安徽省合肥市第四十二中学高三物理测试题含解析

安徽省合肥市第四十二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.北斗地图APP预计2018年5月1日上线，其导航功能可精确到1米以内，能够清晰定位到具体车道。如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动，其中a是地球同步卫星，则A.卫星a的角速度小于c的角速度B.卫星a的加速度大于b的加速度C.卫星a的运行速度大于第一宇宙速度D.卫星b的周期大于24h参考答案：A根据万有引力提供向心力：，解得：，可知轨道半径大的卫星角速度小，所以卫星a的角速度小于c的角速度。故A正确。卫星的加速度为，可知轨道半径大的卫星加速度小，所以卫星a与b的加速度大小相等。故B错误。第一宇宙速度是卫星绕地球做圆周运动时最大的运行速度，则知卫星a的运行速度小于第一宇宙速度，故C错误。卫星a与b的轨道半径相同，角速度相等，则周期也相等，所以卫星b的周期等于24h，故D错误。故选A。【点睛】根据各量的表达式，比较它们的大小．地球同步卫星的运行周期是24h．第一宇宙速度是卫星绕地球做圆周运动时最大的运行速度．由此分析．2.（单选）一种玩具的结构如图所示，竖直放置的光滑铁环的半径为R=20cm，环上有一穿孔的小球

m，仅能沿环做无摩擦的滑动，如果圆环绕着过环心的竖直轴以l0rad/s的角速度旋转(取

g=10m/s2)，则小球相对环静止时与环心O的连线与O1O2的夹角是A.30°

B.45°

C.60°

D.75°参考答案：C解析：小球转动的半径为Rsinθ，小球所受的合力垂直指向转轴，根据平行四边形定则，F合=mgtanθ=mRsinθω2，解得θ=60°．故C正确，A、B、D错误．故选C．3.我国发射的“北斗系列”卫星中同步卫星到地心距离为r，运行速率为v1，向心加速度为a1；在地球赤道上的观测站的向心加速度为a2，近地卫星做圆周运动的速率v2，向心加速度为a3，地球的半径为R，则下列比值正确的是（

）

A．

B．

C．

D．参考答案：D4.（多选题）如图所示，有一正方体空间ABCDEFGH，则下面说法不正确的是（）A．若只在A点放置一正点电荷，则电势差UBC＜UHGB．若只在A点放置一正点电荷，则B、H两点的电场强度大小相等C．若只在A、E两点处放置等量异种点电荷，则C、G两点的电势相等D．若只在A、E两点处放置等量异种点电荷，则D、F两点的电场强度大小相等参考答案：ABC【考点】电场强度；电势．【分析】明确常见电场的电场线分布规律，如点电荷的电场和等量同异种电荷的电场线分布规律；知道电场线与等势面相互垂直，同时注意应用电场线的对称性等特点；【解答】解：A、B、若A点放置一正点电荷，由图中的几何关系可知，BC之间的电场强度要大于HG之间的电场强度，分别连接AC和AG，则为两条电场线，分别根据BC与AC、AG和FG之间的夹角关系可知，电势差UBC＞UHG，故A错误；B、若A点放置一正点电荷，由于B与H到A的距离不相等，使得B、H两点的电场强度大小不相等．故B错误；C、C、若在A、E两点处放置等量异种点电荷，则AE连线的垂直平分平面是等势面，等势面两侧的点，一定具有不同的电势，使得C、G两点的电势一定不相等．故C错误；D、若在A、E两点处放置等量异种点电荷，等量异种点电荷的电场具有对称性，即上下对称，左右对称，D与H上下对称，所以电场强度大小相等；H与F相对于E点一定位于同一个等势面上，H、F两点场强相等；所以H与F两点的电势相等，则D、F两点的电场强度大小相等．故D正确；本题选错误的；故选：ABC5.如图所示，平行金属板A、B水平正对放置，分别带等量异号电荷。一带点微粒水平射入板间，在重力和电场力共同作用下运动，轨迹如图中虚线所示，那么（

）A.若微粒带正电荷，则A板一定带正电荷B.微粒从M点运动到N点电势能一定增加C.微粒从M点运动到N点动能一定增加D.微粒从M点运动到N点机械能一定增加参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度大小为v，若地球质量为M，引力常量为G，则该卫星的圆周运动的半径R为

；它在1/6周期内的平均速度的大小为

。参考答案：；7.某同学从冰箱冷冻室中取出经较长时间冷冻的空烧瓶后，迅速把一个气球紧密地套在瓶口上，并将烧瓶放进盛有热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图所示．烧瓶和气球里的气体内能＿＿＿(选填“增大”、“不变”或“减小”)，外界对气体＿＿＿(选填“做正功”、“做负功”或“不做功”)参考答案：增大

做负功8.如图所示，AB为半圆的一条直径，P点为圆周上的一点，在P点作用了三个共点力F1、F2、F3，它们的合力为。参考答案：答案：3F29.一质子束入射到能止靶核上，产生如下核反应:

式中P代表质子，n代表中子，x代表核反应产生的新核.由反应式可知，新核X的质子数为

，中子数为

。参考答案：14

13

解析：质子的电荷数为1，质量数为1，中子的电荷数为0，质量数为1．根据电荷数守恒、质量数守恒，X的质子数为1+13-0=14，质量数为1+27-1=27．因为质量数等于质子数和中子数之和，则新核的中子数为27-14=13．10.在用DIS研究小车加速度与外力的关系时，某实验小组先用如图（a）所示的实验装置，重物通过滑轮用细线拉小车，位移传感器（发射器）随小车一起沿倾斜轨道运动，位移传感器（接收器）固定在轨道一端．实验中把重物的重力作为拉力F，改变重物重力重复实验四次，列表记录四组数据：a/ms-22.012.984.026.00F/N1.002.003.005.00

（1）在坐标纸上作出小车加速度a和拉力F的关系图线；（2）从所得图线分析该实验小组在操作过程中的不当之处是：______________________；（3）如果实验时，在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器用来测量拉力F，如图(b)所示．从理论上分析，该实验图线的斜率将______________。（填“变大”，“变小”，“不变”）参考答案：（1）图略（4分）（2）倾角过大（3分）

（3）变大11.质量为2．0kg的物体，从离地面l6m高处，由静止开始匀加速下落，经2s落地，则物体下落的加速度的大小是

m/s2，下落过程中物体所受阻力的大小是

N．(g取l0m/s2)参考答案：12.已知金属钙的逸出功为2.7eV，氢原子的能级图如图所示．一群处于n=4的氢原子在向低能级跃迁的过程中，可能辐射

▲

种频率的光子，有

▲

种频率的光能使钙发生光电效应．

参考答案：6（1分）

3（2分）13.氢原的能级如图所示，一大群处于第一激发态的氢原子吸收2.55eV能量后从高能级向低能级跃迁，能发出

种不同频率的光子，这些光子中能使截止频率为8.07×1014Hz的锌板发生光电效应的有

种。已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s。参考答案：三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（4分）试通过分析比较，具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小。参考答案：粒子的动量，物质波的波长由，知，则。解析：物质波的的波长为，要比较波长需要将中子和电子的动量用动能表示出来即，因为，所以，故。15.（09年大连24中质检）（选修3—4）（5分）半径为R的半圆柱形玻璃，横截面如图所O为圆心，已知玻璃的折射率为，当光由玻璃射向空气时，发生全反射的临界角为45°．一束与MN平面成45°的平行光束射到玻璃的半圆柱面上，经玻璃折射后，有部分光能从MN平面上射出．求①说明光能从MN平面上射出的理由?

②能从MN射出的光束的宽度d为多少?参考答案：解析：①如下图所示，进入玻璃中的光线a垂直半球面，沿半径方向直达球心位置O，且入射角等于临界角，恰好在O点发生全反射。光线a右侧的光线（如：光线b）经球面折射后，射在MN上的入射角一定大于临界角，在MN上发生全反射，不能射出。光线a左侧的光线经半球面折射后，射到MN面上的入射角均小于临界角，能从MN面上射出。（1分）最左边射向半球的光线c与球面相切，入射角i=90°折射角r=45°。故光线c将垂直MN射出（1分）

②由折射定律知（1分）

则r=45°

（1分）

所以在MN面上射出的光束宽度应是

（1分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，质量M=8kg的小车放在水平光滑的平面上，在小车左端加一水平推力F=8N，当小车向右运动的速度达到1.5m/s时，在小车前端轻轻地放上一个大小不计，质量为m=2kg的小物块，物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2，小车足够长（g取10m/s2），求：⑴小物块放后，小物块及小车的加速度各为多大？⑵经多长时间两者达到相同的速度？⑶从小物块放上小车开始，经过t=1.5s小物块通过的位移大小为多少？参考答案：：⑴当小物块放在小车上时，由牛顿第二定律得对小物块有：μmg=ma1得a1=μg=2m/s2

（2分）对小车有：F-μmg=Ma2得a2==0.5m/s2

（2分）⑵当两者速度相等时有：a1t1=v0+a2t1

（2分）解得：t1=1s

（1分）⑶在开始1s内小物块的位移为：=1m

（1分）1s末的速度为：v1=a1t1=2m/s

（2分）在接下来的0.5s物块与小车相对静止，一起做加速运动，以小车和小物块整体为研究对象，由牛顿第二定律得：F=(m+M)a

得=0.8m/s2（2分）在这0.5s内的位移为：=1.1m

（1分）

则经过t=1.5s小物块通过的位移为s=s1+s2=1m+1.1m=2.1m（1分）17.如图甲所示，一个质量m＝0.1kg的正方形金属框总电阻R＝0.5Ω，金属框放在表面绝缘且光滑的斜面顶端(金属框上边与AA′重合)，自静止开始沿斜面下滑，下滑过程中穿过一段边界与斜面底边BB′平行、宽度为d的匀强磁场后滑至斜面底端(金属框下边与BB′重合)，设金属框在下滑过程中的速度为v，与此对应的位移为s，那么v2—s图象（记录了线框运动全部过程）如图乙所示，已知匀强磁场方向垂直斜面向上。试问：（g取10m/s2）（1）根据v2-s图象所提供的信息，计算出金属框从斜面顶端滑至底端所需的时间为多少？（2）匀强磁场的磁感应强度多大？（3）现用平行斜面沿斜面向上的恒力F作用在金属框上，使金属框从斜面底端BB′(金属框下边与BB′重合)由静止开始沿斜面向上运动，匀速通过磁场区域后到达斜面顶端(金属框上边与AA′重合)。试计算恒力F做功的最小值。

参考答案：

设位移分别为

S1，S2，S3对应的时间分别为

初速

末速度v3=5m/s

匀加速运动（1）

解得：a3=5m/s2

（2）线框通过磁场时，线框作匀速运动，线框受力平衡在AA’a’a区域，对线框进行受力分析穿过磁场区域时，

有题干分析得：线框的宽度

解得

（3）设恒力作用时金属框上边进入磁场速度为V，

线框穿过磁场时，

又由

解得

由于,所以穿过磁场后，撤去外力，物体仍可到达顶端。所以力F做功为

18.（14分）一路灯距地面的高度为h，身高为l的人以速度匀速行走，如图所示。（1）试证明人的头顶的影子作匀速运动；（2）求人影的长度随时间的变化率。参考答案：解析：（1）设t=0时刻，人位于路灯的正下方O处，在时刻t，人走到S处，根据题意有

OS=

①

过路灯P和人头顶的直线与地面的交点M为t

时刻人头顶影子的位置，如图所示，OM为人头顶影子到O点的距离。

由几何关系，有