安徽省宣城市板桥中学高三物理下学期期末试卷含解析

安徽省宣城市板桥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.（单选）卢瑟福的α粒子散射实验的结果表明（

）A．原子内存在电子

B．原子核还可再分C．原子具有核式结构

D．原子核由质子和中子组成参考答案：C2.如图所示，在平面直角坐标系中，有方向平行于坐标平面的匀强电场，其中坐标原点处的电势为0V，点处的电势为6V,点处的电势为3V，则电场强度的大小为

A．200V/m

B．200V/m

C．100V/m

D．100V/m参考答案：A3.“蹦极”是一项刺激的极限运动，一个重为F0的运动员将一端固定的长弹性绳绑在踝关节处，从高处跳下，测得弹性绳的弹力F的大小随时间t的变化规律如图所示。若将蹦极过程视为竖直方向上的运动，且空气阻力不计。下列说法正确的是

A．t1-t2时间内运动员处于超重状态

B．t1-t3时间内重力对运动员做功的功率越来越大C．t1-t3时间内运动员的重力势能与弹性绳的弹性势能之和不断减小D．t1-t5时间内运动员的机械能先减小后增大参考答案：D4.（多选）欧洲大型强子对撞机是现在世界上体积最大、能量最高的加速器，是一种将粒子加速对撞的高能物理设备．该设备能把数以万计的粒子加速到相当于光速的99.9%，粒子流每秒可在隧道内狂飙11245圈，单束粒子能量可达7万亿电子伏．则下列说法中错误的是（）A．如果继续对粒子进行加速，粒子的速度不能达到光速B．如果继续对粒子进行加速，粒子的速度能够达到光速C．如果继续对粒子进行加速，粒子的速度能够超过光速D．粒子高速运动时的质量大于静止时的质量E．粒子高速运动时的质量小于静止时的质量参考答案：考点：*爱因斯坦相对性原理和光速不变原理；*质量和速度的关系．分析：根据相对论，确定质量的变化，知道粒子的速度不可能达到光速．解答：解：粒子的速度不可能达到光速或超过光速，根据相对论，知，粒子高速运动时的质量将大于静止时的质量．故AD正确，B、C、E错误．本题要求选择错误的，故选：BCE点评：本题考查了相对论、粒子速度加速器的原理，难度不大，关键要熟悉教材，牢记并理解基本规律．5.发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火。将卫星送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点（如图），则当卫星分别在1，2，3轨道上正常运行时，以下说法正确的是

A．卫星在轨道3上的周期小于在轨道1的周期B．卫星经轨道2由Q向P运动过程中速率变小C．卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度D．卫星在轨道2上经过P点的速率大于它在轨道3上经过P点的速率参考答案：B卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，有=ma=m解得v=，a=,由于轨道3半径比轨道1半径大，所以卫星在轨道1上线速度较大，由于，故卫星在轨道3上的周期大于在轨道1上的周期，选项A错误。由于卫星在轨道1上经过Q点时的轨道半径等于它在轨道2上经过Q点时的轨道半径，所以卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过Q点时的加速度，选项C错误。从椭圆轨道2到同步轨道3，卫星在P点是做逐渐远离圆心的运动，要实现这个运动卫星所需向心力必须大于万有引力，所以应给卫星加速，增加所需的向心力．所以在轨道3上P点的速度大于轨道2上P点的速度．故D错误．卫星经轨道2由Q向P运动过程中是由近地点运动至远地点，万有引力做负功，卫星动能变小，速率变小，选项B正确。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.2011年3月19日-3月27日，在丹麦的（Esbjerg）埃斯堡，举行了2011年世界女子冰壶世锦赛，参赛的中国女子冰壶队喜获铜牌，如图为中国队员与丹麦队比赛的投掷冰壶的镜头。在某次投掷中，冰壶运动一段时间后与对方的静止冰壶发生正碰，碰撞可认为是弹性碰撞。通过电子测速设备测得，碰后对方的冰壶以2.00m/s的速度向前滑行。中国对的冰壶速度减小为0.01m/s，比赛中中国队使用的冰壶实测质量为19.0kg，由于制造工艺上的不足，若两冰壶质量有点偏差，你能否根据比赛的观测估算出丹麦队使用的冰壶的质量

kg（结果保留3位有效数字）参考答案：18.8kg7.某同学用如图所示的实验装置探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系。图中A为小车，连接在小车后面的纸带穿过打点计时器B的限位孔，它们均置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上，C为弹簧测力计，不计绳与滑轮的摩擦。实验时，先接通电源再松开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点。(1)该同学在一条比较理想的纸带上，从点迹

清楚的某点开始记为0点，再顺次选取5个点，分别测量这5个点到0之间的距离L，并计算出各点速度平方与0点速度平方之差△v2（△v2=v2－v02），填入下表：请以△v2为纵坐标，以L为横坐标在方格纸中作出△v2-L图象。若测出小车质量为0.2kg，结合图象可求得小车所受合外力的大小为_______N。(2)若该同学通过计算发现小车所受合外力小于测力计读数，明显超出实验误差的正常范围。你认为主要原因是_________________________________________。实验操作中改进的措施是__________________________________________。点迹L/cm△v2/m2·s－20//11.600.0423.600.0936.000.1547.000.1859.200.23参考答案：（1）△v2-s图象如右图。（4分）0.25±0.01N（2分）（2）小车滑行时所受摩擦阻力较大。（2分）（3）将导轨左端垫起一定的高度以平衡摩擦力。（2分）8.某气体的摩尔质量为M，摩尔体积为V，密度为p，每个分子的质量和体积分别为m和V。则阿伏加徳罗常数NA可表示为________或_____。参考答案：

(1).

(2).解：阿伏加徳罗常数NA；ρV为气体的摩尔质量M，再除以每个分子的质量m为NA，即9.氢原子第能级的能量为，其中为基态能量。当氢原子由第4能级跃迁到第2能级时，发出光子的频率为；若氢原子由第2能级跃迁到基态，发出光子的频率为，则

。参考答案：根据跃迁公式即可解得。10.某同学将力传感器固定在小车上，然后把绳的一端固定在传感器拉钩上，用来测量绳对小车的拉力，探究在小车及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系，根据所测数据在坐标系中作出了如图所示的a－F图象．(1)本实验中是否需要砂和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量________(填“是”或“否”)；(2)由图象求出小车和传感器的总质量为________kg.（保留1位有效数字）参考答案：

否

，

1

kg

11.法国科学家拉普拉斯曾说过：“认识一位巨人的研究方法对于科学的进步并不比发现本身有更少的用处……”在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学方法，如观察、实验、建立模型、物理类比和物理假说等方法。其中物理假说，是根据一定的科学事实和科学理论对研究的问题提出假说性的看法或说明，例如麦克斯韦的电磁场理论、分子动理论等假说，请你再举出两个物理假说的例子__________；

。参考答案：光的光子说、日心说、物质波、分子电流、黑洞等均可12.某同学为了探究杆转动时的动能表达式，设计了如图所示的实验：质量为m的均匀长直杆一端固定在光滑转轴O处，杆由水平位置静止释放，用光电门测出另一端A经过某位置时的瞬时速度vA，并记下该位置与转轴O的高度差h。⑴设杆的宽度为L（L很小），A端通过光电门的时间为t，则A端通过光电门的瞬时速度vA的表达式为

▲

。组

次123456h/m0.050.100.150.200.250.30vA/（m·s-1）1.231.732.122.462.743.00vA-1/（s·m-1）0.810.580.470.410.360.33vA2/（m2·s-2）1.503.004.506.057.519.00

⑵调节h的大小并记录对应的速度vA，数据如上表。为了形象直观地反映vA和h的关系，请选择适当的纵坐标并画出图象。⑶当地重力加速度g取10m/s2，结合图象分析，杆转动时的动能Ek=

▲

（请用质量m、速度vA表示）。参考答案：⑴（3分）⑵如图（纵坐标1分，图象2分）⑶（2分）13.（填空）一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星，并进入靠近该行星表面的圆形轨道绕行数圈后，着陆在该行星上，飞船上备有以下实验器材A.精确秒表一只

B.已知质量为m的物体一个

C.弹簧秤一个

D.天平一台（附砝码）已知宇航员在绕行时及着陆后各做了一次测量，依据测量数据，可求出该星球的半径R及星球的质量M。（已知引力常量为G）（1）两次测量所选用的器材分别为________，________。（用序号表示）（2）两次测量的物理量分别是________，________。（物理量后面注明字母，字母不能重复。）（3）用该数据写出半径R，质量M的表达式。R＝________，M＝________。参考答案：（1）A；BC

（2）周期T；物体重力F （3）；三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学利用“验证机械能守恒定律”的实验装置探究重锤的速度随时间的变化规律。使用交流电源的频率为50Hz，让重锤自由下落，在纸带上打出了一系列的点，每相邻两计数点间还有4个打下的点（图中未标出），打下图中D点时纸带的速度vD＝

▲

m/s

(保留三位有效数字)，该同学处理纸带后得数据如下表，请在坐标纸上作出其速度v—时间t图象。若该同学根据图线测出的重力加速度明显小于当地实际的重力加速度，试分析可能的原因：

▲

。

位

置ABCDE

速度v/(ms-1)0.9551.912.86▲4.27

参考答案：⑶3.56

（2分）如图（2分）

受到摩擦阻力和空气阻力的作用（2分）15.有一额定电压为10V、额定功率在10~15W之间的用电器，小李同学想测定它的额定功率．实验室的工作人员提供了以下实验器材供其选用：A．直流电源E一个(电动势为15V，内阻不计)B．直流电压表V0一个(量程为0~3V，内阻为2kΩ)C．直流电流表A0一个（双量程0~0.6~3A，内阻约为20Ω和4Ω）D．滑动变阻器一个：R阻（规格0~5Ω、3.8A）E．定值电阻三个：R1=2kΩ，R2=4kΩ，R3=6kΩ

F．单刀单掷开关1个，导线若干根

①小李同学研究以后发现，电压表量程不能满足实验要求．为完成测量，他将电压表进行了“改装”：在电压表V0上串联一个定值电阻，利用分压关系，以满足电表偏转的要求．在三个给定的定值电阻中应选用

．（标注出所用器材的符号）②“改装”后的电压表用表示，选好器材后，他设计了以下三个实验电路图，如图甲所示．根据实验的要求，电路

较为合理．③若该用电器正常工作时，电流表的指针如图乙所示，则它的额定功率为

W．（保留两位有效数字）参考答案：）①R3（3分）；②B（3分）；③12四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（17分）如图甲所示，一边长L=2.5m、质量m=0.5kg的正方形金属线框，放在光滑绝缘的水平面上，整个装置处在方向竖直向上、磁感应强度B=0.8T的匀强磁场中，它的一边与磁场的边界MN重合。在水平拉力F作用下由静止开始向左运动，经过5s线框被拉出磁场。测得金属线框中的电流随时间变化的图像如乙图所示，在金属线框被拉出磁场的过程中。⑴求通过线框导线截面的电量及线框的电阻；⑵写出水平拉力F随时间变化的表达式；⑶已知在这5s内拉力F做功1.92J，那么在此过程中，线框产生的焦耳热是多少？参考答案：解析：⑴根据q=t，由I－t图象得：q=1.25C………………（2分）

又根据＝＝

……………（2分）

得R=4Ω…………（2分）

⑵由电流图像可知，感应电流随时间变化的规律：I＝0.1t

……（1分）

由感应电流，可得金属框的速度随时间也是线性变化的，

（2分）

线框做匀加速直线运动，加速度a=0.2m/s2

………………（1分）

线框在外力F和安培力FA作用下做匀加速直线运动，

………（1分）

得力F＝（0.2t＋0.1）N………（2分）

⑶t＝5s时，线框从磁场中拉出时的速度v5=at=1m/s

………（2分）

线框中产生的焦耳热J……………（2分）17.(15分）带有等量异种电荷的两个金属板A和B水平放置，相距为d（d远小于板的长和宽），一个带正电的油滴M悬浮在两板的正中央，处于平衡，油滴的质量为m,带电量为q，如图所示。在油滴的正上方距A板d处有另一个质量也为m的带正电的油滴N，油滴N由静止释放后，可以穿过A板上的小孔，进入两金属板间与油滴M相碰，并立即结合成大油滴（设在碰撞瞬间不考虑重力、电场力的影响）整个装置处于真空环境中，如不计油滴M、N间的库仑力和万有引力以及金属板的厚度，要使油滴N能与M相碰，且结合成大油滴（油滴可视为质点）又不至于与金属板B相碰。求：

（1）两个金属板A、B间的电压是多少？哪一个板的电势较高？

（2）油滴N所带电量的范围是多少？参考答案：解析：（1）油滴M带正电，在两金属板之间处于平衡，则B板电势较高，

2分

由平衡得：

可得两板电压：

2分

（2）设油滴N带电量为Q，油滴N与M相碰前的瞬间速度为v0，有：

2分

油滴N能与M相碰应有：

>0

求得电量：

Q<3q

2分

油滴N和M相碰后，结合成大油滴，设速度为v，有

1分

可得：

2分

此后，大油滴向下运动，不碰到B板，有

代入v和U的值，解得：