山西省運(yùn)城市神柏鄉(xiāng)中學(xué)高三物理上學(xué)期期末試卷含解析

山西省運(yùn)城市神柏鄉(xiāng)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.（單選）如圖所示，有5000個(gè)質(zhì)量均為m的小球，將它們用長(zhǎng)度相等的輕繩依次連接，再將其左端用細(xì)繩固定在天花板上，右端施加一水平力使全部小球靜止。若連接天花板的細(xì)繩與水平方向的夾角為45°。則第2011個(gè)小球與2012個(gè)小球之間的輕繩與水平方向的夾角α的正切值等于A． B． C．

D．參考答案：A解析：以5000個(gè)小球組成的整體為研究對(duì)象，分析受力情況，如圖1所示，根據(jù)平衡條件得F=5000mg再以2012個(gè)到5000個(gè)小球組成的整體為研究對(duì)象，分析受力情況，如圖2所示，則有tanα=，故選A2.甲、乙兩車從同一地點(diǎn)沿相同方向由靜止開始做直線運(yùn)動(dòng)，它們運(yùn)動(dòng)的加速度隨時(shí)間變化圖象如圖所示。關(guān)于兩車的運(yùn)動(dòng)情況，下列說法正確的是A.在0～4s內(nèi)甲做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，乙做加速度減小的加速直線運(yùn)動(dòng)B.在0～2s內(nèi)兩車間距逐漸增大，2～4s內(nèi)兩車間距逐漸減小C.在t＝2s時(shí)甲車速度為3m/s，乙車速度為4.5m/sD.在t＝4s時(shí)甲車恰好追上乙車參考答案：C解：根據(jù)圖象可知，乙的加速度逐漸減小，不是勻減速直線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；據(jù)加速度時(shí)間圖象知道圖象與時(shí)間軸所圍的面積表示速度。據(jù)圖象可知，當(dāng)t=4s時(shí)，兩圖象與t軸所圍的面積相等，即該時(shí)刻兩輛車的速度相等；在4秒前乙車的速度大于甲車的速度，所以乙車在甲車的前方，所以兩車逐漸遠(yuǎn)離，當(dāng)t=4s時(shí)，兩車速度相等即相距最遠(yuǎn)，故BD錯(cuò)誤；在t=2s時(shí)乙車速度為v乙＝×(1.5+3)×2＝4.5m/s，甲車速度為v甲=1.5×2=3m/s，故C正確。故選C。【點(diǎn)睛】本題考查了圖象與追及問題的綜合，解決本題的關(guān)鍵知道加速度時(shí)間圖線圍成的面積表示速度的變化量；知道兩車共速時(shí)相距最遠(yuǎn)．3.（單選）如圖所示，分別在M、N兩點(diǎn)固定放置兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷+Q和－Q，以MN連線的中點(diǎn)O為圓心的圓周上有A、B、C、D四點(diǎn)。下列說法中正確的是A．A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)B．C點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)與D點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相同C．A點(diǎn)電勢(shì)小于B點(diǎn)電勢(shì)D．將某正電荷從C點(diǎn)移到O點(diǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功參考答案：B4.將三個(gè)木板1、2、3固定在墻角，木板與墻壁和地面構(gòu)成了三個(gè)不同的三角形，如圖所示，其中1與2底邊相同，2和3高度相同?，F(xiàn)將一個(gè)可以視為質(zhì)點(diǎn)的物塊分別從三個(gè)木板的頂端由靜止釋放，并沿木板下滑到底端，物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ均相同。在這三個(gè)過程中，下列說法正確的是A．沿著1下滑到底端時(shí)，物塊的速度晟大B．物塊沿著3下滑到底端的過程中，產(chǎn)生的熱量是最多的C．物塊沿著1和2下滑到底端的過程中，產(chǎn)生的熱量是一樣多的D．沿著1和2下滑到底端時(shí)，物塊的速度不同；沿著2和3下滑到底端時(shí)，物塊的速度相同參考答案：ABC5.(4分)在光電效應(yīng)現(xiàn)象中，下列說法中正確的是

A．入射光的強(qiáng)度越大，光電子的最大初動(dòng)能越大B．光電子的最大初動(dòng)能隨照射光的頻率增大而增大C．對(duì)于任何一種金屬都存在一個(gè)“最大波長(zhǎng)”，入射光的波長(zhǎng)必須小于此波長(zhǎng)，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)D．對(duì)于某種金屬，只要入射光的強(qiáng)度足夠大，就會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)參考答案：

答案：BC二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.如圖所示，用兩條一樣的彈簧吊著一根銅棒，銅棒所在的虛線框范圍內(nèi)有垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，棒中通入自左向右的電流。當(dāng)棒靜止時(shí)，每個(gè)彈簧的拉力大小均為F1；若將棒中電流反向但不改變電流大小，當(dāng)棒靜止時(shí)，每個(gè)彈簧的拉力大小均為F2，且F2＞F1，則磁場(chǎng)的方向?yàn)開___________，安培力的大小為____________。參考答案：垂直紙面向里；F2-F17.圖中畫出了氫原子的4個(gè)能級(jí)，并注明了相應(yīng)的能量E。處在n=4能級(jí)的1200個(gè)氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，能夠發(fā)出若干種不同頻率的光子。若這些受激氫原子最后都回到基態(tài)，則共發(fā)出________種_________個(gè)光子。（假設(shè)處在量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷到各較低能級(jí)的原子數(shù)都是處在該激發(fā)態(tài)能級(jí)上的原子總數(shù)的）參考答案：（1）6

2200

解析：處在n=4的能級(jí)的一群氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)能發(fā)出不同光電子的數(shù)目為=6種，由題意知量子數(shù)為4的能級(jí)上的氫原子分別向量子數(shù)為3、2、1的能級(jí)上躍遷的氫原子數(shù)占總氫原子數(shù)的三分之一，產(chǎn)生總共產(chǎn)生1200個(gè)光子；

此時(shí)處于量子數(shù)為3的能級(jí)上的原子數(shù)目為：400個(gè)，處于n=3能級(jí)上的氫原子分別向量子數(shù)為2、1的能級(jí)上躍遷的氫原子數(shù)各占二分之一，產(chǎn)生400個(gè)光子；

此時(shí)處于量子數(shù)為2的能級(jí)上氫原子總共有：400+200=600個(gè)，氫原子向基態(tài)躍遷產(chǎn)生600個(gè)光子．所以此過程中發(fā)出的光子總數(shù)應(yīng)該是1200+400+600=22008.（6分）一個(gè)電子和一個(gè)正電子對(duì)撞發(fā)生湮滅而轉(zhuǎn)化為一對(duì)光子，設(shè)正、負(fù)電子對(duì)撞前的質(zhì)量均為m，動(dòng)能均為EK，光速為C，普朗克常為h，則對(duì)撞過程中的質(zhì)量虧損為________轉(zhuǎn)化為光子波長(zhǎng)為_____________。參考答案：2m；9.人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)處于完全失重狀態(tài)，物體對(duì)支持面沒有壓力，所以在這種環(huán)境中已無法用天平稱量物體的質(zhì)量。針對(duì)這種環(huán)境，某興趣小組通過查資料獲知，：彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期為（其中m時(shí)振子的質(zhì)量，k時(shí)彈簧的勁度系數(shù)）。他們?cè)O(shè)計(jì)了一種裝置來間接測(cè)量物體的質(zhì)量，如圖所示，A時(shí)帶夾子的金屬塊，金屬塊和夾子的總質(zhì)量為m0，B時(shí)待測(cè)質(zhì)量的物體（可以被A上的夾子固定），彈簧的勁度系數(shù)k未知，當(dāng)他們有一塊秒表。

（1）請(qǐng)你簡(jiǎn)要地寫出測(cè)量待測(cè)物體質(zhì)量的方法，測(cè)量的物理量用字母表示①______________________________；

②______________________________。（2）用所測(cè)物理量和已知物理量求待測(cè)物體質(zhì)量的計(jì)算式為m＝____（3）由于在太空中受到條件限制，只能把該裝置放在如圖所示的粗糙的水平桌上進(jìn)行操作，則該操作對(duì)該實(shí)驗(yàn)結(jié)果________（填“有”或“無”）影響，因?yàn)開__________________參考答案：(1)

①不放B時(shí)用秒表測(cè)出彈簧振子完成30次全振動(dòng)的時(shí)間t1②將B固定在A上，用秒表測(cè)出彈簧振子完成30次全振動(dòng)的時(shí)間t2（此兩步共4分，明確寫出只測(cè)一次全振動(dòng)時(shí)間的最多給2分）(2)

（2分）(3)

無（1分）

物體與支持面之間沒有摩擦力，彈簧振子的周期不變。（3分）10.已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3，摩爾質(zhì)量M=1.8×10-2kg，阿伏加德羅常數(shù)NA=6.0×1023mol-1。一滴露水的體積大約是9.0×10-5cm3，它含有

個(gè)水分子，如果一只極小的蟲子來喝水，每分鐘喝進(jìn)6.0×107個(gè)水分子，那么它每分鐘喝進(jìn)水的質(zhì)量是

kg（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）參考答案：（1）（每空3分，共6分）3.0×1018

1.8×10－18水分子個(gè)數(shù)為N＝·NA＝×9.0×1023＝3.0×1018個(gè)，喝進(jìn)水的質(zhì)量為m＝·M＝1.8×10－18kg。11.一端封閉的玻璃管自重為G，橫截面積為S，內(nèi)裝一段高為h的水銀柱，封閉了一定質(zhì)量的氣體?，F(xiàn)將玻璃管封閉端用彈簧測(cè)力計(jì)懸起，另一端沒入水銀槽中，如圖所示。當(dāng)玻璃管沒入一定深度后，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為G。若當(dāng)時(shí)的大氣壓為p0，則此時(shí)管內(nèi)上方氣體的壓強(qiáng)為_______，玻璃管內(nèi)、外水銀面的高度差△x為_______。(設(shè)玻璃管壁的厚度不計(jì))

參考答案：p0

h

12.如圖所示，正方形容器處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一束電子從a孔垂直射入容器中，其中一部分沿c孔射出，一部分從d孔射出，則從兩孔射出的電子速率之比vc:vd=

，從兩孔中射出的電子在容器中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比tc:td=

。參考答案：

答案：2:1

tc:td=1:213.半徑為R的水平圓盤繞過圓心O的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，A為圓盤邊緣上一點(diǎn)，在O的正上方有一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小球以初速度v水平拋出時(shí)，半徑OA方向恰好與v的方向相同，如圖所示，若小球與圓盤只碰一次，且落在A點(diǎn)，重力加速度為g，則小球拋出時(shí)距O的高度h=，圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小ω=（n=1、2、3…）．參考答案：考點(diǎn)：勻速圓周運(yùn)動(dòng)；平拋運(yùn)動(dòng)．版權(quán)所有專題：勻速圓周運(yùn)動(dòng)專題．分析：小球做平拋運(yùn)動(dòng)，小球在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，根據(jù)水平位移求出運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，根據(jù)豎直方向求出高度．圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間和小球平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，在這段時(shí)間內(nèi)，圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)n圈．解答：解：小球做平拋運(yùn)動(dòng)，小球在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t=，豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，則h=根據(jù)ωt=2nπ得：（n=1、2、3…）故答案為：；（n=1、2、3…）．點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵知道平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，以及知道圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的周期性．三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（4分）圖為一簡(jiǎn)諧波在t=0時(shí)，對(duì)的波形圖，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)P做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y=4sin5xl，求該波的速度，并指出t=0.3s時(shí)的波形圖(至少畫出一個(gè)波長(zhǎng))

參考答案：解析：由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式可知，t=0時(shí)刻指點(diǎn)P向上運(yùn)動(dòng)，故波沿x軸正方向傳播。由波形圖讀出波長(zhǎng)，；由波速公式，聯(lián)立以上兩式代入數(shù)據(jù)可得。t=0.3s時(shí)的波形圖如圖所示。

15.內(nèi)表面只反射而不吸收光的圓筒內(nèi)有一半徑為R的黑球，距球心為2R處有一點(diǎn)光源S，球心O和光源S皆在圓筒軸線上，如圖所示．若使點(diǎn)光源向右半邊發(fā)出的光最后全被黑球吸收，則筒的內(nèi)半徑r最大為多少？參考答案：自S作球的切線S?，并畫出S經(jīng)管壁反射形成的虛像點(diǎn)，及由畫出球面的切線N，如圖1所示，由圖可看出，只要和之間有一夾角，則筒壁對(duì)從S向右的光線的反射光線就有一部分進(jìn)入球的右方，不會(huì)完全落在球上被吸收．由圖可看出，如果r的大小恰能使與重合，如圖2，則r?就是題所要求的筒的內(nèi)半徑的最大值．這時(shí)SM與MN的交點(diǎn)到球心的距離MO就是所要求的筒的半徑r．由圖2可得??????????

（1）由幾何關(guān)系可知

（2）由（1）、（2）式得

（3）四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，有一光滑、不計(jì)電阻且較長(zhǎng)的“"平行金屬導(dǎo)軌，間距L=lm，導(dǎo)軌所在的平面與水平面的傾角為37°，導(dǎo)軌空間內(nèi)存在垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。現(xiàn)將一質(zhì)量m=0.1kg、電阻R=2的金屬桿水平靠在導(dǎo)軌處，與導(dǎo)軌接觸良好。(g=l0m／s2sin37°=0.6

cos37°=0.8)(1)若磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化滿足B=2+0.2t(T)，金屬桿由距導(dǎo)軌頂部lm處釋放，求至少經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間釋放，會(huì)獲得沿斜面向上的加速度；(2)若勻強(qiáng)磁場(chǎng)大小為定值，對(duì)金屬桿施加一個(gè)平行于導(dǎo)軌斜面向下的外力F，其大小為產(chǎn)為金屬桿運(yùn)動(dòng)的速度，使金屬桿以恒定的加速度a=10m／s2沿導(dǎo)軌向下做勻加速運(yùn)動(dòng)，求勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；(3)若磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化滿足時(shí)刻金屬桿從離導(dǎo)軌頂端So=lm處?kù)o止釋放，同時(shí)對(duì)金屬桿施加一個(gè)外力，使金屬桿沿導(dǎo)軌下滑且沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，求金屬桿下滑5m所用的時(shí)間。參考答案：（1）若磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化滿足B=2+0.2t（T），金屬桿由距導(dǎo)軌頂部lm處釋放，至少經(jīng)過20s釋放，會(huì)獲得沿斜面向上的加速度；（2）若勻強(qiáng)磁場(chǎng)大小為定值，對(duì)金屬桿施加一個(gè)平行于導(dǎo)軌斜面向下的外力F，其大小為產(chǎn)F=v+0.4（N），v為金屬桿運(yùn)動(dòng)的速度，使金屬桿以恒定的加速度a=10m/s2沿導(dǎo)軌向下做勻加速運(yùn)動(dòng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；（3）若磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化滿足B=（T），t=0時(shí)刻金屬桿從離導(dǎo)軌頂端S0=1m處?kù)o止釋放，同時(shí)對(duì)金屬桿施加一個(gè)外力，使金屬桿沿導(dǎo)軌下滑且沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，則金屬桿下滑5m所用的時(shí)間．（1）金屬桿有沿著斜面向上的加速度時(shí)，安培力等于重力沿斜面的分力，由安培力表達(dá)式F=BIL，結(jié)合B隨t的變化關(guān)系，可以解得時(shí)間t；（2）金屬桿收到重力和安培力的作用而做勻加速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律，結(jié)合安培力表達(dá)式，可解得磁感應(yīng)強(qiáng)度B．（3）金屬桿沿導(dǎo)軌下滑且沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，說明磁通量不變，由此可以表示初末磁通量相等，解得金屬桿下滑5m所用的時(shí)間．解：（1）設(shè)金屬桿長(zhǎng)為L(zhǎng)，距離導(dǎo)軌頂部也為L(zhǎng)，經(jīng)過ts后，金屬桿有沿著斜面向上的加速度，此時(shí)安培力等于重力沿斜面的分力，則：FA=mgsinθ，又：，其中：E=KL2=0.2V，所以：，解得：t=20s．（2）對(duì)金屬桿由牛頓第二定律：mgsinθ+F﹣FA=ma，其中：，解得：，帶入數(shù)據(jù)