湖南省永州市东安县第四中学高三物理测试题含解析

湖南省永州市东安县第四中学高三物理测试题含解析一、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.如图所示，在圆形区域内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，ab是圆的一条直径。一带电粒子从α点射入磁场，速度大小为2v、方向与ab成角时恰好从b点飞出磁场，粒子在磁场中运动的时间为t；若仅将速度大小改为v，粒子仍从a点射入磁场，则粒子在磁场中运动的时间为（不计带电粒子所受重力） （

）A．3t B． C． D．2t参考答案：D2.工业生产中需要物料配比的地方，常用“吊斗式”电子秤，图甲所示的是“吊斗式”电子秤的结构图，其中实现称质量的关键性元件是拉力传感器。拉力传感器的内部电路如图所示，R1、R2、R3是定值电阻，R1=20k，R2=10k，R0是对拉力敏感的应变片电阻，其电阻值随拉力变化的图象如图乙所示，已知料斗重1×103N，没装料时Uba=0，g取10m/s2。下列说法中正确的是

A．R3阻值为40kB．装料时，R0的阻值逐渐变大，Uba的值逐渐变小C．应变片电阻是用半导体材料制成的D．应变片作用是把物体形变这个力学量转换为电压这个电学量参考答案：AD3.8．(2011·湖南部分重点中学)如图5所示，a、b是两颗绕地球做圆周运动的人造卫星，它们距地面的高度分别是R和2R(R为地球半径)．下列说法中正确的是()．图5A．a、b线速度大小之比是∶1B．a、b的周期之比是1∶2C．a、b的角速度之比是3∶4D．a、b的向心加速度大小之比是4∶9参考答案：解析两颗卫星均绕同一中心天体(地球)做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律有：G＝m＝mr＝mω2r＝ma，由此可知：v∝，T2∝r3，ω2∝，a∝，因两颗卫星的轨道半径分别为ra＝2R，rb＝3R，代入以上各式，所以C正确．答案C4.（单选）如图所示，长为L的轻杆一端固定一质量为的小球，另一端安装有固定的转动轴O，杆可在竖直平面内绕轴O无摩擦地转动。若在最低点P处给小球一沿切线方向的初速度，其中为重力加速度，不计空气阻力，则（

）A.小球不可能到达圆周轨道的最高点QB.小球能到达最高点Q，但小球在Q点不受轻杆的弹力C.小球能到达最高点Q，且小球在Q点受到轻杆向上的弹力D.小球能到达最高点Q，且小球在Q点受到轻杆向下的弹力参考答案：C5.如图所示，ab是一弯管，其中心线是半径为R的一段圆弧，将它置于匀强磁场中，磁场方向垂直于圆弧所在平面且指向纸外.有一束粒子垂直端口射入弯管，粒子的质量、速度都各不相同，但都是一价正离子，不计离子重力，则A．粒子是从a端口运动到b端口B．粒子是从b端口运动到a端口C．通过弯管的粒子动量大小相等D．粒子通过弯管的时间相同参考答案：AC二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图，三个电阻R1、R2、R3依次标有“12Ω，3W”、“8Ω，5W”、“6Ω，6W”，则允许接入电路的最大电压为10.8V，此时三个电阻消耗的总功率为10.8W．参考答案：考点：电功、电功率；串联电路和并联电路．专题：恒定电流专题．分析：根据电路结构及已知条件：三个电阻允许消耗的最大功率分别为3W、15W、6W，分析保证电路安全的条件，然后求电路的最大功率．解答：解：由可求得R1的额定电压U1=6V，R2的额定电压U2=2V，R3的额定电压U3=6V，

R1与R2的并联阻值为R′=，则因R3大于其并联值，则当R3达到6V时，并联电压小于6V，

则以R3达到额定电压为安全值计算：

即

求得U1=4.8V

则接入电路的最大的电压为Um=U1+U3=10.8V功率为：P=故答案为：10.8，10.8点评：考查串联并联电路，明确安全的要求是每个电阻都不能超出额定电压．7.（4分）放射性元素每秒有一个原子核发生衰变时，其放射性活度即为1贝可勒尔。是核电站中核反应的副产物，它可以衰变成，半衰期为8天。福岛核电站泄漏出的放射性物质中就含有，当地政府在某次检测中发现空气样品的放射性活度为本国安全标准值的4倍。则一个核中有_______个中子、衰变成时放出的粒子为_______粒子。至少经过_______天，该空气样品中的放射性活度才会达到本国安全标准值。参考答案：78、?、168.位移是描述物体

变化的物理量，加速度是描述物体

快慢的物理量．参考答案：位置；速度变化【考点】加速度；位移与路程．【分析】位移的物理意义是描述物体位置变化的物理量，加速度是描述物体速度变化快慢的物理量，都是矢量．【解答】解：位移是描述物体位置变化的物理量，加速度是描述物体速度变化快慢的物理量．故答案为：位置；速度变化9.（2分）分子间同时存在着引力和斥力，若分子间的距离等于r0时，引力和斥力大小相等．则当r＞r0时，引力

斥力；当r＜r0时，引力

斥力．（填“大于”、“小于”或“等于”）参考答案：

答案：大于；小于10.如图所示，半圆形玻璃砖半径为8cm，使直径AB垂直于屏幕并接触于B点，当激光束a以i＝30°的入射角射向玻璃砖的圆心O时，在屏幕上M点出现光斑，测得M到B的距离为8cm。则玻璃砖的折射率为________。要使激光束不能从AB面射出，则入射角i至少应为___________。参考答案：

(1).

(2).45°【分析】先根据几何关系求解光线的折射角，然后根据折射定律求解折射率；要使激光束不能从AB面射出，则入射角大于临界角，根据求解临界角.【详解】因MB=OB=8cm，可知折射角为r=450，根据光的折射定律可得：；临界角，可得C=450，即要使激光束不能从AB面射出，则入射角i至少应为450.11.已知氢原子各定态能量为，式中n=1,2,3，…为氢原子的基态能量。要使处于基态的氢原子跃迁到激发态，入射光子具有的最小频率为______。若大量氢原子处于n=4的激发态，则它们发生跃迁时，最多能辐射_____种频率的光子。（普朗克常量为h）参考答案：12.物理实验小组利用如圈所示的自制实验装置进行探究实验.沿竖直墙面固定一根刻度尺，使刻度尺的零刻度与水平地面重合;在墙上，距离地面L的P点词定一小定滑轮，用一根轻质尼龙丝线绕过定滑轮，两端拴接质量不等的两个物体A、B.开始时，将两物体处于相等高度位置，丝线绷直；通过刻度尺，记录A、B两物体距离地面的高度为h；然后，同时由静止释放A、B物体，较重的A物体竖直下落与地面相碰后静止，较轻的B物体仍向上运动，观察B物体所能到达的最大高度为2.5h，并记录下来

①根据上述测量的物理量可计算A、B两物体质量之比

;

②用天平测量两物体质量，所得A、B两物体质量之比，与上述①所得数据略有差距，试分析造成误差的原因

参考答案：①3：1（4分）②存在空气阻力或摩擦阻力、H或h的测量值有误差（回答出任一个均给分）（2分）①设物体A落地时的速度为v,则此时B物体的速度大小也是v，选地面为零势能面，由机械能守恒得，A落地后，对B物体，由机械能守恒可得，由动能定理可得0-，以上三式联立可得.②由于有空气阻力和尼龙丝线与滑轮间的摩擦的影响，还有H或h的测量值不准确都会造成实验误差。13.为了用弹簧测力计测定木块A和长木板B间的动摩擦因数μ，甲、乙两同学分别设计了如图所示的甲、乙两个试验方案．（1）为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力大小，你认为方案甲更易于操作．简述理由因为甲方案拉木块时不需要匀速拉动．（2）若A和B的重力分别为100N和150N，当甲中A被拉动时，弹簧测力计a示数为60N，b示数为110N，则A、B间的动摩擦因数为0.4．参考答案：考点：探究影响摩擦力的大小的因素．专题：实验题．分析：（1）实验中我们是根据拉力与摩擦力是一对平衡力的原理，才通过测力计读出摩擦力大小的，因此，在操作时要保持物体做匀速直线运动，这也是实验操作中较难保持的地方，方案甲很好地解决了这一问题；（2）根据公式f=μN可对动摩擦因数进行计算，但关键是要分析出摩擦力f的大小．解答：解：（1）由图示实验可知，甲方案中拉动物体A，不需要控制物体A做匀速直线运动，且弹簧测力计静止，便于弹簧测力计读数；乙方案中用弹簧测力计拉动A，需要控制A做匀速直线运动，难于控制A做匀速直线运动，另一当面弹簧测力计是运动的，难于准确读数，因此甲方案更易于操作．（2）由题意可知，在甲方案中，两物体接触面受到的压力等于B的重力，即N=150N，弹簧测力计a的示数等于两物体接触面间摩擦力的大小，即f=60N．由公式f=μN得，动摩擦因素μ===0.4．故答案为：（1）甲；因为甲方案拉木块时不需要匀速拉动；（2）0.4．点评：本题考查了作用力与反作用力、平衡力的关系，并且要判断在不同的情况下接触面受到的正压力的大小，特别是注意根据给出的各个弹簧测力计的示数，分析判断出要用哪一个数据，是解答本题的难点，这对于学生有一定的迷惑性．三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学欲用图甲所示装置探究“加速度与力、质量的关系”.实验中砂和砂桶的总质量为，小车和砝码的总质量为M.①实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板上滑轮的高度，使细线与长木板平行.接下来还需要进行的一项操作是（

）A.将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节m的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动.B.将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动.C.将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动.②图乙是实验中得到的一条纸带，O、A、B、C、D、E、F、G为8个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，已知打点计时器的工作频率为50Hz.该同学计划利用v-t图像计算小车的加速度.首先用刻度尺进行相关长度的测量，其中CE的测量情况如图丙所示，由图可知CE长为

cm，依据此数据计算打点计时器打下D点时小车的速度为

m/s.图丁中已标注出了打点计时器打下A、B、C、E、F五个点时小车的速度，请将打下D点时小车的速度标注在v-t图上.③请在图丁中描绘出小车的v-t图像.④由图丁中描绘的图线可得出小车的加速度为

m/s2.⑤该同学保持砂和砂桶的总质量m不变，通过在小车上增加砝码改变小车的质量M，得到多组实验数据.为了探究加速度与质量的关系，该同学利用所测数据，做出了与M的图像，下列给出的四组图像中正确的是：参考答案：①B

②10．58cm～10．62cm

0．53m/s

在图像上描出D点③如图④0．42m/s2

⑤B①探究“加速度与力、质量的关系”．实验中，首先应该平衡小车和木板、纸带和打点计时器之间的摩擦力。将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，使小车做匀速直线运动。②刻度尺读数注意估读。根据匀变速直线运动，D点的瞬时速度等于CE段的平均速度，vD

=CE/t=0．1060m/0．2s=0．53m/s。

③如图所示。④小车的加速度是v-t图像的斜率，。⑤小车和砂筒具有共同的加速度：，所以，所以与M是一次函数关系。所以B选项正确。15.为了测定滑块与水平桌面之间的动摩擦因数μ，某同学设计了如图的实验装置，其中圆弧形滑槽末端与桌面相切。第一次实验时，滑槽固定于桌面右端，末端与桌子右端M对齐，滑块从滑槽顶端由静止释放，落在水平面的P点；第二次实验时，滑槽固定于桌面左侧，测出末端N与桌子右端M的距离为L，滑块从滑槽顶端由静止释放，落在水平面的Q点，已知重力加速度为g，不计空气阻力。（1）实验还需要测出的物理量是）用代号表示）：

。A．滑槽的高度h；

B．桌子的高度H；

C．O点到P点的距离d1；D．O点到Q点的距离d2；

E．滑块的质量m。（2）写出动摩擦因数μ的表达式是μ=

。（3）如果第二次实验时，滑块没有滑出桌面，测得滑行距离为x。则动摩擦因数可表示为μ=

。参考答案：（1）BCD（2分）（2）（3分）（3）（3分）（1）还需要测出的物理量是桌子的高度H（即点M、O的距离），点O、P距离d1，点O、Q距离d2；故应填写BCD。（2）根据题意，由动能定理可得

，，解得。（3）根据题意，由动能定理可得，，解得。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，光滑水平面上有正方形线框abcd，边长为L、电阻为R、质量为m．虚线PP′和QQ′之间有一垂直水平面向上的匀强磁场，磁感应强度为B，宽度为H，且H>L。线框在恒力F0作用下开始向磁场区域运动，cd边运动位移s后进入磁场，ab边进入磁场前某时刻，线框已经达到平衡状态。当cd边开始离开磁场时的一瞬间，撤去恒力F0，重新施加外力F，使得线框做加速度大小为F0/m的匀减速直线运动，最终离开磁场．求：（1）cd边刚进入磁场时ab边两端的电压Uab?（2）cd边从PP′位置到QQ′位置的过程中安培力所做的总功？（3）取cd边刚要离开磁场的时刻为起始时刻，写出在线框离开磁场的过程中，外力F随时间t变化的关系式？参考答案：17.如图所示，在以坐标原点O为圆心、半径为R的圆形区域内，有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度为B，磁场方向垂直于xOy平面向里。一带负电的粒子（不计重力）从A点沿y轴正方向以v0速度射入，带电粒子恰好做匀速直线运动，最后从D点射出。（1）求电场强度的大小。（2）若仅撤去磁场，带电粒子仍从A点沿y轴正方向以v0速度射入，恰从圆形区域的边界C点射出。求粒子的比荷q/m。（3）若仅撤去电场，带电粒子仍从A点以V的速度在xOy平面内与Y轴成θ＝300的AE方向射入，从圆形区域的边界F点射出（F点所在的半径OF与X轴的夹角θ＝300）,求粒子运动的速度V的大小。参考答案：18.(15分)如图所示，两根平行金属导轨MN、PQ相距为d=1.0m，导轨平面与水平面夹角为α=30°，导轨上端跨接一定值电阻R=1.6Ω，导轨电阻不计．整个装置处于方向垂直导轨平面向上、磁感应强度大小B=1T的匀强磁场中．金属棒ef垂直于MN、PQ静止放置，且与导轨保持良好接触，其长刚好为d、质量m=0.1kg、电阻r=0.4Ω，距导轨底端S1=3.75m．另一根与金属棒平行放置的绝缘棒gh长度也为d，质量为，从轨道最低点以速度v0=10m/s沿轨道上滑并与金属棒发生正碰(碰撞时间极短)，碰后金属棒沿导轨上滑S2=0.2m后再次静止，测得此过程中电阻R上产生的电热为Q=0.2J．已知两棒与导轨间的动摩擦因数均为，g取10m/s2，求：(1)碰后瞬间两棒的速度；(2)碰后瞬间的金属棒加速度；(3)金属棒在导轨上运动的时间。参考答案：解析：(1)设金属棒碰后的速度为v，对金属棒碰后的过程运用动能定理：

0－mv2=－W安－mgS2sinα－μmgS2cosα

①

由功能关系，安培力做的功W安等于回路中总电热

②

设绝缘棒与金属棒碰前的速度为v1，对绝缘棒在导轨上滑动过程运用动能定理：

③

设绝缘棒碰后的速度为v2，两棒碰时满足动量守恒，选沿导轨向上的方向为正方向，有：