江西省上饒市謝家灘中學高三物理上學期期末試卷含解析

江西省上饒市謝家灘中學高三物理上學期期末試卷含解析一、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.（單選）如圖所示，三條平行虛線位于紙面內(nèi)，中間虛線兩側(cè)有方向垂直于紙面的勻強磁場，磁感應強度等大反向．菱形閉合導線框ABCD位于紙面內(nèi)且對角線AC與虛線垂直，磁場寬度與對角線AC長均為d，現(xiàn)使線框沿AC方向勻速穿過過磁場，以逆時針方向為感應電流的正方向，則從C點進入磁場到A點離開磁場的過程中，線框中電流i隨時間t的變化關系，以下可能正確的是參考答案：C2.（單選）如圖所示，用兩根材料、粗細、長度完全相同的導線，繞成匝數(shù)分別為n1=50和n2=100的圓形閉合線圈A和B，兩線圈平面與勻強磁場垂直．若磁感應強度隨時間均勻變化，則（）A．A、B兩線圈中的感應電流之比IA：IB為2：1B．A、B兩線圈的電阻之比RA：RB為1：2C．A、B兩線圈中的感應電動勢之比EA：EB為1：1D．A、B兩線圈中的電功率之比為1：1參考答案：解：由法拉第電磁感應定律得：E=n=nπr2，可知，感應電動勢與半徑的平方成正比．而根據(jù)電阻定律：線圈的電阻為R=ρ=ρ，A、線圈中感應電流I=，由上綜合得到，感應電流與線圈半徑成正比．即IA：IB=rA：rB；因相同導線繞成匝數(shù)分別為n1和n2的圓形線圈，因此半徑與匝數(shù)成反比，故IA：IB=n2：n1=2：1，故A正確，B、電阻之比RA：RB為1：1，故B錯誤；C、感應電動勢之比EA：EB為2：1，故C錯誤；D、根據(jù)電功率表達式，P=I2R，則有電功率之比為4：1，故D錯誤；故選：A．3.（單選）一宇航員在某星球表面上做自由落體運動實驗：讓一個質(zhì)量為3kg的小球從足夠高處自由下落，測得小球在第3s內(nèi)的位移為3m。下列說法正確的是(

)A．小球在第2s末的速度是2m/s

B．小球在第3s內(nèi)的平均速度是1m/sC．小球在第2s內(nèi)的位移是2.4m

D．小球在前3s內(nèi)的位移是5.4m參考答案：D，在第3秒內(nèi)的平均速度為：，B錯；它等于中間時刻的瞬時速度，即為2.5秒末的瞬時速度，由，2秒末的瞬時速度為，A錯；前3秒內(nèi)的位移為：，D正確；前2秒內(nèi)的位移為：，第2秒內(nèi)的位移為：，C錯；故本題選擇D答案。4.（單選）經(jīng)國際小行星命名委員會命名的“神舟星”和“楊利偉星”的軌道均處在火星和木星軌道之間。已知“神舟星”平均每天繞太陽運行174萬公里，“楊利偉星”平均每天繞太陽運行145萬公里。假設兩行星均繞太陽做勻速圓周運動，則兩星相比較（

）A．“神舟星”的軌道半徑大B．“神舟星”的公轉(zhuǎn)周期大C．“神舟星”的加速度大D．“神舟星”受到的向心力大參考答案：C根據(jù)線速度的定義式得：v=，已知“神舟星”平均每天繞太陽運行174萬公里，“楊利偉星”平均每天繞太陽運行145萬公里，可以得出：“神舟星”的線速度大于“楊利偉星”的線速度，研究衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，根據(jù)萬有引力提供向心力得：，（其中M為太陽的質(zhì)量，R為軌道半徑），由于“神舟星”的線速度大于“楊利偉星”的線速度，所以“神舟星”的軌道半徑小于“楊利偉星”的軌道半徑，故A錯誤；根據(jù)萬有引力提供向心力得：，，由于“神舟星”的軌道半徑小于“楊利偉星”的軌道半徑，所以由于“神舟星”的周期小于“楊利偉星”的周期。故B錯誤；研究衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，根據(jù)萬有引力提供向心力得：，。由于“神舟星”的軌道半徑小于“楊利偉星”的軌道半徑，所以由于“神舟星”的加速度大于“楊利偉星”的加速度。故C正確；研究衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，根據(jù)萬有引力提供向心力得：F向=，由于不知道“神舟星”和“楊利偉星”的質(zhì)量大小關系，所以兩者的向心力無法比較．故D項錯誤。5.如圖所示，足夠長的“U”形光滑金屬導軌平面與水平面成θ角（θ＜＜90°），其中MN與PQ平行且間距為L，導軌平面與磁感應強度為B的勻強磁場垂直，導軌電阻不計。質(zhì)量為m的金屬棒ab由靜止開始沿導軌下滑，并與兩導軌始終保持垂直且接觸良好，ab棒接入電路的電阻為R．當ab棒下滑的位移大小為x時，速度達到最大，電路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q，則金屬棒ab在這一運動過程中（）A.流過ab棒某一橫截面的電荷量

B.ab棒受到的最大安培力大小為

C.ab棒的最大速度

D.ab棒下落的時間參考答案：ABC解：A、流過ab棒某一橫截面的電荷量q==，故A正確。

B、金屬棒先做加速運動，隨著速度增大，ab棒產(chǎn)生的感應電動勢逐漸增大，感應電流逐漸增大，ab棒所受的安培力隨之，當ab棒勻速運動時速度最大，受到的安培力最大，且最大安培力大小為mgsinθ，故B正確。

C、ab棒速度最大時做勻速運動，根據(jù)能量守恒得mgxsinθ=+Q，解得ab棒的最大速度v=．故C正確。

D、對ab，由動量定理得mgsinθ?t-BLt=mv-0，又t=q=，結(jié)合v=，解得ab棒下落的時間t=-，故D錯誤。

故選：ABC。

根據(jù)q=求出通過金屬棒的電荷量q。當金屬棒加速度為零時，速度最大，根據(jù)能量守恒定律求出最大速度。根據(jù)動量定理求出ab下落的時間。

本題考查了電磁感應與力學知識的綜合運用，掌握安培力的經(jīng)驗表達式FA=，電荷量的經(jīng)驗表達式q=，并能靈活運用。要注意ab棒做變加速直線運動，不能用運動學公式求運動時間。二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.為了用彈簧測力計測定兩木塊A和B間的動摩擦因數(shù)μ，甲、乙兩同學分別設計了如圖所示的實驗方案。（1）為了用某一彈簧測力計的示數(shù)表示A和B之間的滑動摩擦力大小，你認為方案

更易于操作，簡述理由

。（2）若A和B的重力分別為100N和150N，當甲中A被拉動時，彈簧測力計a示數(shù)為60N，b示數(shù)為110N，則A、B間的動摩擦因數(shù)為

。參考答案：（1）甲；因為甲方案拉木塊時不需要勻速拉動,（2）0.47.小明同學設計了一個實驗來探究自行車的初速度與其克服阻力作功的關系。實驗的主要步驟是：①找一段平直的路面，并在路面上畫一道起點線；②騎上自行車用較快速度駛過起點線，并從車把手處自由釋放一團很容易辨別的橡皮泥；③車駛過起點線后就不再蹬自行車腳蹬，讓車依靠慣性沿直線繼續(xù)前進；④待車停下，記錄自行車停下時的位置；⑥用卷尺量出起點線到橡皮泥落地點間的距離s、起點線到終點的距離L及車把手處離地高度h。若自行車在行駛中所受的阻力為f并保持恒定。（1）自行車經(jīng)過起點線時的速度v=；（用己知的物理量和所測量得到的物理量表示）（2）自行車經(jīng)過起點線后克服阻力做功W=；（用己知的物理量和所測量得到的物理量表示）（3）多次改變自行車經(jīng)過起點時的初速度，重復上述實驗步驟②~④，則每次只需測量上述物理量中的和，就能通過數(shù)據(jù)分析達到實驗目的。參考答案：（1），（2）fL，（3）s

L解析：橡皮泥做平拋運動，由s=vt，h=gt2/2聯(lián)立解得，v=；自行車經(jīng)過起點線后克服阻力做功W=fL。多次改變自行車經(jīng)過起點時的初速度，重復上述實驗步驟②~④，則每次只需測量上述物理量中的s和L，就能通過數(shù)據(jù)分析達到實驗目的。8.設地球的半徑為R0，質(zhì)量為m的衛(wèi)星在距地面2R0高處做勻速圓周運動，地面的重力加速度為g，則衛(wèi)星的加速度為

，衛(wèi)星的周期為

。參考答案：9.如圖所示，一玻璃柱體的橫截面為半圓形，細的單色光束從空氣射向柱體的O點（半圓的圓心），產(chǎn)生反射光束1和透射光束2，已知玻璃折射率為，入射角為45°（相應的折射角為24°），現(xiàn)保持入射光不變，將半圓柱繞通過O點垂直于圖面的軸線順時針轉(zhuǎn)過15°，如圖中虛線所示，則光束2轉(zhuǎn)過的角度等于_________．

參考答案：答案：9°10.（4分）如圖所示，在平靜的水面下有一點光源s，點光源到水面的距離為H，水對該光源發(fā)出的單色光的折射率為n。①在水面上方可以看到一圓形的透光面，該圓的半徑為

。②該單色光在真空中的波長為，該光在水中的波長為

。參考答案：①

(2分)

②

(2分)11.下面（a）（b）（c）實例中，不計空氣阻力：（a）物體沿光滑曲面下滑；（b）物體以一定初速度上拋；（c）物體沿斜面勻速下滑。上述三例中機械能不守恒的是（用字母表示）。若質(zhì)量為m的物體以0.9g的加速度豎直減速下落h高度，則物體的機械能減少了。參考答案：

C1.9mgh12.（4分）居民小區(qū)里的樓道燈，采用門電路控制，電路如圖所示。白天的時候，即使拍手發(fā)出聲音，樓道燈也不亮；但是到了晚上，拍手發(fā)出聲音后，燈就亮了，并采用延時電路，使之亮一段時間后就熄滅。電路中用聲控開關，即聽到聲音后，開關閉合，則應該使用__________門電路控制電燈，其中R2是光敏電阻，受光照后電阻減小，R1為定值電阻，S是聲控開關，黑夜時R1和R2的大小關系是R1______R2（選填“<<”、“=”或“>>”）。參考答案：

答案：與，<<13.如圖甲所示，質(zhì)量為m、邊長為l的正方形金屬線框位于絕緣光滑水平面上，線框右邊緊貼著豎直向下的有界勻強磁場的邊界OO/．線框在水平向右的外力F作用下從靜止開始做勻加速直線運動，外力F隨時間t呈線性變化，如圖乙所示，圖中的F0、t0均為已知量．在t＝t0時刻，線框左邊恰到達OO/．此時線框受到的合力為_______或__________（寫出兩種表達）；在t＝t0時刻，線框的發(fā)熱功率與外力F的功率之比P熱：PF＝_______．參考答案：F0

或

；

3:5三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（6分）題11圖2為一列沿x軸正方向傳播的簡諧機械橫波某時刻的波形圖，質(zhì)點P的振動周期為0.4s.求該波的波速并判斷P點此時的振動方向。參考答案：；P點沿y軸正向振動考點：本題考查橫波的性質(zhì)、機械振動與機械波的關系。15.（2014?宿遷三模）學?？萍脊?jié)上，同學發(fā)明了一個用彈簧槍擊打目標的裝置，原理如圖甲，AC段是水平放置的同一木板；CD段是豎直放置的光滑半圓弧軌道，圓心為O，半徑R=0.2m；MN是與O點處在同一水平面的平臺；彈簧的左端固定，右端放一可視為質(zhì)點、質(zhì)量m=0.05kg的彈珠P，它緊貼在彈簧的原長處B點；對彈珠P施加一水平外力F，緩慢壓縮彈簧，在這一過程中，所用外力F與彈簧壓縮量x的關系如圖乙所示．已知BC段長L=1.2m，EO間的距離s=0.8m．計算時g取10m/s2，滑動摩擦力等于最大靜摩擦力．壓縮彈簧釋放彈珠P后，求：（1）彈珠P通過D點時的最小速度vD；（2）彈珠P能準確擊中平臺MN上的目標E點，它通過C點時的速度vc；（3）當緩慢壓縮彈簧到壓縮量為x0時所用的外力為8.3N，釋放后彈珠P能準確擊中平臺MN上的目標E點，求壓縮量x0．參考答案：（1）彈珠P通過D點時的最小速度為；（2）通過C點時的速度為m/s；（3）壓縮量為0.18m．考點： 動能定理的應用；機械能守恒定律．專題： 動能定理的應用專題．分析： （1）根據(jù)D點所受彈力為零，通過牛頓第二定律求出D點的最小速度；（2）根據(jù)平拋運動的規(guī)律求出D點的速度，通過機械能守恒定律求出通過C點的速度．（3）當外力為0.1N時，壓縮量為零，知摩擦力大小為0.1N，對B的壓縮位置到C點的過程運用動能定理求出彈簧的壓縮量．解答： 解：（1）當彈珠做圓周運動到D點且只受重力時速度最小，根據(jù)牛頓第二定律有：mg=解得．v==m/s（2）彈珠從D點到E點做平拋運動，設此時它通過D點的速度為v，則s=vtR=gt從C點到D點，彈珠機械能守恒，有：聯(lián)立解得v=代入數(shù)據(jù)得，V=2m/s（3）由圖乙知彈珠受到的摩擦力f=0.1N，根據(jù)動能定理得，且F1=0.1N，F(xiàn)2=8.3N．得x=代入數(shù)據(jù)解得x0=0.18m．答：（1）彈珠P通過D點時的最小速度為；（2）通過C點時的速度為m/s；（3）壓縮量為0.18m．點評： 本題考查了動能定理、機械能守恒定律、牛頓第二定律的綜合，涉及到圓周運動和平拋運動，知道圓周運動向心力的來源，以及平拋運動在豎直方向和水平方向上的運動規(guī)律是解決本題的關鍵．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，為真空室內(nèi)的豎直平面坐標系xOy，在0<y<L的條形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場，在L≤y<2L的條形區(qū)域(含y=L處的電、磁場區(qū)域分界面M)存在場強為E的豎直向上勻強電場，磁場和電場區(qū)域均足夠長?，F(xiàn)有一束帶電粒子流從坐標原點O處，均以速度v垂直射入磁場，入射方向與x軸正方向成60o夾角，粒子流由A、B、C三種帶正電粒子組成，帶電量均為q，A粒子質(zhì)量為6m，B粒子質(zhì)量為3m，C粒子質(zhì)量為2m。其中A粒子恰好垂直通過兩場分界面M，不計所有粒子重力和相互作用力，求：

(1)磁感應強度B的大小。

(2)B粒子離開磁場時的射出點坐標。

(3)在穿過電磁場的過程中，C粒子沿x軸方向的總偏移距離。參考答案：17.如圖所示，線圈C的匝數(shù)n=150,電阻r=1.0Ω，內(nèi)有一面積為S=0.2m2、方向垂直于線圈平面向上的勻強磁場，B1=B0+kt，k=0.5T/s.間距d=0.2m的兩平行金屬板水平放置，板間分布有垂直于紙面向里、磁感應強度B2=1T的勻強磁場．閉合開關S，板間電場視為勻強電場，將一帶正電的小球以初速度v=0.1m/s沿兩板間中線水平射入板間．設滑動變阻器接入電路的阻值為Rx，忽略空氣對小球的作用，取g=10m/s2．（1）當Rx=29Ω時，電阻R2消耗的電功率是多大？（2）若小球進入板間做勻速度圓周運動并與板相碰，碰時速度與初速度的夾角為60°，則Rx是多少？參考答案：

（1）由法拉第電磁感應定律得：感應電