湖北省荊州市鄭公中學(xué)高三物理上學(xué)期期末試卷含解析

湖北省荊州市鄭公中學(xué)高三物理上學(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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.（多選）在xOy平面上以O(shè)為圓心、半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)，存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于xOy平面．一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子，從原點(diǎn)O以初速度v沿y軸正方向開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間t后經(jīng)過x軸上的P點(diǎn)，此時(shí)速度與x軸正方向成θ角，如圖所示．不計(jì)重力的影響，則下列關(guān)系一定成立的是（）A．若r＜，則0°＜θ＜90°B．若r≥，則t≥C．若t=，則r=D．若r=，則t=參考答案：考點(diǎn)：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)．專題：帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)專題．分析：根據(jù)帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的過程中，洛倫茲力提供向心力，即可求出粒子運(yùn)動(dòng)的半徑與周期；結(jié)合幾何關(guān)系即可求得其他．解答：解：粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，洛倫茲力提供向心力，得：所以粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的半徑：粒子運(yùn)動(dòng)的周期：A、若r＜2R=，則粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖1，粒子從第一象限射出磁場，射出磁場后做直線運(yùn)動(dòng)，所以0°＜θ＜90°．故A正確；B、C、D、若r≥2R=，則粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖2，粒子一定是垂直與x軸經(jīng)過x軸，所以粒子在第一象限中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是半個(gè)周期，所以t==．故BC錯(cuò)誤，D正確．故選：AD點(diǎn)評(píng)：帶電粒子在磁場中由洛倫茲力提供做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，同時(shí)結(jié)合數(shù)學(xué)幾何關(guān)系來構(gòu)建長度關(guān)系．注意運(yùn)動(dòng)圓弧的半徑與磁場半徑的區(qū)別．2.游樂園中，游客乘坐能加速或減速運(yùn)動(dòng)的升降機(jī)，可以體會(huì)超重與失重的感覺。下列描述正確的是Ａ.當(dāng)升降機(jī)加速上升時(shí)，游客是處在失重狀態(tài)Ｂ.當(dāng)升降機(jī)減速下降時(shí)，游客是處在超重狀態(tài)Ｃ.當(dāng)升降機(jī)減速上升時(shí)，游客是處在失重狀態(tài)Ｄ.當(dāng)升降機(jī)加速下降時(shí)，游客是處在超重狀態(tài)參考答案：答案：BC解析：當(dāng)升降機(jī)加速上升時(shí)，乘客有向上的加速度，是由重力與升降機(jī)對(duì)乘客支持力的合力產(chǎn)生的。此時(shí)升降機(jī)對(duì)乘客的支持力大于乘客的重力，所以處于超重狀態(tài)。A錯(cuò)誤。當(dāng)升降機(jī)減速下降時(shí)，具有向上的加速度，同理此時(shí)乘客也處于超重狀態(tài)。B正確。當(dāng)升降機(jī)減速上升時(shí)，具有向下的加速度，是由重力與升降機(jī)對(duì)乘客支持力的合力產(chǎn)生的，所以升降機(jī)對(duì)乘客的支持力小于乘客的重力。此時(shí)失重。C正確。當(dāng)升降機(jī)加速下降時(shí)，也具有向下的加速度，同理可得此時(shí)處于失重狀態(tài)。3.（單選）沿x軸正向傳播的一列簡諧橫波在時(shí)刻的波形如圖所示，P為介質(zhì)中的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，其平衡位置位于x=1.5m處，該波的傳播速度為2.5m/s，則t=0.8s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)PA．位置在x=3.5m處

B．位移沿+y方向C．速度沿+y方向

D．加速度沿+y方向參考答案：D4.（多選）以下說法正確的是：A．當(dāng)分子間距離增大時(shí)，分子勢能可能增大B．已知某物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為M，密度為ρ，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則該種物質(zhì)的分子體積為V0＝C．自然界一切過程能量都是守恒的，符合能量守恒定律的宏觀過程都能自然發(fā)生D．布朗運(yùn)動(dòng)并不是分子的運(yùn)動(dòng)，但間接證明了分子在永不停息的做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)E．一定質(zhì)量的理想氣體，壓強(qiáng)不變，體積增大，分子平均動(dòng)能增加參考答案：ADE

5.如圖所示，在“用DIS研究通電螺線管的磁感應(yīng)強(qiáng)度”的實(shí)驗(yàn)中，M，N是通電螺線管軸線上的兩點(diǎn)，且這兩點(diǎn)到螺線管中心的距離相等．用磁傳感器測量軸線上M、N之間各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小，并將磁傳感器頂端與M點(diǎn)的距離記作x．（1）如果實(shí)驗(yàn)操作正確，得到的B-x圖象應(yīng)為圖中的［

］．（2）請(qǐng)寫出通電螺線管中軸線上各點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨x變化的大致特點(diǎn)：____________________________________________________________________________．（3）如果實(shí)驗(yàn)中原閉合的螺線管突然斷路，此刻螺線管內(nèi)部的磁感應(yīng)強(qiáng)度A．一定為零

B．可能為零C．保持不變

D．先變大，后變小參考答案：（1）B

（2分）（2）軸線上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨x先增大后減小，（1分）

通電螺線管中軸線上中心兩側(cè)對(duì)稱點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小基本相等，（1分）

通電螺線管中軸線上中間有一段各點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小基本不變。（1分）

（3）A

二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.某同學(xué)利用驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證動(dòng)能定理。在一端帶滑輪的長木板上固定放置兩個(gè)光電門，其中光電門乙固定在靠近滑輪處，光電門甲的位置可移動(dòng)。與兩個(gè)光電門都相連的計(jì)時(shí)器可以顯示出遮光片從光電門甲至乙所用的時(shí)間。改變光電門甲的位置進(jìn)行多次測量，每次都使小車上的遮光片從緊靠光電門甲處由靜止開始運(yùn)動(dòng)，用米尺測量甲、乙之間的距離s，并記下相應(yīng)的時(shí)間t。測得小車的質(zhì)量為M，鉤碼的質(zhì)量為m，并滿足M遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于m。則：外力對(duì)小車做功為W=

，小車動(dòng)能的增量為△EK=

。（用題中的字母表示）為減小實(shí)驗(yàn)誤差，你認(rèn)為實(shí)驗(yàn)操作之前必須進(jìn)行的操作是：

。參考答案：7.一段導(dǎo)體電阻是5Ω，1.5分鐘內(nèi)所通過的電量是45C．則導(dǎo)體兩端的電壓為

V。

參考答案：8.質(zhì)量為2kg的物體，在水平推力的作用下沿水平面做直線運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后撤去F，其運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖所示。g取10m/s2，則物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)

；水平推力

。參考答案：0.2；6

9.如右圖所示是利用沙擺演示簡諧運(yùn)動(dòng)圖象的裝置。當(dāng)

盛沙的漏斗下面的薄木板被水平勻速拉出時(shí)，做簡諧運(yùn)動(dòng)的漏斗漏出的沙在板上形成的曲線顯示出沙擺的振動(dòng)位移隨時(shí)間的變化關(guān)系，已知木板被水平拉動(dòng)的速度為，右圖所示的一段木板的長度為，重力加速度為，漏沙時(shí)不計(jì)沙擺的重心變化。則這次實(shí)驗(yàn)沙擺的振動(dòng)周期

▲

，擺長

▲

。參考答案：

10.在光滑水平面上，有一個(gè)粗細(xì)均勻的單匝正方形閉合線框abcd，在水平外力的作用下，從靜止開始沿垂直磁場邊界方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，穿過勻強(qiáng)磁場，平行磁場區(qū)域的寬度大于線框邊長，如圖甲所示．測得線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流i的大小和運(yùn)動(dòng)時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示．已知圖象中四段時(shí)間分別為△t1、△t2、△t3、△t4．在△t1、△t3兩段時(shí)間內(nèi)水平外力的大小之比1：1；若已知△t2：△t3：△t4=2：2：1，則線框邊長與磁場寬度比值為7：18．參考答案：考點(diǎn)：導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢；電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化．專題：電磁感應(yīng)——功能問題．分析：線框未進(jìn)入磁場時(shí)沒有感應(yīng)電流，水平方向只受外力作用．可得△t1、△t3兩段時(shí)間內(nèi)水平外力的大小相等．設(shè)線框加速度a，bc邊進(jìn)入磁場時(shí)速度v，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)位移公式得到三段位移與時(shí)間的關(guān)系式，即可求出則線框邊長與磁場寬度比值．解答：解：因?yàn)椤鱰1、△t3兩段時(shí)間無感應(yīng)電流，即無安培力，則線框做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合外力為水平外力．所以△t1、△t3兩段時(shí)間內(nèi)水平外力的大小相等．即水平外力的大小之比為1：1．設(shè)線框加速度a，bc邊進(jìn)入磁場時(shí)速度v，△t2=△t3=2△t4=2△t，線框邊長l，磁場寬L根據(jù)三段時(shí)間內(nèi)線框位移，得：

v?2△t+a（2△t）2=l

v?4△t+a（4△t）2=L

v?5△t+a（5△t）2=l+L解得：=故答案為：1：1，7：18．點(diǎn)評(píng)：此題是電磁感應(yīng)與電路、力學(xué)知識(shí)的綜合，根據(jù)圖象上獲取的信息，結(jié)合E=Blv分析線框的運(yùn)動(dòng)情況是解題的關(guān)鍵．11.對(duì)于繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的物體，描述轉(zhuǎn)動(dòng)快慢的物理量有角速度ω等物理量．類似加速度，角加速度β描述角速度的變化快慢，則角加速度β的定義式是，單位是rad/s2．參考答案：考點(diǎn)：向心加速度．專題：勻速圓周運(yùn)動(dòng)專題．分析：利用加速度、速度和位移公式，類似于角加速度、角度公式．角加速度為角速度變化量與所用時(shí)間的比值，由公式知在國際單位制中β的單位為rad/s2，解答：解：角加速度為角速度變化量與所用時(shí)間的比值，由公式知在國際單位制中β的單位為rad/s2，故答案為：，rad/s2點(diǎn)評(píng)：本題比較新穎，利用類似法可以寫出角加速度、角速度和角度公式．12.一列簡諧橫波，沿x軸正向傳播，t=0時(shí)波形如圖甲所示，位于x=0.5m處的A點(diǎn)振動(dòng)圖象如圖乙所示．則該波的傳播速度是10m/s；則t=0.3s，A點(diǎn)離開平衡位置的位移是﹣8cm．參考答案：①由圖甲知波長為λ=2m，由圖乙可知波的周期是T=0.2s；則波速為v==10m/s．由乙圖知：t=0.3s時(shí)，A點(diǎn)到達(dá)波谷，其位移為﹣8cm13.如圖所示，在A點(diǎn)固定一點(diǎn)電荷，電荷量為+Q，已知點(diǎn)電荷Q周圍各點(diǎn)的電勢φ=（r是各點(diǎn)離Q的距離）。在A點(diǎn)正上方離A高度為h的B點(diǎn)由靜止釋放某帶電的液珠（可以看作點(diǎn)電荷），液珠開始運(yùn)動(dòng)瞬間的加速度大小為（g為重力加速度）。靜電常量為k，若液珠只能沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻力，則液珠的電量與質(zhì)量的比值為___________；若液珠向下運(yùn)動(dòng)，到離A上方h/2處速度恰好為零，則液珠的最大速度為___________。參考答案：，三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（4分）已知?dú)馀輧?nèi)氣體的密度為1.29kg/，平均摩爾質(zhì)量為0.29kg/mol。阿伏加德羅常數(shù)，取氣體分子的平均直徑為，若氣泡內(nèi)的氣體能完全變?yōu)橐后w，請(qǐng)估算液體體積與原來氣體體積的比值。（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）。參考答案：設(shè)氣體體積為，液體體積為氣體分子數(shù),(或)則

（或）解得

(都算對(duì))解析：微觀量的運(yùn)算，注意從單位制檢查運(yùn)算結(jié)論，最終結(jié)果只要保證數(shù)量級(jí)正確即可。設(shè)氣體體積為，液體體積為氣體分子數(shù),(或)則

（或）解得

(都算對(duì))15.（選修3—5）（5分）如圖所示，球1和球2從光滑水平面上的A點(diǎn)一起向右運(yùn)動(dòng)，球2運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間與墻壁發(fā)生了彈性碰撞，結(jié)果兩球在B點(diǎn)發(fā)生碰撞，碰后兩球都處于靜止?fàn)顟B(tài)。B點(diǎn)在AO的中點(diǎn)。（兩球都可以看作質(zhì)點(diǎn)）

求：兩球的質(zhì)量關(guān)系

參考答案：解析：設(shè)兩球的速度大小分別為v1，v2，則有

m1v1=m2v2

v2=3v1

解得：m1=3m2四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，直角坐標(biāo)系xoy位于豎直平面內(nèi)，在m≤x≤0的區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=4.0×10T、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，其左邊界與x軸交于P點(diǎn)；在x＞0的某區(qū)域內(nèi)有電場強(qiáng)度大小E=3.2×104N/C、方向沿y軸正方向的有界勻強(qiáng)電場，其寬度d=2m。一質(zhì)量m=4.0×10kg、電荷量q=2.0×10C的帶電粒子從P點(diǎn)以速度v=4.0×106m/s，沿與x軸正方向成α=60°角射入磁場，經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)最終通過x軸上的Q點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），不計(jì)粒子重力。求：（1）帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的半徑和時(shí)間；（2）當(dāng)電場左邊界與y軸重合時(shí)Q點(diǎn)的橫坐標(biāo)；（3）若只改變上述電場強(qiáng)度的大小，要求帶電粒子仍能通過Q點(diǎn)，試討論電場強(qiáng)度的大小E′與電場左邊界的橫坐標(biāo)x′的函數(shù)關(guān)系。參考答案：（1）2m

；（2）6m（3）①當(dāng)0＜x′＜4m時(shí)，②當(dāng)4m≤≤6m時(shí)，【知識(shí)點(diǎn)】帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)【試題解析】（1）帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律有

代入數(shù)據(jù)解得：

r=2m

如圖1所示軌跡交y軸于C點(diǎn)，過P點(diǎn)作v的垂線交y軸于O1點(diǎn)，由幾何關(guān)系得O1為粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心，且圓心角為60°。在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間

代入數(shù)據(jù)解得：

（2）帶電粒子離開磁場垂直進(jìn)入電場后做類平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)帶電粒子離開電場時(shí)的速度偏向角為θ，如圖1則：

設(shè)Q點(diǎn)的橫坐標(biāo)為x則：

由上兩式解得：x=6m。（3）電場左邊界的橫坐標(biāo)為x′。①當(dāng)0＜x′＜4m時(shí)，如圖2，設(shè)粒子離開電場時(shí)的速度偏向角為θ′，則：

又：

由上兩式解得：

②當(dāng)4m≤≤6m時(shí)，如圖3，有

將y=1m及各數(shù)據(jù)代入上式解得：

17.一質(zhì)量為M的航天器遠(yuǎn)離太陽和行星，正以速度v0在太空中飛行，某一時(shí)刻航天器接到加速的指令后，發(fā)動(dòng)機(jī)瞬間向后噴出質(zhì)量為m的氣體，氣體向后噴出的速度大小為v1，求加速后航天器的速度大?。╲0、v1均為相對(duì)同一參考系的速度）參考答案：設(shè)加速后航天器的速度大小為v，由動(dòng)量守恒定律有 解得

四、計(jì)算題:本題共3小題,共計(jì)47分.解答時(shí)請(qǐng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟.只寫出最后答案的不能得分.有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位.18.某物理興趣小組的同學(xué)在研究彈簧彈力的時(shí)候，測得彈力的大小F和彈簧長度L的關(guān)