遼寧省鐵嶺市腰堡中學(xué)高三物理期末試題含解析

遼寧省鐵嶺市腰堡中學(xué)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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.在一點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)空間內(nèi)，電勢(shì)相等的a、b、c三點(diǎn)分別位于正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，d為bc邊的中點(diǎn)，則d點(diǎn)的A.電勢(shì)可能比a點(diǎn)的高B.電勢(shì)一定與c點(diǎn)的相等C.場(chǎng)強(qiáng)大小可能為a點(diǎn)的2倍D.場(chǎng)強(qiáng)大小一定為b點(diǎn)的4倍參考答案：AD【分析】點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)是輻射狀的，正電荷向外，負(fù)電荷向內(nèi)，電勢(shì)沿電場(chǎng)線方向逐漸降低；電場(chǎng)強(qiáng)度跟電場(chǎng)線的密集程度有關(guān)，電場(chǎng)線越密集的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越大【詳解】AB．點(diǎn)電荷形成電場(chǎng)的等勢(shì)面是以點(diǎn)電荷為圓心的同心球面，即到點(diǎn)電荷距離相等的各點(diǎn)在同一等勢(shì)面上，且沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低。由題意可知a、b、c三點(diǎn)與d點(diǎn)的電勢(shì)不相等，但因不知道點(diǎn)電荷為正為負(fù)，則不能明確判斷d點(diǎn)與a、b、c三點(diǎn)的電勢(shì)大小，故A對(duì)B錯(cuò)；CD．由題意可知a、b、c三點(diǎn)的電勢(shì)相等且剛好位于正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，d點(diǎn)是bc邊的中點(diǎn)，設(shè)d點(diǎn)到點(diǎn)電荷的距離為r,由幾何關(guān)系計(jì)算可知a、b、c三點(diǎn)到點(diǎn)電荷的距離為2r，再根據(jù)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式：得，故C錯(cuò)D對(duì)；故選AD2.（單選）如圖所示，AB為豎直轉(zhuǎn)軸，細(xì)繩AC和BC的結(jié)點(diǎn)C系一質(zhì)量為m的小球，兩繩能承擔(dān)的最大拉力均為2mg。當(dāng)AC和BC均拉直時(shí)∠ABC=90°，∠ACB=53°，BC=1m。ABC能繞豎直軸AB勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，因而C球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)小球的線速度增大時(shí)，兩繩均會(huì)被拉斷，則最先被拉斷那根繩及另一根繩被拉斷時(shí)的速度分別為(已知g＝10m/s2,sin530=0.8,co530=0.6)A.AC繩

5m/s

B.BC繩

5m/s

C.AC繩

5.24m/s

D.BC繩

5.24m/s參考答案：B3.2019年1月3日，“嫦娥四號(hào)”探測(cè)器完成了人類(lèi)歷史上的首次月背軟著陸?！版隙鹚奶?hào)”的核電池利用放射性同位素Pu衰變供電；靜止的Pu衰變?yōu)殁櫤薝和X粒子，產(chǎn)生熱能并放出頻率為ν的γ光子。已知：Pu、U和X粒子的質(zhì)量分別為mPu、mU和mX，普朗克常數(shù)為h，光速為c。則下列說(shuō)法正確的是A.X粒子是HeB.U的比結(jié)合能比Pu的大C.釋放出的γ光子能量為(mPu—mU—mX)c2D.若γ光子照射到某金屬并發(fā)生光電效應(yīng)，則光電子的最大初動(dòng)能為hν參考答案：B【詳解】根據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，X粒子質(zhì)量數(shù)為4，電荷數(shù)為2，為，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；因反應(yīng)放出能量，可知的比結(jié)合能比的大，選項(xiàng)B正確；反應(yīng)釋放的總能量為(mPu-mU-mX)c2，因?yàn)橛袩崃糠懦?，則釋放出的γ光子能量小于(mPu-mU-mX)c2，選項(xiàng)C錯(cuò)誤.若γ光子照射到某金屬并發(fā)生光電效應(yīng)，根據(jù)光電效應(yīng)方程可知，光電子的最大初動(dòng)能小于hν，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；4.如圖所示電路，電容器原來(lái)不帶電，在t=0時(shí)將電鍵S閉合，在電容器充電的過(guò)程中，將電阻R的電功率PR，電路中的電流強(qiáng)度I、電容器兩端的電壓U和電容器所帶電量Q隨時(shí)間t變化的關(guān)系描述成如下四個(gè)圖象，其中正確的是（）A．B．C．D．參考答案：D【考點(diǎn)】閉合電路的歐姆定律；電容．【分析】將電鍵S閉合后，在電容器充電的過(guò)程中電路中電流非線性減小，由功率公式P=I2R分析電功率PR的變化情況，由歐姆定律分析U的變化．根據(jù)Q﹣t圖象的斜率等于電流，分析Q﹣t圖象的形狀．【解答】解：在電容器充電的過(guò)程中，由于同種電荷間相互排斥，所以電路中電流非線性減小，I﹣t圖象是曲線．由PR=I2R，知R一定，PR﹣t圖象應(yīng)曲線．由U=IR知，I逐漸減小，U應(yīng)逐漸減?。鶕?jù)Q﹣t圖象切線的斜率等于電流，知圖象切線的斜率逐漸減小，故ABC錯(cuò)誤，D正確．故選：D5.在驗(yàn)證光的波粒二象性的實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法正確的是A．使光子一個(gè)一個(gè)地通過(guò)狹縫，如時(shí)間足夠長(zhǎng)，底片上將會(huì)顯示衍射圖樣．B．單個(gè)光子通過(guò)狹縫后，底片上會(huì)出現(xiàn)完整的衍射圖樣．C．光子通過(guò)狹縫的運(yùn)動(dòng)路線像水波一樣．D．光的波動(dòng)性是大量光子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律．參考答案：AD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，為“用DIS（位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)）研究加速度和力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置。（1）在該實(shí)驗(yàn)中必須采用控制變量法，應(yīng)保持___________不變，用鉤碼所受的重力大小作為_(kāi)__________，用DIS測(cè)小車(chē)的加速度。（2）改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測(cè)量。在某次實(shí)驗(yàn)中根據(jù)測(cè)得的多組數(shù)據(jù)可畫(huà)出a-F關(guān)系圖線（如右圖所示）。分析此圖線OA段可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是_________________________________。（3）此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是(

)（單選題）A．小車(chē)與軌道之間存在摩擦

B．導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)C．所掛鉤碼的總質(zhì)量太大

D．所用小車(chē)的質(zhì)量太大參考答案：（1）小車(chē)的總質(zhì)量，(2分)小車(chē)所受外力，(2分)（2）在質(zhì)量不變的條件下，加速度與外力成正比,(2分)

(3)C7.一衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小為v，若地球質(zhì)量為M，引力常量為G，則該衛(wèi)星的圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R為

；它在1/6周期內(nèi)的平均速度的大小為

。參考答案：；8.如圖所示是一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖，已知波的傳播速度v=2m/s．試回答下列問(wèn)題：①寫(xiě)出x=0.5m處的質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式：

cm；②x=0.5m處質(zhì)點(diǎn)在0～5.5s內(nèi)通過(guò)的路程為

cm．參考答案：①y=5sin(2πt+π/2)②

1109.某單擺的擺長(zhǎng)為L(zhǎng)、擺球質(zhì)量為m，擺角為θ時(shí)單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的周期為T(mén)，擺動(dòng)時(shí)最大動(dòng)能為Ek。當(dāng)將擺球質(zhì)量變成2m，擺動(dòng)時(shí)擺角為θ，則單擺的最大動(dòng)能變?yōu)開(kāi)___________Ek；當(dāng)將擺球質(zhì)量變成2m，將擺長(zhǎng)變?yōu)?L，擺角變?yōu)棣?2時(shí)，單擺的周期為_(kāi)___________T。參考答案：2

10.一物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)A、B、C三點(diǎn)，已知AB=BC，AB段平均速度的大小為20m/s，BC段平均速度的大小為30m/s，則可求得從A到C的平均速度的大小為

參考答案：24m/11.某同學(xué)為估測(cè)摩托車(chē)在水泥路面上行駛時(shí)所受的牽引力，設(shè)計(jì)了下述實(shí)驗(yàn)：將輸液用的500ml玻璃瓶裝適量水后，連同輸液管一起綁在摩托車(chē)上，調(diào)節(jié)輸液管的滴水速度，剛好每隔1.0s滴一滴，該同學(xué)騎摩托車(chē)，先使之加速到某一速度，然后熄火，讓摩托車(chē)沿直線滑行，如圖是某次實(shí)驗(yàn)中水泥路面上的部分水滴（左側(cè)是起點(diǎn)）。設(shè)該同學(xué)質(zhì)量為50kg，摩托車(chē)的質(zhì)量為75kg，根據(jù)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可估算（）（下圖長(zhǎng)度單位：ｍ）（1）騎摩托車(chē)行駛至D點(diǎn)時(shí)的速度大小為_(kāi)________；（2）騎摩托車(chē)加速時(shí)的加速度大小為_(kāi)_______；（3）騎摩托車(chē)加速時(shí)的牽引力大小為_(kāi)_________N。參考答案：（1）__14.5________;

（2）___4.0_______;（3）

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;12.原子核聚變可望給人類(lèi)未來(lái)提供豐富潔凈的能源。當(dāng)氘等離子體被加熱到適當(dāng)高溫時(shí),氘核參與的幾種聚變反應(yīng)可能發(fā)生，放出能量。這幾種反應(yīng)的總效果可以表示為①該反應(yīng)方程中的k=

,d=

；②質(zhì)量虧損為

kg.參考答案：13.如圖所示為氫原子的能級(jí)圖，n為量子數(shù)。在氫原子核外電子由量子數(shù)為2的軌道躍遷到量子數(shù)為3的軌道的過(guò)程中，將

（填“吸收”、“放出”）光子。若該光子恰能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，則一群處于量子數(shù)為4的激發(fā)態(tài)的氫原子在向基態(tài)躍遷過(guò)程中，有

種頻率的光子能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)。

參考答案：

吸收（2分）

5（2分）三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.如圖所示，一定質(zhì)量理想氣體經(jīng)歷A→B的等壓過(guò)程，B→C的絕熱過(guò)程（氣體與外界無(wú)熱量交換），其中B→C過(guò)程中內(nèi)能減少900J．求A→B→C過(guò)程中氣體對(duì)外界做的總功．參考答案：W=1500J【詳解】由題意可知，過(guò)程為等壓膨脹，所以氣體對(duì)外做功為：過(guò)程：由熱力學(xué)第一定律得：

則氣體對(duì)外界做的總功為：

代入數(shù)據(jù)解得：。15.圖所示摩托車(chē)做騰躍特技表演，沿曲面沖上高0.8m頂部水平高臺(tái)，接著以4m/s水平速度離開(kāi)平臺(tái)，落至地面時(shí)，恰能無(wú)碰撞地沿圓弧切線從A點(diǎn)切入光滑豎直圓弧軌道,并沿軌道下滑.A、B為圓弧兩端點(diǎn),其連線水平.已知圓弧半徑為2m，人和車(chē)的總質(zhì)量為200kg，特技表演的全過(guò)程中，空氣阻力不計(jì).(計(jì)算中取g=10m/s2.求:(1)從平臺(tái)飛出到A點(diǎn)，人和車(chē)運(yùn)動(dòng)的水平距離s.(2)從平臺(tái)飛出到達(dá)A點(diǎn)時(shí)速度大小及圓弧對(duì)應(yīng)圓心角θ.(3)若已知人和車(chē)運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道最低點(diǎn)O速度為6m/s,求此時(shí)人和車(chē)對(duì)軌道的壓力.參考答案：(1)1.6m

(2)m/s，90°

(3)5600N【詳解】(1)車(chē)做的是平拋運(yùn)動(dòng)，很據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可得：豎直方向上：水平方向上：可得：.(2)摩托車(chē)落至A點(diǎn)時(shí)其豎直方向的分速度：到達(dá)A點(diǎn)時(shí)速度：設(shè)摩托車(chē)落地時(shí)速度方向與水平方向的夾角為，則：即，所以：(3)對(duì)摩托車(chē)受力分析可以知道，摩托車(chē)受到的指向圓心方向的合力作為圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，所以有：

當(dāng)時(shí)，計(jì)算得出.由牛頓第三定律可以知道人和車(chē)在最低點(diǎn)O時(shí)對(duì)軌道的壓力為5600

N.答：(1)從平臺(tái)飛出到A點(diǎn)，人和車(chē)運(yùn)動(dòng)的水平距離.(2)從平臺(tái)飛出到達(dá)A點(diǎn)時(shí)速度，圓弧對(duì)應(yīng)圓心角.(3)當(dāng)最低點(diǎn)O速度為6m/s，人和車(chē)對(duì)軌道的壓力5600

N.四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.一足夠長(zhǎng)的矩形區(qū)域abcd內(nèi)充滿(mǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，矩形區(qū)域的左邊界ad長(zhǎng)為L(zhǎng)，現(xiàn)從ad中點(diǎn)O垂直于磁場(chǎng)射入一速度方向與ad邊夾角為30°、大小為v0的帶正電粒子，如圖所示．已知粒子電荷量為q，質(zhì)量為m（重力不計(jì)）：（1）若要求粒子能從ab邊射出磁場(chǎng)，v0應(yīng)滿(mǎn)足什么條件？（2）若要求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng)，粒子應(yīng)從哪一條邊界處射出，出射點(diǎn)位于該邊界上何處？最長(zhǎng)時(shí)間是多少？參考答案：解：（1）當(dāng)粒子軌跡恰好與cd邊相切時(shí)，是粒子能從ab邊射出磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)軌跡圓半徑最大的情況，設(shè)此半徑為R1，如圖甲所示．則有可得：R1=L當(dāng)粒子軌跡恰好與ab相切時(shí)是粒子能從ab邊射出磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)軌跡圓半徑最小的情況，設(shè)此半徑為R2，如圖乙所示則有：得：故粒子從ab邊射出的條件為R2＜R≤R1，即根據(jù)，得所以（2）因?yàn)樗粤Ｗ舆\(yùn)動(dòng)所經(jīng)過(guò)的圓心角越大，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)，從圖中可以看出，如果粒子從cd邊射出，則圓心角最大為60°，若粒子從ab邊射出，則圓心角最大為240°，粒子從ab邊射出，圓心角最大為360°﹣60°=300°，由于磁場(chǎng)無(wú)右邊界，故粒子不可能從右側(cè)射出．綜上所述，為使粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng)，粒子應(yīng)從ad邊射出，如圖乙所示，設(shè)出射點(diǎn)到O的距離為x，從圖中可以看出，P點(diǎn)是離O距離最大的出射點(diǎn)則，即出射點(diǎn)到O的距離不超過(guò)答：（1）若要求粒子能從ab邊射出磁場(chǎng)，v0應(yīng)滿(mǎn)足；（2）若要求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng)，粒子應(yīng)從ad邊界處射出，出射點(diǎn)位于該邊界上到O的距離不超過(guò)；最長(zhǎng)時(shí)間是．17.如圖所示，在水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，用長(zhǎng)為L(zhǎng)不可伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)線拴住一質(zhì)量為m，帶電荷量為q的小球1，線的上端固定于O點(diǎn)，若在B點(diǎn)同一水平線上的左方距離為r處固定另一帶電小球2，小球1恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)拿走小球2后，小球1由靜止開(kāi)始向上擺動(dòng)，當(dāng)細(xì)線轉(zhuǎn)過(guò)120o角到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的速度恰好為零,此時(shí)OA恰好處于水平狀態(tài)，設(shè)整個(gè)過(guò)程中細(xì)線始終處于拉直狀態(tài),靜電力常量為k.求：

（1）BA兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U;

（2）勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E的大小;

（3）小球2的帶電量Q.參考答案：（1）從B到A由動(dòng)能定理得：-300=0-0……………（3分）U=………………（1分）（2）勻強(qiáng)電場(chǎng)