河南省商丘市永城陈集乡陈集中学高三物理下学期期末试卷含解析

河南省商丘市永城陈集乡陈集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1.一个带负电的粒子射入一固定在O点的点电荷电场中，粒子运动轨迹如图中虚线abc所示。图中的实线是同心圆弧，表示电场的等势面，不计粒子的重力，则可以断定

A．b点的电势低于a点的电势

B．粒子在b点受到的电场力最大

C．从a到c整个过程，电场力做正功

D．粒子在b点的速度大于在a点的速度参考答案：AB2.（单选）如图所示为一质点做直线运动的速度-时间图象，下列说法中正确的是(

)

A．整个运动过程中，CE段的加速度最大

B．整个运动过程中，BC段的加速度最大

C．整个运动过程中，质点在C点的状态所对应的位置离出发点最远

D．OA段所表示的运动通过的路程是25m参考答案：A3.关于近代物理，下列说法正确的是（）A.卢瑟福由α粒子散射实验确立了原子有内部结构B.氢原子光谱表明氢原子的能量是不连续的C.光电效应揭示了光的粒子性，康普顿效应揭示了光的波动性D.基态的一个氢原子吸收一个光子跃迁到n＝3激发态后，可能发射3种频率的光子参考答案：B【详解】A．卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，建立了原子的核式结构模型，故A错误；B．根据玻尔理论可知，氢原子光谱表明氢原子的能量是不连续的，故B正确；C．光电效应和康普顿效应深入揭示了光的粒子性，前者表明光子具有能量，后者表明光子除了具有能量外还具有动量，故C错误；D．基态的一个氢原子吸收一个光子跃迁到n＝3激发态后，可能从n＝3→1，也可能从n＝3→2→1，最多发射2种频率的光子，故D错误。4.（单选）如图所示，在竖直放置的穹形光滑支架上，一根不可伸长的轻绳通过光滑的轻质滑轮悬挂一重物G.现将轻绳的一端固定于支架上的A点，另一端从B点沿支架缓慢地向C点靠近(C点与A点等高)．则绳中拉力大小变化的情况是()A．先变小后变大

B．先变小后不变

C．先变大后不变

D．先变大后变小参考答案：【知识点】共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力．B4B1【答案解析】C解析：当轻绳的右端从B点移到直杆最上端时，设两绳的夹角为2θ．以滑轮为研究对象，分析受力情况，作出力图如图1所示．根据平衡条件得

2Fcosθ=mg得到绳子的拉力F=所以在轻绳的右端从B点移到直杆最上端时的过程中，θ增大，cosθ减小，则F变大．当轻绳的右端从直杆最上端移到C点时，设两绳的夹角为2α．设绳子总长为L，两直杆间的距离为S，由数学知识得到sinα=，L、S不变，则α保持不变．再根据平衡条件可知，两绳的拉力F保持不变．所以绳中拉力大小变化的情况是先变大后不变．故C正确，ABD错误．故选：C【思路点拨】当轻绳的右端从B点移到直杆最上端时，两绳的夹角增大．滑轮两侧绳子的拉力大小相等，方向关于竖直方向对称．以滑轮为研究对象，根据平衡条件研究绳的拉力变化情况．当轻绳的右端从直杆的最上端移到C点的过程中，根据几何知识分析得到滑轮两侧绳子的夹角不变，由平衡条件判断出绳子的拉力保持不变．5.已知金属甲发生光电效应时产生光电子的最大初动能跟入射光的频率关系如直线1所示。现用某单色光照射金属甲的表面，产生光电子的最大初动能为Ek；若用同样的单色光照射金属乙表面，产生光电子的最大初动能如图所示。则金属乙发生光电效应时产生光电子的最大初动能跟入射光的频率关系图线应是

A．a

B.b

C.c

D.上述三条图线都有可能参考答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.两个劲度系数分别为和的轻质弹簧、串接在一起，弹簧的一端固定在墙上，如图所示.开始时两弹簧均处于原长状态，现用水平力作用在弹簧的端向右拉动弹簧，已知弹的伸长量为，则弹簧的伸长量为

.参考答案：7.如图所示，AB、CD为两根平行并且均匀的相同电阻丝，直导线EF可以在AB、CD上滑行并保持与AB垂直，EF与AB、CD接触良好，图中电压表为理想电压表，当EF处于图中位置时电压表读数为U1=8.0伏，已知将EF由图中位置向左移动一段△L后电压表读数变为U2=6.0伏，则电路中电阻的变化量DR与变化前电路的总电阻R之比DR:R=______.若将EF由图中位置向右移一段相同△L后，那么电压表读数U3=_____伏。参考答案：DR:R=1:3

U3=12.0伏8.(4分)如图所示，水平直线表示空气与某种均匀介质的分界面，与其垂直的为法线．一束单色光从空气射向该介质时，测得入射角i＝45。折射角r＝30。，则该均匀介质的折射率n=_________；若同种单色光从该均匀介质射向空气，则当入射角为__________时，恰好没有光线射入空气。参考答案：答案：9.（4分）完成核反应方程：Th→Pa＋

。衰变为的半衰期是1.2分钟，则64克Th经过6分钟还有

克尚未衰变。参考答案：答案：，210.一处于基态的氢原子，撞击静止的也处于基态的另一氢原子，碰撞后，两氢原子跃迁到同一激发态，且动能均为10.2eV。已知氢原子基态能量为-13.6eV。则①氢原子第一激发态的能量值是

eV；②碰撞前运动氢原子的最小动能是

eV。参考答案：11.作用在同一物体上的三个力，它们的大小都等于5N，任意两个相邻力之间的夹角都是120°，如图3－4－7所示，则这三个力合力为________；若去掉Fl，而F2、F3不变，则F2、F3的合力大小为________，方向为________

图3－4－7图3－4－8参考答案：0N5N与Fl相反．12.（6分）围绕正在发声的音叉运动一周，就会发现声音忽强忽弱，这是声波的

现象，产生这一现象的两个波源是 ，它们符合

波源的条件。参考答案：干涉、音叉的两个叉股、相干13.如图所示是采用动力学方法测量空间站质量的原理图，已知飞船质量为3.0×103kg。在飞船与空间站对接后，推进器对它们的平均推力大小为900N，推进器工作了5s，测出飞船和空间站速度变化了0.05m/s，则飞船和空间站的加速度大小为__________m/s2；空间站的质量为__________kg。参考答案：

答案：0.01m/s2

，8.7×104kg三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.李明同学在做《互成角度的两个力的合成》实验时，利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O点以及两只弹簧秤拉力的大小如图（a）所示，（1）试在图（a）中作出无实验误差情况下F1和F2的合力图示，并用F表示此力．（2）有关此实验，下列叙述正确的是

．（A）两弹簧秤的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大（B）橡皮筋的拉力是合力，两弹簧秤的拉力是分力（C）两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉到同一位置O．这样做的目的是保证两次弹簧秤拉力的效果相同（D）若只增大某一只弹簧秤的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变，只需调整另一只弹簧秤拉力的大小即可（3）图（b）所示是李明和张华两位同学在做以上实验时得到的结果，其中哪一个实验比较符合实验事实？（力F’是用一只弹簧秤拉时的图示）答______

（4）在以上比较符合实验事实的一位同学中，造成误差的主要原因是：（至少写出两种情况）

答：

参考答案：（1）如右图

（2）AC

（3）张华作的符合实验事实

（4）1、F1的方向比真实方向偏左．2、F2的大小比真实值偏小且方向比真实

方向偏左．3、作图时两虚线不分别与F1线和F2线平行或其他合理答案也可以15.利用单摆验证小球平抛运动规律，设计方案如图A所示，在悬点O正下方有水平放置的炽热的电热丝P，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断；MN为水平木板，已知悬线长为L，悬点到木板的距离OO’＝h（h＞L）。（ｇ取10ｍ/ｓ2）（1）电热丝P必须放在悬点正下方的理由是：

___________。

（2）将小球向左拉起后自由释放，最后小球落到木板上的C点，O’C＝s，则小球做平抛运动的初速度为________。

（3）在其他条件不变的情况下，若改变释放小球时悬线与竖直方向的夹角q，小球落点与O’点的水平距离s将随之改变，经多次实验，以s2为纵坐标、cosq为横坐标，得到如图B所示图像。则当q＝30°时，s为________m；若悬线长L＝1.0m，悬点到木板间的距离OO’为________m。参考答案：（1）保证小球沿水平方向抛出，（2）s，（3）0.52，1.5四、计算题：本题共3小题，共计47分16.在真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场．若将一个质量为m、带正电电量q的小球在此电场中由静止释放，小球将沿与竖直方向夹角为53°的直线运动。现将该小球从电场中某点以初速度竖直向上抛出，求运动过程中（sin53°=0.8，）（1）此电场的电场强度大小；

（2）小球运动的抛出点至最高点之间的电势差U；（3）小球的最小动能参考答案：（1）根据题设条件，电场力大小Fe=mgtan37°＝mg

（2）上抛小球沿竖直方向做匀减速运动，速度为v：vy=v0－gt沿水平方向做初速度为0的匀加速运动，加速度为a：ax==g小球上升到最高点的时间t=,此过程小球沿电场方向位移：sx=axt2=电场力做功W=Fxsx＝小球运动的抛出点至最高点之间的电势差U=（3）水平速度vx=axt，竖直速度vy=v0－gt，小球的速度v=由以上各式得出v2=g2t2－2v0gt+v02解得当t=时，v有最小值

vmin=v0，小球动能的最小值为Emin=mv2min＝17.（20分）2008年12月，天文学家们通过观测的数据确认了银河系中央的黑洞“人马座A*”的质量与太阳质量的倍数关系。研究发现，有一星体S2绕人马座A*做椭圆运动，其轨道半长轴为9.50102天文单位（地球公转轨道的半径为一个天文单位），人马座A*就处在该椭圆的一个焦点上。观测得到S2星的运行周期为15.2年。(1)

若将S2星的运行轨道视为半径r=9.50102天文单位的圆轨道，试估算人马座A*的质量MA是太阳质量Ms的多少倍(结果保留一位有效数字)；(2)

黑洞的第二宇宙速度极大，处于黑洞表面的粒子即使以光速运动，其具有的动能也不足以克服黑洞对它的引力束缚。由于引力的作用，黑洞表面处质量为m的粒子具有势能为Ep=-G(设粒子在离黑洞无限远处的势能为零)，式中M、R分别表示黑洞的质量和半径。已知引力常量G=6.710-11N·m2/kg2，光速c=3.0108m/s，太阳质量Ms=2.01030kg，太阳半径Rs=7.0108m，不考虑相对论效应，利用上问结果，在经典力学范围内求人马座A*的半径RA与太阳半径之比应小于多少（结果按四舍五入保留整数）。参考答案：（1），（2）解析：本题考查天体运动的知识。其中第2小题为信息题，如“黑洞”“引力势能”等陌生的知识都在题目中给出，考查学生提取信息，处理信息的能力，体现了能力立意。（1）S2星绕人马座A*做圆周运动的向心力由人马座A*对S2星的万有引力提供，设S2星的质量为mS2，角速度为ω，周期为T，则

①

②设地球质量为mE，公转轨道半径为rE，周期为TE，则

③综合上述三式得

式中

TE=1年

④

rE=1天文单位

⑤

代入数据可得

⑥（2）引力对粒子作用不到的地方即为无限远，此时料子的势能为零。“处于黑洞表面的粒子即使以光速运动，其具有的动能也不足以克服黑洞对它的引力束缚”，说明了黑洞表面处以光速运动的粒子在远离黑洞的过程中克服引力做功，粒子在到达无限远之前，其动能便减小为零，此时势能仍为负值，则其能量总和小于零，则有

⑦依题意可知

，可得

⑧代入数据得

⑨