安徽省池州市第十六中学高三物理下学期期末试卷含解析

安徽省池州市第十六中学高三物理下学期期末试卷含解析一、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.（多选题）如图所示，半径为R的内壁光滑圆轨道竖直固定在桌面上，一个可视为质点的质量为m的小球静止在轨道底部A点．现用小锤沿水平方向快速击打小球，使小球在极短的时间内获得一个水平速度后沿轨道在竖直面内运动．当小球回到A点时，再次用小锤沿运动方向击打小球，通过两次击打，小球才能运动到圆轨道的最高点．已知小球在运动过程中始终未脱离轨道，在第一次击打过程中小锤对小球做功W1，第二次击打过程中小锤对小球做功W2．设先后两次击打过程中小锤对小球做功全部用来增加小球的动能，则的值可能是（）A． B． C． D．1参考答案：BC【考点】功能关系．【分析】第一次击打后球最多到达与球心O等高位置，根据功能关系列式；两次击打后可以到轨道最高点，再次根据功能关系列式；最后联立求解即可．【解答】解：第一次击打后球最高到达与球心O等高位置，根据功能关系，有：

W1≤mgR…①两次击打后可以到轨道最高点，根据功能关系，有：

W1+W2﹣2mgR=mv2…②在最高点，由牛顿第二定律有：

mg+N=m≥mg…③联立①②③解得：

W1≤mgR

W2≥mgR则≤，故AD错误，BC正确；故选：BC2.如图所示，光滑绝缘水平桌面上直立一个单匝矩形导线框，线框的边长，，总电阻为．在直角坐标系中，有界匀强磁场区域的下边界与轴重合，上边界满足曲线方程（m），磁感应强度大小，方向垂直底面向外．线框在沿轴正方向的拉力作用下，以速度水平向右做匀速直线运动，则下列判断正确的是A．线框中的电流先沿逆时针方向再沿顺时针方向B．线框中感应电动势的最大值为VC．线框中感应电流有效值为D．线框穿过磁场区域的过程中外力做功为0.048J参考答案：AD由题意可知线框在外力作用下匀速切割磁感线，由右手定则可判断A正确；由E=BLv可知当线框的AD边或BC边全部在磁场中时，线框中的感应电动势最大，故最大值为=0.4V，B错误；线框中的感应电流的最大值为4A，该电流是正弦式交流电，故有效值是2A，C错误；由于线框做匀速运动，由能的转化与守恒定律可得外力做的功等于线框中产生的焦耳热，即J，D正确。3.日常生活中，我们常用微波炉来加热食品．它是利用微波来工作的．接通电源后，220V的交流电经过变压器后，在次级产生2000V高压交流电，加到磁控管两极之间，使磁控管产生微波．下列说法中正确的是A．微波炉的变压器原副线圈的匝数之比为11:100

B．微波还广泛用于电视、雷达

C．微波能产生反射，但不能产生干涉现象

D．微皮是一种波长很短的电磁波，它可以在真空中传播参考答案：

答案：ABD4.（单选）如图，是用来监测在核电站工作的人员受到辐射情况的胸章，通过照相底片被射线感光的区域，可以判断工作人员受到何种辐射。当胸章上1mm铝片和3mm铝片下的照相底片被感光，而铅片下的照相底片未被感光时，则工作人员可能受到了辐射的射线是

A．α和β

B．α和γ

C．β和γ

D．α、β和γ参考答案：A5.下表列出了一些材料制成的长1m、横截面积为1mm2的导线在20℃时的电阻值．导线银铜铝钨铁锰铜合金镍铬合金电阻R/Ω0.0160.0170.0270.0520.0960.441.1

根据表中数据回答：假如让你架设一条输电线路，在铝线和铁线之间，你应选用

______；假如要选用一根金属丝来做滑动变阻器的电阻丝，在铁丝和锰铜丝之间，你应选用___________。参考答案：铜线

锰铜线

二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.在画线处写出下列3个演示实验的目的：

①

；②

；③

参考答案：①悬挂法测重心；②显示微小形变；③验证平行四边形法则7.2013年2月12日朝鲜进行了第三次核试验,韩美情报部门通过氙（Xe）和氪（Kr）等放射性气体，判断出朝鲜使用的核原料是铀（U）还是钚（Pu），若核实验的核原料是，则①完成核反应方程式

．②本次核试验释放的能量大约相当于7000吨TNT当量，已知铀核的质量为235.0439u，中子质量为1.0087u，锶（Sr）核的质量为89.9077u，氙（Xe）核的质量为135.9072u，1u相当于931.5MeV的能量，求一个原子裂变释放的能量．参考答案：①根据电荷数守恒和质量数守恒可得：②该反应的质量亏损是：Δm=235.0439u+1.0087u—89.9077u—135.9072u—10×1.0087u=0.1507u根据爱因斯坦方程

ΔE=Δmc2=0.1507×931.5MeV=140.4MeV

8.正方形导线框处于匀强磁场中，磁场方向垂直框平面，磁感应强度随时间均匀增加，变化率为k。导体框质量为m、边长为L，总电阻为R，在恒定外力F作用下由静止开始运动。导体框在磁场中的加速度大小为

，导体框中感应电流做功的功率为

。参考答案：，9.一个小物块从底端冲上足够长的斜面后，又返回到斜面底端。已知小物块的初动能为E，它返回到斜面底端的速度大小为v，克服摩擦阻力做功为E/2。若小物块冲上斜面的动能为2E，则物块返回斜面底端时的动能为

。参考答案：10.如图所示，边长为L的正方形区域abcd内存在着匀强磁场。一个质量为m、电荷量为q、初速度为vo的带电粒子从a点沿ab方向进入磁场，不计重力。若粒子恰好沿BC方向，从c点离开磁场，则磁感应强度B=__________；粒子离开磁场时的动能为Ex__________。参考答案：

带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的轨道半径r=L，由可得B=，洛伦兹力不做功，粒子离开磁场时的动能为。11.

(4分)已知地球半径为6.4×106m，又知月球绕地球的运动可近似看作为匀速圆周运动，则可估算出月球到地球的距离为________m。（结果只保留一位有效数字）参考答案：

答案：4.0×108m12.设地球的质量为M，半径为R，则环绕地球飞行的第一宇宙速度v的表达式为______________；某行星的质量约为地球质量的，半径约为地球半径的，那么在此行星上的“第一宇宙速度”与地球上的第一宇宙速度之比为______________（已知万有引力常量为G）。参考答案：v=，/3︰113.某星球密度与地球相同，又知其表面重力加速度为地球表面重力加速度的2倍，则该星球的质量是地球质量的

倍。参考答案：

8三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（2014?宿迁三模）学校科技节上，同学发明了一个用弹簧枪击打目标的装置，原理如图甲，AC段是水平放置的同一木板；CD段是竖直放置的光滑半圆弧轨道，圆心为O，半径R=0.2m；MN是与O点处在同一水平面的平台；弹簧的左端固定，右端放一可视为质点、质量m=0.05kg的弹珠P，它紧贴在弹簧的原长处B点；对弹珠P施加一水平外力F，缓慢压缩弹簧，在这一过程中，所用外力F与弹簧压缩量x的关系如图乙所示．已知BC段长L=1.2m，EO间的距离s=0.8m．计算时g取10m/s2，滑动摩擦力等于最大静摩擦力．压缩弹簧释放弹珠P后，求：（1）弹珠P通过D点时的最小速度vD；（2）弹珠P能准确击中平台MN上的目标E点，它通过C点时的速度vc；（3）当缓慢压缩弹簧到压缩量为x0时所用的外力为8.3N，释放后弹珠P能准确击中平台MN上的目标E点，求压缩量x0．参考答案：（1）弹珠P通过D点时的最小速度为；（2）通过C点时的速度为m/s；（3）压缩量为0.18m．考点： 动能定理的应用；机械能守恒定律．专题： 动能定理的应用专题．分析： （1）根据D点所受弹力为零，通过牛顿第二定律求出D点的最小速度；（2）根据平抛运动的规律求出D点的速度，通过机械能守恒定律求出通过C点的速度．（3）当外力为0.1N时，压缩量为零，知摩擦力大小为0.1N，对B的压缩位置到C点的过程运用动能定理求出弹簧的压缩量．解答： 解：（1）当弹珠做圆周运动到D点且只受重力时速度最小，根据牛顿第二定律有：mg=解得．v==m/s（2）弹珠从D点到E点做平抛运动，设此时它通过D点的速度为v，则s=vtR=gt从C点到D点，弹珠机械能守恒，有：联立解得v=代入数据得，V=2m/s（3）由图乙知弹珠受到的摩擦力f=0.1N，根据动能定理得，且F1=0.1N，F2=8.3N．得x=代入数据解得x0=0.18m．答：（1）弹珠P通过D点时的最小速度为；（2）通过C点时的速度为m/s；（3）压缩量为0.18m．点评： 本题考查了动能定理、机械能守恒定律、牛顿第二定律的综合，涉及到圆周运动和平抛运动，知道圆周运动向心力的来源，以及平抛运动在竖直方向和水平方向上的运动规律是解决本题的关键．15.（09年大连24中质检）（选修3—3）（5分）在图所示的气缸中封闭着温度为100℃的理想气体．一重物用绳索经滑轮与缸中活塞相连接．重物和活塞均处于平衡状态，这时活塞离缸底的高度为20cm．如果缸内气体变为0℃，问：

①重物是上升还是下降？说明理由。②这时重物将从原处移动多少厘米？（设活塞与气缸壁问无摩擦）（结果保留一位小数）参考答案：

解析：

①缸内气体温度降低，压强减小，故活塞下移，重物上升。（2分）

②分析可知缸内气体作等压变化，设活塞截面积为S㎝2，气体初态体积V1=20S㎝3，温度T1=373K，末态温度T2=273K，体积设为V2=hS㎝3（h为活塞到缸底的距离）

据

（1分）

可得h=14.6㎝

则重物上升高度

（1分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板，两板间电压可取从零到某一最大值之间的各种数值．静止的带电粒子带电荷量为＋q，质量为m(不计重力)，从点P经电场加速后，从小孔Q进入N板右侧的匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，CD为磁场边界上的一绝缘板，它与N板的夹角为θ＝45°，孔Q到板的下端C的距离为L，当M、N两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在CD板上，求：(1)两板间电压的最大值Um；(2)CD板上可能被粒子打中区域的长度s；(3)粒子在磁场中运动的最长时间tm.参考答案：(1)M、N两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在CD板上，所以圆心在C点，如图所示，CH＝QC＝L(1分)17.如图所示，圆心在原点、半径为R的圆将xOy平面分为两个区域，在圆内区域Ⅰ（r≤R）和圆外区域Ⅱ（r＞R）的第一、二象限分别存在两个匀强磁场，方向均垂直于xOy平面．垂直于xOy平面放置两块平面荧光屏，其中荧光屏甲平行于y轴放置在x=2.6R的位置，荧光屏乙平行于x轴放置在y=3.5R的位置．现有一束质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子由静止经过加速电压为U的加速电场后从坐标为（0，﹣R）的A点沿y轴正方向射入区域Ⅰ，最终打在荧光屏甲上，出现亮点N的坐标为（2.6R，0.8R）．若撤去圆外磁场，粒子也打在荧光屏甲上，出现亮点M的坐标为（2.6R，0），此时，若将荧光屏甲沿x轴正方向平移，发现亮点的y轴坐标始终保持不变．不计粒子重力影响．（1）求在区域Ⅰ和Ⅱ中粒子运动速度v1、v2的大小；（2）求在区域Ⅰ和Ⅱ中磁感应强度B1、B2的大小和方向；（3）若加速电压变为3U，且上述两个磁场方向均反向，荧光屏仍在初速位置，求粒子到达荧光屏的位置坐标．参考答案：解：（1）粒子在磁场中运动时洛伦兹力不做功，打在M点和N点的粒子动能均为不变；速度v1、v2大小相等，设为v，由Uq=mv2可得v=（2）如图所示，区域Ⅱ中无磁场时，粒子在区域Ⅰ中运动四分之一圆周后，从C点沿y轴负方向打在M点，轨迹圆心是o1点，半径为r1=R区域Ⅱ有磁场时，粒子轨迹圆心是O2点，半径为r2，由几何关系得r22=（1.2R）2+（r2﹣0.4R）2解得r2=2R由qvB=m得B=则入半径可知，B1=，方向垂直xoy平面向外．B2=，方向垂直xoy平面向里．（3）如图所示，粒子先在区域Ⅰ中做圆周运动．由3qU=mv'2可知，运动速度为

v'==轨道半径为r3===R

由圆心O3的坐标（R，﹣R）可知，O3A与O3O的夹角为30°．通过分析如图的几何关系，粒子从D点穿出区域Ⅰ的速度方向与x轴正方向的夹角为θ=60°粒子进入区域Ⅱ后做圆周运动的半径为r4==2=2R其圆心O4的坐标为（r4sin30°﹣Rsin60°，Rcos60°+r4co