山西省太原市第十五中学高三物理期末试题含解析

山西省太原市第十五中学高三物理期末试题含解析一、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.（单选）足够长的粗糙斜面上，用力推着一物体沿斜面向上运动，t=0时撤去推力，0～6s内速度随时间的变化情况如图所示，由图像可知判断错误的是：A．0～1s内物体发生的位移大小与1～6s内发生的位移大小之比为1:5B．0～1s内重力的平均功率大小与1～6s内重力平均功率大小之比为5：1C．0～ls内摩擦力的平均功率与1～6s内摩擦力平均功率之比为1：1D．0～1s内机械能变化量大小与1～6s内机械能变化量大小之比为1：5参考答案：B2.一交流电流的图象如图所示，由图可知（

）

A．用电流表测该电流其示数为14.1A

B．该交流电流的频率为50Hz

C．该交流电流通过10Ω电阻时，电阻消耗的电功率为1000W

D．该交流电流瞬时值表达式为i＝14.1sin628tA参考答案：CD根据图像知交流电的有效值为10A，则电流表示数为有效值10A，A项错；周期T=0.01s，频率为100Hz，B项错；通过10Ω的电阻，电功率W，C项正确；瞬时值表达式为A=14.1sin628tA，D项正确。3.物体静止于倾角为θ的斜面上，当斜面倾角θ变小时，物体所受力的变化情况是（）A．重力、支持力、静摩擦力均增大B．重力不变，支持力增大，静摩擦力减小C．重力不变，支持力、静摩擦力增大D．以上说法都不对参考答案：B【考点】共点力平衡的条件及其应用．【分析】斜面倾角θ缓慢变小的过程中，物体相对于斜面静止，根据物体垂直于斜面方向的力平衡，得到支持力FN和重力G、θ的关系式．根据平行于斜面方向的力平衡，得到物体受到静摩擦力与G的关系，由平衡条件研究其变化情况．【解答】解：物体受重力、支持力和静摩擦力，木板倾角θ缓慢变小的过程中，物体的合力为零，根据共点力平衡条件，有：当地的重力加速度不变，所以重力一定不变；垂直斜面方向：FN=Mgcosθ，θ减小，FN增加；平行斜面方向：Ff=Mgsinθ，θ减小，Ff减小；故B正确．故选：B．4.（单选题）重为G的两个完全相同的小球，与水平面的动摩擦因数均为。竖直向上的较小的力F作用在连接两球轻绳的中点，绳间的夹角，如图所示。缓慢增大F，到两球刚要运动的过程中，下列说法正确的是ks5uA.地面对球的支持力变大，摩擦力变大B.地面对球的支持力变小，摩擦力变小C.球刚开始运动时，地面对球没有支持力D.球刚开始运动时，球受到的摩擦力最大参考答案：D5.（多选题）“磁单极子”是指只有S极或只有N极的磁性物质，其磁感线分布类似于点电荷的电场分布．假设地面附近空中有一N极磁单极子，在竖直平面内的磁感线如图所示，一质量为m、电荷量为q的带正电粒子正在该磁单极子上方附近做速度大小为v、半径为R的匀速圆周运动，其轨迹如虚线所示，轨迹平面为水平面，若不考虑地磁场的影响，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是（）A．粒子受到的洛伦兹力与所在处的磁感线方向垂直且斜向上B．从轨迹上方朝下看，该粒子沿顺时针方向运动C．该粒子受到的洛伦兹力全部提供做匀速圆周运动的向心力D．该粒子所在处磁感应强度大小为参考答案：ABD【考点】带电粒子在混合场中的运动；洛仑兹力．【分析】这是一道关于“磁单极子”的信息题，“磁单极子”是指只有S极或只有N极的磁性物质，其磁感线分布类似于点电荷的电场线分布．问题是带电粒子在“磁单极子”的磁场中做匀速圆周运动衍生出求B、向心力等问题．由于受到两个力的作用，所以从竖直和水平两个方向去考虑．【解答】解：A、C、粒子做匀速圆周运动，可知粒子受到的洛伦兹力与所在处的磁感线方向垂直且斜向上，只是其水平分量提供向心力，或者说是洛仑兹力与重力的合力提供向心力．故A正确，C错误；B、粒子带正电，根据由左手定则：手心向下，大拇指指圆心，这样四指方向就是运动的方向，可知从轨迹上方朝下看，该粒子沿顺时针方向运动，故B正确．D、由洛仑兹力与重力的合力提供做匀速圆周运动向心力，结合勾股定理，有，得该粒子所在处磁感应强度大小=，故D正确．故选：ABD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一支300m长的队伍，以1m/s的速度行军，通讯员从队尾以3m/s的速度赶到队首，并立即以原速率返回队尾，求通讯员的位移和路程各是多少？参考答案：675m

225m7.（6分）一列简谐波某时刻的波形如图所示，此波以0.5m/s的速度向右传播。这列波的周期为T＝__________s，图中A质点第一次回到平衡位置所需要的时间为t＝_________s。参考答案：

0.08，0.018.若一定质量的理想气体分别按如图所示的三种不同过程变化，其中表示等容变化的是

(填“a→b”、“b→c”或“c→d”)，该过程中气体的内能

(填“增加”、“减少”或“不变”)．参考答案：a→b，增加；9.参考答案：10.（4分）图是一个单摆做受迫振动时的共振曲线，由图可知，该单摆的长是

m；若增大该单摆的摆长，则与原图相比较，共振曲线的“峰”将

（填“向左移动”、“保持不变”或“向右移动”）。（运算中）参考答案：1；向左移动11.某中学的实验小组利用如图所示的装置研究光电效应规律，用理想电压表和理想电流表分别测量光电管的电压以及光电管的电流．当开关打开时，用光子能量为2.5eV的光照射光电管的阴极K，理想电流表有示数，闭合开关，移动滑动变阻器的触头，当电压表的示数小于0.60V时，理想电流表仍有示数，当理想电流表的示数刚好为零时，电压表的示数刚好为0.60V．则阴极K的逸出功为1.9eV，逸出的光电子的最大初动能为0.6eV．参考答案：：解：设用光子能量为2.5eV的光照射时，光电子的最大初动能为Ekm，阴极材料逸出功为W0，当反向电压达到U=0.60V以后，具有最大初动能的光电子也达不到阳极，因此eU=Ekm由光电效应方程：Ekm=hν﹣W0由以上二式：Ekm=0.6eV，W0=1.9eV．所以此时最大初动能为0.6eV，该材料的逸出功为1.9eV；故答案为：1.9eV，0.6eV．12.一列简谐横波沿x轴传播，某时刻（t=0）波的图像如图所示，此刻A、B两质点的位移相同，此后A和B分别经过最短时间0.1s和0.8s回到图示位置，该波沿x轴

方向传播（填“正”或“负”)，该波在18s内传播的距离为

m。参考答案：负，4013.2011年3月19日-3月27日，在丹麦的（Esbjerg）埃斯堡，举行了2011年世界女子冰壶世锦赛，参赛的中国女子冰壶队喜获铜牌，如图为中国队员与丹麦队比赛的投掷冰壶的镜头。在某次投掷中，冰壶运动一段时间后与对方的静止冰壶发生正碰，碰撞可认为是弹性碰撞。通过电子测速设备测得，碰后对方的冰壶以2.00m/s的速度向前滑行。中国对的冰壶速度减小为0.01m/s，比赛中中国队使用的冰壶实测质量为19.0kg，由于制造工艺上的不足，若两冰壶质量有点偏差，你能否根据比赛的观测估算出丹麦队使用的冰壶的质量

kg（结果保留3位有效数字）参考答案：18.8kg三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.(2)一定质量的理想气体，在保持温度不变的情况下，如果增大气体体积，气体压强将如何变化？请你从分子动理论的观点加以解释．如果在此过程中气体对外界做了900J的功，则此过程中气体是放出热量还是吸收热量？放出或吸收多少热量？(简要说明理由)参考答案：一定质量的气体，温度不变时，分子的平均动能一定，气体体积增大，分子的密集程度减小，所以气体压强减小．一定质量的理想气体，温度不变时，内能不变，根据热力学第一定律，当气体对外做功时气体一定吸收热量，吸收的热量等于气体对外做的功，即900J.15.如图所示，在滑雪运动中一滑雪运动员，从倾角θ为37°的斜坡顶端平台上以某一水平初速度垂直于平台边飞出平台，从飞出到落至斜坡上的时间为1.5s，斜坡足够长，不计空气阻力，若g取10m/s2，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：(1)运动员在斜坡上的落点到斜坡顶点(即飞出点)间的距离；(2)运动员从斜坡顶端水平飞出时的初速度v0大小.参考答案：18.75m

试题分析：（1）根据位移时间公式求出下落的高度，结合平行四边形定则求出落点和斜坡顶点间的距离。（2）根据水平位移和时间求出初速度的大小。（1）平抛运动下落的高度为：则落点与斜坡顶点间的距离为：（2）平抛运动的初速度为：【点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和数学公式进行求解，并且要知道斜面的倾角是与位移有关，还是与速度有关。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.已知铜的密度为8.9×103kg/m3，铜的原子量为64，质子和中子的质量约为1.67×10﹣27kg，则铜块中平均每个铜原子所占的空间体积为多少？铜原子的直径约为多少？参考答案：解：（1）铜的原子量为64，即每摩尔铜的质量为64g，其摩尔体积：Vmol==m3①每个铜原子的体积V0=②由①②得V0=1.19×10﹣29m3（2）把铜原子作为球形模型，其直径设为d，则

π（）3=V0代入数据，解得d=2.83×10﹣10m．答：铜块中平均每个铜原子所占的空间体积为1.19×10﹣29m3，铜原子的直径约为2.83×10﹣10m【考点】阿伏加德罗常数．【分析】根据铜的摩尔质量求出摩尔体积，结合阿伏伽德罗常数求出铜原子的体积．将铜原子看出球形，结合球的体积求出铜原子的直径．17.（15分）有一带负电的小球，其带电荷量q=—2×10—4C。如图所示，开始时静止在场强E=N/C的匀强电场中的P点，靠近电场极板B有一挡板S，小球与挡板S的距离h=4cm，与A板距离H=36cm，小球的重力忽略不计。在电场力作用下小球向左运动，与挡板S相碰后电量减少到碰前的k倍，已知k=7/8，而碰撞过程中小球的机械能不损失。（1）设匀强电场中挡板S所在位置的电势为零，则小球在P点时的电势能为多少？（电势能用来表示）（2）小球从P点出发第一次到达最右端的过程中电场力对小球做了多少功？（3）小球经过多少次碰撞后，才能抵达A板？（可能用到的关系=0.058）参考答案：这是一个圆周运动与机械能两部分知识综合应用的典型问题。题中涉及两个临界条件：一是线承受的最大拉力不大于9mg；另一个是在圆周运动的最高点的瞬时速度必须不小于（是做圆周运动的半径）。

设在D点绳刚好承受最大拉力，设DE=x，则：

悬线碰到钉子后，绕钉做圆周运动的半径为：

①

当小球落到D点正下方时，绳受到的最大拉力为F，此时小球的速度v，由牛顿第二定律

有：

结合可得

②

由机械能守恒定律得：即：

③

由①②③式联立解得：

随着x的减小，即钉子左移，绕钉子做圆周运动的半径越来越大。转至最高点的临界速度也越来越大，但根据机械能守恒定律，半径约大，转至最高点的瞬时速度越小，当这个瞬时速度小于临界速度时，小球就不能到达圆的最高点了。设钉子在G点小球刚能绕钉做圆周运动到达圆的最高点，设EG=x'如图,则

在最高点：

由机械能守恒定律得：

⑥

由④⑤⑥联立得在水平线上EF上钉子的位置范围是：

18.如图所示，竖直放置的光滑平行金属导轨MN、PQ相距L，在M点和P点间接有一个阻值为R的电阻，在两导轨间的矩形区域OO1O1′O′内有垂直导轨平面向里、宽为d的匀强磁场，磁感应强度为B．一质量为m、电阻为r的导体棒ab垂直地搁在导轨上，与磁场的上边界相距d0．现使ab棒由静止开始释放，棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动(棒ab与导轨始终保持良好接触且下落过程中始终保持水平，导轨的电阻不计)．(1)求棒ab离开磁场的下边界时的速度大小．(2)求棒ab在通过磁场区的过程中产生的焦耳热．(3)试分析讨论棒ab在磁场中可能出现的运动情况．参考答案：(1)设棒ab离开磁场的边界前做匀速运动的速度为v，产生的感应电动势为：E＝BLv

……1分电路中的电流I＝

……1分对棒ab，由平衡条件得：mg－BIL＝0

……1分解得：v＝

……1分(2)设整个回路中产生的焦耳热为Q，由能量的转化和守恒定律可得：mg(