湖南省衡陽市有色冶金機械總廠子弟中學高三物理期末試題含解析

湖南省衡陽市有色冶金機械總廠子弟中學高三物理期末試題含解析一、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.在高臺跳水比賽中，質量為的跳水運動員進入水中后受到水的阻力而做減速運動，設水對他的阻力大小恒為，那么在他減速下降的過程中，下列說法正確的是（為當?shù)氐闹亓铀俣龋〢、他的重力勢能減少了

B、他的動能減少了C、他的機械能減少了

D、他的機械能減少了參考答案：AC2.如圖所示，理想變壓器原線圈兩端A、B接在電動勢E＝8V、內(nèi)阻r＝2Ω的交流電源上，理想變壓器的副線圈兩端與滑動變阻器R相連，滑動變阻器阻值可在0～10Ω范圍內(nèi)變化，變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1∶2，下列說法正確的是A.副線圈兩端輸出電壓U2=16VB.副線圈中的電流I2＝2AC.當電源輸出功率最大時，滑動變阻器接入電路中的阻值R＝8ΩD.當電源輸出功率最大時，滑動變阻器接入電路中的阻值R＝4Ω參考答案：C【詳解】設原副線圈中的匝數(shù)分別為n1和n2，電流分別為I1和I2，電壓分別為U1和U2，則有：U1=E-I1r，電阻R消耗的功率為：P=U2I2=U1I1，即為：P=（E-I1r）I1=-I12r-EI1，可見電流為：時，P有最大值，此時U1=4V，副線圈兩端輸出電壓U2=2U1=8V，副線圈中的電流I2＝×2A=1A，此時滑動變阻器接入電路中的阻值，故C正確、ABD錯誤。3.（單選）如圖為質譜儀的結構原理圖，磁場方向如圖，某帶電粒子穿過S′孔打在MN板上的P點．則（）A．該粒子一定帶負電B．a(chǎn)極板電勢一定比b極板高C．到達P點粒子的速度大小與ab間電磁場強弱無關D．帶電粒子的比值越大，PS′間距離越大參考答案：解：A、粒子在里的磁場中向右運動，向上偏轉，由左手定則可知粒子帶正電，故A錯誤；B、由左手定則可知，粒子在選擇器中受向上的洛倫茲力，由qE=qvB，此時粒子受力平衡，電場力的方向向下，所以電場強度的方向也向下，a極板電勢一定比b極板高．故B正確；C、由qE=qvB可知，粒子的速度：v=，到達P點粒子的速度大小與ab間電磁場強弱有關．故C錯誤；D、由洛倫茲力提供向心力得：qvB=，則：=知荷質比越大，r越小，PS′間距離越小，越靠近狹縫，故D錯誤．4.如圖3，甲、乙兩顆衛(wèi)星以相同的軌道半徑分別繞質量為M和2M的行星做勻速圓周運動，下列說法正確的是A.甲的向心加速度比乙的小B.甲的運行周期比乙的小C.甲的角速度比乙大D.甲的線速度比乙大參考答案：考點：萬有引力和勻速圓周運動答案：A解析：由萬有引力提供向心力得：變形得：只有周期T和M成減函數(shù)關系，其他三個av和M成增函數(shù)關系故選A5.登上火星是人類的夢想，“嫦娥之父”歐陽自遠透露：中國計劃于2020年登陸火星。地球和火星公轉視為勻速圓周運動，忽略行星自轉影響。根據(jù)下表，火星和地球相比行星半徑/m質量/kg軌道半徑/m地球6.4×1066.0×10241.5×1011火星3.4×1066.4×10232.3×1011

參考答案：B考點：萬有引力定律的應用和分析數(shù)據(jù)、估算的能力。二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.一列簡諧橫波沿+x方向傳播，波長為λ，周期為T．在t=0時刻該波的波形圖如圖甲所示，O、a、b是波上的三個質點．則圖乙可能表示

（選填“O”、“a”或“b”）質點的振動圖象；t=時刻質點a的加速度比質點b的加速度

（選填“大”或“小”）參考答案：b，小【分析】根據(jù)振動圖象讀出t=0時刻質點的位移和速度方向，再確定圖乙可能表示哪個質點的振動圖象．根據(jù)質點的位移分析加速度的大?。窘獯稹拷猓河蓤D乙知，t=0時刻質點的位移y=0，速度沿y軸正方向．根據(jù)波形平移法知，甲圖中b點的振動方向沿y軸正方向，且位移y=0，則圖乙可能表示b質點的振動圖象．t=時刻質點a到平衡位置，b到波峰，由a=﹣知，a的加速度比質點b的加速度?。蚀鸢笧椋篵，?。?.如圖所示，一半徑為R的絕緣圓形軌道豎直放置，圓軌道最低點與一條水平軌道相連，軌道均光滑；軌道所在空間存在水平向右的勻強電場，場強為E．從水平軌道上A點由靜止釋放一質量為m的帶正電小球，已知小球受電場力的大小等于小球重力大小的3/4倍．為使小球剛好在圓軌道內(nèi)做圓周運動，小球在軌道內(nèi)的最小速率是；釋放點距圓軌道最低點B的距離是．參考答案：考點：帶電粒子在勻強電場中的運動；向心力．分析：1、帶電小球受到重力和電場力作用，重力和電場力都是恒力，故重力和電場力的合力也是恒力，所以在軌道上上升的運動過程中，動能減小，因為小球剛好在圓軌道內(nèi)做圓周運動，故合力恰好提供向心力時是小球做圓周運動的臨界狀態(tài)，此時小球的速度最小，此時的“最高點”是等效最高點，不是相對于AB軌道的最高點．2、A到B的過程運用動能定理，此過程只有電場力作用Eqs=m，化簡可得A到B的距離s．解答：解：帶電小球運動到圖中最高點時，重力、電場力的合力提供向心力時，速度最小，因為Eq=根據(jù)勾股定理合力為：=因為小球剛好在圓軌道內(nèi)做圓周運動，故最高點合力提供向心力，即解得：（3）從B點到最高點，由動能定理得：﹣mgR（1+cosθ）﹣EqRsinθ=

從A到B，由動能定理得：Eqs=

代入數(shù)據(jù)解得：s=R

故答案為：，點評：題要注意速度最小的位置的最高點不是相對于地面的最高點，而是合力指向圓心，恰好提供向心力的位置，這是解題的關鍵．8.為了測量兩張紙之間的動摩擦因數(shù)，某同學設計了一個實驗：如圖甲所示，在木塊A和木板B上貼上待測的紙，將木板B固定在水平桌面上，沙桶通過細線與木塊A相連。(1)調節(jié)沙桶中沙的多少，使木塊A勻速向左運動。測出沙桶和沙的總質量為m以及貼紙木塊A的質量M，則兩紙間的動摩擦因數(shù)μ=

；(2)在實際操作中，發(fā)現(xiàn)要保證木塊A做勻速運動比較困難，有同學對該實驗進行了改進：實驗裝置如圖乙所示，木塊A的右端接在力傳感器上(傳感器與計算機相連接，從計算機上可讀出對木塊的拉力)，使木板B向左運動時，質量為M的木塊A能夠保持靜止。若木板B向左勻速拉動時，傳感器的讀數(shù)為F1，則兩紙間的動摩擦因數(shù)μ=

；當木板B向左加速運動時，傳感器的讀數(shù)為F2，則有F2

F1(填“>”、“=”或“<”)；參考答案：m/M

F1/Mg

=（1）木塊A勻速向左運動，由牛頓第二定律得，解得。（2）質量為M的木塊A能夠保持靜止，說明木塊受到的摩擦力和傳感器對物塊的拉力是一對平衡力。不管木板B向左如何拉動，傳感器的拉力都跟AB之間的摩擦力大小相等，方向相反，即=F2。9.下圖是一輛連有紙帶的小車做勻變速直線運動時，打點計時器所打的紙帶的一分．打點頻率為50Hz，圖中A、B：C、D、E、F…是按時間順序先后確定的計數(shù)點（每兩個計數(shù)點間有四個實驗點未畫出）．用刻度尺量出AB、DE之間的距離分別是2．40cm和0．84cm．

（1）那么小車的加速度大小是

m/s2，方向與小車運動的方向相

。

（2）若當時電網(wǎng)中交變電流的頻率變?yōu)?0Hz，但該同學并不知道，那么做實驗的這個同學測得的物體加速度的測量值與實際值相比____（選填：“偏大”、“偏小”或“不變”）．參考答案：（1）0.52反（2）偏?。海?）每兩個計數(shù)點間有四個實驗點未畫出，所以相鄰的計數(shù)點之間的時間間隔為0.1s

根據(jù)運動學公式得：△x=at2，

a==0.52m/s2，

由于從A到F相鄰的計數(shù)點位移逐漸減小，所以紙帶做減速運動，加速度方向與小車運動的方向相反．

如果在某次實驗中，交流電的頻率變?yōu)?0Hz，那么實際打點周期變小，

根據(jù)運動學公式△x=at2得：真實的加速度值就會偏大，

所以測量的加速度值與真實的加速度值相比是偏小。10.（4分）居民小區(qū)里的樓道燈，采用門電路控制，電路如圖所示。白天的時候，即使拍手發(fā)出聲音，樓道燈也不亮；但是到了晚上，拍手發(fā)出聲音后，燈就亮了，并采用延時電路，使之亮一段時間后就熄滅。電路中用聲控開關，即聽到聲音后，開關閉合，則應該使用__________門電路控制電燈，其中R2是光敏電阻，受光照后電阻減小，R1為定值電阻，S是聲控開關，黑夜時R1和R2的大小關系是R1______R2（選填“<<”、“=”或“>>”）。參考答案：

答案：與，<<11.在如圖所示的光電效應現(xiàn)象中，光電管陰極K的極限頻率為v0，則陰極材料的逸出功等于__________；現(xiàn)用頻率大于v0的光照射在陰極上，當在A、K之間加一數(shù)值為U的反向電壓時，光電流恰好為零，則光電子的最大初動能為_________；若入射光頻率為v(v>v0)，則光電子的最大初動能為_________.參考答案：hv0，（2分）

eU，（2分）

（2分）12.氘核和氚核結合成氦核的核反應方程如下：①這個核反應稱為_______________.②要發(fā)生這樣的核反應，需要將反應物質的溫度加熱到幾百萬開爾文.式中17.6MeV是核反應中_____________（選填“放出”或“吸收”）的能量，核反應后生成物的總質量比核反應前物質的總質量____________（選填“增加”或“減少”）了__________kg.參考答案：13.靜電除塵器示意如右圖所示，其由金屬管A和懸在管中的金屬絲B組成。A和B分別接到高壓電源正極和負極，A、B之間有很強的電場，B附近的氣體分子被電離成為電子和正離子，粉塵吸附電子后被吸附到_______（填A或B）上，最后在重力作用下落入下面的漏斗中，排出的煙就成為清潔的了。已知每千克煤粉會吸附nmol電子，每晝夜能除mkg煤粉，設電子電量為e，阿伏加德羅常數(shù)為NA，一晝夜時間為t，則高壓電源的電流強度為_______。參考答案：A

2emnNA/t

三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（8分）小明測得家中高壓鍋出氣孔的直徑為4mm，壓在出氣孔上的安全閥的質量為80g。通過計算并對照圖像（如圖)說明利用這種高壓鍋燒水時，最高溫度大約是多少？假若要把這種高壓鍋向西藏地區(qū)銷售，你認為需要做哪方面的改進，如何改進？參考答案：大約為115℃解析：

P＝Po＋Pm＝1．01×105Pa＋＝1．63×105Pa由圖像可得鍋內(nèi)最高溫度大約為115℃．若要把這種鍋向西藏地區(qū)銷售，由于西藏大氣壓較小，要使鍋內(nèi)最高溫度仍為115℃，鍋內(nèi)外壓強差變大，應適當提高鍋的承壓能力，并適當增加安全閥的質量。15.（4分）現(xiàn)用“與”門、“或”門和“非”門構成如圖所示電路，請將右側的相關真值表補充完整。(填入答卷紙上的表格)參考答案：

答案：

ABY001010100111

四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖，三棱鏡的頂角為60°，在三棱鏡兩側對稱位置上放置焦距均為

的兩個完全相同的凸透鏡L1和

L2．若在L1的前焦面上距主光軸下方處放一單色點光源，已知其像與對該光學系統(tǒng)是左右對稱的．試求該三棱鏡的折射率．參考答案：解：由于光學系統(tǒng)是左右對稱的，物、像又是左右對稱的，光路一定是左右對稱的。該光線在棱鏡中的部分與光軸平行。由射向光心的光線的光路圖如圖。由對稱性可知①②由幾何關系得

③由圖可見④又從的邊角關系得

⑤代入數(shù)值得

⑥由②、③、④與⑥式得，根據(jù)折射定律，求得

⑦17.一名跳傘運動從懸停在高空的直升飛機中跳下，跳離飛機一段時間后打開降落傘做減速下落，研究人員利用運動員隨身攜帶的依器記錄下了他的運動情況和受力情況：該運動員打開傘的瞬間，高度為1000m，速度v0=20m/s，此后的過程中所受阻力f與速度v2成正比，即f=kv2，數(shù)據(jù)還顯示，下降到某一高度時，速度穩(wěn)定為10m/s2直到落地（一直堅直下落），人與設備的總質量為M=100kg，g取10m/s2。（1）求打開降落傘前人下落的距離h；（2）請描述運動員從打開降落傘到落地的過程中運動情況，定性作出這段時間內(nèi)的v-t圖象；（以打開傘時為計時起點）（3）阻力系數(shù)k多大？（4）打開傘瞬間的加速度a多大？參考答案：18.如圖，在同時存在勻強電場和勻強磁場的空間中取正交坐標系O-xyz(x軸正方向水平向右，y軸正方向豎直向上)。勻強磁場方向與xOy平面平行，且與x軸正方向的夾角為45°，一質量為m、電荷量為+q的帶電粒子(可看作質點)平行于z軸以速度v0通過y軸上的點P(0，h，0)，重力加速度為g。(1)若帶電粒子沿z軸正方向做勻速直線運動，求滿足條件的電場強度的最小值Emin及對應的磁感應強度B；(2)在滿足(1)的條件下，當帶電粒子通過y軸上的點P時，撤去勻強磁場，求帶電質點落在xOz平面內(nèi)的位置；(3)若帶電粒子沿z軸負方向通過y軸上的點P時，改變電場強度大小和方向，同時改變磁感應強度的大小，要使帶電質點做勻速圓周運動且能夠經(jīng)過x軸，求電場強度E和磁感應強度B的大小。參考答案：（1）Emin＝

（2）N（h，0，2v0

）（3）【詳解】解：(1)如圖所示，帶電質點受到重力（大小及方向均已知）、洛倫茲力（方向已知）、電場力（大小及方向均未知）的作用做勻速直線運動；根據(jù)