福建省南平市峻德中学高三物理期末试题含解析

福建省南平市峻德中学高三物理期末试题含解析一、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.如图，AOB为夹角固定的V形槽，开始时槽板OB位于竖直平面内，光滑小球静置槽中．槽板OA受到的压力为N受到的压力为NA，槽板OB受到的压力为NB．在V形槽沿顺时针方向缓慢旋转至OB水平的过程中（）A．NA逐渐减小，NB逐渐增大B．NA先增大后减小，NB逐渐增大C．NA逐渐减小，NB先增大后减小D．NA先增大后减小，NB先增大后减小参考答案：C【考点】共点力平衡的条件及其应用．【分析】对球受力分析，重力、AO板支持力，BO板支持力，三力平衡，根据共点力平衡条件，三个力可以构成首位相连的矢量三角形；V形槽沿顺时针方向缓慢旋转至OB水平的过程中，两个支持力的方向顺时针转动90°，根据几何关系分析．【解答】解：对球受力分析，重力、AO板支持力，BO板支持力，三力平衡，根据共点力平衡条件，三个力可以构成首位相连的矢量三角形，如图所示：将V形槽沿顺时针方向缓慢旋转至OB水平的过程中，两个支持力的方向顺时针转动90°，等效成重力方向顺时针转动90°，故角θ不变，角α不断变小（锐角），角β不断变大（先锐角后钝角）；根据正弦定理，有：解得：，，角θ不变，角α不断变小（鋭角），故FAO不断减小；角θ不变，角β不断变大（先锐角后钝角），故FBO先变大后变小，根据牛顿第三定律可知，NA不断减小，NB先变大后变小，故C正确．故选：C2.（多选）关于物理学的研究和科学家做出的贡献，下列说法正确的是（

）A．牛顿发现万有引力定律并精确测出了引力常量，“笔尖下行星”即海王星就是根据万有引力定律发现的B．根据速度的定义式，当Δt非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了极限思维法。C．伽利略首先建立了平均速度，瞬时速度，以及加速度等描述运动的基本概念D．法拉第最早提出电荷周围产生电场观点参考答案：BCD3.如图所示是远距离输电示意图，交流发电机E的输出电压经升压变压器升高后，由电阻为R的输电线向远方输电，到达用户前再用降压变压器降压供用户使用，图中变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（

）

A．降压变压器与用户连接的总开关S断开后，输电线上损失的电功率为零

B．降压变压器与用户连接的总开关S断开后，输电线上损失的电功率很大

C．用户使用的用电器增多时，输电线上损失的电功率增大

D．用户使用的用电器增多时，输电线上损失的电功率减小参考答案：

答案：AC4.如图甲所示，某人正通过定滑轮将质量为m的货物提升到高处，滑轮的质量和摩擦均不计，货物获得的加速度a与绳子对货物竖直向上的拉力T之间的函数关系如图乙所示。g表示当地的重力加速度大小，由图可以判断

A．图像与纵轴的交点M的值aM=gB．图像与横轴的交点N的值TN=mgC．图像的斜率等于物体的质量mD．图像的斜率等于物体质量的倒数参考答案：BD5.半圆形玻璃砖横截面如图，AB为直径，O点为圆心．在该截面内有a、b两束单色可见光从空气垂直于AB射入玻璃砖，两入射点到O的距离相等。两束光在半圆边界上反射和折射的情况如图所示，则a、b两束光()A．在同种均匀介质中传播，a光的传播速度较大B．以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角大C．若a光照射某金属表面能发生光电效应，b光也一定能D．分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距大参考答案：ACD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.为了测量人骑自行车的功率，某活动小组在操场的直道上进行了如下实验：在离出发线5m、10m、20m、30m……70m的地方分别划上8条计时线，每条计时线附近站几个学生，手持秒表，听到发令员的信号后，受测者全力骑车由出发线启动，同时全体学生都开始计时，自行车每到达一条计时线，站在该计时线上的几个学生就停止计时，记下自行车从出发线到该条计时线的时间。实验数据记录如下（每个计时点的时间都取这几个同学计时的平均值）：运动距离s（m）0510203040506070运动时间t（s）02.44.26.37.89.010.011.012.0各段速度（m/s）2.08①4.766.678.33②10.010.0（1）请计算出上述表格中空缺的①、②处的数据：①

m/s；②

m/s（保留三位有效数字）。（2）次实验中，设运动过程中学生和自行车所受阻力与其速度大小成正比，其比例系数为15N·s/m，则在20m～30m路段的平均阻力f1与30m～40m路段的平均阻力f2之比f1：f2=

；若整个过程中该同学骑车的功率P保持不变，则P=

W。参考答案：（1）①

2.78

②

10.0

（2）1∶1.25（6.67∶8.33）

1500W

7.某同学做了如图所示的探究性实验，U形管左口管套有一小气球，管内装有水银，当在右管内再注入一些水银时，气球将鼓得更大。假设封闭气体与外界绝热，则在注入水银时，封闭气体的体积________，压强________，温度________，内能_______。（填“增大”、“减小”、“升高”、“降低”或“不变”）参考答案：减小增大升高增大注入水银，封闭气体的压强变大，水银对气体做功，气体体积减小，由于封闭气体与外界绝热，所以气体内能增大，温度升高。8.如图所示，将两根完全相同的磁铁分别固定在质量相等的长木板甲和乙上，然后放于光滑的水平桌面上．开始时使甲获得水平向右、大小为3m/s的速度，乙同时获得水平向左、大小为2m/s的速度．当乙的速度减为零时，甲的速度为1m/s，方向水平向右．参考答案：：解：设水平向右为正，磁铁与长木板的总质量为m，根据动量守恒定律得：mv1+mv2=mv33m﹣2m=mv3代入数据得：v3=1m/s，方向水平向右．故答案为：1m/s，水平向右．9.

（4分）如图是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置，封闭有一定质量的理想气体，若用力缓慢向下推动活塞，使活塞向下移一段距离，不计活塞与气缸内壁间的摩擦，环境温度保持不变．由此可以判断，被封闭气体的内能-

（填不变或改变），体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体

热（填吸或放）．

参考答案：答案：不变；放．（每空2分）10.有一个匀加速直线运动的物体从2s末至6s末的位移为24m,从6s末至10s末的位移为40m,则这个物体的加速度的大小是______m/s2，初速度的大小是______m/s。

参考答案：答案：1

2

11.(4分)如图所示，一个半径为R的透明球体放置在水平面上，一束蓝光从A点沿水平方向射入球体后经B点射出，最后射到水平面上的C点．已知OA=，该球体对蓝光的折射率为，则它从球面射出时的出射角=

；若换用一束红光同样从A点射向该球体，则它从球体射出后落到水平面上形成的光点与C点相比，位置

(填“偏左”、“偏右”或“不变”)。参考答案：60°（2分）偏右（2分）12.

(4分)A、B两幅图是由单色光分别射到圆孔而形成的图象，其中图A是光的

（填干涉或衍射）图象。由此可以判断出图A所对应的圆孔的孔径

（填大于或小于）图B所对应的圆孔的孔径。

参考答案：答案：衍射，小于

13.（5分）重力势能实际上是万有引力势能在地面附近的近似表达式，其更精确的表达式为，式中G为万有引力恒量，M为地球质量，m为物体质量，r为物体到地心的距离，并以无穷远处引力势能为零。现有一质量为m的地球卫星，在离地面高度为H处绕地球做匀速圆周运动，已知地球半径为R，地球表面处的重力加速度为g，地球质量未知，则卫星做匀速圆周运动的线速度为

，卫星运动的机械能为

。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.（6分）如图所示，一气缸竖直放置，用一质量为m的活塞在缸内封闭了一定量的理想气体，在气缸的底部安装有一根电热丝，用导线和外界电源相连，已知汽缸壁和活塞都是绝热的，汽缸壁与活塞间接触光滑且不漏气。现接通电源，电热丝对缸内气体缓慢加热。

①关于汽缸内气体，下列说法正确的是

。A．单位时间内气缸单位面积上气体分子撞击次数减少B．所有分子的速率都增加C．分子平均动能增大D．对外做功，内能减少②设活塞横截面积为S，外界大气压强为p0，电热丝热功率为P，测得通电t时间内活塞缓慢向上移动高度h，求：（Ⅰ）汽缸内气体压强的大小；（Ⅱ）t时间缸内气体对外所做的功和内能的变化量。参考答案：AC（2分）；（4分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，轮轴大轮半径为3r，小轮半径为r，大轮边悬挂质量为m的重物，小轮边悬挂“日”字型线框，线框质量也为m，线框竖直边电阻不计，三根横边边长为L，电阻均为R。水平方向匀强磁场的磁感应强度为B，磁场宽度与线框横边间距相同，均为h，轮轴质量和摩擦不计。从静止释放重物，线框一进入磁场就做匀速运动。（1）判断“日”字型线框最上面的一条边进入磁场时，流经它的电流方向；（2）求线框进入磁场的速度大小v；（3）求刚释放重物时，线框上边与磁场下边缘的距离H；（4）求线框全部通过磁场的过程中产生的热量Q。参考答案：（1）电流方向为自右向左

（2）线框进入磁场就做匀速运动，安培力和重力是同方向的，

线框T1=FA+mg，重物T2=mg，T1=3T2；

1分FA=2mg

1分BIL=B[Blv/(R+R/2)]L=2mg

1分v=3mgR/B2L2

1分(3)未进入磁场前，系统机械能守恒：3mgH-mgH=(1/2)mv2+(1/2)m(3v)2

2分H=5v2/2g=45m2gR2/2B4L4

2分(4)全部通过磁场过程都是匀速运动，每次都是一条横边切割，电路情况相同，热量来自于安培力做功，FA=2mg

通过磁场线框发生的位移是3h，所以Q=6mgh

2分17.如图所示，在直角坐标系的二、三象限内有沿x轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E；在一、四象限内以x=L的直线为理想边界的左右两侧存在垂直于纸面的匀强磁场B1和B2，y轴为磁场和电场的理想边界。在x轴上x=L的A点有一个质量为m、电荷量为q的带正电的粒子以速度v沿与x轴负方向成45o的夹角垂直于磁场方向射出。粒子到达y轴时速度方向与y轴刚好垂直。若带点粒子经历在电场和磁场中的运动后刚好能够返回A点（不计粒子的重力）。（1）判断磁场B1、B2的方向；（2）计算磁感应强度B1、B2的大小；（3）求粒子从A点出发到第一次返回A点所用的时间。参考答案：（1）根据题意画出带电粒子在电场、磁场中的运动示意图，可知：磁场B1的方向垂直纸面向里，磁场B2的方向垂直纸面向外。

（4分）（2）带电粒子在磁场B1、B2中的运动半径分别为R1、R2，则

①（1分）

②（1分）联立①②两式解得

③（1分）

④（1分）

⑤（1分）联立②④⑤解得 ⑥（1分）（3）粒子在磁场B1中的运动周期

⑦（1分）粒子在磁场B1中的运动时间

⑧（1分）粒子在磁场B2中的运动周期

⑨（1分）粒子在磁场B2中的运动时间

⑩（1分）粒子在电中的运动的加速度

（1分）粒子在电场中匀减速运动和匀加速运动的时间相等，则

（1分）粒子从A点出发到第一次返回A点所用的时间为

（2分）18.（12分）如图所示，在直角坐标系的第Ⅱ象限和第Ⅳ象限中的直角三角形区域内，分布着磁感应强度均为B＝5.0×10－2T的匀强磁场，方向分别垂直纸面向外和向里。质量为m＝6.64×10－27㎏、电荷量为q＝＋3.2×10－19C的α粒子（不计α粒子重力），由静止开始经加速电压为U＝1205V的电场（图中未画出）加速后，从坐标点M（－4，）处平行