廣東省廣州市沙頭中學(xué)高三物理下學(xué)期期末試題含解析

1、廣東省廣州市沙頭中學(xué)高三物理下學(xué)期期末試題含解析一、 選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分每小題只有一個選項符合題意1. 水平面上A, B, C三點固定著三個電荷量為Q的正點電荷，將另一質(zhì)量為m的帶正電的小球（可視為點電荷）放置在0點，OABC恰構(gòu)成一棱長為L的正四面體，如圖所示。已知靜電力常量為k,重力加速度為g，為使小球能靜止在0點，小球所帶的電荷量為（ ）A B C D參考答案：C2. 如圖甲所示，垂直紙面向里的有界勻強磁場磁感應(yīng)強度B=1.0 T，質(zhì)量為m=0.04 kg、高h=0.05 m、總電阻R=5 、n=100匝的矩形線圈豎直固定在質(zhì)量為M=0.08kg的小車上，小車與

2、線圈的水平長度l相同當(dāng)線圈和小車一起沿光滑水平面運動，并以初速度v1=10 m/s進入磁場，線圈平面和磁場方向始終垂直。若小車運動的速度v隨車的位移x變化的vx圖象如圖乙所示，則根據(jù)以上信息可知 （ ） A小車的水平長度l=15 cm B磁場的寬度d=35cm C小車的位移x=10 cm時線圈中的電流I=7 A D線圈通過磁場的過程中線圈產(chǎn)生的熱量Q=1.92J參考答案：C本題考查電磁感應(yīng)綜合，意在考查學(xué)生分析綜合能力。從x=5 cm開始，線圈進入磁場，線圈中有感應(yīng)電流，在安培力作用下小車做減速運動，速度v隨位移x減小，當(dāng)x=15 cm時，線圈完全進入磁場，小車做勻速運動小車的水平長度l=10

3、 cm.，A項錯；當(dāng)x=30 cm時，線圈開始離開磁場，則d=30cm5cm=25cm.，B項錯；當(dāng)x=10 cm時，由圖象知，線圈速度v2=7 m/s，感應(yīng)電流I=7A，C項正確；線圈左邊離開磁場時，小車的速度為v3=2 m/s.，線圈上產(chǎn)生的電熱為Q= （Mm）（）=5.76J，D項錯。3. （單選）空間存在一個勻強磁場B，其方向垂直紙面向里，還有一點電荷Q的電場，如圖2所示，一帶電粒子q以初速度v0從圖示位置垂直于電場、磁場入射，初位置到點電荷Q的距離為r，則粒子在電、磁場中的運動軌跡不可能為 （）A以點電荷Q為圓心，以r為半徑，在紙平面內(nèi)的圓周B初階段在紙面內(nèi)向右偏的曲線C初階段在紙面

4、內(nèi)向左偏的曲線D沿初速度v0方向的直線參考答案：D4. （單選）利用金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度變化的特點可以制成電阻溫度計。如圖甲所示為某種金屬導(dǎo)體的電阻R隨溫度t變化的圖線。如果用這種金屬導(dǎo)體做成測溫探頭，再將它連入如圖乙所示的電路中，隨著測溫探頭處待測溫度的變化，電流表示數(shù)也會發(fā)生變化。則在t1t2溫度范圍內(nèi)A待測溫度越高，電流表的示數(shù)越大B待測溫度越高，電流表的示數(shù)越小C待測溫度升高，電流表的示數(shù)均勻增大D待測溫度升高，電流表的示數(shù)均勻減小參考答案：B溫度越高電阻R越大，電流越小，故B正確。A錯誤。由甲圖可知，電阻隨溫度的變化關(guān)系可寫成，電路中電流，可知電流隨溫度的變化并不是線性關(guān)系，因此電流

5、表示數(shù)不會均勻增大，CD錯誤。5. 關(guān)于物理學(xué)史的說法正確的是A胡克認為只有在一定的條件下，彈簧的彈力才與彈簧的形變量成正比B法拉第發(fā)現(xiàn)電流周圍存在磁場，并得出法拉第電磁感應(yīng)定律C牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律的同時卡文迪許測出了引力常量D伽利略首先建立了平均道速度、瞬時速度、加速度以及能量的概念參考答案：A二、 填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6. 如圖，質(zhì)量為m的活塞夾在兩塊光滑的水平隔板間，活塞與輕質(zhì)傳動桿之間有大小不計的光滑轉(zhuǎn)軸連接，活塞在水平力作用下緩緩?fù)苿觽鲃訔U，傳動桿帶動曲軸繞固定轉(zhuǎn)軸O轉(zhuǎn)動。在圖示位置時，水平推力大小為F（Fmg），輕桿與水平方向夾角為(45)，曲軸與水平虛

6、線垂直，輕桿與曲軸連接處到轉(zhuǎn)軸O距離為L，此時傳動桿對曲軸的力矩大小為 ，隔板對活塞的作用力大小為 。參考答案：FL；mg-Ftan 7. 盧瑟福用a粒子轟擊氮核時發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子.完成其核反應(yīng)方程：_參考答案：8. （4分）有質(zhì)量的物體周圍存在著引力場。萬有引力和庫侖力有類似的規(guī)律，因此我們可以用定義靜電場強度的方法來定義引力場的場強。由此可得，與質(zhì)量為M的質(zhì)點相距r處的引力場場強的表達式為EG=_（萬有引力恒量用G表示）。參考答案：答案：9. 如圖所示，質(zhì)量為m的小球A以速率v0向右運動時跟靜止的小球B發(fā)生碰撞，碰后A球以的速率反向彈回，而B球以的速率向右運動，則B的質(zhì)量mB=_；碰撞過程中，B

7、對A做功為 。參考答案：4.5m -3mv02/8 動量守恒：；動能定理：。10. 某同學(xué)設(shè)計了如圖1所示的實驗電路測量電壓表的內(nèi)阻和電阻絲的電阻，實驗室提供的器材有：兩節(jié)干電池、電阻箱R0、粗細均勻的電阻絲、與電阻絲接觸良好的滑動觸頭P、開關(guān)、靈敏電流計（靈敏電流計的零刻度在表盤正中央）、待測電壓表、導(dǎo)線。他進行了下列實驗操作： （1）按原理圖1將如圖2所示的實物圖連接成完整電路，請你幫他完成實物連線_；（2）先將電阻箱的阻值調(diào)至最大，將滑動觸頭P移至電阻絲的正中間位置；（3）閉合開關(guān)K，將電阻箱的阻值逐漸減小，當(dāng)電阻箱的阻值為R0時，靈敏電流計示數(shù)為0，可知電壓表內(nèi)阻RV_；（4）將電阻箱

8、的阻值調(diào)至0，將cd導(dǎo)線斷開，然后將滑動觸頭P移至最左端。此時電壓表的示數(shù)為U，靈敏電流計的示數(shù)為I，則電阻絲的電阻為_，測得的電阻值_（填“偏大”“偏小”或“準(zhǔn)確” ）。參考答案： (1). 電路連線如圖: (2). R0 (3). (4). 偏大【詳解】（1）電路連線如圖：（3）靈敏電流計的示數(shù)為0時，說明電壓表和電阻箱分壓之比與電阻絲右邊和左邊電阻分壓相等，故；（4）將電阻箱的阻值調(diào)至0，將cd導(dǎo)線斷開，將滑動觸頭P移至最左端后，電阻絲的全部電阻與靈敏電流計串聯(lián)，電壓表測量的是靈敏電流計和電阻絲的總電壓，電阻絲電阻的測量值，因為采用了內(nèi)接法， ，故電阻的測量值偏大。11. 超導(dǎo)磁懸浮列車

9、（圖甲）推進原理可以簡化為圖乙所示的模型：在水平面上相距為L的兩根平行直導(dǎo)軌間有豎直方向等距離分布的勻強磁場B1和B2，且B1=B2=B，每個磁場的寬度都是l，相間排列。金屬框abcd（懸浮在導(dǎo)軌上方）跨在兩導(dǎo)軌間，其長和寬分別為L、l。當(dāng)所有這些磁場都以速度v向右勻速運動時，金屬框abcd在磁場力作用下將向_（填“左”或“右”）運動。若金屬框電阻為R，運動中所受阻力恒為f，則金屬框的最大速度為_參考答案：右 磁場向右勻速運動，金屬框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流所受安培力向右，金屬框向右加速運動，當(dāng)金屬框勻速運動時速度設(shè)為vm，感應(yīng)電動勢為E=2BL（v-vm），感應(yīng)電流為，安培力為F=2BLI，安培力與

10、阻力平衡，F(xiàn)=f，解得vm=12. 我們知道被動吸煙比主動吸煙害處更大。試估算一個高約3m、面積約10m2的兩人辦公室，若只有一人吸了一根煙，則被污染的空氣分子間的平均距離為_m，另一不吸煙者一次呼吸大約吸入_個被污染過的空氣分子（人正常呼吸一次吸入氣體300cm3，一根煙大約吸10次7.210-8，8.110172012學(xué)年普陀模擬24）。參考答案：7.210-8，8.1101713. 人造地球衛(wèi)星做半徑為r，線速度大小為v的勻速圓周運動。當(dāng)其角速度變?yōu)樵瓉淼谋逗?，運動半徑變?yōu)?，線速度大小變?yōu)?。參考答案：三、 簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14. （10分）在其他能源中，

11、核能具有能量密度大，地區(qū)適應(yīng)性強的優(yōu)勢，在核電站中，核反應(yīng)堆釋放的核能被轉(zhuǎn)化為電能。核反應(yīng)堆的工作原理是利用中子轟擊重核發(fā)生裂變反應(yīng)，釋放出大量核能。(1)核反應(yīng)方程式，是反應(yīng)堆中發(fā)生的許多核反應(yīng)中的一種，n為中子，X為待求粒子，為X的個數(shù)，則X為_，=_，以、分別表示、核的質(zhì)量，分別表示中子、質(zhì)子的質(zhì)量，c為光的真空中傳播的速度，則在上述核反應(yīng)過程中放出的核能（2）有一座發(fā)電能力為的核電站，核能轉(zhuǎn)化為電能的效率為。假定反應(yīng)堆中發(fā)生的裂變反應(yīng)全是本題(1)中的核反應(yīng)，已知每次核反應(yīng)過程中放出的核能，核的質(zhì)量，求每年(1年=3.15107s)消耗的的質(zhì)量。參考答案：解析：(1)(2)反應(yīng)堆每年提

12、供的核能 其中T表示1年的時間以M表示每年消耗的的質(zhì)量，得： 解得:代入數(shù)據(jù)得：M=1.10103（kg） 15. （09年大連24中質(zhì)檢）（選修35）（5分）如圖在光滑的水平桌面上放一個長木板A，其上放有一個滑塊B，已知木板和滑塊的質(zhì)量均為m=0.8 kg，滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)=0.4，開始時A靜止，滑塊B以V=4ms向右的初速度滑上A板，如圖所示，B恰滑到A板的右端，求：說明B恰滑到A板的右端的理由?A板至少多長?參考答案：解析：因為B做勻減速運動，A做勻加速運動，A，B達到共同速度V1時，B恰滑到A板的右端 （2分） 根據(jù)動量守恒 mv=2mv1（1分） v1=2m/s 設(shè)A板長為L

13、，根據(jù)能量守恒定律 （1分） L=1m四、計算題：本題共3小題，共計47分16. 如圖所示，坐標(biāo)系xOy在豎直平面內(nèi)，x軸正方向水平向右，y軸正方向豎直向上。y0的區(qū)域有垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B；在第一象限的空間內(nèi)有與x軸平行的勻強電場（圖中未畫出）；第四象限有與x軸同方向的勻強電場；第三象限也存在著勻強電場（圖中未畫出）。一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電微粒從第一象限的P點由靜止釋放，恰好能在坐標(biāo)平面內(nèi)沿與x軸成=30角的直線斜向下運動，經(jīng)過x軸上的a點進入y0的區(qū)域后開始做勻速直線運動，經(jīng)過y軸上的b點進入x0的區(qū)域后做勻速圓周運動，最后通過x軸上的c點，且Oa=Oc

14、。已知重力加速度為g，空氣阻力可忽略不計。求：（1）微粒的電性及第一象限電場的電場強度E1；（2）帶電微粒由P點運動到c點的過程中，其電勢能的變化量大小；（3）帶電微粒從a點運動到c點所經(jīng)歷的時間。參考答案：（1）在第一象限內(nèi)，帶電微粒從靜止開始沿Pa做勻加速直線運動，受重力mg和電場力qE1的合力一定沿Pa方向，電場力qE1一定水平向左。1分帶電微粒在第四象限內(nèi)受重力mg、電場力qE2和洛侖茲力qvB做勻速直線運動，所受合力為零。分析受力可知微粒所受電場力一定水平向右，故微粒一定帶正電。1分所以，在第一象限內(nèi)E1方向水平向左（或沿x軸負方向）。1分根據(jù)平行四邊形定則，有 mg=qE1tan

15、1分解得 E1=mg/q 1分（2）帶電粒子從a點運動到c點的過程中，速度大小不變，即動能不變，且重力做功為零，所以從a點運動到c點的過程中，電場力對帶電粒子做功為零。1分由于帶電微粒在第四象限內(nèi)所受合力為零，因此有 qvBcos=mg 1分帶電粒子通過a點的水平分速度vx=vcos= 1分帶電粒子在第一象限時的水平加速度ax=qE1/m=g1分帶電粒子在第一象限運動過程中沿水平方向的位移x=0.5分由P點到a點過程中電場力對帶電粒子所做的功W電=qE1x=1分因此帶電微粒由P點運動到c點的過程中，電勢能的變化量大小 E電=0.5分說明：其他方法正確的同樣得分。但用動能定理的水平分量式求解的不

16、能得分。（3）在第三象限內(nèi)，帶電微粒由b點到c點受重力mg、電場力qE3和洛侖茲力qvB做勻速圓周運動，一定是重力與電場力平衡，所以有qE3=mg 1分設(shè)帶電微粒做勻速圓周運動的半徑為R，根據(jù)牛頓第二定律，有 qvB=mv2/R 1分帶電微粒做勻速圓周運動的周期 T= 1分帶電微粒在第三象限運動的軌跡如圖所示，連接bc弦，因Oa=Oc，所以abc為等腰三角形，即Ocb=Oab=30。過b點做ab的垂線，與x軸交于d點，因Oba=60，所以O(shè)bd=30, 因此bcd為等腰三角形，bc弦的垂直平分線必交于軸上的d點,即d點為圓軌跡的圓心 1分所以帶電粒子在第四象限運動的位移xab=Rcot=R其在

17、第四象限運動的時間t1= 1分由上述幾何關(guān)系可知，帶電微粒在第三象限做勻速圓周運動轉(zhuǎn)過的圓心角為120，即轉(zhuǎn)過1/3圓周，所以從b到c的運動時間 t2= 1分因此從a點運動到c點的時間 t=t1+t2=+=1分17. 在圖復(fù)19-2中，半徑為的圓柱形區(qū)域內(nèi)有勻強磁場，磁場方向垂直紙面指向紙外，磁感應(yīng)強度隨時間均勻變化，變化率(為一正值常量),圓柱形區(qū)外空間沒有磁場，沿圖中弦的方向畫一直線，并向外延長，弦與半徑的夾角直線上有一任意點，設(shè)該點與點的距離為，求從沿直線到該點的電動勢的大小參考答案：由于圓柱形區(qū)域內(nèi)存在變化磁場，在圓柱形區(qū)域內(nèi)外空間中將產(chǎn)生渦旋電場，電場線為圓，圓心在圓柱軸線上，圓面與

18、軸線垂直，如圖中虛點線所示在這樣的電場中，沿任意半徑方向移動電荷時，由于電場力與移動方向垂直，渦旋電場力做功為零，因此沿半徑方向任意一段路徑上的電動勢均為零1任意點在磁場區(qū)域內(nèi)：令為任意點（見圖復(fù)解19-2-1），在圖中連直線與。取閉合回路，可得回路電動勢，式中，分別為從到、從到、從到的電動勢。由前面的分析可知，故 （1）令的面積為，此面積上磁通量，由電磁感應(yīng)定律，回路的電動勢大小為 根據(jù)題給的條件有 （2）由圖復(fù)解19-2-2可知 （3）由（1）、（2）、（3）式可得沿線段的電動勢大小為 （4） 2任意點在磁場區(qū)域外：令為任意點（見圖復(fù)解19-2-2），。在圖中連、。取閉合回路，設(shè)回路中電動

19、勢為，根據(jù)類似上面的討論有 （5）對于回路，回路中磁通量等于回路所包圍的磁場區(qū)的面積的磁通量，此面積為，通過它的磁通量。根據(jù)電磁感應(yīng)定律可知回路中電動勢的大小 （6）在圖中連，令，則，于是 當(dāng)時，中有 于是得 （7）由（5）、（6）、（7）式可得沿線的電動勢的大小為 （8）18. 如圖所示，質(zhì)量為m帶電量為+q的帶電粒子（不計重力），從左極板處由靜止開始經(jīng)電壓為U的加速電場加速后，經(jīng)小孔O1進入寬為L的場區(qū)，再經(jīng)寬為L的無場區(qū)打到熒光屏上O2是熒光屏的中心，連線O1O2與熒光屏垂直第一次在寬為L整個區(qū)域加入電場強度大小為E、方向垂直O(jiān)1O2豎直向下的勻強電場；第二次在寬為L區(qū)域加入寬度均為L的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小相同、方向垂直紙面且相反兩種情況下帶電粒子打到熒光屏的同一點求：（1）帶電粒子剛出小孔O1時的速度大小；（2）加勻強電場時，帶電粒子打到熒光屏上的點到O2的距離d；（3）左右兩部分磁場的方向和磁感應(yīng)強度B的大小參考答案：解：（