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福建省三明市方田中學(xué)高三物理期末試卷含解析一、選擇題:本題共5小題,每小題3分,共計(jì)15分.每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.如圖所示,光滑軌道MO和ON底端對(duì)接且ON=2MO,M、N兩點(diǎn)高度相同。小球自M點(diǎn)由靜止自由滾下,忽略小球經(jīng)過(guò)O點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能損失,以v、s、a、Ek分別表示小球的速度、位移、加速度和動(dòng)能四個(gè)物理量的大小。下列圖象中能正確反映小球自M點(diǎn)到N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的是
(
)
A.
B.
C.
D.參考答案:A2.(多選)土衛(wèi)十和土衛(wèi)十一是土星的兩顆衛(wèi)星,都沿近似為圓周的軌道繞土星運(yùn)動(dòng),其參數(shù)如表:兩衛(wèi)星相比,土衛(wèi)十(
)A.受土星的萬(wàn)有引力較大
B.繞土星做圓周運(yùn)動(dòng)的周期較大C.繞土星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度較大
D.動(dòng)能較大
衛(wèi)星半徑(m)衛(wèi)星質(zhì)量(kg)軌道半徑(m)土衛(wèi)十8.90×1042.01×10181.51×1018土衛(wèi)十一5.70×1045.60×10171.51×103
參考答案:AD3.如圖所示,有一等腰直角三角形的區(qū)域,其斜邊長(zhǎng)為2L,高為L(zhǎng)。在該區(qū)域內(nèi)分布著如圖所示的磁場(chǎng),左側(cè)磁場(chǎng)方向垂直紙面向外,右側(cè)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、總電阻為R的正方形導(dǎo)線框abcd,從圖示位置開(kāi)始沿x軸正方向以速度v勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域。取沿順時(shí)針的感應(yīng)電流方向?yàn)檎蓤D乙中表示線框中電流i隨bc邊的位置坐標(biāo)x變化的圖象正確的是參考答案:D4.愛(ài)因斯坦曾說(shuō)過(guò),“磁場(chǎng)”在物理學(xué)家看來(lái)“正如他坐在椅子上一樣實(shí)在”。這句話形象地說(shuō)明了A.磁場(chǎng)是為研究問(wèn)題而假想的B.磁場(chǎng)是真實(shí)存在的一種物質(zhì)C.椅子一定是磁體D.磁場(chǎng)是看得見(jiàn)、摸得著的參考答案:B5.(單選)一簡(jiǎn)諧機(jī)械波沿x軸正方向傳播,波長(zhǎng)為λ,周期為T(mén)。圖1為該波在t=T/2時(shí)刻的波形圖,a、b是波上的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)。圖2表示介質(zhì)中某一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象。下列說(shuō)法中正確的是(
)A.圖2是質(zhì)點(diǎn)a的振動(dòng)圖象B.圖2是質(zhì)點(diǎn)b的振動(dòng)圖象C.t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a的速度比質(zhì)點(diǎn)b的大D.t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a的加速度比質(zhì)點(diǎn)b的大參考答案:D
二、填空題:本題共8小題,每小題2分,共計(jì)16分6.地球表面的重力加速度為g,地球半徑為R.有一顆衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),軌道離地面的高度是地球半徑的3倍.則該衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小為;周期為.參考答案:考點(diǎn):萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用;人造衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的關(guān)系.版權(quán)所有專題:人造衛(wèi)星問(wèn)題.分析:根據(jù)萬(wàn)有引力提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力由軌道半徑關(guān)系求解即可.解答:解:由題意知衛(wèi)星離地面的高度為3R,則衛(wèi)星的軌道半徑為r=4R,所以在地球表面重力與萬(wàn)有引力相等有:得GM=gR2衛(wèi)星在軌道上做圓周運(yùn)動(dòng),萬(wàn)有引力提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力=所以衛(wèi)星的加速度:衛(wèi)星的周期:T==故答案為:;.點(diǎn)評(píng):抓住地球表面重力與萬(wàn)有引力相等和衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)萬(wàn)有引力提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力求解各量即可.7.(4分)如圖,金屬棒ab置于水平放置的U形光滑導(dǎo)軌上,在ef右側(cè)存在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)B,磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向下,在ef左側(cè)的無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域cdef內(nèi)有一半徑很小的金屬圓環(huán)L,圓環(huán)與導(dǎo)軌在同一平面內(nèi)。當(dāng)金屬棒ab在水平恒力F作用下從磁場(chǎng)左邊界ef處由靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)后,圓環(huán)L有__________(填收縮、擴(kuò)張)趨勢(shì),圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流_______________(填變大、變小、不變)。參考答案:收縮,變小解析:由于金屬棒ab在恒力F的作用下向右運(yùn)動(dòng),則abcd回路中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流,則在圓環(huán)處產(chǎn)生垂直于只面向外的磁場(chǎng),隨著金屬棒向右加速運(yùn)動(dòng),圓環(huán)的磁通量將增大,依據(jù)楞次定律可知,圓環(huán)將有收縮的趨勢(shì)以阻礙圓環(huán)的磁通量將增大;又由于金屬棒向右運(yùn)動(dòng)的加速度減小,單位時(shí)間內(nèi)磁通量的變化率減小,所以在圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流不斷減小。8.2009年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主威拉德·博伊爾和喬治·史密斯主要成就是發(fā)明了電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器。他們的發(fā)明利用了愛(ài)因斯坦的光電效應(yīng)原理。如圖所示電路可研究光電效應(yīng)規(guī)律。圖中標(biāo)有A和K的為光電管,其中K為陰極,A為陽(yáng)級(jí)。理想電流計(jì)可檢測(cè)通過(guò)光電管的電流,理想電壓表用來(lái)指示光電管兩端的電壓?,F(xiàn)接通電源,用光子能量為10.5eV的光照射陰極K,電流計(jì)中有示數(shù),若將滑動(dòng)變阻器的滑片P緩慢向右滑動(dòng),電流計(jì)的讀數(shù)逐漸減小,當(dāng)滑至某一位置時(shí)電流計(jì)的讀數(shù)恰好為零,讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)為6.0V;現(xiàn)保持滑片P位置不變,光電管陰極材料的逸出功為_(kāi)_______,若增大入射光的強(qiáng)度,電流計(jì)的讀數(shù)________(填“為零”或“不為零”)。參考答案:4.5eV
為零9.(4分)如圖所示,在傾角為30°的斜面上,一輛動(dòng)力小車沿斜面下滑,在小車下滑的過(guò)程中,小車支架上連接著小球的輕繩恰好水平。已知小球的質(zhì)量為,則小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小為
,繩對(duì)小球的拉力大小為
。
參考答案:答案:2g;10.沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)的波形如圖所示,P、Q兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置分別位于和處。在時(shí),質(zhì)點(diǎn)P恰好此后第二次處于波峰位置;則t2=
s時(shí),質(zhì)點(diǎn)Q此后第二次在平衡位置且向上運(yùn)動(dòng);當(dāng)t1=0.9s時(shí),質(zhì)點(diǎn)P的位移為
cm。參考答案:答案:0.6,2解析:由波動(dòng)圖像可知,質(zhì)點(diǎn)P現(xiàn)在向上振動(dòng)。經(jīng)過(guò)第一次處于波峰。在時(shí)質(zhì)點(diǎn)P恰好此后第二次處于波峰位置,說(shuō)明經(jīng)過(guò)了,可求出周期。質(zhì)點(diǎn)Q現(xiàn)在處于平衡位置具有向下的速度,至少要經(jīng)過(guò)半個(gè)周期才能在平衡位置具有向下的速度。因?yàn)椴▊鞑r(shí)間超過(guò)一個(gè)周期,所以。當(dāng)時(shí),波傳播了,所以質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)到了正的最大位移處,所以位移為。11.(填空)用一根細(xì)繩,一端系住一個(gè)質(zhì)量為m的小球,另一端懸在光滑水平桌面上方h處,繩長(zhǎng)l大于h,使小球在桌面上做如圖所示的勻速圓周運(yùn)動(dòng).若使小球不離開(kāi)桌面,則小球運(yùn)動(dòng)的半徑是__________
,其轉(zhuǎn)速最大值是__________。(已知重力加速度為g)參考答案:;
12.
如圖,兩個(gè)底邊相同的斜面傾角不同的物體沿BA斜面由頂端滑至底端,克服摩擦力作功為W1,物體沿DA斜面由頂端滑至底端摩擦力做功為W2,若物體與兩個(gè)斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)相同,則W1___W2。參考答案:答案:=13.已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為(),激發(fā)態(tài)能量,其中.已知普朗克常量為,真空中光速為,吸收波長(zhǎng)為
▲
的光子能使氫原子從基態(tài)躍遷到的激發(fā)態(tài);此激發(fā)態(tài)原子中的電子再吸收一個(gè)頻率為的光子被電離后,電子的動(dòng)能為
▲
.參考答案:
(2分)三、簡(jiǎn)答題:本題共2小題,每小題11分,共計(jì)22分14.圖所示摩托車做騰躍特技表演,沿曲面沖上高0.8m頂部水平高臺(tái),接著以4m/s水平速度離開(kāi)平臺(tái),落至地面時(shí),恰能無(wú)碰撞地沿圓弧切線從A點(diǎn)切入光滑豎直圓弧軌道,并沿軌道下滑.A、B為圓弧兩端點(diǎn),其連線水平.已知圓弧半徑為2m,人和車的總質(zhì)量為200kg,特技表演的全過(guò)程中,空氣阻力不計(jì).(計(jì)算中取g=10m/s2.求:(1)從平臺(tái)飛出到A點(diǎn),人和車運(yùn)動(dòng)的水平距離s.(2)從平臺(tái)飛出到達(dá)A點(diǎn)時(shí)速度大小及圓弧對(duì)應(yīng)圓心角θ.(3)若已知人和車運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道最低點(diǎn)O速度為6m/s,求此時(shí)人和車對(duì)軌道的壓力.參考答案:(1)1.6m
(2)m/s,90°
(3)5600N【詳解】(1)車做的是平拋運(yùn)動(dòng),很據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可得:豎直方向上:水平方向上:可得:.(2)摩托車落至A點(diǎn)時(shí)其豎直方向的分速度:到達(dá)A點(diǎn)時(shí)速度:設(shè)摩托車落地時(shí)速度方向與水平方向的夾角為,則:即,所以:(3)對(duì)摩托車受力分析可以知道,摩托車受到的指向圓心方向的合力作為圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,所以有:
當(dāng)時(shí),計(jì)算得出.由牛頓第三定律可以知道人和車在最低點(diǎn)O時(shí)對(duì)軌道的壓力為5600
N.答:(1)從平臺(tái)飛出到A點(diǎn),人和車運(yùn)動(dòng)的水平距離.(2)從平臺(tái)飛出到達(dá)A點(diǎn)時(shí)速度,圓弧對(duì)應(yīng)圓心角.(3)當(dāng)最低點(diǎn)O速度為6m/s,人和車對(duì)軌道的壓力5600
N.15.(選修3-3(含2-2))(6分)一定質(zhì)量的氣體,從外界吸收了500J的熱量,同時(shí)對(duì)外做了100J的功,問(wèn):①物體的內(nèi)能是增加還是減少?變化了多少?(400J;400J)
②分子勢(shì)能是增加還是減少?參考答案:解析:①氣體從外界吸熱:Q=500J,氣體對(duì)外界做功:W=-100J
由熱力學(xué)第一定律得△U=W+Q=400J
(3分)
△U為正,說(shuō)明氣體內(nèi)能增加了400J
(1分)
②因?yàn)闅怏w對(duì)外做功,所以氣體的體積膨脹,分子間的距離增大,分子力做負(fù)功,氣體分子勢(shì)能增加。(2分)四、計(jì)算題:本題共3小題,共計(jì)47分16.在“十”字交叉互通的兩條水平直行道路上,分別有甲、乙兩輛汽車運(yùn)動(dòng),以“十”字中心為原點(diǎn),沿直道建立xOy坐標(biāo)系.在t=0時(shí)刻,甲車坐標(biāo)為(lm,0),以速度為v0=km/s,沿-x軸方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),乙車沿+y方向運(yùn)動(dòng),其坐標(biāo)為(0,y),y與時(shí)間t的關(guān)系為m,關(guān)系式中,k>0,求:(1)當(dāng)k滿足什么條件時(shí),甲乙兩車間的距離有最小值。最小值為多大?(2)當(dāng)k為何值時(shí),當(dāng)甲車運(yùn)動(dòng)到O處時(shí),與乙車的距離和t=0時(shí)刻的距離相同?參考答案:17.如圖所示,豎直平面坐標(biāo)系的第一象限有垂直面向外的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)和豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),大小分別為B和E;第四象限有垂直面向里的水平勻強(qiáng)電場(chǎng),大小也為;第三象限內(nèi)有一絕緣光滑豎直放置的半徑為的半圓軌道,軌道最高點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)相切,最低點(diǎn)與絕緣光滑水平面相切于。一質(zhì)量為的帶電小球從軸上()的點(diǎn)沿軸正方向進(jìn)入第一象限后做圓周運(yùn)動(dòng),恰好通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn),且水平切入半圓軌道并沿軌道內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng),過(guò)點(diǎn)水平進(jìn)入第四象限,并在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng))已知重力加速度為)。(1)判斷小球的帶電性質(zhì)并求出其所帶電荷量;(2)點(diǎn)距坐標(biāo)原點(diǎn)至少多高;(3)若該小球以滿足(2)中最小值的位置和對(duì)應(yīng)速度進(jìn)入第一象限,通過(guò)點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí),經(jīng)時(shí)間小球距坐標(biāo)原點(diǎn)的距離為多遠(yuǎn)?參考答案:(1)小球進(jìn)入第一象限正交的電場(chǎng)和磁場(chǎng)后,在垂直磁場(chǎng)的平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),說(shuō)明重力與電場(chǎng)力平衡。設(shè)小球所帶電荷量為,則有
①(1分)解得
②(1分)又電場(chǎng)方向豎直向上故小球帶正電。(1分)(2)設(shè)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度為、軌道半徑為由洛倫茲力提供向心力得
③(2分)小球恰能通過(guò)半圓軌道的最高點(diǎn)并沿軌道運(yùn)動(dòng),則應(yīng)滿足
④(1分)由③④得
⑤2分)即的最小距離為
⑥(1分)(3)小球由運(yùn)動(dòng)到的過(guò)程中設(shè)到達(dá)點(diǎn)的速度為,由機(jī)械能守恒得
⑦(1分)由④⑦解得
⑧(1分)小球從點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)域后,在絕緣光滑水平面上作類平拋運(yùn)動(dòng)。設(shè)加速度為,則有:沿軸方向有
⑨(1分)沿電場(chǎng)方向有
⑩(1分)由牛頓第二定律得
(11)(1分)時(shí)刻小球距點(diǎn)為
(2分)18.隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,磁動(dòng)力作為一種新型動(dòng)力系統(tǒng)已經(jīng)越來(lái)越多的應(yīng)用于現(xiàn)代社會(huì),如圖13所示為電磁驅(qū)動(dòng)裝置的簡(jiǎn)化示意圖,兩根平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌傾斜放置,導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為q,導(dǎo)軌的間距為L(zhǎng),兩導(dǎo)軌上端之間接有阻值為R的電阻。質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab垂直跨接在導(dǎo)軌上,接觸良好,導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=tanθ,導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均不計(jì),且在導(dǎo)軌平面上的矩形區(qū)域(如圖中虛線框所示)內(nèi)存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向上,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B。(導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終處于磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi))(1)若磁場(chǎng)保持靜止,導(dǎo)體棒在外力的作用下以速度v0沿導(dǎo)軌勻速向下運(yùn)動(dòng),求通過(guò)導(dǎo)體棒ab的電流大小和方向;(2)當(dāng)磁場(chǎng)以某一速度沿導(dǎo)軌平面勻速向上運(yùn)動(dòng)時(shí),可以使導(dǎo)體棒以速度v0沿斜面勻速向上運(yùn)動(dòng),求磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的速度大??;(3)為維持導(dǎo)體棒以速度v0沿斜面勻速向上運(yùn)動(dòng),外界必須提供能量,此時(shí)系統(tǒng)的效率η為多少。(效率是指有用功率對(duì)驅(qū)動(dòng)功率或總功率的比值)參考答案:(1)磁場(chǎng)靜止,導(dǎo)體棒以速度v0向下切割磁感線感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):
…………………(2分)感應(yīng)電流:
………………(2分)由右手定則判定,電流的方向由b指向a…………………(2分)(2
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