福建省南平市建甌東游第二中學(xué)高三物理下學(xué)期期末試題含解析

福建省南平市建甌東游第二中學(xué)高三物理下學(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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.有7個(gè)完全相同的金屬框，表面涂有絕緣層．如圖所示，A是一個(gè)框，B是兩個(gè)框并列捆在一起，C是兩個(gè)框上下疊放捆在一起，D是兩個(gè)框前后疊放捆在一起．將他們同時(shí)從同一高度由靜止釋放，穿過水平向里的勻強(qiáng)磁場，最后落到水平地面．關(guān)于金屬框的運(yùn)動(dòng)，以下說法正確的是（）A．D最先落地 B．C最后落地C．A、B、D同時(shí)落地 D．B最后落地參考答案：C【考點(diǎn)】導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢；安培力．【分析】設(shè)金屬框的質(zhì)量為m，邊長為L，剛剛進(jìn)入磁場時(shí)的速度為v，然后寫出電動(dòng)勢和感應(yīng)電流的表達(dá)式，和安培力的表達(dá)式，最后結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)的公式分析比較AB、B、D金屬框的運(yùn)動(dòng)情況即可．而C金屬框與BD金屬框的比較，需要使用動(dòng)量定理，結(jié)合運(yùn)動(dòng)的過程進(jìn)行分析．【解答】解：設(shè)每一個(gè)金屬框的質(zhì)量為m，邊長為L，電阻值為R，剛剛進(jìn)入磁場時(shí)的速度為v，則：單個(gè)的金屬框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢：E=BLv感應(yīng)電流：I=受到的安培力：F=BIL=金屬框在進(jìn)入磁場時(shí)受到重力和安培力的作用，以向下為正方向，則其加速度：a=B是兩個(gè)框并列捆在一起，總質(zhì)量是2m，進(jìn)入磁場時(shí)受到的安培力是2F，所以加速度：；C是兩個(gè)框上下疊放捆在一起，總質(zhì)量是2m，但進(jìn)入磁場時(shí)受到的安培力是F，所以加速度：D是兩個(gè)框前后疊放捆在一起，總質(zhì)量也是2m，進(jìn)入磁場時(shí)受到的安培力也是2F，所以加速度：aD=a；由以上的分析可知，A、B、D三個(gè)金屬框在進(jìn)入磁場的過程中的加速度相等，所以運(yùn)動(dòng)的情況是完全相同的，所以ABD三個(gè)金屬框同時(shí)落地．設(shè)金屬框進(jìn)入磁場的時(shí)間為△t，平均電動(dòng)勢為，則流過金屬框任意截面的電量q：每一個(gè)金屬框受到的安培力產(chǎn)生的沖量：=可知在金屬框進(jìn)入磁場的過程中安培力產(chǎn)生的總沖量與下降的高度無關(guān)，與金屬框進(jìn)入磁場的速度大小也無關(guān)．但是，由于在四個(gè)金屬框剛剛進(jìn)入磁場時(shí)，C受到的安培力是B、D金屬框的一半，所以安培力的沖量比較小，所以在進(jìn)磁場的最初的一段時(shí)間內(nèi)，C受到的安培力的沖量小，根據(jù)動(dòng)量定理可知，金屬框進(jìn)磁場的一段時(shí)間內(nèi)C向下的速度大，一直到C全部進(jìn)入磁場的高度的位置時(shí)，BCD的速度才重新相等．所以在這一段的時(shí)間的位移內(nèi)C的時(shí)間比較?。訡一定是最早落地．綜上所述，只有C選項(xiàng)正確．故選：C2.子與氫原子核（質(zhì)子）構(gòu)成的原子稱為氫原子（hydrogenmuonatom），它在原子核物理的研究中有重要作用。圖為氫原子的能級(jí)示意圖。假定光子能量為E的一束光照射容器中大量處于能級(jí)的氫原子，氫原子吸收光子后，發(fā)出頻率為、、、、、的光，且頻率依次增大，則E等于A．

B．

C．

D．參考答案：答案：C解析：子吸收能量后從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷，可以產(chǎn)生的光的頻率數(shù)為，子吸收能量后從n=4能級(jí)向低能級(jí)躍遷。發(fā)射光子的按能量從小到大的順序排列為4到3，3到2，4到2，2到1，3到1，4到1。所以能量E與相等。選C。3.在一支氖管兩端加一個(gè)正弦交流電壓u=50sin(314t)V。當(dāng)氖管兩端電壓達(dá)到或超過U0=25V時(shí)，氖管就能發(fā)光。則在此交流電的一個(gè)周期內(nèi)氖管的發(fā)光時(shí)間為

(

)

A．0.2s

B．0.02s

C．0.01s

D．0.005s

參考答案：A4.如圖所示，表面處處同樣粗糙的楔形木塊abc固定在水平地面上，ab面和bc面與地面的夾角分別為和，且>,一初速度為v0的小物塊沿斜面ab向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間t0后到達(dá)頂點(diǎn)b時(shí)，速度剛好為零；然后讓小物塊立即從靜止開始沿斜面bc下滑.在小物塊從a運(yùn)動(dòng)到c的過程中，可能正確描述其速度大小v與時(shí)間t的關(guān)系的圖像是（

）

參考答案：C5.（單選）a、b、c三個(gè)物體在同一條直線上運(yùn)動(dòng)，其位移時(shí)間圖象中，圖線c是一條x=0.4t2的拋物線．有關(guān)這三個(gè)物體在0～5s內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（）A．a(chǎn)物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B．c物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C．t=5s時(shí)，a物體速度最大D．a(chǎn)、b兩物體都做勻速直線運(yùn)動(dòng)，且速度相同參考答案：解：A、位移圖象傾斜的直線表示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則知a、b兩物體都做勻速直線運(yùn)動(dòng)．由圖看出斜率看出，a、b兩圖線的斜率大小、正負(fù)相反，說明兩物體的速度大小相等、方向相反，所以速度不同．故AD錯(cuò)誤；B、圖線c是一條x=0.4t2的拋物線，結(jié)合可知，c做初速度為0，加速度為0.8m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故B正確．C、圖象的斜率大小等于速度大小，根據(jù)圖象可知，t=5s時(shí)，c物體速度最大．故C錯(cuò)誤．故選：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.在實(shí)驗(yàn)室中用螺旋測量金屬絲的直徑時(shí)，如圖所示，由圖可知金屬絲的直徑是

mm．參考答案：5.615解：螺旋測微器的固定刻度為5.5mm，可動(dòng)刻度為11.5×0.01mm=0.115mm，所以最終讀數(shù)為5.5mm+0.115mm=5.615mm．故答案為：5.6157.電量分別為+q、+q和-q的三個(gè)小球，質(zhì)量均為m，固定在水平放置的邊長均為的絕緣輕質(zhì)三角形框架的三個(gè)頂點(diǎn)處，并處于場強(qiáng)為E且方向水平的勻強(qiáng)電場中，如圖所示．三角形框架在未知力F作用下繞框架中心O由靜止開始沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)過120０時(shí)角速度為ω．則此過程中，帶電小球系統(tǒng)總的電勢能的增量為_____；合外力做的功為______．參考答案：2Eql；

8.一支300m長的隊(duì)伍，以1m/s的速度行軍，通訊員從隊(duì)尾以3m/s的速度趕到隊(duì)首，并立即以原速率返回隊(duì)尾，求通訊員的位移和路程各是多少？參考答案：675m

225m9.如圖是街頭變壓器通過降壓給用戶供電的示意圖。變壓器的輸入電壓是市區(qū)電網(wǎng)的電壓，負(fù)載變化時(shí)輸入電壓不會(huì)有大的波動(dòng)。輸出電壓通過輸電線輸送給用戶，兩條輸電線的總電阻用表示，變阻器R代表用戶用電器的總電阻，當(dāng)用電器增加時(shí)，相當(dāng)于R的值減小。如果變壓器上的能量損失可以忽略，那么當(dāng)用戶的用電器增加時(shí)，圖中的電壓表讀數(shù)__________（選填“增大”、“減小”或“不變”），電流表讀數(shù)__________（選填“增大”、“減小”或“不變”）。參考答案：不變

增大試題分析：因?yàn)樽儔浩鞯妮斎腚妷翰蛔?，根?jù)可知次級(jí)電壓不變，即電壓表讀數(shù)不變；當(dāng)用戶的用電器增加時(shí)，R的值減小，次級(jí)電阻減小，所以次級(jí)電流增大，根據(jù)則初級(jí)電流增大，即電流表讀數(shù)增大?？键c(diǎn)：變壓器的初次級(jí)電壓電流與初次級(jí)匝數(shù)的關(guān)系

；電路的綜合分析。10.如圖所示是某同學(xué)探究功與速度變化的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置，他將光電門固定在長木板上的B點(diǎn)，用不同重物通過細(xì)線拉同一小車，每次小車都從同一位置A由靜止釋放．（1）若用游標(biāo)卡尺測出遮光條的寬度d如圖所示，d=

cm；（2）實(shí)驗(yàn)中可近似認(rèn)為細(xì)線對(duì)小車的拉力與重物重力大小相等，則拉力對(duì)小車所做的功為重物重力與AB的距離的乘積；測出多組重物的質(zhì)量m和對(duì)應(yīng)遮光條通過光電門的時(shí)間?t，通過描點(diǎn)作出線性圖象，研究功與速度變化的關(guān)系。處理數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)作出_____圖象。

A．?t－m

B．?t2－m

C．

D．參考答案：（1）1.140

（2）D

11.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(dòng)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(dòng)，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：12.土星周圍有美麗壯觀的“光環(huán)”,組成環(huán)的顆粒是大小不等、線度從1μm到10m的巖石、塵埃,類似于衛(wèi)星,它們與土星中心的距離從7.3×104

km延伸到1.4×105km.已知環(huán)的外緣顆粒繞土星做圓周運(yùn)動(dòng)的周期約為14h,引力常量為6.67×10-11N·m2/kg2,則土星的質(zhì)量約為

。（估算時(shí)不考慮環(huán)中顆粒間的相互作用）參考答案：6.4×1026kg

13.如圖所示是一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖，已知波的傳播速度v=2m/s，則x=0.5m處質(zhì)點(diǎn)在0.5s時(shí)的位移為

cm，x=0m處的質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為

。參考答案：－5

；

x=5sin(2πt+π)cm三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（4分）如圖所示，光滑水平面軌道上有三個(gè)木塊，A、B、C，質(zhì)量分別為mB=mc=2m,mA=m，A、B用細(xì)繩連接，中間有一壓縮的彈簧(彈簧與滑塊不栓接)。開始時(shí)A、B以共同速度v0運(yùn)動(dòng)，C靜止。某時(shí)刻細(xì)繩突然斷開，A、B被彈開，然后B又與C發(fā)生碰撞并粘在一起，最終三滑塊速度恰好相同。求B與C碰撞前B的速度。參考答案：解析：設(shè)共同速度為v，球A和B分開后，B的速度為,由動(dòng)量守恒定律有,,聯(lián)立這兩式得B和C碰撞前B的速度為。考點(diǎn)：動(dòng)量守恒定律15.如圖，光滑絕緣底座上固定兩豎直放置、帶等量異種電荷的金屬板a、b，間距略大于L，板間電場強(qiáng)度大小為E，方向由a指向b，整個(gè)裝置質(zhì)量為m。現(xiàn)在絕綠底座上施加大小等于qE的水平外力，運(yùn)動(dòng)一段距離L后，在靠近b板處放置一個(gè)無初速度的帶正電滑塊，電荷量為q，質(zhì)量為m，不計(jì)一切摩擦及滑塊的大小，則(1)試通過計(jì)算分析滑塊能否與a板相撞(2)若滑塊與a板相碰，相碰前，外力F做了多少功;若滑塊與a板不相碰，滑塊剛準(zhǔn)備返回時(shí)，外力F做了多少功?參考答案：（1）恰好不發(fā)生碰撞（2）【詳解】(1)剛釋放小滑塊時(shí)，設(shè)底座及其裝置的速度為v由動(dòng)能定理：放上小滑塊后，底座及裝置做勻速直線運(yùn)動(dòng)，小滑塊向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)當(dāng)兩者速度相等時(shí)，小滑塊位移絕緣底座的位移故小滑塊剛好相對(duì)絕緣底座向后運(yùn)動(dòng)的位移，剛好不相碰(2)整個(gè)過程絕緣底座位移為3L則答：(1)通過計(jì)算分析可各滑塊剛好與a板不相撞；(2)滑塊與a板不相碰，滑塊剛準(zhǔn)備返回時(shí)，外力F做功為3qEL。四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，同一豎直線上的A、B兩點(diǎn)，固定有等量的異種點(diǎn)電荷，電荷量為q，正、負(fù)如圖所示，△ABC為一等邊三角形(邊長為L)，CD為AB邊的中垂線，且與右側(cè)豎直光滑圓弧軌道的最低點(diǎn)C相切，已知圓弧的半徑為R，現(xiàn)把質(zhì)量為m、帶電荷量為＋Q的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))由圓弧的最高點(diǎn)M靜止釋放，到最低點(diǎn)C時(shí)速度為v0.已知靜電力常量為k，現(xiàn)取D為電勢零點(diǎn)，求：(1)小球在C點(diǎn)受到的電場力的大小和方向；(2)在等量異種點(diǎn)電荷的電場中，M點(diǎn)的電勢φM.參考答案：17.（14分）在足夠大的絕緣光滑水平面上有一質(zhì)量m=1.0×10-3kg、帶電量q=1.0×10-10C的帶正電的小球，靜止在O點(diǎn)。以O(shè)點(diǎn)為原點(diǎn)，在該水平面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系Oxy。在t0=0時(shí)突然加一沿x軸正方向、大小E1=2.0×106V/m的勻強(qiáng)電場，使小球開始運(yùn)動(dòng)。在t1=1.0s時(shí)，所加的電場突然變?yōu)檠貀軸正方向、大小E2=2.0×106V/m的勻強(qiáng)電場。在t2=2.0s時(shí)所加電場又突然變?yōu)榱硪粋€(gè)勻強(qiáng)電場E3，使小球在此電場作用下在t3=3.0s時(shí)速度變?yōu)榱?。求：?）在t1=1.0s時(shí)小球的速度v1的大??；（2）在t2=2.0s時(shí)小球的位置坐標(biāo)x2、y2；（3）勻強(qiáng)電場E3的大??；（4）請(qǐng)?jiān)趫D的坐標(biāo)系中繪出該小球在這3s內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡。

參考答案：解析：

（1）a1=

=m/s2=0.2m/s2

v1=a1·Δt1=0.2×1.0m/s=0.2m/s

（2）x2=a1Δt12+v1Δt2=×0.2×