安徽省六安市舒城縣南港中學(xué)高三物理下學(xué)期期末試卷含解析

安徽省六安市舒城縣南港中學(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15分．每小題只有一個選項符合題意1.了解物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程，學(xué)會像科學(xué)家那樣觀察與思考往往比掌握知識更重要，下列說法不符合物理學(xué)史實的是（

）A．法拉第最早提出電場的概念，并提出用電場線表示電場B．奧斯特發(fā)現(xiàn)了磁場產(chǎn)生電流的條件和規(guī)律C．庫侖總結(jié)出了真空中靜止點電荷之間相互作用的規(guī)律D．美國物理學(xué)家密立根最早用油滴實驗精確地測出了元電荷e的電荷量參考答案：B2.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自行研制開發(fā)的區(qū)域性三維衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)(CNSS)，建成后的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)包括5顆同步衛(wèi)星和30顆一般軌道衛(wèi)星。關(guān)于這些衛(wèi)星，以下說法正確的是A．5顆同步衛(wèi)星的軌道半徑都相同B．5顆同步衛(wèi)星的運行軌道必定在同一平面內(nèi)C．導(dǎo)航系統(tǒng)所有衛(wèi)星的運行速度一定大于第一宇宙速度D．導(dǎo)航系統(tǒng)所有衛(wèi)星中，運行軌道半徑越大的，周期越小參考答案：AB根據(jù)萬有引力提供向心力可得，整理可知T=，v=同步衛(wèi)星的周期相同，故5顆同步衛(wèi)星的軌道半徑都相同，同步衛(wèi)星相對地面靜止，故5顆同步衛(wèi)星的運行軌道必定在同一平面內(nèi)，選項AB正確。7.9km／s是第一宇宙速度，即近地衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動的最大運行速度，故同步衛(wèi)星的速度小于7.9km／s，選項C錯誤．由于T=，故運行軌道半徑越大的，周期越大，選項D錯誤。3.如圖所示，實線是一族未標(biāo)明方向的由點電荷Q產(chǎn)生的電場線，若帶電粒子q(|Q|?|q|)，由a運動到b，電場力做正功.已知在a、b兩點粒子所受電場力大小分別為Fa、Fb，則下列判斷正確的是()A.若Q為正電荷，則q帶正電，F(xiàn)a＞FbB.若Q為正電荷，則q帶正電，F(xiàn)a＜FbC.若Q為負電荷，則q帶正電，F(xiàn)a＞FbD.若Q為負電荷，則q帶正電，F(xiàn)a＜Fb參考答案：A4.如圖8所示，50匝矩形閉合導(dǎo)線框ABCD處于磁感應(yīng)強度大小的水平勻強磁場中，線框面積， 線框電阻不計。線框繞垂直于磁場的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動，并與理想變壓器原線圈相連，副線圈線接入一只額定電壓為220V、額定功率未知的燈泡，且燈泡正常發(fā)光，交流電流表的量程為0.6A讀數(shù)為0.11A。下列說法正確的是 A．燈泡的額定功率為22.4W B．線框中產(chǎn)生交變電壓的有效值為500V C．變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為25：11 D．變壓器輸出端最多能并聯(lián)6只這樣的燈泡參考答案：BC由可求出線框中產(chǎn)生交變電壓的最大值為500V，故有效值為500V，B正確。燈泡的額定功率等于原線圈的輸入功率為55W，A錯誤。變壓器原、副線圈匝數(shù)跟電壓成正比，故C正確。副線圈接一只燈泡時，電流表示數(shù)是0.11A，又電流表量程為0.6A，故變壓器輸出端最多能并聯(lián)5只這樣的燈泡，D錯誤。5.圖示為某探究活動小組設(shè)計的節(jié)能運動系統(tǒng)。斜面軌道傾角為30°，質(zhì)量為M的木箱與軌道的動摩擦因數(shù)為。木箱在軌道端時，自動裝貨裝置將質(zhì)量為m的貨物裝入木箱，然后木箱載著貨物沿軌道無初速滑下，與輕彈簧被壓縮至最短時，自動卸貨裝置立刻將貨物卸下，然后木箱恰好被彈回到軌道頂端，再重復(fù)上述過程。下列選項正確的是

A．m＝M

B．m＝2M

C．木箱不與彈簧接觸時，上滑的加速度大于下滑的加速度

D．在木箱與貨物從頂端滑到最低點的過程中，減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能參考答案：BC解析：受力分析可知，下滑時加速度為，上滑時加速度為，所以C正確。設(shè)下滑的距離為l，根據(jù)能量守恒有，得m＝2M。也可以根據(jù)除了重力、彈性力做功以外，還有其他力(非重力、彈性力)做的功之和等于系統(tǒng)機械能的變化量，B正確。在木箱與貨物從頂端滑到最低點的過程中，減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能和內(nèi)能，所以D不正確?？键c：能量守恒定律，機械能守恒定律，牛頓第二定律，受力分析提示：能量守恒定律的理解及應(yīng)用。二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示，將一定質(zhì)量的氣體密封在燒瓶內(nèi)，燒瓶通過細玻璃管與注射器和裝有水銀的U形管連接，最初豎直放置的U形管兩臂中的水銀柱等高，燒瓶中氣體體積為400ml，現(xiàn)用注射器緩慢向燒瓶中注水，穩(wěn)定后兩臂中水銀面的高度差為25cm，已知大氣壓強為75cmHg柱，不計玻璃管中氣體的體積，環(huán)境溫度不變，求：

①共向玻璃管中注入了多大體積的水？

②此過程中氣體____（填“吸熱”或“放熱”），氣體的內(nèi)能

（填“增大”、“減小”或“不變”）參考答案：7.某同學(xué)用測力計研究在豎直方向運行的電梯運動狀態(tài)。他在地面上用測力計測量砝碼的重力，示數(shù)為G。他在電梯中用測力計仍測量同一砝碼的重力，發(fā)現(xiàn)測力計的示數(shù)小于G，由此判斷此時電梯的運動狀態(tài)可能是_______________________________。參考答案：加速向下運動或減速向上運動。測力計的示數(shù)減小，砝碼所受的合力方向向下，根據(jù)牛頓第二定律得知，加速度向下，砝碼處于失重狀態(tài)，而速度方向可能向上，也可能向下，所以電梯可能的運動狀態(tài)是減速上升或加速下降．故答案為：減速上升或加速下降．8.某同學(xué)為了探究“恒力做功與物體動能變化的關(guān)系”，他設(shè)計了如下實驗：他的操作步驟是：①安裝好實驗裝置如圖。②將質(zhì)量為200g的小車?yán)酱螯c計時器附近，并按住小車。③在質(zhì)量為10g、30g、50g的三種鉤碼中，他挑選了一個質(zhì)

量為50g的鉤碼掛在拉線P上。④先接通打點計時器的電源，后釋放小車，打出一條紙帶。在多次重復(fù)實驗得到的紙帶中取出自認為滿意的一條，經(jīng)測量、計算，得到如下數(shù)據(jù)：（g=9.8m/s2）①第一個點到第N個點的距離為40.00cm.②打下第N點時小車的速度大小為1.20m/s。該同學(xué)將鉤碼的重力當(dāng)作小車所受的拉力，算出從打下第一點到打下第N點拉力對小車做的功為

J，小車動能的增量為

-----

J。（計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

此次實驗探究結(jié)果的誤差很大，顯然，在實驗探究過程中忽視了某些產(chǎn)生誤差的因素。請你根據(jù)該同學(xué)的實驗裝置和操作過程幫助他分析一下，造成較大誤差的主要原因是：①

②

。參考答案：

①小車質(zhì)量沒有遠大于鉤碼的質(zhì)量；②沒有平衡摩擦力；9.在平直的公路上，自行車與同方向行駛的汽車同時經(jīng)過A點。自行車做勻速運動，速度為6m/s．汽車做初速度為10m/s(此即為汽車過A點的速度)、加速度大小為0.5m/s2的勻減速運動．則自行車追上汽車所需時間為

s，自行車追上汽車時，汽車的速度大小為

m/s，自行車追上汽車前，它們的最大距離是

m。參考答案：16；2；1610.如圖所示是采用動力學(xué)方法測量空間站質(zhì)量的原理圖，已知飛船質(zhì)量為3.0×103kg。在飛船與空間站對接后，推進器對它們的平均推力大小為900N，推進器工作了5s，測出飛船和空間站速度變化了0.05m/s，則飛船和空間站的加速度大小為__________m/s2；空間站的質(zhì)量為__________kg。參考答案：

答案：0.01m/s2

，8.7×104kg11.（15分）已知萬有引力常量為G，地球半徑為R，同步衛(wèi)星距地面的高度為h，地球的自轉(zhuǎn)周期T，地球表面的重力加速度g.某同學(xué)根據(jù)以上條件，提出一種估算地球赤道表面的物體隨地球自轉(zhuǎn)的線速度大小的方法：地球赤道表面的物體隨地球作圓周運動，由牛頓運動定律有又因為地球上的物體的重力約等于萬有引力,有

由以上兩式得:

⑴請判斷上面的結(jié)果是否正確，并說明理由。如不正確，請給出正確的解法和結(jié)果。

⑵由以上已知條件還可以估算出哪些物理量?(請估算兩個物理量,并寫出估算過程).參考答案：解析：（1）以上結(jié)果是不正確的。因為地球赤道表面的物體隨地球作圓周運動的向心力并不是物體所受的萬有引力，而是萬有引力與地面對物體支持力的合力?！?3分)

正確解答如下：地球赤道表面的物體隨地球自轉(zhuǎn)的周期為T，軌道半徑為R，所以線速度大小為：……………(4分)

(2)①可估算地球的質(zhì)量M，設(shè)同步衛(wèi)星的質(zhì)量為m，軌道半徑為，周期等于地球自轉(zhuǎn)的周期為T，由牛頓第二定律有：……………(3分)

所以……………(1分)

②可估算同步衛(wèi)星運轉(zhuǎn)時線速度的大小，由①知地球同步衛(wèi)星的周期為T，軌道半徑為，所以……………(4分)【或：萬有引力提供向心力……………(1分)

對地面上的物體有：……………(1分)，

所以得：……(2分)】12.2011年11月3日，中國自行研制的神舟八號飛船與天宮一號目標(biāo)飛行器在距地球343km的軌道實現(xiàn)自動對接。神舟八號飛船離地面346.9km處圓軌道速度

（選填“大于”或“小于”）離地面200km處圓軌道速度；假設(shè)神舟八號在近圓軌道做勻速圓周運動時，離地高度為H，地球表面重力加速度為g，地球半徑為R，則神舟八號的運行速度為

。參考答案：小于，13.雨滴落到地面的速度通常僅為幾米每秒，這與雨滴下落過程中受到空氣阻力有關(guān)。雨滴間無相互作用且雨滴質(zhì)量不變，重力加速度為g。（1）質(zhì)量為m的雨滴由靜止開始，下落高度h時速度為u，求這一過程中克服空氣阻力所做的功W。____（2）將雨滴看作半徑為r的球體，設(shè)其豎直落向地面的過程中所受空氣阻力f=kr2v2，其中v是雨滴的速度，k是比例系數(shù)。a．設(shè)雨滴的密度為ρ，推導(dǎo)雨滴下落趨近的最大速度vm與半徑r的關(guān)系式；____b．示意圖中畫出了半徑為r1、r2（r1>r2）的雨滴在空氣中無初速下落的v–t圖線，其中_________對應(yīng)半徑為r1的雨滴（選填①、②）；若不計空氣阻力，請在圖中畫出雨滴無初速下落的v–t圖線。（

）（3）由于大量氣體分子在各方向運動的幾率相等，其對靜止雨滴的作用力為零。將雨滴簡化為垂直于運動方向面積為S的圓盤，證明：圓盤以速度v下落時受到的空氣阻力f∝v2（提示：設(shè)單位體積內(nèi)空氣分子數(shù)為n，空氣分子質(zhì)量為m0）。________參考答案：

(1).

(2).

(3).①

(4).

(5).詳見解析【分析】(1)對雨滴由動能定理解得：雨滴下落h的過程中克服阻做的功；(2)雨滴的加速度為0時速度最大解答；(3)由動量定理證明【詳解】(1)對雨滴由動能定理得：解得：；(2)a.半徑為r的雨滴體積為：，其質(zhì)量為當(dāng)雨滴的重力與阻力相等時速度最大，設(shè)最大速度為，則有：其中聯(lián)立以上各式解得：由可知，雨滴半徑越大，最大速度越大，所以①對應(yīng)半徑為的雨滴，不計空氣阻力，雨滴做自由落體運動，圖線如圖：；(3)設(shè)在極短時間內(nèi)，空氣分子與雨滴碰撞，設(shè)空氣分子的速率為U，在內(nèi)，空氣分子個數(shù)為：，其質(zhì)量為設(shè)向下為正方向，對圓盤下方空氣分子由動量定理有：對圓盤上方空氣分子由動量定理有：圓盤受到的空氣阻力為：聯(lián)立解得：。三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖所示，質(zhì)量為m帶電量為+q的小球靜止于光滑絕緣水平面上，在恒力F作用下，由靜止開始從A點出發(fā)到B點，然后撤去F，小球沖上放置在豎直平面內(nèi)半徑為R的光滑絕緣圓形軌道，圓形軌道的最低點B與水平面相切，小球恰能沿圓形軌道運動到軌道末端D，并從D點拋出落回到原出發(fā)點A處．整個裝置處于電場強度為E=的水平向左的勻強電場中，小球落地后不反彈，運動過程中沒有空氣阻力．求：AB之間的距離和力F的大?。畢⒖即鸢福篈B之間的距離為R，力F的大小為mg．考點： 帶電粒子在勻強電場中的運動；牛頓第二定律；平拋運動；動能定理的應(yīng)用．專題： 帶電粒子在電場中的運動專題．分析： 小球在D點，重力與電場力的合力提供向心力，由牛頓第二定律即可求出D點的速度，小球離開D時，速度的方向與重力、電場力的合力的方向垂直，小球做類平拋運動，將運動分解即可；對小球從A運動到等效最高點D過程，由動能定理可求得小球受到的拉力．解答： 解：電場力F電=Eq=mg

電場力與重力的合力F合=mg，方向與水平方向成45°向左下方，小球恰能到D點，有：F合=解得：VD=從D點拋出后，只受重力與電場力，所以合為恒力，小球初速度與合力垂直，小球做類平拋運動，以D為原點沿DO方向和與DO垂直的方向建立坐標(biāo)系（如圖所示）．小球沿X軸方向做勻速運動，x=VDt

沿Y軸方向做勻加速運動，y=at2a==所形成的軌跡方程為y=直線BA的方程為：y=﹣x+（+1）R解得軌跡與BA交點坐標(biāo)為（R，R）AB之間的距離LAB=R從A點D點電場力做功：W1=（1﹣）R?Eq

重力做功W2=﹣（1+）R?mg；F所做的功W3=F?R有W1+W2+W3=mVD2，有F=mg答：AB之間的距離為R，力F的大小為mg．點評： 本題是動能定理和向心力知識的綜合應(yīng)用，分析向心力的來源是解題的關(guān)鍵．15.（7分）一定質(zhì)量的理想氣體，在保持溫度不變的的情況下，如果增大氣體體積，氣體壓強將如何變化？請你從分子動理論的觀點加以解釋．如果在此過程中氣體對外界做了900J的功，則此過程中氣體是放出熱量還是吸收熱量？放出或吸收多少熱量？（簡要說明理由）參考答案：氣體壓強減小（1分）一定質(zhì)量的氣體，溫度不變時，分子的平均動能一定，氣體體積增大，分子的密集程度減小，所以氣體壓強減?。?分）一定質(zhì)量的理想氣體，溫度不變時，內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，當(dāng)氣體對外做功時，氣體一定吸收熱量，吸收的熱量等于氣體對外做的功量即900J．（3分）四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（8分）某一顆地球同步通訊衛(wèi)星定點在O。經(jīng)線的正上方。試求赤道上，衛(wèi)星通訊信號能覆蓋的經(jīng)度范圍。已知地球半徑為R，地球表的重力加速度為，地球的自轉(zhuǎn)周期為T。參考答案：

解析：

設(shè)衛(wèi)星的運動半徑為，則

2分

2分

2分

θ=arcsinR/r=arcsin

1分

衛(wèi)星信號覆蓋范圍為東經(jīng)arcsin到西經(jīng)arcsin

1分17.如圖所示，虛線MO與水平線PQ相交于O，二者夾角θ=30°，在MO左側(cè)存在電場強度為E、方向豎直向下的勻強電場，MO右側(cè)某個區(qū)域存在磁感應(yīng)強度為B、垂直紙面向里的勻強磁場，O點處在磁場的邊界上，現(xiàn)有一群質(zhì)量為m、電量為+q的帶電粒子在紙面內(nèi)以速度v（0≤v≤）垂直于MO從O點射入磁場，所有粒子通過直線MO時，速度方向均平行于PQ向左，不計粒子的重力和粒子間的相互作用力，求：

（1）速度最大的粒子自O(shè)開始射入磁場至返回水平線PO