河北省張家口市紅旗營鄉(xiāng)中學高三物理上學期期末試卷含解析

河北省張家口市紅旗營鄉(xiāng)中學高三物理上學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.（多選）2011年9月29日，我國自行設計、制造“天宮一號”空間實驗室發(fā)射成功，開創(chuàng)了我國航天事業(yè)的新紀元?！疤鞂m一號”經(jīng)過變軌后繞地球做圓周運動，運行周期為90min。關于“天宮一號”、同步通信衛(wèi)星和赤道上隨地球自轉物體相比較，下列說法正確的是A．“天宮一號”的向心加速度最大 B．同步通信衛(wèi)星的角速度最大C．赤道上隨地球自轉物體線速度最小 D．“天宮一號”的速度大于7.9km/s參考答案：AC2.（多選）兩電荷量分別為q1和q2的點電荷放在x軸上的O、M兩點，兩電荷連線上各點電勢φ隨x變化的關系如圖所示，其中A、N兩點的電勢為零，ND段中C點電勢最高，則（）A．C點的電場強度大小為零B．A點的電場強度大小為零C．NC間場強方向向x軸正方向D．將一負點電荷從N點移到D點，電場力先做正功后做負功參考答案：考點：電場強度；電勢能．專題：壓軸題；電場力與電勢的性質專題．分析：兩點電荷連線的電勢高低的分布如圖所示，由于沿著電場線電勢降低，可知兩點電荷的電性．解答：解：A、C點電勢的拐點，若正點電荷從D到N點，電勢能先增大后減?。畡t電場強度為零，故A正確；B、由圖知A點的電勢為零，則O點的點電荷的電量比M點的點電荷的電量大，且O點的電荷帶正電，M點電荷帶負電．故B錯誤；C、由圖可知：OM間電場強度方向沿x軸正方向，MC間電場強度方向沿x軸負方向，CD間電場強度方向沿x軸正方向．故C錯誤；D、因為MC間電場強度方向沿x軸負方向，CD間電場強度方向沿x軸正方向，則將一負點電荷從N點移到D點，電場力先做正功后負功．故D正確；故選：AD點評：電勢為零處，電場強度不一定為零．電荷在電場中與電勢的乘積為電勢能．電場力做功的正負決定電勢能的增加與否．3.(多選)如圖所示，一光束包含兩種不同頻率的單色光，從空氣射向兩面平行玻璃磚的上表面，玻璃磚下表面有反射層，光束經(jīng)兩次折射和一次反射后，從玻璃磚上表面分為a、b兩束單色光射出．下列說法正確的是

A．a(chǎn)光頻率小于b光的頻率

B．用同一裝置進行雙縫干涉實驗，a光的條紋間距小于b光的條紋間距

C．出射光束a、b一定相互平行

D．a(chǎn)、b兩色光從同種玻璃射向空氣時，a光發(fā)生全反射的臨界角大參考答案：4.一個靜止的質點，在0～4s時間內受到力F的作用，力的方向始終在同一直線上，力F隨時間t的變化如圖所示，則質點在

A.第2s末速度改變方向

B.第2s末位移改變方向

C.第4s末回到原出發(fā)點

D.第4s末運動速度為零

參考答案：答案：D解析：這是一個物體的受力和時間關系的圖像，從圖像可以看出在前兩秒力的方向和運動的方向相同，物體經(jīng)歷了一個加速度逐漸增大的加速運動和加速度逐漸減小的加速運動，2秒末速度達到最大，從2秒末開始到4秒末運動的方向沒有發(fā)生改變而力的方向發(fā)生了改變，與運動的方向相反，物體又經(jīng)歷了一個加速度逐漸增大的減速運動和加速度逐漸減小的減速的和前2秒運動相反的運動情況，4秒末速度為零，物體的位移達到最大，所以D正確。5.下列關于電磁波和相對論說法正確的是(

)A．麥克斯韋提出了電磁波理論，并用實驗證實了電磁波的存在B．變化的電場一定產(chǎn)生變化的磁場，變化的磁場一定產(chǎn)生變化的電場C．光速不變原理是：真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的D.表明在一定條件下減少的質量可以轉化為能量釋放出來參考答案：C二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.氫原子的能級如圖所示，設各能級的能量值分別為，且，n為量子數(shù)。有一群處于n=4能級的氫原子，當它們向低能級躍遷時，最多可發(fā)出

種頻率的光子。若n=4能級的氫原子向n=2能級躍遷時，發(fā)出的光子照射到某金屬時恰能產(chǎn)生光電效應現(xiàn)象，則該金屬的極限頻率為

（用，普朗克常量表示結果），上述各種頻率的光子中還能使該金屬產(chǎn)生光電效應的光子有

種。參考答案：7.如圖所示，一定質量的理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A.其中，A?B和C?D為等溫過程，B?C為等壓過程，D?A為等容過程.該循環(huán)過程中，內能增加的過程是

▲

(選填“A?B”、“B?C”、“C?D”或“D?A”).若氣體在B?C過程中，內能變化量的數(shù)值為2kJ，與外界交換的熱量值為7kJ，則在此過程中氣體對外做的功為

▲

kJ.參考答案：B?C（2分）58.用打點計時器研究物體的自由落體運動，得到如圖一段紙帶，測得AB=7.65cm，

BC=9.17cm。已知交流電頻率是50Hz，則打B點時物體的瞬時速度為

m/s（保留三位有效數(shù)字）。如果實驗測出的重力加速度值比公認值偏小，可能的原因是

。參考答案：2.10，空氣阻力、紙帶與打點計時器摩擦。解:根據(jù)某點瞬時速度等于該點的相鄰的兩段位移內的平均速度得如果實驗測出的重力加速度值比公認值偏小,可能的原因是下落過程中有存在阻力等.故答案為:,下落過程中有存在阻力等9.如圖所示，A、B、C、D是勻強電場中一正方形的四個頂點，已知A、B、C三點的電勢分別為UA=15V，UB=3V，UC=-3V，由此可知D點電勢UD=_________V；若該正方形的邊長為a=2cm，且電場方向與正方形所在平面平行，則場強為E=_________V/m。

參考答案：9V

10.(4分)在一個小電燈和光屏之間，放一個帶圓孔的遮光板，在圓孔直徑從1cm左右逐漸減小直到閉合的整個過程中，在屏上依次可看到__________、_________、__________、__________幾種現(xiàn)象（選擇下列現(xiàn)象，將序號填入空中）①完全黑暗

②小孔成像

③衍射光環(huán)

④圓形亮斑參考答案：

④②③①11.物體做自由落體運動，把其全程自上而下分為三段，物體通過三段所用的時間之比為1：2：3，則這三段的位移之比為

，這三段中物體的平均速度之比為

[LU21]

。參考答案：12.在2004年6月10日聯(lián)合國大會第58次會議上，鼓掌通過一項決議。決議摘錄如下：聯(lián)合國大會，承認物理學為了解自然界提供了重要基礎，注意到物理學及其應用是當今眾多技術進步的基石，確信物理教育提供了建設人類發(fā)展所必需的科學基礎設施的工具，意識到2005年是愛因斯坦科學發(fā)現(xiàn)一百周年，這些發(fā)現(xiàn)為現(xiàn)代物理學奠定了基礎，．……；．……；．宣告2005年為

年．參考答案：國際物理（或世界物理）．

13.如圖，墻上有兩個釘子a和b，它們的連線與水平方向的夾角為45°，兩者的高度差為l。一條不可伸長的輕質細繩一端固定于a點，另一端跨過光滑釘子b懸掛一質量為m1的重物。在繩上距a端l/2的c點有一固定繩圈。若繩圈上懸掛質量為m2的鉤碼，平衡后繩的ac段正好水平，則重物和鉤碼的質量比=________。參考答案：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的大小．參考答案：AB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用，分析向心力的來源是解題的關鍵．15.（16分）如圖所示，物塊A和B通過一根輕質不可伸長的細繩連接，跨放在質量不計的光滑定滑輪兩側，質量分別為mA=2kg、mB=1kg。初始時A靜止與水平地面上，B懸于空中。先將B豎直向上再舉高h=1.8m（未觸及滑輪）然后由靜止釋放。一段時間后細繩繃直，A、B以大小相等的速度一起運動，之后B恰好可以和地面接觸。取g=10m/s2。（1）B從釋放到細繩繃直時的運動時間t；（2）A的最大速度v的大??；（3）初始時B離地面的高度H。參考答案：（1）；（2）；（3）。試題分析：（1）B從釋放到細繩剛繃直前做自由落體運動，有：解得：（2）設細繩繃直前瞬間B速度大小為vB，有細繩繃直瞬間，細繩張力遠大于A、B的重力，A、B相互作用，總動量守恒：繩子繃直瞬間，A、B系統(tǒng)獲得的速度：之后A做勻減速運動，所以細繩繃直瞬間的速度v即為最大速度，A的最大速度為2m/s。四、計算題：本題共3小題，共計47分16.參考答案：17.如圖所示，是磁流體動力發(fā)電機的工作原理圖．一個水平放置的上下、前后封閉的矩形塑料管，其寬度為a，高度為b，其內充滿電阻率為ρ的水銀，由渦輪機（未畫出）產(chǎn)生的壓強差p使得這個流體在不加磁場時具有恒定的流速v0．管道的前后兩個側面上各有長為L的由銅組成的面，實際流體的運動非常復雜，為簡化起見作如下假設：

a.盡管流體有粘滯性，但整個橫截面上的速度均勻.

b.流體的速度總是與作用在其上的合外力成正比.

c.流體不可壓縮．若由銅組成的前后兩個側面外部短路，一個豎直向上的勻強磁場只加在這兩個銅面之間的區(qū)域，磁感強度為B（如圖）．(1)寫出加磁場后，兩個銅面之間區(qū)域的電阻R的表達式(2)渦輪機對流體產(chǎn)生的壓強差p恒定，加磁場后，最終形成新的穩(wěn)定速度v，寫出流體所受的磁場力F與v關系式，指出F的方向；(3)寫出(2)問中加磁場后流體新的穩(wěn)定速度v的表達式（用v0、p、L、B、ρ表示）；(4)為使速度增加到原來的值v0，必須改變渦輪機對流體產(chǎn)生的壓強差，導致渦輪機輸出功率的增加，寫出功率增加量的表達式（用v0、a、b、L、B和ρ表示）。參考答案：解：

（1），（2）∵，

，

再利用（1）的結論，可推得

∴，

力FA的方向與流速v的方向反向．

（3）不加磁場時：

加磁場時：，

由上面二式，得．再利用（2）的結論，可推得

（4）∵，，，

∴

，∴．

∵

∴．

本小題也可運用求得同樣的結果。18.如圖所示，水平軌道AB與位于豎直面內半徑為R=0.90m的半圓形光滑軌道BCD相連，半圓形軌道的BD連線與AB垂直。質量為m=1.0kg可看作質點的小滑塊在恒定外力F作用下從水平軌道上的A點由靜止開始向右運動，物體與水平地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.5。到達水平軌道的末端B點時撤去外力，小滑塊繼續(xù)沿半圓形軌道運動，且恰好能通過軌道最高點D，滑塊脫離半圓形軌道后又剛好落到A點。g取10m/s2，求：（1）滑塊經(jīng)過B點進入圓形軌道時對軌道的壓力大小。（2）滑塊在AB段運動過程中恒定外力F的大小。參考答案：（1）小滑塊恰好通過最高點，則有：mg=m

（1分）設滑塊到達B點時的速度為vB，滑塊由B到D過程由動能定理有：-2mgR=mv2D-mv2B

（1分）對B點：FN-mg=m

（1分）代入數(shù)據(jù)得：FN=60N

（1分）由牛頓第三定律知滑塊對軌道的壓力為60N。