廣東省茂名市西江中學高三物理期末試卷含解析

廣東省茂名市西江中學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15分．每小題只有一個選項符合題意1.如圖所示，曲線I是一顆繞地球做圓周運動的衛(wèi)星軌道的示意圖，其半徑為R；曲線Ⅱ是一顆繞地球做橢圓運動的衛(wèi)星軌道的示意圖，O點為地球球心，AB為橢圓的長軸，兩軌道和地心都在同一平面內(nèi)，已知在兩軌道上運動的衛(wèi)星的周期相等，萬有引力常量為G，地球質(zhì)量為M，下列說法正確的是（

）A.橢圓軌道的長軸長度為2RB.衛(wèi)星在I軌道的速率為，衛(wèi)星在Ⅱ軌道B點的速率為，則>C.衛(wèi)星在I軌道的加速度大小為，衛(wèi)星在Ⅱ軌道A點加速度大小為，則<D.若OA=0.5R，則衛(wèi)星在B點的速率>參考答案：ABC【詳解】A.有開普勒第三定律可得：，因為周期相等，所以半長軸相等，圓軌道可以看成長半軸、短半軸都為橢圓，故，即橢圓軌道的長軸的長度為。故A正確。B.根據(jù)萬有引力提供向心力可得：，故，由此可知軌道半徑越大，線速度越小；設(shè)衛(wèi)星以為半徑做圓周運動的速度為，那么；又衛(wèi)星Ⅱ在B點做向心運動，所以有，綜上有。故B正確。C.衛(wèi)星運動過程中只受到萬有引力的作用，故有：，所以加速度為，又有,所以。故C正確。D.若，則，那么，所以。故D錯誤。2.小型交流發(fā)電機中，矩形金屬線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與時間呈正弦函數(shù)關(guān)系，如圖所示．此線圈與一個R=10Ω的電阻構(gòu)成閉合電路．不計電路中其他電阻，下列說法正確的是（

）A．交變電流的周期為0.125s

B．交變電流的頻率為8HzC．交變電流的有效值

D．交變電流的最大值為4A參考答案：C3.（單選）如圖所示，繃緊的水平傳送帶始終以恒定速率v1運行．初速度大小為v2的小物塊從與傳送帶等高的光滑水平地面上的A處滑上傳送帶．若從小物塊滑上傳送帶開始計時，小物塊在傳送帶上運動的v-t圖象（以地面為參考系）如圖乙所示．已知v2＞v1，則（

）A．t2時刻，小物塊離A處的距離達到最大B．t2時刻，小物塊相對傳送帶滑動的距離達到最大C．0～t2時間內(nèi)，小物塊受到的摩擦力方向先向右后向左D．0～t3時間內(nèi)，小物塊始終受到大小不變的摩擦力作用參考答案：B4.（單選）如圖甲所示，物體沿斜面由靜止滑下，在水平面上滑行一段距離后停止，物體與斜面和水平面間的動摩擦因數(shù)相同，斜面與水平面平滑連接．圖乙中v、a、Ff和s分別表示物體速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程．圖乙中正確的是()參考答案：C5.單色光不能發(fā)生的現(xiàn)象是

A．干涉

B．衍射

C．色散

D．折射參考答案：C所有的光都能發(fā)生干涉、衍射和折射，色散是指復(fù)色光分解為單色光而形成光譜的現(xiàn)象，故單色光不能發(fā)生色散，本題選C。二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示，一放在光滑水平面上的彈簧秤，其外殼質(zhì)量為，彈簧及掛鉤質(zhì)量不計，在彈簧秤的掛鉤上施一水平向左的力F1=5N，在外殼吊環(huán)上施一水平向右的力F2=4N，則產(chǎn)生了沿F1方向上的加速度4m/s2，那么此彈簧秤的讀數(shù)是______________N；外殼質(zhì)量為__________kg。參考答案：答案：5；0.257.質(zhì)點在x軸上運動，其位置坐標x隨時間t的變化關(guān)系為x=2t2+2t﹣4，則其加速度a=4m/s2．當t=0時，速度為2m/s（x的單位是m，t的單位是s）．參考答案：考點：勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系．專題：直線運動規(guī)律專題．分析：根據(jù)勻變速直線運動的公式x=去分析加速度和初速度．解答：解：根據(jù)x=，以及x=2t2+2t﹣4，知a=4m/s2．當t=0時，速度為2m/s．故本題答案為：4，2點評：解決本題的關(guān)鍵掌握勻變速直線運動的位移時間公式x=．8.（5分）長度為的質(zhì)量分布不均的木棒，木棒用細繩懸掛在水平天花板上而處于水平位置，細繩與天花板間的夾角分布為，如圖所示,則木棒的重心離右端的距離為

。

參考答案：

解析：該題是質(zhì)量分布不均的木棒，其重心位置未知，無法直接求重心離右端的距離。根據(jù)三力匯交原理，木棒受兩細繩和重力三個力作用，這三個力必然交于一點，如圖所示，則點為重心位置。設(shè)，。由幾何關(guān)系則有:，，可求得。9.如圖為用拉力傳感器和速度傳感器探究“加速度與物體受力的關(guān)系”實驗裝置。用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大小，在長木板上相距L=48.0cm的A、B兩點各安裝一個速度傳感器，分別記錄小車到達A、B時的速率。

(1)實驗主要步驟如下：①將拉力傳感器固定在小車上；②調(diào)整長木板的傾斜角度，以平衡小車受到的摩擦力，讓小車在不受拉力作用時能在木板上做

運動；③把細線的一端固定在拉力傳感器上，另一端通過定滑輪與鉤碼相連；④接通電源后自C點釋放小車，小車在細線拉動下運動，記錄細線拉力F的大小及小車分別到達A、B時的速率vA、vB；⑤改變所掛鉤碼的數(shù)量，重復(fù)④的操作。(2)下表中記錄了實驗測得的幾組數(shù)據(jù)，是兩個速度傳感器記錄速率的平方差，則加速度的表達式a=

，請將表中第3次的實驗數(shù)據(jù)填寫完整（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）；

次數(shù)F（N）（m2/s2）a（m/s2）10.600.770.8021.04]1.611.6831.422.34

42.003.483.6352.624.654.8463.005.495.72

3)由表中數(shù)據(jù)在坐標紙上描點并作出a～F關(guān)系圖線；

(4)對比實驗結(jié)果與理論計算得到的關(guān)系圖線(圖中已畫出理論圖線)，造成上述偏差的原因是

。參考答案：．⑴勻速直線(2分)

⑵(2分),

2.44(2分)

⑶如圖(2分)（不描點扣1分）⑷沒有完全平衡摩擦力(2分)10.如圖所示，邊長為L的正方形區(qū)域abcd內(nèi)存在著勻強電場，一個質(zhì)量為m、電量為q、初速度為v0的帶電粒子從a點沿ab方向進入電場，不計重力。若粒子恰好從c點離開電場，則電場強度E＝______________；粒子離開電場時的動能為______________。參考答案：，mv0211.

（3分）原子彈是利用

反應(yīng)而獲得巨大核能，氫彈是利用

反應(yīng)而獲得巨大核能。圖所示是國際原子能機構(gòu)和國際標準化組織公布的新的

標志．參考答案：答案：核裂變

核聚變

輻射警示（每空1分，共3分）12.半徑分別為r和2r的兩個質(zhì)量不計的圓盤，共軸固定連結(jié)在一起，可以繞水平軸O無摩擦轉(zhuǎn)動，大圓盤的邊緣上固定有一個質(zhì)量為m的質(zhì)點，小圓盤上繞有細繩。開始時圓盤靜止，質(zhì)點處在水平軸O的正下方位置?，F(xiàn)以水平恒力F拉細繩，使兩圓盤轉(zhuǎn)動，若恒力F=mg，兩圓盤轉(zhuǎn)過的角度θ=

時，質(zhì)點m的速度最大。若圓盤轉(zhuǎn)過的最大角度θ=，則此時恒力F=

。參考答案：答案：，mg解析：速度最大的位置就是力矩平衡的位置，則有Fr=mg2rsin，解得θ=。若圓盤轉(zhuǎn)過的最大角度θ=，則質(zhì)點m速度最大時θ=，故可求得F=mg。13.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動的周期約為14h,引力常量為6.67×10-11N·m2/kg2,則土星的質(zhì)量約為

。（估算時不考慮環(huán)中顆粒間的相互作用）參考答案：三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（10分）在2008年9月27日“神舟七號”宇航員翟志剛順利完成出艙活動，他的第一次太空行走標志著中國航天事業(yè)全新的時代即將到來?！吧裰燮咛枴眹@地球做圓周運動時所需的向心力是由

提供，宇航員翟志剛出艙任務(wù)之一是取回外掛的實驗樣品，假如不小心實驗樣品脫手（相對速度近似為零），則它 （填“會”或“不會”）做自由落體運動。設(shè)地球半徑為R、質(zhì)量為M，“神舟七號”距地面高度為h，引力常數(shù)為G，試求“神舟七號”此時的速度大小。參考答案：

答案：地球引力（重力、萬有引力）；不會。（每空2分）

以“神舟七號”為研究對象，由牛頓第二定律得：

（2分）

由勻速圓周運動可知：

（2分）

解得線速度

（2分）15.如圖所示，水平傳送帶兩輪心O1O2相距L1=6.25m，以大小為v0=6m/s不變的速率順時針運動，傳送帶上表面與地面相距h=1.25m．現(xiàn)將一質(zhì)量為m=2kg的小鐵塊輕輕放在O1的正上方，已知小鐵塊與傳送帶間動摩擦因數(shù)μ=0.2，重力加速度g取10m/s2，求：（1）小鐵塊離開傳送帶后落地點P距離O2的水平距離L2；（2）只增加L1、m、v0中的哪一個物理量的數(shù)值可以使L2變大．參考答案：（1）小鐵塊離開傳送帶后落地點P距離O2的水平距離為2.5m；（2）只增加L1數(shù)值可以使L2變大．解：（1）小鐵塊輕放在傳送帶上后受到摩擦力的作用，由μmg=ma得a=μg=2m/s2，當小鐵塊的速度達到6m/s時，由vt2=2ax得：x=9m由于9m＞L1=6.25m，說明小鐵塊一直做加速運動設(shè)達到O2上方的速度為v，則v==5m/s小鐵塊離開傳送帶后做平拋運動根據(jù)h=gt2得下落時間：t==0.5s由L2=vt=5×0.5=2.5m（2）欲使L2變大，應(yīng)使v變大由v=可知，L1增大符合要求m、v0增大對a沒有影響，也就對v和L2沒有影響因此，只增加L1、m、v0中的L1的數(shù)值可以使L2變大．答：（1）小鐵塊離開傳送帶后落地點P距離O2的水平距離為2.5m；（2）只增加L1數(shù)值可以使L2變大．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，直角玻璃三棱鏡置于空氣中，已知∠A＝60°，∠C＝90°，一束極細的光于AC的中點D垂直AC面入射，AD＝a，棱鏡的折射率為n＝，求：①求此玻璃的臨界角；②光從棱鏡第一次射入空氣時的折射角；③光從進入棱鏡到它第一次射入空氣所經(jīng)歷的時間(設(shè)光在真空中的傳播速度為c)。參考答案：解析：(1)設(shè)玻璃對空氣的臨界角為C，則sinC＝＝，C＝45°.(2)如圖所示，i1＝60°，因i1>45°，發(fā)生全反射．i2＝i1－30°＝30°<C，由折射定律有：＝，所以r＝45°.(3)棱鏡中光速v＝＝，所求時間：t＝＋＝.17.如圖甲所示,兩平行金屬板接有如圖乙所示隨時間t變化的電壓U,兩板間電場可看作均勻的,且兩板外無電場,板長L=0.2m,板間距離d=0.2m．在金屬板右側(cè)有一邊界為MN的區(qū)域足夠大的勻強磁場,MN與兩板中線OO′垂直,磁感應(yīng)強度B=5×10-3T,方向垂直紙面向里．現(xiàn)有帶正電的粒子流沿兩板中線OO′連續(xù)射入電場中,已知每個粒子速度v0=105m/s,比荷q/m=108C/kg,重力忽略不計,在每個粒子通過電場區(qū)域的極短時間內(nèi),電場可視作是恒定不變的．(1)試求帶電粒子射出電場時的最大速度;

(2)從電場射出的帶電粒子,進入磁場運動一段時間后又射出磁場,求粒子在磁場中運動的最長時間和最短時間．參考答案：(1)設(shè)兩板間電壓為U1時,帶電粒子剛好從極板邊緣射出電場,則有(3分)粒子剛好從極板邊緣射出電場時,速度最大,設(shè)最大速度為v1,則有：

(3分)(2)粒子飛出電場進入磁場,在磁場中按逆時針方向做勻速圓周運動.粒子飛出電場時的速度方向與OO'的最大夾角為α,.(1分)當粒子從下板邊緣飛出電場再進入磁場時,在磁場中運動時間最長:;

(4分)當粒子從上板邊緣飛出電場再進入磁場時,在磁場中運動時間最短:.

(4分)

18.如圖所示，水平地面上有一輕彈簧，左端固定在A點，彈簧處于自然狀態(tài)時其右端位于B點。豎直放置的光滑圓弧形軌道與地面相切于D點，D點到B點的距離為x=2.5m，圓弧形軌道的半