，可得到的結(jié)論是

；（2）若物體不是做勻速運(yùn)動(dòng)，而是做加速直線運(yùn)動(dòng)，彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)

摩擦力（填“等于”或“不等于”）；（3）實(shí)際操作時(shí)，手拉著彈簧測(cè)力計(jì)做勻速直線運(yùn)動(dòng)是比較困難的，因而測(cè)力計(jì)的讀數(shù)不一定等于摩擦力的大小。請(qǐng)你提出一個(gè)改進(jìn)的方法，確保測(cè)力計(jì)的讀數(shù)等于摩擦力的大小。你的做法（畫圖或文字說(shuō)明）

。參考答案：9.如圖所示，豎直平面內(nèi)有一金屬環(huán)，半徑為a，總電阻為R(指拉直時(shí)兩端的電阻)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)環(huán)平面，在環(huán)的最高點(diǎn)A用鉸鏈連接長(zhǎng)度為2a、電阻為的導(dǎo)體棒AB，AB由水平位置緊貼環(huán)面擺下，當(dāng)擺到豎直位置時(shí)，B點(diǎn)的線速度為v，則這時(shí)AB兩端的電壓大小為_(kāi)_______參考答案：Bav10.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(yùn)動(dòng)”或“圓周運(yùn)動(dòng)”）的軌跡．參考答案：11.A、B兩物體在光滑水平地面上沿一直線相向而行，A質(zhì)量為5kg，速度大小為10m/s，B質(zhì)量為2kg，速度大小為5m/s，它們的總動(dòng)量大小為_(kāi)___________kgm/s，兩者相碰后，A沿原方向運(yùn)動(dòng)，速度大小為4m/s，則B的速度大小為_(kāi)___________m/s。參考答案：40；1012.如圖所示的單擺，擺球a向右擺動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，恰好與一沿水平方向向左運(yùn)動(dòng)的粘性小球b發(fā)生碰撞，并粘接在一起，且擺動(dòng)平面不變。已知碰撞前a球擺動(dòng)的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的高度差為h，偏角θ較小，擺動(dòng)的周期為T，a球質(zhì)量是b球質(zhì)量的4倍，碰撞前a球在最低點(diǎn)的速度是b球速度的一半。則碰撞后，擺動(dòng)的周期為_(kāi)_______T，擺球的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的高度差為_(kāi)______h。參考答案：A.1

0.16

B.

13.一斜面AB長(zhǎng)為5m，傾角為30°，一質(zhì)量為2kg的小物體（大小不計(jì)）從斜面頂端A點(diǎn)由靜止釋放，如圖所示．斜面與物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，則小物體下滑到斜面底端B時(shí)的速度

m／s及所用時(shí)間

s．（g取10m/s2）參考答案：三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（簡(jiǎn)答）如圖所示，在水平地面上固定一傾角θ=37°、表面光滑的斜面，物體A以初速度v1沿斜面上滑，同時(shí)在物體A的正上方，有一物體B以初速度v2=2.4m/s水平拋出，當(dāng)A上滑到最高點(diǎn)時(shí)，恰好被B物體擊中．A、B均可看作質(zhì)點(diǎn)，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2．求：（1）物體A上滑時(shí)的初速度v1；（2）物體A、B間初始位置的高度差h．參考答案：（1）物體A上滑時(shí)的初速度v1是6m/s．（2）物體A、B間初始位置的高度差h是6.8m．解：（1）物體A上滑過(guò)程中，由牛頓第二定律得：mgsinθ=ma設(shè)物體A滑到最高點(diǎn)所用時(shí)間為t，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：0=v1﹣at物體B做平拋運(yùn)動(dòng)，如圖所示，由幾何關(guān)系可得：水平位移x=；其水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則x=v2t聯(lián)立可得：v1=6m/s（2）物體B在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，則hB=物體A在豎直方向：hA=如圖所示，由幾何關(guān)系可得：h=hA+hB聯(lián)立得：h=6.8m答：（1）物體A上滑時(shí)的初速度v1是6m/s．（2）物體A、B間初始位置的高度差h是6.8m．15.（12分）位于處的聲源從時(shí)刻開(kāi)始振動(dòng)，振動(dòng)圖像如圖，已知波在空氣中傳播的速度為340m/s，則：

（1）該聲源振動(dòng)的位移隨時(shí)間變化的表達(dá)式為

mm。（2）從聲源振動(dòng)開(kāi)始經(jīng)過(guò)

s，位于x=68m的觀測(cè)者開(kāi)始聽(tīng)到聲音。（3）如果在聲源和觀測(cè)者之間設(shè)置一堵長(zhǎng)為30m，高為2m，吸音效果良好的墻，觀測(cè)者能否聽(tīng)到聲音，為什么？參考答案：答案：（1）（4分）；（2）（4分）0.2；（3）（4分）能。因?yàn)槁暡ǖ牟ㄩL(zhǎng)與障礙物的高度差不多，可以發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，所以，觀察者能夠聽(tīng)到聲音。四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖，某透明介質(zhì)的截面為直角三角形ABC，其中∠A＝30°，AC邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，一束單色光從AC面上距A為的D點(diǎn)垂直于AC面射入，恰好在AB面發(fā)生全反射．已知光速為c.求：①該介質(zhì)的折射率n；②該光束從射入該介質(zhì)到第一次穿出經(jīng)歷的時(shí)間t.參考答案：17.電子擴(kuò)束裝置由相鄰的電子加速器、偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)組成．偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)由兩塊水平平行放置的長(zhǎng)為l相距為d的導(dǎo)體板組成，如圖甲所示．大量電子（其重力不計(jì)，質(zhì)量為m、電荷量為e）由靜止開(kāi)始，經(jīng)加速電場(chǎng)加速后，連續(xù)不斷地水平向右從兩板正中間射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)．當(dāng)兩板不帶電時(shí)，電子通過(guò)兩板之間的時(shí)間均為2t0，當(dāng)在兩板間加如圖乙所示的周期為2t0、最大值恒為U0的電壓時(shí)，所有電子均可射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，并射入垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，最后打在磁場(chǎng)右側(cè)豎直放置的熒光屏上．磁場(chǎng)的水平寬度為s，豎直高度足夠大。求：（1）加速電場(chǎng)的電壓（2）電子在離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的最大側(cè)向位移；（3）要使側(cè)向位移最大的電子能垂直打在熒光屏上，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為多大？參考答案：見(jiàn)解析（注：電量用q表示，扣1分）（1）電子離開(kāi)加速電場(chǎng)時(shí)的速度為

┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅（1分）由動(dòng)能定理得

┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅（2分）得

┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅（1分）（2）要使電子的側(cè)向位移最大，應(yīng)讓電子從0、2t0、4t0……等時(shí)刻進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)

┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅（1分）

┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅（2分） ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅（1分）

┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅（1分）

┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅（2分）（3）設(shè)電子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中射出時(shí)的偏向角為q，要電子垂直打在熒光屏上，則電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑應(yīng)為：

┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅（2分）設(shè)電子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中出來(lái)時(shí)的速度為v，垂直偏轉(zhuǎn)極板的速度為vy，則電子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中出來(lái)時(shí)的偏向角為：

┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅（1分）式中 又

┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅（2分）由上述四式可得：

┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅（2分）18.(17分)如圖所示，在xOy平面的第一象限有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)的方向平行于y軸向下；在x軸和第四象限的射線OC之間有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，方向垂直于紙面向外。有一質(zhì)量為m，帶有電荷量+q的質(zhì)點(diǎn)由電場(chǎng)左側(cè)平行于x軸射入電場(chǎng)。質(zhì)點(diǎn)到達(dá)x軸上A點(diǎn)時(shí)，速度方向與x軸的夾角，A點(diǎn)與原點(diǎn)O的距離為d。接著，質(zhì)點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，并垂直于OC飛離磁場(chǎng)。不計(jì)重力影響。若OC與x軸的夾角為，求：

（1）粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)速度的大小；

（2）勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小。

參考答案：解析：（1）質(zhì)點(diǎn)在磁場(chǎng)中的軌跡為一圓弧。由于質(zhì)點(diǎn)飛離磁場(chǎng)時(shí)，速度垂直于OC，故圓弧的圓心在OC上。依題意，質(zhì)點(diǎn)軌跡與x軸的交點(diǎn)為A，過(guò)A點(diǎn)作與A點(diǎn)的速度方向垂直的直線，與OC交于O＇。由幾何關(guān)系知，AO＇垂直于OC＇，O＇是圓弧的圓心。設(shè)圓弧的半徑為R，則有

R=

①由洛化茲力公式和牛頓第二定律得

②將①式代入②式，得

③

（2）質(zhì)點(diǎn)在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)為類平拋運(yùn)動(dòng)。設(shè)質(zhì)點(diǎn)射入電場(chǎng)的速度為v0，在電場(chǎng)中的加速度為a，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，則有

v0＝

④

＝at

⑤

d=v0t

⑥

聯(lián)立④⑤⑥得