湖北省武汉市第三寄宿中学高三物理上学期期末试卷含解析

湖北省武汉市第三寄宿中学高三物理上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.某滑沙场有两个坡度不同的滑道AB和AB'（均可看作斜面），甲、乙两名旅游者分别乘两个完全相同的滑沙撬从A点由静止开始分别沿AB和AB'滑下，最后都停在水平沙面BC上，如图所示．设滑沙撬和沙面间的动摩擦因数处处相同，斜面与水平面连接处均可认为是圆滑的，滑沙者保持一定姿势坐在滑沙撬上不动．则下列说法中正确的是(

)A．甲滑行的总路程一定大于乙滑行的总路程

B．甲在B点的动能一定大于乙在B'点的动能C．甲在B点的速率一定等于乙在B'点的速率D．甲全部滑行的水平位移一定大于乙全部滑行的水平位移参考答案：A2.用一个水平拉力F拉着一物体在水平面上绕着O点做匀速圆周运动。关于物体受到的拉力F和摩擦力f的受力示意图，下列四个图中可能正确的是（

）参考答案：C试题分析：由于物体做匀速圆周运动，所以物体受到的合力方向指向圆心，合力提供的是向心力，再根据力的合成的知识可知，C中的二个力的合力才会指向圆心，而其余的三种情况下的合力都不能指向圆心，故该题选C。考点：匀速圆周运动。3.光滑斜面上固定着一根刚性圆弧形细杆，小球通过轻绳与细杆相连，此时轻绳处于水平方向，球心恰位于圆弧形细杆的圆心，如图所示，将悬点A缓慢沿杆向上移动，直到轻绳处于竖直方向，在这个过程中，轻绳的拉力（）A．逐渐增大 B．大小不变 C．先增大后减小 D．先减小后增大参考答案：D【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．【分析】以结点O为研究对象，分析受力情况，作出力的合成图，由平衡条件分析F大小的变化【解答】解：以小球为研究对象，分析受力情况：重力G、斜面的支持力N和绳子A的拉力T，如图：由平衡条件得知，F和T的合力与G大小相等、方向相反，当将A点向上缓慢移动，使AO绳绕O点瞬时针转动的过程中，作出三个位置力的合成图，由图看出，T先变小后变大．故D正确，ABC错误．故选：D4.（单选）如图，甲、乙两颗卫星以大小相同的轨道半径分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动，下列说法正确的是A．甲的向心加速度比乙的小B．甲的运行周期比乙的小C．甲的角速度比乙的大D．甲的线速度比乙的大参考答案：A5.9在如图所示的电路中，当变阻器R3的滑动头P由a端向b端移动时（

）A．电压表示数变大，电流表示数变大

B．电压表示数变小，电流表示数变大C．电压表示数变大，电流表示数变小

D．电压表示数变小，电流表示数变小（第9题图）

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.静电除尘器示意如右图所示，其由金属管A和悬在管中的金属丝B组成。A和B分别接到高压电源正极和负极，A、B之间有很强的电场，B附近的气体分子被电离成为电子和正离子，粉尘吸附电子后被吸附到_______（填A或B）上，最后在重力作用下落入下面的漏斗中，排出的烟就成为清洁的了。已知每千克煤粉会吸附nmol电子，每昼夜能除mkg煤粉，设电子电量为e，阿伏加德罗常数为NA，一昼夜时间为t，则高压电源的电流强度为_______。参考答案：A

2emnNA/t

7.如图所示，一个重力G＝4N的物体放在倾角为30°的光滑斜面上，斜面放在台秤上，当烧断细线后，物块正在下滑的过程中与静止时比较，台秤示数减小

N。参考答案：1N

8.氢原子能级如图所示，则要使一个处于基态的氢原子释放出一个电子而变成为氢离子，该氢离子需要吸收的能量至少是

eV；一群处于n=4能级的氢原子跃迁到n=2的状态过程中，可能辐射

种不同频率的光子。参考答案：13.6eV（3分）

3（3分）解析：要使一个处于基态的氢原子释放出一个电子而变成氢离子，该氢原子需要吸收的能量至少等于氢原子的电离能13.6eV。一群处于n=4能级的氢原子跃迁到n=2的状态过程中，可能辐射2+1=3种不同频率的光子。9.在接近收费口的道路上安装了若干条突起于路面且与行驶方向垂直的减速带，减速带间距为10m，当车辆经过减速带时会产生振动。若某汽车的固有频率为1.25Hz，则当该车以

m/s的速度行驶在此减速区时颠簸得最厉害，我们把这种现象称为

。参考答案：答案：12.5，共振解析：汽车每经过一个减速带时，减速带都给汽车一个向上的力，这个力使汽车上下颠簸，当这个力的频率等于汽车的固有频率时，汽车发生共振，振动最厉害。所以有，。10.通电直导线A与圆形通电导线环B固定放置在同一水平面上，通有如图所示的电流时，通电直导线A受到水平向＿＿＿的安培力作用。当A、B中电流大小保持不变，但同时改变方向时，通电直导线A所受到的安培力方向水平向＿＿＿＿。参考答案：答案：右、右11.如图所示，光滑圆弧轨道ABC在C点与水平面相切，所对圆心角小于5°，且，两小球P、Q分别从轨道上的A、B两点由静止释放，P、Q两球到达C点所用的时间分别为、，速率分别为、吨，则，。(填“>”、“<”或“=”)参考答案：12.摩托车手在水平地面转弯时为了保证安全，将身体及车身倾斜，车轮与地面间的动摩擦因数为μ，车手与车身总质量为M，转弯半径为R。为不产生侧滑，转弯时速度应不大于

；设转弯、不侧滑时的车速为v，则地面受到摩托车的作用力大小为

。参考答案：

由静摩擦力提供向心力可得，解得v=，地面受到摩托车的作用力为摩托车的重力与摩擦力的合力。13.某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验，图甲为实验装置简图。（交流电的频率为50Hz）（1）图乙为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为

m/s2（2）保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的1/m，数据如下表：实验次数12345678小车加速度a（m/s2）1.901.721.491.251.000.750.500.30小车质量m（kg）0.250.290.330.400.500.711.001.671/m（1/kg）4.003.453.032.502.001.411.000.60

请在下图的方格坐标纸中画出a-1/m图线，并从图线求出小车加速度a与质量倒数1/m之间的关系式是

（3）保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，该同学根据实验数据作出了加速度a随合力F的变化图线如右下图所示。该图线不通过原点，其主要原因是

参考答案：(1)3.2m/s2（3分）；(2)如图所示，a=1/2m（m/s2）（作图3分，结论2分）；(3)。（2分）（1）根据匀变速直线运动的推论可解。（2）描点，连线，让尽可能多的点在直线上，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，误差较大的点应舍去。根据数学知识求出所作直线的方程即可。（3）由图象可看出，当力F为一大于零的值时，加速度a仍为零，说明实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分。三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（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）

③15.（2013?黄冈模拟）某种材料的三棱镜截面ABC如图所示，底边BC水平且镀银，其中∠A=90°，∠B=60°，一束竖直向下的光束从AB边上的M点入射，经过BC面反射后，从AC边上的N点平行于BC边射出，且MN连线平行于BC．求：（Ⅰ）光线在M点的折射角；（Ⅱ）三棱镜的折射率．（可用根式表示）参考答案：（Ⅰ）光线在M点的折射角是15°；（Ⅱ）三棱镜的折射率是．考点： 光的折射定律．专题： 光的折射专题．分析： （Ⅰ）由几何知识求出光线在M点的入射角和折射角．（Ⅱ）运用折射定律求解三棱镜的折射率．解答： 解：（Ⅰ）如图，∠A=90°，∠B=60°，∠C=30°．由题意可得∠1=∠2=60°，∠NMQ=30°，∠MNQ=60°．根据折射定律，可得：∠PMQ=∠PNQ．根据反射定律，可得：∠PMN=∠PNM．即为：∠NMQ+∠PMQ=∠MNQ﹣∠PNQ．故折射角∠PMQ=15°（Ⅱ）折射率n==答：（Ⅰ）光线在M点的折射角是15°；（Ⅱ）三棱镜的折射率是．点评： 本题是几何光学问题，作出光路图，运用几何知识求出入射角和折射角是解题的关键之处，即能很容易解决此类问题．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图甲所示，质量为m=1kg的物体置于倾角为θ=37°的固定斜面上（斜面足够长），对物体施一平行于斜面向上的拉力F，t=2s时撤去拉力，物体运动的部分v-t图象如图乙所示（g取10m/s2，sin37°=0．6,cos37°=0．8）

求：①拉力F的大小

②4s末物体的速度v

参考答案：17.两块平行金属板MN、PQ水平放置，两板间距为d、板长为，在平行板右侧的正三角形区域内存在着垂直纸面的匀强磁场，三角形底边BC与PQ在同一水平线上，顶点A与MN在同一水平线上，如图所示．一个质量为m、电量为+q的粒子沿两板中心线以初速度v0水平射入，若在两板间加某一恒定电压，粒子离开电场后垂直AB边从D点进入磁场，BD=AB，并垂直AC边射出(不计粒子的重力)．求：(1)两极板间电压；(2)三角形区域内磁感应强度；(3)若两板间不加电压，三角形区域内的磁场方向垂直纸面向外．要使粒子进入磁场区域后能从AB边射出，试求所加磁场的磁感应强度最小值．参考答案：（1）粒子在两块平行金属板间的电场中，沿水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动。粒子垂直AB边进入磁场，由几何知识得，粒子离开电场时速度偏转角θ＝30°。

1分根据类平抛运动的规律有：l＝v0t

1分

1分

1分解得：

1分（2）由几何关系得：

1分粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为：

1分粒子进入磁场时的速率为：

1分根据向心力公式有：

1分解得：

结合左手定则知，磁场方向垂直纸面向里。

1分（3）若两板间不加电压，粒子将沿水平方向以速率v0从AB边的中点进入磁场。当粒子刚好与BC边相切时，磁感应强度最小。设磁感应强度的最小值为B2，由几何关系知，对应粒子的最大轨道半径r2为：

2分根据向心力公式有：

1分解得：

18.如图所示，BCDG是光滑绝缘的圆形轨道，位于竖直平面内，轨道半径为R，下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中。现有一质量为m、