安徽省合肥市张家集中学高三物理期末试卷含解析

安徽省合肥市张家集中学高三物理期末试卷含解析一、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.阻值为10的电阻接到电压波形如图所示的交流电源上。以下说法中正确的是A．电压的有效值为l0VB．通过电阻的电流有效值为AC．电阻消耗电功率为5WD．电阻每秒种产生的热量为10J参考答案：BC2.（多选）甲、乙两车某时刻由同一地点，沿同一方向开始做直线运动，若以该时刻作为计时起点，得到两车的位移﹣时间图象，即x﹣t图象如图所示，甲图象过O点的切线与AB平行，过C点的切线与OA平行，则下列说法中正确的是（）A．在两车相遇前，t1时刻两车相距最远B．t3时刻甲车在乙车的前方C．0﹣t2时间内甲车的瞬时速度始终大于乙车的瞬时速度D．甲车的初速度等于乙车在t3时刻的速度参考答案：解：A、图象的纵坐标表示物体所在的位置；由图可知t1时刻CA相距最大，即两车的距离最大，故A正确；B、t3时刻两车的位置相同，两车处在同一位置，故B错误；C、图象斜率表示速度，由图可知，0﹣t1时间C的斜率大于A，之后C的斜率小于A，故C错误；D、图象的斜率表示物体的速度，由图可知，甲车的初速度等于乙车在t3时刻的速度，故D正确；故选：AD．3.质量为2kg的质点在x_y平面上做曲线运动，在x方向的速度图象和y方向的位移图象如图所示，下列说法正确的是（

）质点2秒末的动能为52J质点作匀变速曲线运动质点所受的合外力为3ND.质点初速度的方向与合外力方向垂直参考答案：ABC4.下列说法正确的是（）A．物体的内能是物体中所有分子热运动动能和分子势能的总和B．分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距增加时，分子间的引力减小，斥力减小C．液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征D．液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动E．密封在容积不变的容器内的理想气体，若气体从外界吸热，则温度一定升高参考答案：ABCDE【分析】内能是所有分子的动能和所有分子势能的总和；分子间同时存在引力和斥力，两力均随分子间的距离增大而减小；知道液晶的特性；知道布朗运动的概念和特点；根据热力学第一定律分析理想气体内能的变化，理想气体的内能只与温度有关【解答】解：A、物体的内能就是物体内部所有分子的热运动动能和分子势能的总和，故A正确；B、分子间同时存在引力和斥力，两力都随分子间的距离增大而减小，故B正确；C、液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征，故C正确；D、液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动，故D正确；E、根据△U=W+Q，密封在容积不变的容器内的理想气体，不会对外做功，吸热则内能增加，温度一定升高，故E正确；故选：ABCDE5.如图所示，圆心为O、半径为R的圆形区域内有磁感应强度大小为B1、方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁场区域右侧有一宽度也为R足够长区域Ⅱ，区域Ⅱ内有方向向左的匀强电场，区域Ⅱ左右边界CD、FG与电场垂直，区域I边界上过A点的切线与电场线平行且与FG交于G点，FG右侧为方向向外、磁感应强度大小为B2的匀强磁场区域Ⅲ．在FG延长线上距G点为R处的M点放置一足够长的荧光屏MN，荧光屏与FG成角，在A点处有一个粒子源，能沿纸面向区域内各个方向均匀地发射大量质量为m、带电荷量为＋q且速率相同的粒子，其中沿AO方向射入磁场的粒子，恰能平行于电场方向进入区域Ⅱ并垂直打在荧光屏上（不计粒子重力及其相互作用）求：（1）粒子的初速度大小v0；（2）电场的电场强度大小E；（3）荧光屏上的发光区域长度△x参考答案：（1）

（2）

（3）1.2R【详解】(1)如图所示，分析可知，粒子在区域I中的运动半径由得；(2)因粒子垂直打在荧光屏上，由题意可知，在区域III中的运动半径为由得：粒子在电场中做匀减速运动，由动能定理得：解得：；(3)如图分析可知，速度方向与电场方向平行向左射入区域I中的粒子将平行电场方向从区域I中最高点穿出，打在离M点处的屏上，由几何关系得：解得：速度方向与电场方向平行向右射放区域I中的粒子将平行电场方向从区域I中最低点穿出打在离M点处的屏上，由几何关系得：解得：分析可知所有粒子均未平行于FG方向打在板上，因此荧光屏上的发光区域长度为解得：。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.P、Q是一列简谐横波中的两质点，已知P离振源较近，P、Q两点的平衡位置相距15m（小于一个波长），各自的振动图象如图所示。此列波的波速为

m/s。参考答案：7.在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点间的距离均为0.1m，如图(a)所示．一列横波沿该直线向右传播，t=0时到达质点1，质点1开始向下运动，振幅为0.4m，经过时间0.6s第一次出现如图（b）所示的波形．该列横波传播的速度为___________________；写出质点1的振动方程_______________．参考答案：解：由图可知，在0.6s内波传播了1.2m，故波速为

（2分）

该波周期为T=0.4s，振动方程为，代入数据得8.一个静止的钚核94239Pu自发衰变成一个铀核92235U和另一个原了核X，并释放出一定的能量．其核衰变方程为：94239Pu→92235U＋X。(1)方程中的“X”核符号为______；(2)钚核的质量为239.0522u，铀核的质量为235.0439u，X核的质量为4.0026u，已知1u相当于931MeV，则该衰变过程放出的能量是______MeV；(3)假设钚核衰变释放出的能量全部转变为铀核和X核的动能，则X核与铀核的动能之比是______。参考答案：(1)He

(2)5.31(±0.02都可)

(3)58.7(±0.1都可)9.

(4分)激光的应用非常广泛，其中全息照片的拍摄就利用了光的

原理，这就要求参考光和物光有很高的 。参考答案：

答案：干涉

相干性(各2分)10.1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子．科学研究表明其核反应过程是：α粒子轰击静止的氮核后形成了不稳定的复核，复核发生衰变放出质子，变成氧核．设α粒子质量为m1，初速度为v0，氮核质量为m2，质子质量为m0,氧核的质量为m3，不考虑相对论效应．α粒子轰击氮核形成不稳定复核的瞬间，复核的速度大小为

，此过程中释放的核能为________________________________．参考答案：

设复核速度为v，由动量守恒得解得整个过程中质量亏损由爱因斯坦质能方程，得11.如图所示，垂直纸面向里的磁感应强度为B的有界方形匀强磁场区域，有一个由均匀导线制成的单匝矩形线框abcd，线框以恒定的速度v沿垂直磁场边界方向运动，运动中线框dc边始终与磁场右边界平行，线框边长ad＝l，cd＝2l，线框导线的总电阻为R，则线框离开磁场的过程中流过线框截面的电量为_____，线框产生的热量可能为_______。参考答案：

或12.1999年11月20日，我国发射了“神舟号”载人飞船，次日载人舱着陆，实验获得成功。载人舱在将要着陆之前，由于空气阻力作用有一段匀速下落过程。若空气阻力与速度的平方成正比，比例系数为k，载人舱的质量为m，则此过程中载人舱的速度应为__________________。参考答案：。解:由于空气阻力作用载人舱匀速下落,则

又空气阻力为:联立两式解得:答:13.

(4分)已知地球半径为6.4×106m，又知月球绕地球的运动可近似看作为匀速圆周运动，则可估算出月球到地球的距离为________m。（结果只保留一位有效数字）参考答案：

答案：4.0×108m三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（1）在“探究力的平行四边形定则”实验中，下列实验要求正确的是

A．弹簧测力计的拉力方向必须与木板平行B．两弹簧测力计的拉力方向必须相互垂直C．读数时，视线应正对弹簧测力计的刻度D．使用弹簧测力计时，不能超过其量程（2）如图为某研究性学习小组设计的“验证机械能守恒定律”的实验装置．小圆柱由一根不可伸长的轻绳拴住，轻绳另一端固定．将轻绳拉至水平后由静止释放，在最低点附近放置一组光电门，如图．测出小圆柱运动到最低点时通过光电门的时间t，再用游标卡尺测出小圆柱的直径d，重力加速度为g．

①某同学测出了悬点到圆柱重心的距离为l，若等式gl=

成立，则可验证小圆柱下摆过程机械能守恒；②若小圆柱下摆过程中在误差允许范围内机械能守恒，用天平测出小圆柱的质量为m，则小圆柱下摆到最低点时绳子上拉力的理论值为

；③若在悬点O处安装一个拉力传感器，且在最低点时拉力传感器测出绳子上拉力比理论值偏大些，请分析可能的原因．（写出1条即可）

．

参考答案：（1）ACD（2）①（）2，②3mg

③开始释放时初速度不为零

或悬点到圆柱重心的距离l测得偏小

或用天平测得小圆柱的质量比实际值小

或小圆柱释放时在水平线的上方．解：（1）A、本实验是在水平面作力的图示，为了减小误差弹簧测力计必须保持与木板平行，故A正确B、两弹簧测力计的拉力方向不一定相互垂直，故B错误C、读数时视线要正对弹簧测力计的刻度．故C正确．D、使用弹簧测力计时，不能超过其量程，故D正确故选ACD．（2）①利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，故：v=，根据机械能守恒的表达式有：mgh=mv2，若等式gl=（）2成立，则可验证小圆柱下摆过程机械能守恒；②根据机械能守恒得：mgl=mv2，v=小圆柱下摆到最低点，根据牛顿第二定律得F﹣mg=解得F=3mg③开始释放时初速度不为零

或悬点到圆柱重心的距离l测得偏小

或用天平测得小圆柱的质量比实际值小

或小圆柱释放时在水平线的上方

15.1某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒．（1）实验前需要调整气垫导轨底座使之水平，利用现有器材如何判断导轨是否水平？

．（2）如图乙所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度d=

cm；实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt=2.0×10-3s，则滑块经过光电门时的瞬时速度为

m/s．（3）本实验除了上述器材外还需

，并比较

的大小，如在实验误差允许的范围内相等（用测量的物理量符号表示），就可验证系统的机械能守恒．参考答案：（1）开启气垫导轨让滑块能悬浮在导轨上静止（2）0.52

2.6（3）天平

和四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示是一个透明圆柱的横截面，其半径为R，折射率是，AB是一条直径，今有一束平行光沿AB方向射向圆柱体.若一条入射光经折射后恰经过B点，试求：

①这条入射光线到AB的距离是多少？②这条入射光线在圆柱体中运动的时间是多少？参考答案：①设光线P经折射后经过B点，光线如图所示.根据折射定律（1分）在中，可得，（2分）所以 （2分）②在中， （2分） （2分）17.如图所示，在xoy平面上第一象限内有平行于y轴的匀强电场，方向沿y轴正向．Y轴A点坐标（0,），C点坐标（0,），x轴B点坐标（，0）．在直线下方有垂直纸面向里的匀强磁场，电子甲以初速度从A点垂直y轴射入匀强电场中，从x轴上的B点离开电场．已知电子的电量为，质量为，不计电子的重力．

（1）求电子经过B点时的速度；

（2）若电子经匀强磁场偏转后恰能返回B点，求匀强磁场的磁感应强度；

（3）若另一电子乙从电场中的D点（图中未画出）与甲同时射出，初速度大小也为，方向沿x轴负方向．已知电子乙射出后仅在电场作用下直接到达B点时，与甲电子恰在B点相遇，求D点的位置．

参考答案：见解析（1）以电子甲为研究对象（1分）（1分）解得（1分）方向与x正方向成450

（1分）（2）电子在磁场中圆周运动的半径（1分）

（1分）解得

（2分）

（3）有两种情况①甲经电场偏转后到达B点，乙也到达B点，由对称性可知这种情况D点的位置坐标为

（2分）

②甲经磁场偏转后再次到达B点，乙也到达B点，在磁场以外区域运动时间（1分）在磁场中运动时间（1分）D点的横坐标

（1分）

纵坐标

（1分）因为（1分）解得D点的纵坐标

（1分）

18.(11分)如图，长木板ab的b端固定一挡板，木板连同挡板的质量为M＝4.0kg，a、b间距离s＝2.Om。木板位于光滑水平面上。在木板a端有一小物块(可视为质点)，其质量m＝1.0kg，小物块与木板间的动摩擦因数μ＝0.1，它们都处于静止状态。现给小物块以初速度v0＝4.0m/s沿木板向前滑动，直到和挡板