福建省南平市清华中学高三物理下学期期末试卷含解析

福建省南平市清华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.如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O是球心，碗的内表面光滑．一根轻质杆的两端固定有两个小球，质量分别是m1，m2．当它们静止时，m1、m2与球心的连线跟水平面分别成60°，30°角，则碗对两小球的弹力大小之比是（）A．1：2 B．：1 C．1： D．：2参考答案：B【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】系统处于静止状态，所以受力平衡，选取两小球和杆组成的整体为研究对象，受力分析后应用平衡条件求解．【解答】解：选取两小球和杆组成的整体为研究对象，受力分析并正交分解如图：由平衡条件得：F1在水平方向的分力F′和F2在水平方向的分力F″大小相等．即：F1cos60°=F2cos30°所以：=故选：B2.(多选题)下列说法中正确的是（）A．做简谐运动的物体，其振动能量与振福无关B．全怠照相的拍摄利用了光的干涉原理C．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源和观察者的运动无关D．医学上用激光做“光刀”来进行手术，主要是利用了激光的亮度高、能量大的特点E．机械波和电磁波都可以在真空中传播参考答案：BCD：解：A、简谐运动的物体，其振动能量用振幅来反映，故A错误；B、全息照相的拍摄利用了激光的干涉，可以记录光强、光频、相位，有立体感，故B正确；C、根据狭义相对论，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源和观察者的运动无关，故C正确；D、医学上用激光做“光刀”来进行手术，主要是利用了激光的亮度高、能量大的特点，故D正确；E、机械波的传播离不开介质，电磁波可以在真空中传播，故E错误；故选：BCD．【点评】：本题考查了简谐运动、光的干涉、狭义相对论、激光、机械波和电磁波，知识点多，难度小，关键多看书，记住基础知识点．3.（单选）物理关系式不仅反映了物理量之间的关系，也确定了单位间的关系．如关系式U=IR既反映了电压、电流和电阻之间的关系，也确定了V（伏）与A（安）和Ω（欧）的乘积等效．现有物理量单位：m（米）、s（秒）、N（牛）、J（焦）、W（瓦）、C（库）、F（法）、A（安）、Ω（欧）和T（特），由它们组合成的单位都与电压单位V（伏）等效的是(

)A．J/C和N/C

B．C/F和T?m2/s

C．W/A和C?T?m/s

D．?和T?A?m参考答案：B4.在场强大小为E的匀强电场中，一质量为m、带电量为q的物体以某一初速沿电场反方向做匀减速直线运动，其加速度大小为0.8qE/m，物体运动S距离时速度变为零。则

(A)物体克服电场力做功qES

(B)物体的电势能减少了0.8qES

(C)物体的电势能增加了qES

(D)物体的动能减少了0.8qES参考答案：答案：ACD5.如图所示，一足够长的木板静止在光滑水平

面上，一物块静止在木板上，木板和物块间有摩擦。现用水平力向右拉木板，当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时，撤掉拉力，此后木板和物块相对于水平面的运动情况为A.物块先向左运动，再向右运动B.物块向右运动，速度逐渐增大，直到做匀速运动C.木板向右运动，速度逐渐变小，直到做匀速运动D.木板和物块的速度都逐渐变小，直到为零参考答案：BC二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.在光电效应试验中，某金属的截止频率相应的波长为，该金属的逸出功为______。若用波长为（<0）单色光做实验，则其截止电压为______。已知电子的电荷量，真空中的光速和布朗克常量分别为e、c和h。参考答案：7.一降压变压器输入电压的最大值是220V，另有负载电阻R，当R接在20V的直流电源上时消耗的功率为P，若把它接到该变压器的副线圈上时消耗功率为P／2，则此变压器原、副线圈的匝数比=___________。参考答案：11:l8.某同学想利用DIS测电风扇的转速和叶片长度，他设计的实验装置如图甲所示.该同学先在每一叶片边缘粘上一小条长为△l的反光材料，当叶片转到某一位置时，光传感器就可接收到反光材料反射的激光束，并在计箅机屏幕上显示出矩形波，如图乙所示.已知屏幕横向每大格表示的时间为5.00×10-3s.则电风扇匀速转动的周期为________s;若用游标卡尺测得△l的长度如图丙所示，则叶片长度为________m.参考答案：4.2×10-2；0.23：图忆中光强-时间图象周期为1.4×10-2s，电风扇匀速转动的周期T＝3×1.4×10-2s。游标卡尺测得△l的长度为35.1mm，反光时间为1.0×10-2s,电风扇叶片顶端线速度υ=35.1m/s，由υ=解得叶片长度L=0.23m9.倾角为30°的直角三角形底边长为2l，底边处在水平位置，斜边为光滑绝缘导轨．现在底边中点O处固定一正电荷Q，让一个质量为m、带正电的点电荷q沿斜边顶端A滑下（不脱离斜面）．测得它滑到斜边上的垂足D处时速度为υ，加速度为a，方向沿斜面向下．该点电荷滑到斜边底端C点时的速度υc=，加速度ac=g﹣a．（重力加速度为g）参考答案：考点：电势差与电场强度的关系．专题：电场力与电势的性质专题．分析：根据几何知识分析得到B、C、D三点在以O为圆心的同一圆周上，三点的电势相等，电荷q从D到C过程中只有重力做功，根据动能定理求出质点滑到斜边底端C点时的速度．分析质点q在C点的受力情况，根据牛顿第二定律和库仑定律求出质点滑到斜边底端C点时加速度．解答：解：由题，BD⊥AC，O点是BC的中点，根据几何知识得到B、C、D三点在以O为圆心的同一圆周上，三点在点电荷Q产生的电场中是等势点，所以，q由D到C的过程中电场中电场力作功为零．由动能定理得：mgh=而h==，所以vC=质点在D点受三个力的作用；电场F，方向由O指向D点；重力mg，方向竖直向下；支持力N，方向垂直于斜面向上．由牛顿第二定律，有

mgsin30°﹣Fcos30°=ma…①质点在C受三个力的作用；电场F，方向由O指向C点；重力mg，方向竖直向下；支持力N，方向垂直于斜面向上．由牛顿第二定律，有

mgsin30°+Fcos30°=maC…②由①②解得：aC=g﹣a．故答案为：；g﹣a．点评：本题难点在于分析D与C两点电势相等，根据动能定理求速度、由牛顿第二定律求加速度都常规思路．10.在《测定匀变速直线运动的加速度》的实验中，电火花打点计时器是用于测量

的仪器，工作电源是

（填“交流电”或“直流电”），电源电压是

V。参考答案：时间

交流电

220结合实验的原理以及器材的相关选择注意事项易得答案。11.2012年11月23日上午，舰载机歼-15在我国首艘航母“辽宁航”上成功起降．可控核反应堆是驱动航空母舰的理想设备，其工作原理是利用重核裂变反应释放出大量核能获得动力．是若干核反应的一种，其中n为中子，X为待求粒子，为X的个数，则X是

（选填“质子”、“中子”或“电子”），＝

．参考答案：中子，212.核电池又叫“放射性同位素电池”，一个硬币大小的核电池，就可以让手机不充电使用5000年.燃料中钚（）是一种人造同位素，可通过下列反应合成：①用氘核（）轰击铀（）生成镎（NP238）和两个相同的粒子X，核反应方程是；②镎（NP238）放出一个粒子Y后转变成钚（），核反应方程是+．则X粒子的符号为

▲

；Y粒子的符号为

▲

．参考答案：，（2分）；（2分）13.在“用打点计时器测速度”的实验中，交流电源频率为50HZ，打出一段纸带如图所示．纸带经过2号计数点时，测得的瞬时速度υ=

m/s．若实验时交流电源频率大于50Hz，则纸带经过2号点的实际速度

（选填“大于”、“小于”、“等于”）测量速度．参考答案：0.36；大于．【考点】探究小车速度随时间变化的规律．【分析】根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上2点时小车的瞬时速度大小．【解答】解：从0点开始每5个点取一个计数点，所以相邻计数点间的时间间隔为0.02×5=0.1s根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上2点时小车的瞬时速度大小．小车到计数点2时的瞬时速度v2==m/s=0.36m/s，如果在某次实验中，交流电的频率偏离50Hz，交流电的频率偏高而未被发觉，那么实际打点周期变小，据v=可知，测出的速度数值将比真实值偏小．根据运动学公式△x=at2得：真实的加速度值就会偏小，所以测量的加速度值与真实的加速度值相比是偏大．故答案为：0.36；大于．三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图所示,在真空中一束平行复色光被透明的三棱镜ABC(截面为正三角形)折射后分解为互相分离的a、b、c三种色光,分别照射到三块板上.则:（1）若将a、b、c三种色光分别通过某狭缝,则发生衍射现象最明显的是哪种色光?（2）若OD平行于CB,三棱镜对a色光的折射率na是多少?参考答案：（1）折射率最小的是c光,则它的波长最长,衍射现象最明显；（2）（1）由图知，三种色光，a的偏折程度最大，c的偏折程度最小，知a的折射率最大，c的折射率最小．则c的频率最小，波长最长衍射现象最明显。（2）若OD平行于CB,则折射角，三棱镜对a色光的折射率。15.如图甲所示，斜面倾角为θ=37°，一宽为d=0.65m的有界匀强磁场垂直于斜面向上，磁场边界与斜面底边平行。在斜面上由静止释放一矩形金属线框，线框沿斜面下滑，下边与磁场边界保持平行。取斜面底部为重力势能零势能面，从线框开始运动到恰好完全进入磁场的过程中，线框的机械能E和位移x之间的关系如图乙所示，图中①、②均为直线段。已知线框的质量为M=0.1kg，电阻为R=0.06Ω．（取g=l0m·s-2,sin37°=0.6,

cos37°=0.8)求：(1)线框与斜面间的动摩擦因数μ；(2)线框刚进入磁场到恰好完全进入磁场所用的时间t：(3)线框穿越磁场的过程中，线框中的最大电功率Pm。参考答案：0.5；1/6s；0.54W【详解】（1）由能量守恒定律，线框减小的机械能等于克服摩擦力做功，则其中x1=0.36m；解得μ=0.5（2）金属线框进入磁场的过程中，减小的机械能等于克服摩擦力和安培力做的功，机械能均匀减小，因此安培力也是恒力，线框做匀速运动，速度为v1v12=2ax1解得a=2m/s2v1=1.2m/s其中

x2为线框的侧边长，即线框进入磁场过程中运动的距离，可求出x2=0.2m，则（3）线框刚出磁场时速度最大，线框内电功率最大由可求得v2=1.8m/s根据线框匀速进入磁场时：可得FA=0.2N又因为可得将v2、B2L2带入可得：四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（16分）如图所示，空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度T。一质量kg，总电阻，边长m的正方形均匀导体框平放在粗糙的水平地面上，在一与导体框平面始终垂直的外力作用下做如下运动：首先外力作用在边上，线框绕边顺时针转动，然后外力作用到边上，线框绕边顺时针转动……如此不断重复，线框在地面上向右翻转，线框转动时的角速度rad/s保持恒定。（1）线框绕边转动，求当边转到竖直位置时AB边上所加水平外力的大小；（2）求从线框绕边开始转动到边竖直的这四分之一圈内线框上产生的电热；（3）从运动开始作为计时起点，求出在第一个周期内两点间的电势差AB随时间变化的关系，并作出AB随时间变化的关系图线。参考答案：解析：（1）当以CD为轴转动时，AB棒切割磁感线，当转到AD边竖直时

（2分）

（2分）

AB受到的水平外力应等于AB边受到的安培力

（2分）

（2）在转动的过程中，线圈内产生了交变电流，从开始转动到AD边竖直可视为正弦交变电流的0到T/4

（2分）

所以Q=0.00196J（2分）

（3）当以CD为轴转动时，仅AB棒切割磁感线。（2分

当以AB为轴转动时，仅CD棒切割磁感线。

（2分）

第一个周期内两点间的电势差随时间变化的关系为

（2分）17.如图所示，在平面坐标系xoy内，第Ⅱ、Ⅲ象限内存在沿y轴正方向的匀强电场，第Ⅰ、Ⅳ象限内存在半径为L的圆形匀强磁场，磁场圆心在M（L，0）点，磁场方向垂直于坐标平面向外，一带正电粒子从第Ⅲ象限中的Q（－2L，－L）点以速度v0沿x轴正方向射出，恰好从坐标原点O进入磁场，从P（2L，0）点射出磁场。不计粒子重力。求： （1）电场强度与磁感应强度的大小之比；（2）粒子在磁场与电场中运动的时间之比。参考答案：解：带电粒子在电场中做类似平抛运动的时间： 2分 沿y轴方向有： 3分

得： 1分 带电粒子到达O点时，

1分 所以v方向与x轴正方向的夹角 1分 1分 带电粒子进入磁场后做匀速圆周运动 由得 2分 由几何关系得 2分

圆心角为90°

1分

得 1分 在磁场中的时间

2分 1分

18.如图所示，在真空中的竖直平面内，用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B，A球的电荷量为+4q，B球的电荷量为-3q，组成一带电系统。虚线MN与PQ平行且相距3L，开始时PQ恰为杆的中垂线．在MN与PQ间加竖直向上的匀强电场，恰能使带电系统静止不动。现使电场强度突然加倍（已知当地重力加速度为g），求：（1）B球刚到达电场边界PQ时的速度大小；（2）判定A球能否到达电场边界MN，如能，请求出A球到达电场边界MN时的速度大小；如不能，请说明理由。（3）带电系统运动过程中，B球电势能增加量的最大值；（4）宇航员匀速运动时速度多