广东省广州市沙头中学高三物理下学期期末试题含解析

1、广东省广州市沙头中学高三物理下学期期末试题含解析一、 选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分每小题只有一个选项符合题意1. 水平面上A, B, C三点固定着三个电荷量为Q的正点电荷，将另一质量为m的带正电的小球（可视为点电荷）放置在0点，OABC恰构成一棱长为L的正四面体，如图所示。已知静电力常量为k,重力加速度为g，为使小球能静止在0点，小球所带的电荷量为（ ）A B C D参考答案：C2. 如图甲所示，垂直纸面向里的有界匀强磁场磁感应强度B=1.0 T，质量为m=0.04 kg、高h=0.05 m、总电阻R=5 、n=100匝的矩形线圈竖直固定在质量为M=0.08kg的小车上，小车与

2、线圈的水平长度l相同当线圈和小车一起沿光滑水平面运动，并以初速度v1=10 m/s进入磁场，线圈平面和磁场方向始终垂直。若小车运动的速度v随车的位移x变化的vx图象如图乙所示，则根据以上信息可知 （ ） A小车的水平长度l=15 cm B磁场的宽度d=35cm C小车的位移x=10 cm时线圈中的电流I=7 A D线圈通过磁场的过程中线圈产生的热量Q=1.92J参考答案：C本题考查电磁感应综合，意在考查学生分析综合能力。从x=5 cm开始，线圈进入磁场，线圈中有感应电流，在安培力作用下小车做减速运动，速度v随位移x减小，当x=15 cm时，线圈完全进入磁场，小车做匀速运动小车的水平长度l=10

3、 cm.，A项错；当x=30 cm时，线圈开始离开磁场，则d=30cm5cm=25cm.，B项错；当x=10 cm时，由图象知，线圈速度v2=7 m/s，感应电流I=7A，C项正确；线圈左边离开磁场时，小车的速度为v3=2 m/s.，线圈上产生的电热为Q= （Mm）（）=5.76J，D项错。3. （单选）空间存在一个匀强磁场B，其方向垂直纸面向里，还有一点电荷Q的电场，如图2所示，一带电粒子q以初速度v0从图示位置垂直于电场、磁场入射，初位置到点电荷Q的距离为r，则粒子在电、磁场中的运动轨迹不可能为 （）A以点电荷Q为圆心，以r为半径，在纸平面内的圆周B初阶段在纸面内向右偏的曲线C初阶段在纸面

4、内向左偏的曲线D沿初速度v0方向的直线参考答案：D4. （单选）利用金属导体的电阻随温度变化的特点可以制成电阻温度计。如图甲所示为某种金属导体的电阻R随温度t变化的图线。如果用这种金属导体做成测温探头，再将它连入如图乙所示的电路中，随着测温探头处待测温度的变化，电流表示数也会发生变化。则在t1t2温度范围内A待测温度越高，电流表的示数越大B待测温度越高，电流表的示数越小C待测温度升高，电流表的示数均匀增大D待测温度升高，电流表的示数均匀减小参考答案：B温度越高电阻R越大，电流越小，故B正确。A错误。由甲图可知，电阻随温度的变化关系可写成，电路中电流，可知电流随温度的变化并不是线性关系，因此电流

5、表示数不会均匀增大，CD错误。5. 关于物理学史的说法正确的是A胡克认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比B法拉第发现电流周围存在磁场，并得出法拉第电磁感应定律C牛顿发现了万有引力定律的同时卡文迪许测出了引力常量D伽利略首先建立了平均道速度、瞬时速度、加速度以及能量的概念参考答案：A二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6. 如图，质量为m的活塞夹在两块光滑的水平隔板间，活塞与轻质传动杆之间有大小不计的光滑转轴连接，活塞在水平力作用下缓缓推动传动杆，传动杆带动曲轴绕固定转轴O转动。在图示位置时，水平推力大小为F（Fmg），轻杆与水平方向夹角为(45)，曲轴与水平虚

6、线垂直，轻杆与曲轴连接处到转轴O距离为L，此时传动杆对曲轴的力矩大小为 ，隔板对活塞的作用力大小为 。参考答案：FL；mg-Ftan 7. 卢瑟福用a粒子轰击氮核时发现了质子.完成其核反应方程：_参考答案：8. （4分）有质量的物体周围存在着引力场。万有引力和库仑力有类似的规律，因此我们可以用定义静电场强度的方法来定义引力场的场强。由此可得，与质量为M的质点相距r处的引力场场强的表达式为EG=_（万有引力恒量用G表示）。参考答案：答案：9. 如图所示，质量为m的小球A以速率v0向右运动时跟静止的小球B发生碰撞，碰后A球以的速率反向弹回，而B球以的速率向右运动，则B的质量mB=_；碰撞过程中，B

7、对A做功为 。参考答案：4.5m -3mv02/8 动量守恒：；动能定理：。10. 某同学设计了如图1所示的实验电路测量电压表的内阻和电阻丝的电阻，实验室提供的器材有：两节干电池、电阻箱R0、粗细均匀的电阻丝、与电阻丝接触良好的滑动触头P、开关、灵敏电流计（灵敏电流计的零刻度在表盘正中央）、待测电压表、导线。他进行了下列实验操作： （1）按原理图1将如图2所示的实物图连接成完整电路，请你帮他完成实物连线_；（2）先将电阻箱的阻值调至最大，将滑动触头P移至电阻丝的正中间位置；（3）闭合开关K，将电阻箱的阻值逐渐减小，当电阻箱的阻值为R0时，灵敏电流计示数为0，可知电压表内阻RV_；（4）将电阻箱

8、的阻值调至0，将cd导线断开，然后将滑动触头P移至最左端。此时电压表的示数为U，灵敏电流计的示数为I，则电阻丝的电阻为_，测得的电阻值_（填“偏大”“偏小”或“准确” ）。参考答案： (1). 电路连线如图: (2). R0 (3). (4). 偏大【详解】（1）电路连线如图：（3）灵敏电流计的示数为0时，说明电压表和电阻箱分压之比与电阻丝右边和左边电阻分压相等，故；（4）将电阻箱的阻值调至0，将cd导线断开，将滑动触头P移至最左端后，电阻丝的全部电阻与灵敏电流计串联，电压表测量的是灵敏电流计和电阻丝的总电压，电阻丝电阻的测量值，因为采用了内接法， ，故电阻的测量值偏大。11. 超导磁悬浮列车

9、（图甲）推进原理可以简化为图乙所示的模型：在水平面上相距为L的两根平行直导轨间有竖直方向等距离分布的匀强磁场B1和B2，且B1=B2=B，每个磁场的宽度都是l，相间排列。金属框abcd（悬浮在导轨上方）跨在两导轨间，其长和宽分别为L、l。当所有这些磁场都以速度v向右匀速运动时，金属框abcd在磁场力作用下将向_（填“左”或“右”）运动。若金属框电阻为R，运动中所受阻力恒为f，则金属框的最大速度为_参考答案：右 磁场向右匀速运动，金属框中产生的感应电流所受安培力向右，金属框向右加速运动，当金属框匀速运动时速度设为vm，感应电动势为E=2BL（v-vm），感应电流为，安培力为F=2BLI，安培力与

10、阻力平衡，F=f，解得vm=12. 我们知道被动吸烟比主动吸烟害处更大。试估算一个高约3m、面积约10m2的两人办公室，若只有一人吸了一根烟，则被污染的空气分子间的平均距离为_m，另一不吸烟者一次呼吸大约吸入_个被污染过的空气分子（人正常呼吸一次吸入气体300cm3，一根烟大约吸10次7.210-8，8.110172012学年普陀模拟24）。参考答案：7.210-8，8.1101713. 人造地球卫星做半径为r，线速度大小为v的匀速圆周运动。当其角速度变为原来的倍后，运动半径变为 ，线速度大小变为 。参考答案：三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14. （10分）在其他能源中，

11、核能具有能量密度大，地区适应性强的优势，在核电站中，核反应堆释放的核能被转化为电能。核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能。(1)核反应方程式，是反应堆中发生的许多核反应中的一种，n为中子，X为待求粒子，为X的个数，则X为_，=_，以、分别表示、核的质量，分别表示中子、质子的质量，c为光的真空中传播的速度，则在上述核反应过程中放出的核能（2）有一座发电能力为的核电站，核能转化为电能的效率为。假定反应堆中发生的裂变反应全是本题(1)中的核反应，已知每次核反应过程中放出的核能，核的质量，求每年(1年=3.15107s)消耗的的质量。参考答案：解析：(1)(2)反应堆每年提

12、供的核能 其中T表示1年的时间以M表示每年消耗的的质量，得： 解得:代入数据得：M=1.10103（kg） 15. （09年大连24中质检）（选修35）（5分）如图在光滑的水平桌面上放一个长木板A，其上放有一个滑块B，已知木板和滑块的质量均为m=0.8 kg，滑块与木板间的动摩擦因数=0.4，开始时A静止，滑块B以V=4ms向右的初速度滑上A板，如图所示，B恰滑到A板的右端，求：说明B恰滑到A板的右端的理由?A板至少多长?参考答案：解析：因为B做匀减速运动，A做匀加速运动，A，B达到共同速度V1时，B恰滑到A板的右端 （2分） 根据动量守恒 mv=2mv1（1分） v1=2m/s 设A板长为L

13、，根据能量守恒定律 （1分） L=1m四、计算题：本题共3小题，共计47分16. 如图所示，坐标系xOy在竖直平面内，x轴正方向水平向右，y轴正方向竖直向上。y0的区域有垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B；在第一象限的空间内有与x轴平行的匀强电场（图中未画出）；第四象限有与x轴同方向的匀强电场；第三象限也存在着匀强电场（图中未画出）。一个质量为m、电荷量为q的带电微粒从第一象限的P点由静止释放，恰好能在坐标平面内沿与x轴成=30角的直线斜向下运动，经过x轴上的a点进入y0的区域后开始做匀速直线运动，经过y轴上的b点进入x0的区域后做匀速圆周运动，最后通过x轴上的c点，且Oa=Oc

14、。已知重力加速度为g，空气阻力可忽略不计。求：（1）微粒的电性及第一象限电场的电场强度E1；（2）带电微粒由P点运动到c点的过程中，其电势能的变化量大小；（3）带电微粒从a点运动到c点所经历的时间。参考答案：（1）在第一象限内，带电微粒从静止开始沿Pa做匀加速直线运动，受重力mg和电场力qE1的合力一定沿Pa方向，电场力qE1一定水平向左。1分带电微粒在第四象限内受重力mg、电场力qE2和洛仑兹力qvB做匀速直线运动，所受合力为零。分析受力可知微粒所受电场力一定水平向右，故微粒一定带正电。1分所以，在第一象限内E1方向水平向左（或沿x轴负方向）。1分根据平行四边形定则，有 mg=qE1tan

15、1分解得 E1=mg/q 1分（2）带电粒子从a点运动到c点的过程中，速度大小不变，即动能不变，且重力做功为零，所以从a点运动到c点的过程中，电场力对带电粒子做功为零。1分由于带电微粒在第四象限内所受合力为零，因此有 qvBcos=mg 1分带电粒子通过a点的水平分速度vx=vcos= 1分带电粒子在第一象限时的水平加速度ax=qE1/m=g1分带电粒子在第一象限运动过程中沿水平方向的位移x=0.5分由P点到a点过程中电场力对带电粒子所做的功W电=qE1x=1分因此带电微粒由P点运动到c点的过程中，电势能的变化量大小 E电=0.5分说明：其他方法正确的同样得分。但用动能定理的水平分量式求解的不

16、能得分。（3）在第三象限内，带电微粒由b点到c点受重力mg、电场力qE3和洛仑兹力qvB做匀速圆周运动，一定是重力与电场力平衡，所以有qE3=mg 1分设带电微粒做匀速圆周运动的半径为R，根据牛顿第二定律，有 qvB=mv2/R 1分带电微粒做匀速圆周运动的周期 T= 1分带电微粒在第三象限运动的轨迹如图所示，连接bc弦，因Oa=Oc，所以abc为等腰三角形，即Ocb=Oab=30。过b点做ab的垂线，与x轴交于d点，因Oba=60，所以Obd=30, 因此bcd为等腰三角形，bc弦的垂直平分线必交于轴上的d点,即d点为圆轨迹的圆心 1分所以带电粒子在第四象限运动的位移xab=Rcot=R其在

17、第四象限运动的时间t1= 1分由上述几何关系可知，带电微粒在第三象限做匀速圆周运动转过的圆心角为120，即转过1/3圆周，所以从b到c的运动时间 t2= 1分因此从a点运动到c点的时间 t=t1+t2=+=1分17. 在图复19-2中，半径为的圆柱形区域内有匀强磁场，磁场方向垂直纸面指向纸外，磁感应强度随时间均匀变化，变化率(为一正值常量),圆柱形区外空间没有磁场，沿图中弦的方向画一直线，并向外延长，弦与半径的夹角直线上有一任意点，设该点与点的距离为，求从沿直线到该点的电动势的大小参考答案：由于圆柱形区域内存在变化磁场，在圆柱形区域内外空间中将产生涡旋电场，电场线为圆，圆心在圆柱轴线上，圆面与

18、轴线垂直，如图中虚点线所示在这样的电场中，沿任意半径方向移动电荷时，由于电场力与移动方向垂直，涡旋电场力做功为零，因此沿半径方向任意一段路径上的电动势均为零1任意点在磁场区域内：令为任意点（见图复解19-2-1），在图中连直线与。取闭合回路，可得回路电动势，式中，分别为从到、从到、从到的电动势。由前面的分析可知，故 （1）令的面积为，此面积上磁通量，由电磁感应定律，回路的电动势大小为 根据题给的条件有 （2）由图复解19-2-2可知 （3）由（1）、（2）、（3）式可得沿线段的电动势大小为 （4） 2任意点在磁场区域外：令为任意点（见图复解19-2-2），。在图中连、。取闭合回路，设回路中电动

19、势为，根据类似上面的讨论有 （5）对于回路，回路中磁通量等于回路所包围的磁场区的面积的磁通量，此面积为，通过它的磁通量。根据电磁感应定律可知回路中电动势的大小 （6）在图中连，令，则，于是 当时，中有 于是得 （7）由（5）、（6）、（7）式可得沿线的电动势的大小为 （8）18. 如图所示，质量为m带电量为+q的带电粒子（不计重力），从左极板处由静止开始经电压为U的加速电场加速后，经小孔O1进入宽为L的场区，再经宽为L的无场区打到荧光屏上O2是荧光屏的中心，连线O1O2与荧光屏垂直第一次在宽为L整个区域加入电场强度大小为E、方向垂直O1O2竖直向下的匀强电场；第二次在宽为L区域加入宽度均为L的匀强磁场，磁感应强度大小相同、方向垂直纸面且相反两种情况下带电粒子打到荧光屏的同一点求：（1）带电粒子刚出小孔O1时的速度大小；（2）加匀强电场时，带电粒子打到荧光屏上的点到O2的距离d；（3）左右两部分磁场的方向和磁感应强度B的大小参考答案：解：（