江苏省南京市江宁区上坊中学高三物理期末试卷含解析

江苏省南京市江宁区上坊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.将一个半径为r，电阻为R，圆心角为30°的扇形金属线框OCD置于如图所示的两个匀强磁场I和II中，MN为分界线，在磁场I中，磁感应强度大小为B，在磁场II中，磁感应强度大小为2B，方向均垂直于纸面向里。T=0时刻，扇形金属线框从图示的位置开始绕着O点在纸面内以角速度沿顺时针方向匀速转动，规定O→C→D→O的方向为扇形金属线框中产生感应电流的正方向。在其转动一周的过程中，金属线框内产生的感应电流随时间变化的图像正确的是A.B.C.D.参考答案：A【详解】当线圈转过0~30°角，即时间从0~的过程中，根据可知，线圈中的感应电动势为，感应电流为，由右手定则可知，感应电流方向为O→C→D→O的方向，即为正方向；当线圈从30°~180°，即时间从~的过程中，线圈中的感应电动势为，感应电流为，由右手定则可知，感应电流方向为O→D→C→O的方向，即为负方向；在以后重复上述情况；A.A图与结论相符，选项A正确；B.B图与不结论相符，选项B错误；C.C图与结论不相符，选项C错误；D.D图与结论不相符，选项D错误；2.某物体运动的v－t图象如图所示，下列说法正确的是A．物体在第1s末运动方向发生变化B．物体在第2s内和第3s内的加速度是相同的C．物体在4s末返回出发点D．物体在5s末离出发点最远，且最大位移为0.5m参考答案：BC3.（多选）如图所示，平行板电容器与电动势为E的电流电源连接，上级板A接地，一带负电油滴固定于电容器中的P点，现将平行板电容器的下级板B竖直向下移动一小段距离，则（）A．带电油滴所受电场力不变B．P点的电势将升高C．带电油滴的电势能增大D．电容器的电容减小，极板带电量增大参考答案：：解：A、将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，由于电容器两板间电压不变，根据E=得知板间场强减小，油滴所受的电场力减小，则油滴将向下运动．故A错误．B、板间场强E减小，而P点与上极板间的距离不变，则由公式U=Ed分析可知，P点与上极板间电势差将减小，而P点的电势低于上极板的电势，则知P点的电势将升高．故B正确．C、由带电油滴原来处于平衡状态可知，油滴带负电，P点的电势升高，则油滴的电势能将减小．故C错误．D、根据电容的定义式C=，电容器与电源保持相连，则U不变，当C减小，则Q也减小．故D错误．故选：B．4.（多选）如图甲所示，在竖直方向上有四条间距相等的水平虚线L1、L2、L3、L4，在L1L2之间和L3L4之间存在匀强磁场，磁感应强度B大小均为1T，方向垂直于虚线所在平面。现有一矩形线圈abcd，宽度cd＝L＝0.5m，质量为0.1kg，电阻为2Ω，将其从图示位置由静止释放(cd边与L1重合)，速度随时间的变化关系如图乙所示，t1时刻cd边与L2重合，t2时刻ab边与L3重合，t3时刻ab边与L4重合，已知t1～t2的时间间隔为0.6s，整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向，重力加速度g取10m/s2。则A．在0～t1时间内，通过线圈的电荷量为0.25CB．线圈匀速运动的速度大小为8m/sC．线圈的长度为1mD．0～t3时间内，线圈产生的热量为4.2J参考答案：AB5.如图所示，两条电阻不计的平行导轨与水平面成θ角，导轨的一端连接定值电阻R1，匀强磁场垂直穿过导轨平面．一根质量为m、电阻为R2的导体棒ab，垂直导轨放置，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，且R2=2R1．如果导轨以速度v匀速下滑，导轨此时受到的安培力大小为F，则以下判断正确的是A．电阻消耗的热功率为B．整个装置消耗的机械功率为C．整个装置因摩擦而消耗的热功率为D．若使导体棒以v的速度匀速上滑，则必须施加沿导轨向上外力参考答案：AC二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（选修3—5）现用下列几种能量的光子照射一个处于基态的氢原子，A：10.25eV、B：12.09eV、C：12.45eV，则能被氢原子吸收的光子是_______（填序号），氢原子吸收该光子后在向低能级跃迁时最多可能产生____种频率的光子。参考答案：答案：B、

27.“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示.（1）在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示。计时器打点的时间间隔为0.02s.从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离。该小车的加速度a=______m/s2.（结果保留两位有效数字）（2）平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上.挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度。小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：砝码盘中砝码总重力F（N）0.1960.3920.5880.7840.980加速度a（m·s-2）0.691.181.662.182.70请根据实验数据作出a-F的关系图像.（3）根据提供的实验数据作出的a-F图线不通过原点，请说明主要原因。参考答案：(1)0.16

(0.15也算对)

（2）（见图）

（3）未计入砝码盘的重力8.（12分）完成下列核反应方程，并说明其应类型（1）

,属

（2）

,属

参考答案：（1），裂变；（2），聚变9.如图所示，在一个质量为M、横截面积为S的圆柱形导热气缸中，用活塞封闭了一部分空气，气体的体积为，活塞与气缸壁间密封且光滑，一弹簧秤连接在活塞上，将整个气缸悬吊在天花板上．当外界气温升高（大气压保持为）时，则弹簧秤的示数

▲

（填“变大”、“变小”或“不变”），如在该过程中气体从外界吸收的热量为，且气体的体积的变化量为，则气体的内能增加量为

▲

．参考答案：不变

（2分）

10.一质点作自由落体运动，落地速度大小为8m/s则它是从

m高处开始下落的，下落时间为---------

s参考答案：3.2、0.811.（3分）铁路提速，要解决许多技术问题。通常，列车阻力与速度平方成正比，即f＝kv2。列车要跑得快，必须用大功率的机车来牵引。试计算列车分别以120千米/小时和40千米/小时的速度匀速行驶时，机车功率大小的比值（提示：物理学中重要的公式有F＝ma，W＝Fs，P＝Fv，s＝v0t＋1/2at2）。

参考答案：答案：由F＝f，f＝kv2，p＝Fv，得p＝kv3，所以p1＝27p212.刹车后的汽车做匀减速运动直到停止，则它在前一半时间与后一半时间的平均速度之比为 ；它在前一半位移与后一半位移的平均速度之比为

。参考答案：3：1，：113.（2）“用DIS测变速直线运动的瞬时速度”实验中，使用光电门传感器。小王同学利用DIS实验器材研究某物体沿X轴运动的规律，发现物体所处的坐标X与时间t满足X=t3-2t（单位均是SI制单位），则该物体在第2秒末的瞬时速度大小为__________m/s。参考答案：10三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.声波在空气中的传播速度为340m/s，在钢铁中的传播速度为4900m/s。一平直桥由钢铁制成，某同学用锤子敲击一铁桥的一端而发出声音，分别经空气和桥传到另一端的时间之差为1.00s。桥的长度为_______m，若该波在空气中的波长为λ，则它在钢铁中波长为λ的_______倍。参考答案：

(1).365

(2).试题分析：可以假设桥的长度，分别算出运动时间，结合题中的1s求桥长，在不同介质中传播时波的频率不会变化。点睛：本题考查了波的传播的问题，知道不同介质中波的传播速度不同，当传播是的频率不会发生变化。15.为了测量木块与长木板间的动摩擦因数，某同学用铁架台将长板倾斜支在水平桌面上，组成如图甲所示的装置，所提供的器材有：长木板、木块（其前端固定有用于挡光的窄片K）、光电计时器、米尺、铁架台等，在长木板上标出A、B两点，B点处放置光电门（图中未画出），用于记录窄片通过光电门时的挡光时间，该同学进行了如下实验：（1）用游标尺测量窄片K的宽度d如图乙所示，则d=______mm，测量长木板上A、B两点间的距离L和竖直高度差h。（2）从A点由静止释放木块使其沿斜面下滑，测得木块经过光电门时的档光时间为△t=2.50×10-3s，算出木块经B点时的速度v=_____m/s，由L和v得出滑块的加速度a。（3）由以上测量和算出的物理量可以得出木块与长木板间的动摩擦因数的表达式为μ=_______（用题中所给字母h、L、a和重力加速度g表示）参考答案：

(1).(1)2.50；

(2).（2）1.0；

(3).（3）试题分析：(1)游标卡尺的读数是主尺读数加上游标读数；(2)挡光片通过光电门的时间很短，因此可以用其通过的平均速度来代替瞬时速度；(3)根据牛顿运动定律写出表达式，求动摩擦因数的大小。解：(1)主尺读数是2mm，游标读数是，则窄片K的宽度；(2)木块经B点时的速度(3)对木块受力分析，根据牛顿运动定律有：据运动学公式有其中、联立解得：四、计算题：本题共3小题，共计47分16.有一个1000匝的矩形线圈，两端通过导线与平行金属板AB相连（如图所示），线圈中有垂直纸面向外的匀强磁场；已知AB板长为2d，板间距离为d．当穿过线圈的磁通量增大且变化率为0.2Wb/s时，有一比荷为的带正电粒子以初速度v0从上板的边缘射入板间，并恰好从下板的边缘射出；之后沿直线MN运动，又从N点射入另一垂直纸面向外磁感应强度为B=0.1T的圆形匀强磁场区（图中未画出），离开圆形磁场时速度方向偏转了60°．不计带电粒子的重力．试求（1）AB板间的电压UAB（2）v0的大小（3）圆形磁场区域的最小半径．参考答案：解：（1）由法拉第电磁咸应定律：①得矩形线圈产生的感应电动势E=200V②因为AB板间的电压等于线圈产生的电动势，故

UAB=200V③（2）带电粒子在AB板间做类平抛运动，设从下板边缘离开时竖直方向的速度为vy，则：④水平方向：L=v0t⑤竖直方向：⑥由④⑤⑥并代入数据得：⑦（3）粒子进入磁场瞬间：vy=at=2.0×104m/s⑧带电粒子在圆形磁场区中做匀速圆周运动，

洛伦兹力作向心力：⑨⑩由⑧⑨⑩并代入数据得：如图，由几何关系得弦NQ的长为在过NQ两点的圆中，以弦NQ为直径的圆最小圆形磁场区域的最小半径为：答：（1）AB板间的电压200V；（2）v0的大小2.0×104m/s；（3）圆形磁场区域的最小半径0.14m．17.（18分）图甲所示，用水平力F拉动物体在水平面上做加速直线运动，当改变拉力的大小时，物体运动的加速度也随之变化，和F的关系如图乙所示，取。

（1）根据图线所给的信息，求物体的质量及物体与水平面间的动摩擦因数；（2）若改用质量是原来2倍的同种材料的物体，请在图乙的坐标系上画出这种情况下－F图线（要求写出作图的根据）。参考答案：解析：（1）根据牛顿第二定律：

(3分)

所以：

(2分)

可见--F图象为一条直线，直线的斜度

(2分)

解得：物体的质量m=0．50kg

(1分)

纵轴截距为=－0.2m／s

(2分)解得物体与地面间的动摩擦因数=0．20

(1分)(也可以用横轴截距求动摩擦因数：当F=1.0N时，物体的加速度为零，物体所受阻力f=1.0N由F—mg解得物体与水平面的动摩擦因数=0．20。用其它方法结果正确的同样给分)

（2）当物体质量加倍时，物体的加速度

(2分)

直线斜率，纵轴的截距不变

(2分)做出如图所示的图线。

(3分)18.如图所示，一竖直放置的、长为L的细管下端封闭，上端与大气（视为理想气体）相通，初始时管内气体温度为。现用一段水银柱从管口开始注入管内将气柱封闭，该