河北省張家口市紅旗營鄉(xiāng)中學(xué)高三物理下學(xué)期期末試卷含解析

河北省張家口市紅旗營鄉(xiāng)中學(xué)高三物理下學(xué)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.隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們對能源的需求也日益擴大，節(jié)能變得越來越重要。某發(fā)電廠采用升壓變壓器向某一特定用戶供電，用戶通過降壓變壓器用電，若發(fā)電廠輸出電壓為U1，輸電導(dǎo)線總電阻為R，在某一時段用戶需求的電功率為P0，用戶的用電器正常工作的電壓為U2。在滿足用戶正常用電的情況下，下列說法正確的是

（

）

A．輸電線上損耗的功率為

B．輸電線上損耗的功率為

C．若要減少輸電線上損耗的功率可以采用更高的電壓輸電

D．采用更高的電壓輸電會降低輸電的效率參考答案：C設(shè)電廠輸出功率為P，則輸電線上損耗的功率，I2R=，A、B項錯誤；采用更高的電壓輸電，可以減小導(dǎo)線上的電流，故可以減少輸電線上損耗的功率，C項正確；采用更高的電壓輸電，輸電線上損耗的功率減少，則電廠輸出的總功率減少，故可提高輸電的效率，D項錯誤。2.如圖所示，用相同材料做成的質(zhì)量分別為m1、m2的兩個物體中間用一輕彈簧連接。在下列四種情況下，相同的拉力F均作用在m1上，使m1、m2作加速運動：①拉力水平，m1、m2在光滑的水平面上加速運動。②拉力水平，m1、m2在粗糙的水平面上加速運動。③拉力平行于傾角為θ的斜面，m1、m2沿光滑的斜面向上加速運動。④拉力平行于傾角為θ的斜面，m1、m2沿粗糙的斜面向上加速運動。以△L1、△L2、△L3、△L3依次表示彈簧在四種情況下的伸長量，則有（

）A．△L2>△L1、

B．△L4＞△L3

C．△L1＞△L3

D．△L2＝△L4參考答案：D3.如圖所示，小車與木箱緊挨著靜放在光滑的水平冰面上，現(xiàn)有一男孩站在小車上用力向右迅速推出木箱，關(guān)于上述過程，下列說法中正確的是A.木箱的動量增量與男孩、小車的總動量增量相同B.小車與木箱組成的系統(tǒng)動量守恒C.男孩、小車與木箱三者組成的系統(tǒng)動量守恒D.男孩和木箱組成的系統(tǒng)動量守恒參考答案：C解：AC：男孩、小車與木箱三者組成的系統(tǒng)所受合力為零，系統(tǒng)動量守恒；木箱的動量增量與男孩、小車的總動量增量大小相等、方向相反，木箱的動量增量與男孩、小車的總動量增量不相同。故A項錯誤，C項正確。B：小車與木箱組成的系統(tǒng)所受合外力不為零，系統(tǒng)動量不守恒。故B項錯誤。D：男孩和木箱組成的系統(tǒng)所受合外力不為零，系統(tǒng)動量不守恒。故D項錯誤?！军c睛】動量守恒條件：①系統(tǒng)不受外力或受外力的矢量和為零。②相互作用的時間極短，相互作用的內(nèi)力遠大于外力，如碰撞或爆炸瞬間，外力可忽略不計，可以看作系統(tǒng)的動量守恒。③系統(tǒng)某一方向上不受外力或受外力的矢量和為零；或外力遠小于內(nèi)力，則該方向上動量守恒(分動量守恒)。④在某些實際問題中,一個系統(tǒng)所受外力和不為零，內(nèi)力也不是遠大于外力，但外力在某個方向上的投影為零，那么在該方向上可以說滿足動量守恒的條件。4.如圖，光滑斜面固定于水平面，滑塊A、B疊放后一起沖上斜面，且始終保持相對靜止，A上表面水平。則在斜面上運動時，B受力的示意圖為

參考答案：A5.（多選）如圖所示，兩個可視為質(zhì)點的、相同的木塊A和B放在轉(zhuǎn)盤上，兩者用長為L的細繩連接，木塊與轉(zhuǎn)盤的最大靜摩擦力均為各自重力的K倍，A放在距離轉(zhuǎn)軸L處，整個裝置能繞通過轉(zhuǎn)盤中心的轉(zhuǎn)軸O1O2轉(zhuǎn)動。開始時，繩恰好伸直但無彈力，現(xiàn)讓該裝置從靜止開始轉(zhuǎn)動，使角速度緩慢增大，以下說法正確的是（

）A．當(dāng)時，A、B相對于轉(zhuǎn)盤會滑動B．當(dāng)時，繩子一定有彈力C．范圍內(nèi)增大時，B所受摩擦力變大D．范圍內(nèi)增大時，A所受摩擦力一直變大參考答案：ABD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.質(zhì)量為m1

m2

m3的三個物體從上到下疊放在一起，先使它們一起自由下落，再設(shè)法使它們一起勻速下落，則在先后兩次情況中，質(zhì)量為m2的那個物體受到的合外力之差為參考答案：7.如圖為懸掛街燈的支架示意圖，橫梁BE質(zhì)量為6kg，重心在其中點。直角桿ADC重力不計，兩端用鉸鏈連接。已知BE＝3m，BC＝2m，∠ACB＝30°，橫梁E處懸掛燈的質(zhì)量為2kg，則直角桿對橫梁的力矩為

N·m，直角桿對橫梁的作用力大小為_______N。參考答案：150，150

8.如圖為氫原子的能級圖，一群氫原子在n=4的定態(tài)發(fā)生躍遷時，能產(chǎn)生

種不同頻率的光，其中產(chǎn)生的光子中能量最大是

ev參考答案：6、

12．75ev9.作勻加速直線運動的物體，先后經(jīng)過A、B兩點時，其速度分別為υ和7υ，經(jīng)歷時間為t，則經(jīng)A、B中點時速度為_______,在后一半時間所通過的距離比前一半時間通過的距離多_______。參考答案：10.如圖甲所示，強強乘電梯速度為0.9（為光速）的宇宙飛船追趕正前方的壯壯，壯壯的飛行速度為0.5，強強向壯壯發(fā)出一束光進行聯(lián)絡(luò)，則壯壯觀測到該光束的傳播速度為

。（填寫選項前的字母）（A）0.4c

(B)0.5c

(C)0.9c

(D)1.0c(2)在時刻，質(zhì)點A開始做簡諧運動，其振動圖象如

圖乙所示。

質(zhì)點A振動的周期是

s；時，質(zhì)點A的運動沿軸的

方向（填“正”或“負”）；質(zhì)點B在波動的傳播方向上與A相距16m，已知波的傳播速度為2m/s，在時，質(zhì)點B偏離平衡位置的位移是

cm（3）圖丙是北京奧運會期間安置在游泳池底部的照相機拍攝的一張照片，照相機的鏡頭豎直向上。照片中，水利方運動館的景象呈限在半徑的圓型范圍內(nèi)，水面上的運動員手到腳的長度，若已知水的折射率為，請根據(jù)運動員的實際身高估算該游泳池的水深，（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）參考答案：(1)D

(2)4

正

10;

(3)(都算對)11.宇宙中存在一些離其它恒星較遠的、由質(zhì)量相等的三顆星組成的三星系統(tǒng)（假設(shè)三顆星的質(zhì)量均為m，引力常量為G），通常可忽略其它星體對它們的引力作用。已觀測到穩(wěn)定的三星系統(tǒng)存在兩種基本的構(gòu)成形式：第一種形式是三顆星位于同一直線上，兩顆星圍繞中央星在同一半徑為R的圓軌道上運行，則兩顆運動星體的運動周期為

；第二種形式是三顆星位于等邊三角形的三個頂點上，并沿外接于等邊三角形的圓形軌道運行，周期與第一種形式相同，則三顆星之間的距離為

。參考答案：12.一列頻率為2.5Hz的簡諧橫波沿x軸傳播，在t1=0時刻波形如圖中實線所示，在t2=0.7s時刻波形如圖中虛線所示。則虛線時刻橫坐標(biāo)為x=3m的質(zhì)點的速度是______________（選填“最大，零”）；在t3=0.1s時位于0<x<5m區(qū)間的質(zhì)點中有一部分正向y軸正方向運動，這些質(zhì)點在x軸上的坐標(biāo)區(qū)間是______________。

參考答案：零，1m<x<3m

13.如圖為“電流天平”，可用于測定磁感應(yīng)強

度。在天平的右端掛有一矩形線圈，設(shè)其匝數(shù)n=5匝，底‘

邊cd長L=20cm，放在垂直于紙面向里的待測勻強磁場中，

且線圈平面與磁場垂直。當(dāng)線圈中通入如圖方向的電流

I=100mA時：調(diào)節(jié)砝碼使天平平衡。若保持電流大小不變；

使電流方向反向，則要在天平右盤加質(zhì)量m=8.2g的砝碼，

才能使天平再次平衡。則cd邊所受的安培力大小為______N，

磁場的磁感應(yīng)強度B

的大小為__________T。參考答案：三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（8分）為確定愛因斯坦的質(zhì)能方程的正確性，設(shè)計了如下實驗：用動能為MeV的質(zhì)子轟擊靜止的鋰核Li，生成兩個粒子，測得兩個粒子的動能之和為MeV。寫出該反應(yīng)方程，并通過計算說明正確。（已知質(zhì)子、粒子、鋰核的質(zhì)量分別取、、）參考答案：核反應(yīng)方程為核反應(yīng)的質(zhì)量虧損，由質(zhì)能方程可得，質(zhì)量虧損相當(dāng)?shù)哪芰縈eV而系統(tǒng)增加的能量MeV，這些能量來自核反應(yīng)中，在誤差允許的范圍內(nèi)可認為相等，所以正確。15.（4分）一束單色光由左側(cè)時的清水的薄壁圓柱比，圖為過軸線的截面圖，調(diào)整入射角α，光線拾好在不和空氣的界面上發(fā)生全反射，已知水的折射角為，α的值。

參考答案：解析：當(dāng)光線在水面發(fā)生全放射時有，當(dāng)光線從左側(cè)射入時，由折射定律有，聯(lián)立這兩式代入數(shù)據(jù)可得。四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（12分）如圖所示，半徑為r、圓心為Ol的虛線所圍的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強磁場，在磁場右側(cè)有一堅直放置的平行金屬板M和N，兩板問距離為L，在MN板中央各有一個小孔O2、O3、O1、O2、O3在同一水平直線上，與平行金屬板相接的是兩條豎直放置間距為L的足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)體棒PQ與導(dǎo)軌接觸良好，與阻值為R的電阻形成閉合回路（導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒的電阻不計），該回路處在磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直紙面向里的勻強磁場中，整個裝黃處在真空室中，有一束電荷量為+q、質(zhì)量為m的粒子流（重力不計），以速率v0圓形磁場邊界上的最低點E沿半徑方向射入圓形磁場區(qū)域，最后從小孔O3射出?，F(xiàn)釋放導(dǎo)體棒PQ，其下滑h后開始勻速運動，此后粒子恰好不能從O3，而從圓形磁場的最高點F射出。求：

（1）圓形磁場的磁感應(yīng)強度B’。

（2）導(dǎo)體棒的質(zhì)量M。

（3）棒下落h的整個過程中，電阻上產(chǎn)生的電熱。

（4）粒子從E點到F點所用的時間。參考答案：解析：（1）在圓形磁場中做勻速圓周運動，洛侖茲力提供向心力

①

得

②

（2）根據(jù)題意粒子恰好不能從O3射出的條件為

③

PQ其勻速運動時，

④

由③④得

⑤

（3）導(dǎo)體棒勻速運動時，速度大小為

⑥

代入③中得：

⑦

由能量守恒：

解得

⑧

（4）在圓形磁場內(nèi)的運動時間為t1

⑨

在電場中往返運動的時間為t2

由

⑩

故

17.一個熱氣球與沙包的總質(zhì)量為60kg，在空氣中以加速度=5m/s2下降。求（1）為了使它勻速下降，應(yīng)拋掉沙的質(zhì)量是多少？（2）為了使它以同樣大小的加速度上升，應(yīng)拋掉沙的質(zhì)量是多少？（取g=10m/s2）參考答案：（1）設(shè)浮力為F，以加速度a=5m/s2下降時有：

mg-F=ma

···················（2分）設(shè)勻速下降時系統(tǒng)總質(zhì)量為m1，則有m1g-F=0

···················（3分）應(yīng)拋掉沙的質(zhì)量為：

Δm=m-m1

···················（2分）由以上三式代入數(shù)據(jù)得

Δm=30kg

···················（1分）（2）設(shè)以同樣大小的加速度上升時系統(tǒng)總質(zhì)量為m2，則有

F-m2g=m2a

···················（3分）應(yīng)拋掉沙的質(zhì)量為

Δm1=m-m2

···················（2分）代入數(shù)據(jù)得

Δm1=40kg18.如圖所示，MN、PQ兩平行光滑水平導(dǎo)軌分別與半徑r=0.5m的相同豎直半圓導(dǎo)軌在N、Q端平滑連接，M、P端連接定值電阻R，質(zhì)量M=2kg的cd絕緣桿垂直靜止在水平導(dǎo)軌上，在其右側(cè)至N、Q端的區(qū)域內(nèi)充滿豎直向上的勻強磁場．現(xiàn)有質(zhì)量m=1kg的ab金屬桿以初速度v0=12m/s水平向右與cd絕緣桿發(fā)生正碰后，進入磁場并最終未滑出，cd絕緣桿則恰好能通過半圓導(dǎo)軌最高點，不計其它電阻和摩擦，ab金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，取g=10m/s2，求：（1）cd絕緣桿通過半圓導(dǎo)軌最高點時的速度大小v；（2）電阻R產(chǎn)生的焦耳熱Q．參考答案：解：（1）cd絕緣桿通過半圓導(dǎo)軌最高點時，由牛頓第二定律有：Mg=M解得：v==m/s（2）碰撞后cd絕緣桿滑至最高點的過程中，由動能定理有：﹣Mg?2r=解得碰撞后cd絕緣桿的