福建省南平市岚下中学高三物理测试题含解析

福建省南平市岚下中学高三物理测试题含解析一、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.（多选）如图所示的均匀水平杆OB重为G，左端O为固定在墙上的转动轴．跨过定滑轮P的细绳的左端系在杆的中点A，右端系在B端，PB竖直向上，AP与水平方向的夹角为30°．定滑轮被竖直绳CP和水平绳PD系住．则下列结论中正确的是（）A．跨过定滑轮的细绳所受的拉力是B．CP绳所受的拉力是C．PD绳所受的拉力是D．轴O受到的水平拉力参考答案：考点：力矩的平衡条件；共点力平衡的条件及其应用．分析：APB是同一根绳，根据力矩平衡求得绳中张力T，再根据P的平衡由平衡条件求得CP和PD绳中的拉力．解答：解：A、以杆OB平衡有：，由此解得跨过定滑轮的绳所受的拉力T=，故A正确；BC、以P为研究对象受力分析如图所示：根据P平衡有：TPD=Tcos30°=TCP﹣Tsin30°﹣T=0，所以故B错误，C正确；D、以杆水平方向受力平衡有，轴O对杆的拉力F=，故D错误．故选：AC．点评：本题抓住杆的力矩平衡和定滑轮受力平衡，分别由力矩平衡方程和平衡条件求解，掌握受力分析是正确解题的关键．2.如图8所示，直线MN是某电场中的一条电场线（方向未画出）。虚线是一带电的粒子只在电场力的作用下，由a到b的运动轨迹，轨迹为一抛物线。下列判断正确的是

A．电场线MN的方向一定是由N指向M

B．带电粒子由a运动到b的过程中动能一定逐渐减小

C．带电粒子在a点的电势能一定大于在b点的电势能

D．带电粒子在a点的加速度一定大于在b点的加速度参考答案：C由于带电粒子的电性不确定，所以电场线的方向不确定，A错误；带电粒子由a运动到b的过程中，只受电场力的作用，由轨迹的弯曲方向知电场力做正功，电势能减小，动能增加，故B错误C正确；由于仅给出一条电场线，电场强度的大小关系不确定，D错误。3.某交流发电机给灯泡供电,产生正弦式交变电流的图像如图所示,下列说法中正确的是()A.交变电流的频率为0.02HzB.交变电流的瞬时表达式为i=5cos(50πt)AC.在t=0.01s时,穿过交流发电机线圈的磁通量为零D.若发电机线圈电阻为0.4Ω,则其产生的热功率为5W参考答案：CD

解析:从题图可知交流电的周期T=0.02s,所以频率f==50Hz,选项A错误;角速度ω=2πf=100πrad/s,最大值Im=5A,交变电流瞬时表达式应为i=5cos(100πt)A,选项B错误;t=0.01s时,感应电流最大,磁通量为零,选项C正确;由P=I2R=()R知,选项D正确.4.如图所示，把一个带电小球A固定在光滑的水平绝缘桌面上，在桌面的另一处有另一带电小球B，现给B一个垂直于AB方向的速度v0，则下列说法中正确的是（

）

A．B球可能做直线运动

B．A球对B球的库仑力可能不做功

C．B球的电势能可能增加

D．B球可能从电势较高处向电势较低处运动参考答案：

答案：BCD5.只含有a、b两种单色光的复色光由某种介质射向真空，光路如图所示，则下列说法正确的是A.

a光在玻璃砖中的传播速度比b光小B.

a光的频率比b光小C.

a光的临界角比b光小D.

a、b通过相同的双缝干涉实验装置，a光的条纹间距比b光大参考答案：BD解析：由光路图可知，b光折射率大，a光在玻璃砖中的传播速度比b光大，a光的频率比b光小，选项A错误B正确；由全反射临界角公式可知，a光的临界角比b光大，选项C错误；由双缝干涉条纹间隔公式，a、b通过相同的双缝干涉实验装置，a光的条纹间距比b光大，选项D正确。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.在探究动能定理的实验中，某实验小组组装了一套如图所示的装置，拉力传感器固定在小车上，一端与细绳相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小。穿过打点计时器的纸带与小车尾部相连接，打点计时器打点周期为T，实验的部分步骤如下：①平衡小车所受的阻力：不挂钩码，调整木板右端的高度，用手轻推小车，直到打点计时器打出一系列________的点．②测量小车和拉力传感器的总质量M，按图组装好仪器，并连接好所需电路，将小车停在打点计时器附近，先接通拉力传感器和打点计时器的电源，然后

，打出一条纸带，关闭电源．③在打出的纸带中选择一条比较理想的纸带如图所示，在纸带上按打点先后顺序依次取O、A、B、C、D、E等多个计数点，各个计数点到O点间的距离分别用hA、hB、hC、hD、hE……表示，则小车和拉力传感器在计时器打下D点时的动能表达式为

，若拉力传感器的读数为F，计时器打下A点到打下D点过程中，细绳拉力对小车所做功的表达式为

．④某同学以A点为起始点，以A点到各个计数点动能的增量为纵坐标，以A点到各个计数点拉力对小车所做的功W为横坐标，得到一条过原点的倾角为45°的直线，由此可以得到的结论是

．参考答案：①间距相等

（2分，其他表述正确的同样给分）

②释放小车

（2分）

③（2分）；（2分）④外力所做的功，等于物体动能的变化量（2分，其他表述正确的同样给分）7.一定质量的理想气体，等压膨胀，压强恒为2×105帕，体积增大0.2升，内能增大了10焦耳，则该气体

（吸收、放出）

焦耳的热量。参考答案：

答案：吸收，50

8.如图所示，处于水平位置的、质量分布均匀的直杆一端固定在光滑转轴O处，在另一端A下摆时经过的轨迹上安装了光电门，用来测量A端的瞬时速度vA，光电门和转轴O的竖直距离设为h。将直杆由图示位置静止释放，可获得一组（vA2，h）数据，改变光电门在轨迹上的位置，重复实验，得到在vA2~h图中的图线①。设直杆的质量为M，则直杆绕O点转动的动能Ek=_____________（用M和vA来表示）。现将一质量m=1kg的小球固定在杆的中点，进行同样的实验操作，得到vA2~h图中的图线②，则直杆的质量M=____________kg。（g=10m/s2）参考答案：，0.259.（5分）质量分布均匀的摆球质量为m，半径为r，带正电荷，用长为L的细线将摆球悬挂在悬点O作简谐振动，则这个单摆的振动周期T＝_____________；若在悬点O处固定另一个正电荷，如图所示，则该单摆的振动周期将_________。（填“变大”、“变小”或“不变”）参考答案：、不变10.（5分）如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R。线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度ω匀速转动，线框中感应电流的有效值I=

。线框从中性面开始转过的过程中，通过导线横截面的电荷量q=

。

参考答案：

，11.图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源，打点的时间间隔用Δt表示。在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”。（1）完成下列实验步骤中的填空：①平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列________的点。②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码。③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点列的纸袋，在纸袋上标出小车中砝码的质量m。④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③。⑤在每条纸带上清晰的部分，没5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距s1，s2，…。求出与不同m相对应的加速度a。⑥以砝码的质量m为横坐标1/a为纵坐标，在坐标纸上做出1/a-m关系图线。若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则1/a与m处应成_________关系（填“线性”或“非线性”）。（2）完成下列填空：（ⅰ）本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是_______________________。（ⅱ）设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2、s3。a可用s1、s3和Δt表示为a=__________。图2为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况，由图可读出s1=__________mm，s3=__________。由此求得加速度的大小a=__________m/s2。（ⅲ）图3为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为___________，小车的质量为___________。参考答案：（2(23.9～24.5)47.2(47.0～47.6)1.16(1.13～1.19)；12.在“验证牛顿运动定律”实验中，所用的实验装置如图所示。在调整带滑轮木板的倾斜程度时，应使小车在不受牵引力时能拖动纸带沿木板匀速运动。小车的质量为M，盘和盘中重物的总质量为m，保持M不变，研究小车的加速度与力的关系时，在

条件下，mg近似等于小车运动时所受的拉力。实验中打出的一条纸带如下图所示，纸带上相邻两个计数点之间有四个实际点未画出，已知交流电频率为50HZ，AB=19.9mm，AC=49.9mm，AD=89.9mm，AE=139.8mm，则打该纸带时小车的加速度大小为

m/s2(保留两位有效数字)参考答案：m<<M，1.013.有一水平方向的匀强电场，场强大小为9×103N/C，在电场内作一半径为10cm的圆，圆周上取A、B两点，如图所示，连线AO沿E方向，BO⊥AO，另在圆心O处放一电量为10﹣8C的正点电荷，则A处的场强大小为0N/C；B处的场强大小为1.27×104N/C．参考答案：考点：电场强度．专题：电场力与电势的性质专题．分析：根据公式E=k求出点电荷在A、B两点处产生的场强大小，判断出场强方向，A、B两点的场强是由正点电荷和匀强电场场强的合成，根据平行四边形定则求解AB两点处的场强大小．解答：解：点电荷在A点处产生的场强大小为E=k=9×109×N/C=9×103N/C，方向从O→A；而匀强电场方向向右，大小9×103N/C，叠加后，合电场强度为零．同理，点电荷在B点处产生的场强大小也为E=k=9×109×N/C=9×103N/C，方向从O→B；根据平行四边形定则得，则两点的场强是由正点电荷和匀强电场场强的合成，A点的场强大小为：

EA=E点﹣E匀=9×103N/C﹣9×103N/C=0；同理，B点的场强大小为：

EB=E=1.27×104N/C与水平方向成45°角斜向右下方；故答案为：0，1.27×104，点评：本题电场的叠加问题，一要掌握点电荷的场强公式E=k；二要能根据据平行四边形定则进行合成．三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（8分）一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C，其中AB过程为等压变化，BC过程为等容变化。已知VA=0.3m3，TA=TB=300K、TB=400K。（1）求气体在状态B时的体积。（2）说明BC过程压强变化的微观原因（3）没AB过程气体吸收热量为Q，BC过气体

放出热量为Q2，比较Q1、Q2的大小说明原因。参考答案：解析：（1）设气体在B状态时的体积为VB，由盖--吕萨克定律得，，代入数据得。(2)微观原因：气体体积不变，分子密集程度不变，温度变小，气体分子平均动能减小，导致气体压强减小。(3)大于；因为TA=TB，故AB增加的内能与BC减小的内能相同，而AB过程气体对外做正功，BC过程气体不做功，由热力学第一定律可知大于。考点：压强的微观意义、理想气体状态方程、热力学第一定律15.（6分）小明在有关媒体上看到了由于出气孔堵塞，致使高压锅爆炸的报道后，给厂家提出了一个增加易熔片（熔点较低的合金材料）的改进建议。现在生产的高压锅已普遍增加了含有易熔片的出气孔（如图所示），试说明小明建议的物理道理。参考答案：高压锅一旦安全阀失效，锅内气压过大，锅内温度也随之升高，当温度达到易熔片的熔点时，再继续加热易熔片就会熔化，锅内气体便从放气孔喷出，使锅内气压减小，从而防止爆炸事故发生。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，真空室内有一个点状的α粒子放射源P，它向各个方向发射α粒子（不计重力），速率都相同．ab为P点附近的一条水平直线（P到直线ab的距离PC=L），Q为直线ab上一点，它与P点相距PQ=（现只研究与放射源P和直线ab同一个平面内的α粒子的运动），当真空室内（直线ab以上区域）只存在垂直该平面向里、磁感应强度为B的匀强磁场时，水平向左射出的α粒子恰到达Q点；当真空室（直线ab以上区域）只存在平行该平面的匀强电场时，不同方向发射的α粒子若能到达ab直线，则到达ab直线时它们动能都相等，已知水平向左射出的α粒子也恰好到达Q点．（α粒子的电荷量为+q，质量为m；sin37°=0.6；cos37°=0.8）求：（1）α粒子的发射速率；（2）匀强电场的场强大小和方向；（3）当仅加上述磁场时，能到达直线ab的α粒子所用最长时间和最短时间的比值．参考答案：（1）α粒子的发射速率为；（2）匀强电场的场强大小为，方向：垂直ab向下；（3）当仅加上述磁场时，能到达直线ab的α粒子所用最长时间和最短时间的比值为．：解：（1）设α粒子做匀速圆周运动的半径R，过O作PQ的垂线交PQ于A点，如图所示，由几何知识可得：，代入数据可得α粒子轨迹半径：，洛仑磁力提供向心力：，解得α粒子发射速度为：；（2）真空室只加匀强电场时，由α粒子到达ab直线的动能相等，可得ab为等势面，电场方向垂直ab向下．水平向左射出的α粒子做类平抛运动，由运动学关系可知：与ab平行方向：，与ab垂直方向：，其中，解得：；（3）真空室只加磁场时，圆弧O1和直线ab相切于D点，α粒子转过的圆心角最大，运动时间最长，如图所示．则：=，β=37°，最大圆心角：γmax=360°﹣90°﹣37°=233°，最长时间：，圆弧O2经C点，α粒子转过的圆心角最小，运动时间最短．则：=（1分）θ=53°，最小圆心角：γmin=2θ=106°，最短时间：，则最长时间和最短时间的比值为：（或2.20）；答：（1）α粒子的发射速率为；（2）匀强电场的场强大小为，方向：垂直ab向下；（3）当仅加上述磁场时，能到达直线ab的α粒子所用最长时间和最短时间的比值为．17.如图所示，劲度系数为k的轻弹簧下端系一个质量为m的小球A，小球被水平挡板P托住使弹簧长度恰为自然长度（小球与挡板不粘连），然后使挡板P以恒定的加速度a（a＜g）竖直向下做匀加速直线运动．求：（1）设经时间t与挡板分离，求t（2）在小球从开始运动直至到达最低点的过程中，小球速度最大时弹簧的伸长量x．参考答案：考点：牛顿第二定律；胡克定律．专题：牛顿运动定律综合专题．分析：在物体与托盘脱离前，物体受重力、弹簧拉力和托盘支持力的作用，随着托盘向下运动，