山东省聊城市茌平县第一高级中学高三物理下学期期末试卷含解析

山东省聊城市茌平县第一高级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）如图所示，在光滑绝缘水平面上有一半径为R的圆，AB是一条直径，空间有匀强电场场强大小为E，方向与水平面平行．在圆上A点有一发射器，以相同的动能平行于水平面沿不同方向发射带电量为+q的小球，小球会经过圆周上不同的点，在这些点中，经过C点的小球的动能最大．由于发射时刻不同时，小球间无相互作用．且∠α=30°，下列说法正确的是（）A．电场的方向与AC间的夹角为30°B．电场的方向与AC间的夹角为60°C．小球在A点垂直电场方向发射，恰能落到C点，则初动能为qERD．小球在A点垂直电场方向发射，恰能落到C点，则初动能为qER参考答案：考点：动能定理的应用；带电粒子在匀强电场中的运动．专题：动能定理的应用专题．分析：小球在匀强电场中，从A点运动到C点，根据动能定理qUAC=Ek，因为到达C点时的小球的动能最大，所以UAC最大，即在圆周上找不到与C电势相等的点．所以与C点电势相等的点在过C点的切线上．再根据电场线与等势线垂直，可以画出电场线，即可确定电场的方向．小球做类平抛运动，根据平抛运动的知识分析小球的运动情况，分别相互垂直的两个上列式求解初动能．解答：解：A、B：小球在匀强电场中，从a点运动到c点，根据动能定理qUAC=Ek得因为到达C点时的小球的动能最大，所以UAC最大，则在圆周上找不到与C电势相等的点．且由A到C电场力对小球做正功．过C点作切线，则CF为等势线．过A点作CF的垂线，则该线为电场线，场强方向如图示．因为∠CAB=30°，则连接CO，∠ACO=30°，所以电场方向与AC间的夹角θ为30°；故A正确，B错误．C、D：小球只受电场力，做类平抛运动．x=Rcos30°=v0t，y=R+Rsin30°=，由以上两式得：Ek=mv02=qER；故C正确，D错误．故选：AC点评：本题关键考查对电场力做功公式W=qEd的理解和应用，d是沿电场方向两点间的距离．此题还要求熟练掌握功能关系和类平抛运动的研究方法．2.（单选）以不同初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时，一个物体所受空气阻力可忽略，另一物体所受空气阻力大小与物体速率成正比，下列用虚线和实线描述两物体运动的v﹣t图象可能正确的是（）A．B．C．D．参考答案：：解：没有空气阻力时，物体只受重力，是竖直上抛运动，v﹣t图象是直线；有空气阻力时，上升阶段，根据牛顿第二定律，有：mg+f=ma，故a=g+，由于阻力随着速度而减小，故加速度逐渐减小，最小值为g；有空气阻力时，下降阶段，根据牛顿第二定律，有：mg﹣f=ma，故a=g﹣，由于阻力随着速度而增大，故加速度减小；v﹣t图象的斜率表示加速度，故图线与t轴的交点对应时刻的加速度为g，切线与虚线平行；故选：D．【解析】3.(单选)一物块以初速度v0从底端沿足够长的斜面向上滑去，该物块的速度图象不可能是以下的哪个参考答案：C4.如图所示，固定斜面上除AB段粗糙外，其余部分光滑，物块与AB段间动摩擦因数处处相同。当物块从斜面顶端滑下后，经过A点的速度与经过C点时的速度相等，且AB＝BC.已知物块通过AB段和BC段所用时间分别为t1和t2，动量变化量分别为△p1和△p2，则（

）A．t1＝t2,△p1＝△p2

B．t1>t2,△p1＝△p2C．t1<t2,△p1＝△p2

D．t1＝t2,△p1＝－△p2参考答案：D5.如图所示，A、B、C为某电场中的三条等势线，其电势分别为3V、5V、7V，实线为带电粒子在电场中运动时的轨迹，P、Q为轨迹与A、C的交点，电荷只受电场力，则下列说法正确的是

A．粒子在P点的动能大于Q点动能

B．电荷在P点受到电场力大于Q点受到的电场力

C．电荷在P点电势能大于电荷在Q点电势能

D．粒子带负电参考答案：

答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，将边长为a、质量为m、电阻为R的正方形导线框竖直向上抛出，穿过宽度为b、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里。线框向上离开磁场时的速度刚好是进入磁场时速度的一半，线框离开磁场后继续上升一段高度，然后落下并匀速进入磁场。整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力Ff，且线框不发生转动，则：线框在上升阶段刚离开磁场时的速度v1=

，线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热Q=

。

参考答案：7.如图所示，在场强为E、方向竖直向下的匀强电场中，有两个质量均为m的带电小球，电荷量分别为＋2q和－q，两小球用长为L的绝缘细线相连，另用绝缘细线系住带正电的小球悬挂于O点而处于平衡状态，重力加速度为g，则细线对悬点O的作用力等于_________.参考答案：以两个小球组成的整体为研究对象，分析受力如图：重力2mg、电场力，方向竖直向下，细线的拉力T，由平衡条件得：

8.某质点做直线运动的位移和时间的关系是x=5t+3t2-11(m)，则此质点的初速度是________m/s，加速度是________m/s2。参考答案：5，6解:由,得初速度,加速度。9.特种兵过山谷的一种方法可化简为如右图所示的模型：将一根长为2d、不可伸长的细绳的两端固定在相距为d的A、B两等高处，悬绳上有小滑轮P，战士们相互配合，可沿着细绳滑到对面。开始时，战士甲拉住滑轮，质量为m的战士乙吊在滑轮上，处于静止状态，AP竖直，则此时甲对滑轮的水平拉力为_________mg；若甲将滑轮由静止释放，则乙在滑动中速度的最大值为_________。（不计滑轮与绳的质量，不计滑轮的大小及摩擦）

参考答案：1/2

10.如图所示，水平板上有质量m=1.0kg的物块，受到随时间t变化的水平拉力F作用，用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力Ff的大小。已知9s末的速度为9.5m/s，取重力加速度g=10m/s2。则4s末物块的加速度的大小为

▲

，4s~9s内合外力对物块做功为

▲

。参考答案：11.从地面以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的球，设球在运动过程中受到的空气阻力与其速率成正比关系，它运动的速率随时间变化的规律如图所示，在t1时刻到达最高点，再落回地面，落地时速率为v1，且落地前球已做匀速运动。则球受到的空气阻力与其速率之比k=___________，球上升的最大高度H=_________________。参考答案：，12.近年，我国的高铁发展非常迅猛．为了保证行车安全，车辆转弯的技术要求是相当高的．如果在转弯处铺成如图所示内、外等高的轨道，则车辆经过弯道时，火车的外轨（选填“外轮”、“内轮”）对轨道有侧向挤压，容易导致翻车事故．为此，铺设轨道时应该把内轨（选填“外轨”、“内轨”）适当降低一定的高度．如果两轨道间距为L，内外轨高度差为h，弯道半径为R，则火车对内外轨轨道均无侧向挤压时火车的行驶速度为．参考答案：考点：向心力．专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用．分析：火车拐弯需要有指向圆心的向心力，若内、外轨等高，则火车拐弯时由外轨的压力去提供，若火车拐弯时不侧向挤压车轮轮缘，要靠重力和支持力的合力提供向心力，进而判断降低哪一侧的高度．火车对内外轨轨道均无侧向挤压时，火车拐弯所需要的向心力由支持力和重力的合力提供．根据牛顿第二定律求解火车的行驶速度．解答：解：火车拐弯需要有指向圆心的向心力，若内、外轨等高，则火车拐弯时由外轨的压力去提供，则火车的外轮对轨道有侧向挤压，若火车拐弯时不侧向挤压车轮轮缘，要靠重力和支持力的合力提供向心力，则铺设轨道时应该把内轨降低一定的高度，使外轨高于内轨．设路面的倾角为θ，由牛顿第二定律得：mgtanθ=m由于θ较小，则tanθ≈sinθ≈解得v=故答案为：外轮，内轨，．点评：本题是生活中圆周运动问题，关键是分析受力情况，分析外界提供的向心力与所需要的向心力的关系，难度不大，属于基础题．13.汽车在行驶中，司机看到图2所示的标志牌，在不违反交通法规的前提下，从标志牌到西大桥最快需要h。

参考答案：三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.(8分)如图所示，有四列简谐波同时沿x轴正方向传播，波速分别是v、2v、3v和4v，a、b是x轴上所给定的两点，且ab＝l。在t时刻a、b两点间四列波的波形分别如图所示，则由该时刻起a点出现波峰的先后顺序依次是图

；频率由高到低的先后顺序依次是图

。参考答案：

BDCA

DBCA15.（10分）在其他能源中，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=3.15×107s)消耗的的质量。参考答案：解析：(1)

(2)反应堆每年提供的核能

①其中T表示1年的时间以M表示每年消耗的的质量，得：

②解得:代入数据得：M=1.10×103（kg）

③四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图甲所示，一竖直平面内的轨道由粗糙斜面AD和光滑圆轨道DCE组成，AD与DCE相切于D点，C为圆轨道的最低点，将一小物块置于轨道ADC上离地面高为H处由静止释放，用力传感器测出其经过C点时对轨道的压力N，改变H的大小，可测出相应的N的大小，N随H的变化关系如图乙折线PQI所示（PQ与QI两直线相连接于Q点），QI反向延长交纵轴于F点（0，5.8N），重力加速度g取10m/s2，求：（1）图线上的PQ段是对应物块在哪段轨道上由静止释放（无需说明理由）？并求出小物块的质量m；（2）圆轨道的半径R、轨道DC所对应的圆心角θ；（3）小物块与斜面AD间的动摩擦因数μ．参考答案：解：（1）由图线PQ知：当H1=0时，N1=5N，此时N1=mg故m=0.5kg即小物块的质量m为0.5kg．（2）由图线知：当H2=0.2m时，N2=7N，此时小物块恰好由D点下滑由mgH2=m和N2﹣mg=m得R=1mcosθ==0.8即θ=arccos0.8=37°即圆轨道的半径为1m，轨道DC所对圆心角为37°．（3）小球从高为H处的斜面上滑到最低点过程．根据动能定理，有mgH﹣μmgcosθ=mv2得：mv2=2mgH﹣μmg（H﹣0.2）在最低点，支持力和重力的合力提供向心力，有N﹣mg=m解得N=mg+m=H+mg+mg结合QI曲线，=6解得μ=0.3答：（1）小物块的质量m为0.5kg．（2）圆轨道的半径及轨道DC所对圆心角37°．（3）小物块与斜面AD间的动摩擦因数μ为0.3【考点】动能定理的应用；牛顿第二定律；向心力．【分析】（1）从图象得到H=0时的弹力，即为物体的重力，从而得到物体的质量m；（2）结合图象可以得到当H=0.2m时，物体恰好在斜面最低点，根据机械能守恒定律和向心力公式联立列式求解出圆轨道的半径R，然后可根据几何关系得到轨道DC所对圆心角；（3）对滑块从最高点到C点的过程运用动能定理列式，再对最低点运用向心力公式和牛顿第二定律列式，联立后求解出弹力的一般表达式，再根据图象求解出动摩擦因素．17.如图所示为一玻璃球的截面图，其半径为R，O为球体的球心，AB为截面圆的直径。在A点放一个能发某种单色光的点光源，照射球体内各个方向，只有部分光能从球体中射出，在此截面上，只有圆弧上有光射出，连线垂直AB。已知从M点折射出的光线恰好平行AB，AM与AB的夹角为，求两点间的距离。参考答案：解析：设光线AM在M点发生折射对应的入射角为i，折射角为r，由几何知识可知，i=θ，r=2θ，根据折射定律

n=光线AN恰好在N点发生全反射，则∠ANO为临界角C．

sinC=由几何知识可知，等腰三角形NON′中，NN′的距离为NN′=2Rsin2C=4RsinCcosC联立以