山东省德州市禹城房寺镇中学高三物理期末试题含解析

山东省德州市禹城房寺镇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.如图所示，一航天器围绕地球沿椭圆形轨道运动，地球的球心位于该椭圆的一个焦点上，A、B两点分别是航天器运行轨道上的近地点和远地点。若使该航天器由椭圆轨道进入外层的圆轨道（圆轨道与椭圆轨道相切于B点）运行，需要在航天器运行到B位置时再次点火。如果航天器分别在椭圆轨道和圆轨道上正常运行，以下说法正确的是：A．航天器在椭圆轨道上经过B点时的加速度等于它在圆轨道上经过B点时的加速度B．航天器在椭圆轨道上经过B点时的速度等于它在圆轨道上经过B点时的速度C．航天器在椭圆轨道上分别经过A、B两点时的速率相等D．航天器在圆轨道上经过C点时的速率小于它在椭圆轨道上经过A点的速率参考答案：AD2.（多选）某欧式建筑物屋顶为半球形，一警卫人员为执行特殊任务，必须冒险在半球形屋顶上向上缓慢爬行（如图所示），他在向上爬过程中（）A．屋顶对他的支持力变大B．屋顶对他的支持力变小C．屋顶对他的摩擦力变大D．屋顶对他的摩擦力变小参考答案：考点：共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．专题：共点力作用下物体平衡专题．分析：由题意可知，研究对象处于动态平衡状态（因为他在缓慢爬行），所以对其在某位置受力分析，再利用平行四边形定则进行力的合成或分解来列出支持力与摩擦力的表达式．从而由式中的θ变化，可以求出屋顶对他的支持力与摩擦力的变化．解答：解：对警卫在某点受力分析：将F支、Ff进行力的合成，由三角函数关系可得：

F支=Gcosβ

Ff=Gsinβ当缓慢向上爬行时，β渐渐变小，则F支变大，Ff变小；但支持力与摩擦力的合力与重力平衡，是不变的；故选：AD．点评：考查支持力与摩擦力方向，并利用力的平行四边形定则构建支持力、摩擦力与重力间的关系．3.（多选）某汽车在启用ABS刹车系统和不启用该刹车系统紧急刹车时，其车速与时间的变化关系分别如下图中的①、②图线所示．由图可知，启用ABS后（

）A．t1时刻车速更小B．0～t1的时间内加速度更小C．加速度总比不启用ABS时大D．刹车后前行的距离比不启用ABS更短参考答案：BD4.物理学国际单位制中有基本单位和导出单位，下列物理量的单位用基本单位表示，正确的是A．功率的单位用基本单位表示是N·m/s

B．电容的单位用基本单位表示是C/VC．电量的单位用基本单位表示是A·s

D．磁通量的单位用基本单位表示是T·m2参考答案：C5.位于坐标原点的波源S不断地产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v=40m/s，已知t=0时刻波刚好传播到x=13m处，部分波形图如图所示，下列说法正确的是A．波源S开始振动的方向沿y轴正方向B．t=0.45s时，x=9m处的质点的位移为5cmC．t=0.45s时，波刚好传播到x=18m处

D．t=0.45s时，波刚好传播到x=31m处Ks5u参考答案：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.气垫导轨可以在导轨和滑块之间形成一薄层空气膜，使滑块和导轨间的摩擦几乎为零，如图所示，让滑块从气垫导轨是某一高度下滑，滑块上的遮光片的宽度为s，当遮光片通过电门时与光电门相连的数字毫秒器显示遮光时间为t，则庶光片通过光电门的平均速度为v=

（1）关于这个平均速度，有如下讨论：

A．这个平均速度不能作为实验中遮光片通过光电门时滑块的瞬时速度

B．理论上，遮光片宽度越窄，遮光片通过光电门的平均越接近瞬时速度

C．实验中所选遮光片并非越窄越好，还应考虑测量时间的精确度，遮光片太窄，时间测量精度就会降低，所测瞬时速度反而不准确

D．实验中，所选遮光片越宽越好，这样时间的测量较准，得到的瞬时速度将比较准确，这些讨论中，正确的是：

；

（2）利用这一装置可验证机械能守桓定律。滑块和遮光片总质量记为M（kg），若测出气垫导轨总长L0、遮光片的宽度s，气垫导轨两端到桌面的高度差h、滑块从由静止释放到经过光时门时下滑的距离L和遮光时间t，这一过程中：滑块减少的重力势能的表达式为：

，滑块获得的动能表达式为：

；参考答案：（1）BC

（2）

知道光电门测量滑块瞬时速度的原理，能根据已知的运动学公式求出速度进而计算物体的动能是解决本题的关键。7.一个质量为50千克的人站立在静止于平静的水面上的质量为400千克船上，突然船上人以2米/秒的水平速度跳向岸，不计水的阻力，则船以_____

___米/秒的速度后退，若该人向上跳起，以人船为系统，人船的动量_________。（填守恒或不守恒）参考答案：0．25

；不守恒

8.如图所示，OB杆长L，质量不计，在竖直平面内绕O轴转动。杆上每隔处依次固定A、B两个小球，每个小球的质量均为m。已知重力加速度为g。使棒从图示的水平位置静止释放，当OB杆转到竖直位置时小球B的动能为_____________，小球A的机械能的变化量为___________。参考答案：，9.（6分）如图所示，n个相同的木块（可视为质点），每块的质量都是m，从右向左沿同一直线排列在水平桌面上，相邻木块间的距离均为l，第n个木块到桌边的距离也是l，木块与桌面间的动摩擦因数为μ．开始时，第1个木块以初速度v0向左滑行，其余所有木块都静止，在每次碰撞后，发生碰撞的木块都粘在一起运动。最后第n个木块刚好滑到桌边而没有掉下．则在整个过程中因碰撞而损失的总动能

参考答案：

10.如图所示，真空中有一顶角为75o，折射率为n=的三棱镜．欲使光线从棱镜的侧面AB进入，再直接从侧面AC射出，求入射角θ的取值范围为

▲

。

参考答案：450＜θ＜90011.若将一个电量为2.0×10－10C的正电荷，从零电势点移到电场中M点要克服电场力做功8.0×10－9J，则M点的电势是=

V；若再将该电荷从M点移到电场中的N点，电场力做功1.8×10－8J，则M、N两点间的电势差UMN＝

V。参考答案：

40；90。12.大量氢原子处于不同能量激发态，发生跃迁时放出三种不同能量的光子，其能量值分别是：1.89eV、10.2eV、12.09eV。跃迁发生前这些原子分布在

个激发态能级上，其中最高能级的能量值是

eV（基态能量为-13.6eV）。参考答案：①2

，

②E=-13.6-(-12.09)=-1.51eV

13.如图为“用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系”的实验装置。（1）在该实验中必须采用控制变量法，应保持___________不变，用钩码所受的重力作为___________，用DIS测小车的加速度。（2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线（如图所示）。

①

分析此图线的OA段可得出的实验结论是_________________________________。②（单选题）此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是A．小车与轨道之间存在摩擦

B．导轨保持了水平状态C．所挂钩码的总质量太大

D．所用小车的质量太大参考答案：（1）小车的总质量，小车所受外力，（4分）（2）①在质量不变的条件下，加速度与外力成正比，②C，三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（7分）一定质量的理想气体，在保持温度不变的的情况下，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：气体压强减小（1分）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．（3分）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可知，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量即900J．（3分）15.（4分）一束单色光由左侧时的清水的薄壁圆柱比，图为过轴线的截面图，调整入射角α，光线拾好在不和空气的界面上发生全反射，已知水的折射角为，α的值。

参考答案：解析：当光线在水面发生全放射时有，当光线从左侧射入时，由折射定律有，联立这两式代入数据可得。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，电动机带动滚轮逆时针匀速转动，放下滚轮压紧金属板，在滚轮摩擦力的作用下，将金属板从倾角θ=37°斜面底端A送往上部，滚轮与金属板的切点B到斜面底端A的距离为L=7.0m．当金属板的下端运动到切点B处，立即提起滚轮使它与板脱离接触．已知金属板之后返回斜面底部与挡板相撞后立即静止，此时放下滚轮再次压紧金属板，再次将金属板从A端送往斜面上部，如此往复，已知斜面足够长，金属板的质量为m=1.0×103kg，金属板与斜面间的动摩擦因数μ1=0.25，滚轮边缘线速度恒为v=4.0m/s，滚轮对金属板的压力FN=3.2×104N，滚轮与金属板间的动摩擦因数为μ2=0.55，求金属板往复运动的周期T．（忽略金属板与挡板的碰撞时间，取sin37°=0.6，g=10m/s2）参考答案：（单选）考点：牛顿第二定律；力的合成与分解的运用．专题：牛顿运动定律综合专题．分析：对金属板加速上升过程进行受力分析，然后根据牛顿第二定律即可求加速度，明确一个周期金属板有匀加速上升、匀速上升、滚轮脱离金属板后匀变速运动三个过程，然后根据运动学公式分别求出对应的时间即可．解答：解：在滚轮的作用下，金属板加速的加速度为a1，根据牛顿第二定律得：μ2FN﹣mgsinθ﹣μ1（mgcosθ+FN）=ma1板加速至与滚轮速度相同时前进的距离为，在滚轮的作用下加速上升的时间，在滚轮作用下匀速上升的时间，离开滚轮后上升时加速度大小为a2，则mgsinθ+μ1mgcosθ=ma2，离开滚轮后上升的时间，离开滚轮后上升的距离，离开滚轮后向下运动的总距离x=L+x3，离开滚轮后向下运动时加速度大小为a3，则mgsinθ﹣μ1mgcosθ=ma3离开滚轮后向下运动的总时间为t4，则，则往复运动的周期T=t1+t2+t3+t4=5.5s答：金属板往复运动的周期T为0.55s点评：解决动力学问题的关键是研究对象进行物理过程分析和受力分析，然后根据不同的过程选择相应的规律即可求解．17.如图16所示，为一磁约束装置的原理图，圆心为原点O、半径为R0的圆形区域Ⅰ内有方向垂直xoy平面向里的匀强磁场。一束质量为m、电量为q、动能为E0的带正电粒子从坐标为(0、R0)的A点沿y负方向射入磁场区域Ⅰ，粒子全部经过x轴上的P点，方向沿x轴正方向。当在环形区域Ⅱ加上方向垂直于xoy平面的匀强磁场时，上述粒子仍从A点沿y轴负方向射入区域Ⅰ，粒子经过区域Ⅱ后从Q点第2次射入区域Ⅰ，已知OQ与x轴正方向成600。不计重力和粒子间的相互作用。求：

(1)区域Ⅰ中磁感应强度B1的大小；(2)若要使所有的粒子均约束在区域内，则环形区域Ⅱ中B2的大小、方向及环形半径R至少为大；(3)粒子从A点沿y轴负方向射入后至再次以相同的速度经过A点的运动周期。参考答案：(1)设在区域Ⅰ内轨迹圆半径为=R0;（1分）

（1分）

（1分）∴（1分）(2)设粒子在区域Ⅱ中的轨迹圆半径为，部分轨迹如图，有几何关系知：

（2分），

，（1分），（1分）方向与相反，即垂直xoy平面向外（1分）由几何关系得，（2分）

即（1分）(3)轨迹从A点到Q点对应圆心角，要仍从A点沿y轴负方向射入，需满足;

,即取最小整数m=5，n=12

（3分）,其中（2分）代入数据得（1分）18.（12分）在光滑的水平面上，用一根轻绳系着一个质量为3kg的小球以10m/s的速度绕O点做匀速圆周运动，半径为4m,若运动到A点，突然将绳再放长4m,

绳绷紧后小球转入到另一轨道上做匀速圆周运动。求：⑴小球从放绳开始到运动到O点另一侧与AO两点共线的B点所用