江苏省南京市浦口区汤泉中学高三物理上学期期末试卷含解析

江苏省南京市浦口区汤泉中学高三物理上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.如图所示，间距为l的两平行光滑金属导轨倾斜放置，匀强磁场垂直于导轨平面向上，将质量为m的导体棒放在导轨上，导体棒与导轨垂直且接触良好．当导体棒中通有从P到Q、大小为I的电流时，棒的加速度大小为a1；现将电流反向，其它条件不变，棒的加速度大小变为a2，若a1、a2均沿斜面向下，则该磁场的磁感应强度大小可表示为（）A． B． C． D．参考答案：B【考点】安培力；牛顿第二定律．【分析】根据左手定则判断出安培力的方向，利用牛顿第二定律即可求得【解答】解：当导体棒中通有从P到Q、大小为I的电流时，根据牛顿第二定律可知mgsinθ+BIL=ma1当电流反向时，根据牛顿第二定律可知mgsinθ﹣BIL=ma2联立解得，故B正确故选：B2.（多选）如图所示,某光滑斜面倾角为30°,其上方存在平行斜面向下的匀强电场,将一轻弹簧一端固定在斜面底端,现用一质量为m,带正电的绝缘物体将弹簧压缩锁定在A点,解除锁定后,物体将沿斜面上滑,物体在运动过程中所能到达的最高点B距A点的竖直高度为h,物体离开弹簧后沿斜面向上运动的加速度大小等于重力加速度g。则下列说法正确的是A.弹簧的最大弹性势能为mghB.物体从A点运动到B点的过程中系统损失的机械能为mghC.物体的最大动能等于弹簧的最大弹性势能D.物体到达B点时增加的电势能为mgh参考答案：BD本题考查了能量的相关知识,意在考查学生利用功能关系处理问题的能力。选项A,由能量守恒定律可知,弹簧的最大弹性势能应该等于mgh与物体增加的电势能之和,A错。选项B,损失的机械能等于转化为物体的电势能,Ep电=0.5mg×2h=mgh,B正确。选项C,当物体的加速度为零时,即弹簧弹力等于物体所受重力的分力与电场力之和时,动能最大,此时弹簧具有一定的弹性势能,C错。选项D,因为到B时,物体增加的电势能等于系统损失的机械能mgh,D正确。3.（单选）如图所示，一质量为m、电荷量为q的带电粒子，从y轴上的P1点以速度v射入第一象限所示的区域，入射方向与x轴正方向成α角．为了使该粒子能从x轴上的P2点射出该区域，且射出方向与x轴正方向也成α角，可在第一象限适当的地方加一个垂直于xOy平面、磁感应强度为B的匀强磁场．若磁场分布为一个圆形区域，则这一圆形区域的最小面积为（不计粒子的重力）（）A．B．cos2αC．sinαD．sin2α参考答案：解：粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvB=m，则粒子在磁场中做圆周的半径：R=，由题意可知，粒子在磁场区域中的轨道为半径等于r的圆上的圆周，这段圆弧应与入射方向的速度、出射方向的速度相切，如图所示：则到入射方向所在直线和出射方向所在直线相距为R的O′点就是圆周的圆心．粒子在磁场区域中的轨道就是以O′为圆心、R为半径的圆上的圆弧ef，而e点和f点应在所求圆形磁场区域的边界上，在通过e、f两点的不同的圆周中，最小的一个是以ef连线为直径的圆周．即得圆形区域的最小半径r=Rsinα=，则这个圆形区域磁场的最小面积Smin=πr2=；故选：D．4.（单选）如图甲所示，AB是电场中的一条电场线.质子以某一初速度从A点出发，仅在电场力作用下沿直线从A点运动到B点，其v-t图象如图乙所示，则下列说法正确的是（

）A．质子运动的加速度随时间逐渐减小

B．电场线的方向由A指向BC．A、B两点电场强度的大小关系满足EA<EB

D．A、B两点的电势关系满足φA<φB参考答案：D5.物体原来静止在水平地面上，用一水平力F拉物体，在F从0开始逐渐增大的过程中，物体先静止后又做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图象如图所示．设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等．根据题目提供的信息，下列判断正确的是（）A．物体的质量m=2kgB．物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.6C．物体与水平面的最大静摩擦力fmax=12ND．在F为10N时，物体的加速度a=2.5m/s2参考答案：A【考点】加速度与力、质量的关系式；摩擦力的判断与计算．【分析】对物体受力分析，根据牛顿第二定律得出力F与加速度a的函数关系，然后结合图象得出相关信息即可求解．【解答】解：对物体受重力、地面的支持力、向右的拉力和向左的摩擦力根据牛顿第二定律得：F﹣μmg=ma解得：a=﹣μg由a与F图线，得到0.5=﹣μg4=﹣μg解得：m=2Kg，μ=0.3，故A正确，B错误；所以a=F﹣3故a=0时，F为6N，即最大静摩擦力为6N，故C错误；当F为10N时，物体的加速度a=2m/s2，故D错误．故选：A．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度大小为v，若地球质量为M，引力常量为G，则该卫星的圆周运动的半径R为

；它在1/6周期内的平均速度的大小为

。参考答案：；7.长L=0.5m的轻绳悬挂一质量m=0.2kg的小球（可看成质点），开始时绳竖直，小球与一倾角θ=45°的质量M=1kg的静止三角形物块刚好接触，如图所示，不计所有的摩擦。若用水平推力使斜面体缓慢地向左移动，直至轻绳与斜面平行，在此过程中推力F______（选填“增大”、“减小”、“不变”、“先增大后减小”或“先减小后增大”）；若用水平恒力F向左推动三角形物块，当轻绳与斜面平行时小球的速度大小为v=0.2m/s，重力加速度g=10m/s2，则此过程中推力F做的功为_______J。参考答案：增大

0.3378.用原子核的人工转变方法可以将两个氘核聚变成一个氚核，其核反应方程是__________________________，在1kg氘核中含有的原子核的个数为____________．（阿伏加德罗常数为6.02×1023）

参考答案：

答案：

3.01×1026个9.有两列简谐横波a、b在同一媒质中沿x轴正方向传播，波速均为v＝2m/s。在t＝0时，两列波的波峰正好在x＝2.5m处重合，如图所示。

①两列波的周期分别为Ta

和Tb

。②当t1＝0.5s时，横波b的传播使质点P发生的位移为_____________m。参考答案：①1.25s；2s；②-2cm------------每空1分，共3分10.据报道：1978年澳大利亚科学家利用5m长的电磁轨道炮，将质量为3.3g的弹丸以5.9km/s的高速发射获得成功。假设弹丸在轨道炮内做匀加速直线运动，弹丸所受的合力为_________N。如果每分钟能发射6颗弹丸，该电磁轨道炮的输出功率约为＿＿＿＿＿Ｗ。参考答案：1.15×104

N；

5.74×103

W。11.为探究力对同一个原来静止的物体所做的功与物体获得的速度的关系，可通过如图所示的实验装置进行：在木板上钉两个铁钉，将并接在一起的相同橡皮筋的两端固定在铁钉的顶端，橡皮筋的中央都挂在小车前端上方的小挂钩上，通过拉动小车使橡皮筋伸长，由静止释放小车，橡皮筋对小车做功，再利用打点计时器和小车后端拖动的纸带记录小车的运动情况。现有主要的探究步骤如下：

a．保持小车由静止释放的位置相同，通过改变并接在一起的相同橡皮筋的条数，使橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W……；

b．由打点计时器打出的若干条纸带分别求出小车各次运动的最大速度……；

c．做出W—v图象；

d．分析W—v图象。如果W—v图象是一条直线，表明∝v；如果不是直线，可考虑是否存在等关系。

①在实验中，除了图中已有的实验器材以及交流电源、导线、开关以外，还需要哪种测量工具？答：

。

②对于该实验，下列操作中属于实验要求的是

。（填写选项前的序号）

A．小车每次都应从静止开始释放

B．实验中应将平板倾斜适当角度以平衡摩擦力

C．应在纸带上选取点迹间隔均匀的部分计算小车的最大速度v

D．必须测量出小车的质量参考答案：12.氢原子能级如图17所示，则要使一个处于基态的氢原子释放出一个电子而变成为氢离子，该氢原子需要吸收的能量至少是___________eV；一群处于n=4能级的氢原子跃迁到n=2的状态过程中，可能辐射___________种不同频率的光子。图17参考答案：13.6eV，313.右图为小车做直线运动的s－t图，则小车在BC段做______运动，图中B点对应的运动状态的瞬时速度大小是______m/s。参考答案：匀速，1.6~1.9

三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（10分）在2008年9月27日“神舟七号”宇航员翟志刚顺利完成出舱活动，他的第一次太空行走标志着中国航天事业全新的时代即将到来。“神舟七号”围绕地球做圆周运动时所需的向心力是由

提供，宇航员翟志刚出舱任务之一是取回外挂的实验样品，假如不小心实验样品脱手（相对速度近似为零），则它 （填“会”或“不会”）做自由落体运动。设地球半径为R、质量为M，“神舟七号”距地面高度为h，引力常数为G，试求“神舟七号”此时的速度大小。参考答案：

答案：地球引力（重力、万有引力）；不会。（每空2分）

以“神舟七号”为研究对象，由牛顿第二定律得：

（2分）

由匀速圆周运动可知：

（2分）

解得线速度

（2分）15.

（选修3-3）（4分）估算标准状态下理想气体分子间的距离（写出必要的解题过程和说明,结果保留两位有效数字）参考答案：解析：在标准状态下，1mol气体的体积为V=22.4L=2.24×10-2m3

一个分子平均占有的体积V0=V/NA

分子间的平均距离d=V01/3=3.3×10-9m四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，粗细均匀的U形玻璃管一端封闭，另一端与大气相通且足够长，玻璃管内两段水银柱封闭了两段空气柱A和B，两段空气柱的长度分别为LA=5cm，LB=15cm，下端水银面高度差h=6cm，A上端水银柱长h1=4cm，大气压强P0=76cmHg，外界环境温度保持不变，现从右端开口处缓慢向管中加入水银，当下段水银面高度差h=0时，求：（1）B部分气体的压强；（2）A部分气体的长度（结果保留三位有效数字）．参考答案：解：（i）根据题意，设玻璃管的截面积为S，加入水银的过程是等温变化，对B部分的气体有：PBVB=PB'VB'又PB=P0+Ph1+PhVB=LBs由以上各式可得：PB'=107.5cmHg；（ii）由题意，A部分的企业也是做等温变化，对A部分的气体：PAVA=PA'VA'又，PA=P0+Ph1PA'=PB'VA=LASVA'=LA'S由以上各式化简可得：LA'=3.72cm答：（1）B部分气体的压强是107.5cmHg；（2）A部分气体的长度是3.72cm．【考点】理想气体的状态方程；封闭气体压强．【分析】利用理想气体的等温变化方程求解（1）由大气压的数值和右边水银柱的高度求出初状态B的压强，再利用等温方程；（2）空气柱A的压强和大气压的差值，等于上面水银柱的压强，再根据等温变化的方程求解某状态的体积，进而求出高度．17.如图甲所示，两平行金属板接有如图乙所示随时间t变化的电压U，两板间电场可看作均匀的，且两金属板外无电场，两金属板长L＝0.2m，两板间距离d＝0.2m．在金属板右侧边界MN的区域有一足够大的匀强磁场，MN与两板中线OO′垂直，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里．现有带正电的粒子流沿两板中线OO′连续射入电场中，已知每个粒子速度v0＝105m/s，比荷＝108C/kg，重力忽略不计，在每个粒子通过电场区域的极短时间内，电场可视作是恒定不变的．(1)试求带电粒子射出电场时的最大速度；(2)任意时刻从电场射出的带电粒子，进入磁场时在MN上的入射点和在MN上出射点的距离是一确定的值s，试通过计算写出s的表达式（用字母m、v0、q、B表示）．参考答案：（1）。方向：斜向右上方或斜向右下方，与初速度方向成45°夹角；（2）s，距离s与粒子在磁场中运行速度的大小无关，s为定值。【详解】（1）偏转电压由0到200V的变化中，粒子流可能都能射出电场，也可能只有部分粒子能射出电场，设偏转的电压为U0时，粒子刚好能经过极板的右边缘射出，则：解得U0＝100V知偏转电压为100V时，粒子恰好能射出电场，且速度最大。根据动能定理得，。方向：斜向右上方或斜向右下方，与初速度方向成45°夹角。（2）设粒子射出电场速度方向与MN间夹角为θ．粒子射出电场时速度大小为：在磁场中，解得R因此粒子射进磁场点与射出磁场点间距离为：s。由此可看出，距离s与粒子在磁场中运行速度的大小无关，s为定值。18.一质量m＝0.5kg的滑块以一定的初速度冲上一倾角θ=37°足够长的斜面，某同学利用传感器测出了滑块冲上斜面