江西省上饶市谢家滩中学高三物理上学期期末试卷含解析

江西省上饶市谢家滩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.（单选）如图所示，三条平行虚线位于纸面内，中间虚线两侧有方向垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度等大反向．菱形闭合导线框ABCD位于纸面内且对角线AC与虚线垂直，磁场宽度与对角线AC长均为d，现使线框沿AC方向匀速穿过过磁场，以逆时针方向为感应电流的正方向，则从C点进入磁场到A点离开磁场的过程中，线框中电流i随时间t的变化关系，以下可能正确的是参考答案：C2.（单选）如图所示，用两根材料、粗细、长度完全相同的导线，绕成匝数分别为n1=50和n2=100的圆形闭合线圈A和B，两线圈平面与匀强磁场垂直．若磁感应强度随时间均匀变化，则（）A．A、B两线圈中的感应电流之比IA：IB为2：1B．A、B两线圈的电阻之比RA：RB为1：2C．A、B两线圈中的感应电动势之比EA：EB为1：1D．A、B两线圈中的电功率之比为1：1参考答案：解：由法拉第电磁感应定律得：E=n=nπr2，可知，感应电动势与半径的平方成正比．而根据电阻定律：线圈的电阻为R=ρ=ρ，A、线圈中感应电流I=，由上综合得到，感应电流与线圈半径成正比．即IA：IB=rA：rB；因相同导线绕成匝数分别为n1和n2的圆形线圈，因此半径与匝数成反比，故IA：IB=n2：n1=2：1，故A正确，B、电阻之比RA：RB为1：1，故B错误；C、感应电动势之比EA：EB为2：1，故C错误；D、根据电功率表达式，P=I2R，则有电功率之比为4：1，故D错误；故选：A．3.（单选）一宇航员在某星球表面上做自由落体运动实验：让一个质量为3kg的小球从足够高处自由下落，测得小球在第3s内的位移为3m。下列说法正确的是(

)A．小球在第2s末的速度是2m/s

B．小球在第3s内的平均速度是1m/sC．小球在第2s内的位移是2.4m

D．小球在前3s内的位移是5.4m参考答案：D，在第3秒内的平均速度为：，B错；它等于中间时刻的瞬时速度，即为2.5秒末的瞬时速度，由，2秒末的瞬时速度为，A错；前3秒内的位移为：，D正确；前2秒内的位移为：，第2秒内的位移为：，C错；故本题选择D答案。4.（单选）经国际小行星命名委员会命名的“神舟星”和“杨利伟星”的轨道均处在火星和木星轨道之间。已知“神舟星”平均每天绕太阳运行174万公里，“杨利伟星”平均每天绕太阳运行145万公里。假设两行星均绕太阳做匀速圆周运动，则两星相比较（

）A．“神舟星”的轨道半径大B．“神舟星”的公转周期大C．“神舟星”的加速度大D．“神舟星”受到的向心力大参考答案：C根据线速度的定义式得：v=，已知“神舟星”平均每天绕太阳运行174万公里，“杨利伟星”平均每天绕太阳运行145万公里，可以得出：“神舟星”的线速度大于“杨利伟星”的线速度，研究卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力得：，（其中M为太阳的质量，R为轨道半径），由于“神舟星”的线速度大于“杨利伟星”的线速度，所以“神舟星”的轨道半径小于“杨利伟星”的轨道半径，故A错误；根据万有引力提供向心力得：，，由于“神舟星”的轨道半径小于“杨利伟星”的轨道半径，所以由于“神舟星”的周期小于“杨利伟星”的周期。故B错误；研究卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力得：，。由于“神舟星”的轨道半径小于“杨利伟星”的轨道半径，所以由于“神舟星”的加速度大于“杨利伟星”的加速度。故C正确；研究卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力得：F向=，由于不知道“神舟星”和“杨利伟星”的质量大小关系，所以两者的向心力无法比较．故D项错误。5.如图所示，足够长的“U”形光滑金属导轨平面与水平面成θ角（θ＜＜90°），其中MN与PQ平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。质量为m的金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且接触良好，ab棒接入电路的电阻为R．当ab棒下滑的位移大小为x时，速度达到最大，电路中产生的焦耳热为Q，则金属棒ab在这一运动过程中（）A.流过ab棒某一横截面的电荷量

B.ab棒受到的最大安培力大小为

C.ab棒的最大速度

D.ab棒下落的时间参考答案：ABC解：A、流过ab棒某一横截面的电荷量q==，故A正确。

B、金属棒先做加速运动，随着速度增大，ab棒产生的感应电动势逐渐增大，感应电流逐渐增大，ab棒所受的安培力随之，当ab棒匀速运动时速度最大，受到的安培力最大，且最大安培力大小为mgsinθ，故B正确。

C、ab棒速度最大时做匀速运动，根据能量守恒得mgxsinθ=+Q，解得ab棒的最大速度v=．故C正确。

D、对ab，由动量定理得mgsinθ?t-BLt=mv-0，又t=q=，结合v=，解得ab棒下落的时间t=-，故D错误。

故选：ABC。

根据q=求出通过金属棒的电荷量q。当金属棒加速度为零时，速度最大，根据能量守恒定律求出最大速度。根据动量定理求出ab下落的时间。

本题考查了电磁感应与力学知识的综合运用，掌握安培力的经验表达式FA=，电荷量的经验表达式q=，并能灵活运用。要注意ab棒做变加速直线运动，不能用运动学公式求运动时间。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.为了用弹簧测力计测定两木块A和B间的动摩擦因数μ，甲、乙两同学分别设计了如图所示的实验方案。（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

更易于操作，简述理由

。（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

。参考答案：（1）甲；因为甲方案拉木块时不需要匀速拉动,（2）0.47.小明同学设计了一个实验来探究自行车的初速度与其克服阻力作功的关系。实验的主要步骤是：①找一段平直的路面，并在路面上画一道起点线；②骑上自行车用较快速度驶过起点线，并从车把手处自由释放一团很容易辨别的橡皮泥；③车驶过起点线后就不再蹬自行车脚蹬，让车依靠惯性沿直线继续前进；④待车停下，记录自行车停下时的位置；⑥用卷尺量出起点线到橡皮泥落地点间的距离s、起点线到终点的距离L及车把手处离地高度h。若自行车在行驶中所受的阻力为f并保持恒定。（1）自行车经过起点线时的速度v=；（用己知的物理量和所测量得到的物理量表示）（2）自行车经过起点线后克服阻力做功W=；（用己知的物理量和所测量得到的物理量表示）（3）多次改变自行车经过起点时的初速度，重复上述实验步骤②~④，则每次只需测量上述物理量中的和，就能通过数据分析达到实验目的。参考答案：（1），（2）fL，（3）s

L解析：橡皮泥做平抛运动，由s=vt，h=gt2/2联立解得，v=；自行车经过起点线后克服阻力做功W=fL。多次改变自行车经过起点时的初速度，重复上述实验步骤②~④，则每次只需测量上述物理量中的s和L，就能通过数据分析达到实验目的。8.设地球的半径为R0，质量为m的卫星在距地面2R0高处做匀速圆周运动，地面的重力加速度为g，则卫星的加速度为

，卫星的周期为

。参考答案：9.如图所示，一玻璃柱体的横截面为半圆形，细的单色光束从空气射向柱体的O点（半圆的圆心），产生反射光束1和透射光束2，已知玻璃折射率为，入射角为45°（相应的折射角为24°），现保持入射光不变，将半圆柱绕通过O点垂直于图面的轴线顺时针转过15°，如图中虚线所示，则光束2转过的角度等于_________．

参考答案：答案：9°10.（4分）如图所示，在平静的水面下有一点光源s，点光源到水面的距离为H，水对该光源发出的单色光的折射率为n。①在水面上方可以看到一圆形的透光面，该圆的半径为

。②该单色光在真空中的波长为，该光在水中的波长为

。参考答案：①

(2分)

②

(2分)11.下面（a）（b）（c）实例中，不计空气阻力：（a）物体沿光滑曲面下滑；（b）物体以一定初速度上抛；（c）物体沿斜面匀速下滑。上述三例中机械能不守恒的是（用字母表示）。若质量为m的物体以0.9g的加速度竖直减速下落h高度，则物体的机械能减少了。参考答案：

C1.9mgh12.（4分）居民小区里的楼道灯，采用门电路控制，电路如图所示。白天的时候，即使拍手发出声音，楼道灯也不亮；但是到了晚上，拍手发出声音后，灯就亮了，并采用延时电路，使之亮一段时间后就熄灭。电路中用声控开关，即听到声音后，开关闭合，则应该使用__________门电路控制电灯，其中R2是光敏电阻，受光照后电阻减小，R1为定值电阻，S是声控开关，黑夜时R1和R2的大小关系是R1______R2（选填“<<”、“=”或“>>”）。参考答案：

答案：与，<<13.如图甲所示，质量为m、边长为l的正方形金属线框位于绝缘光滑水平面上，线框右边紧贴着竖直向下的有界匀强磁场的边界OO/．线框在水平向右的外力F作用下从静止开始做匀加速直线运动，外力F随时间t呈线性变化，如图乙所示，图中的F0、t0均为已知量．在t＝t0时刻，线框左边恰到达OO/．此时线框受到的合力为_______或__________（写出两种表达）；在t＝t0时刻，线框的发热功率与外力F的功率之比P热：PF＝_______．参考答案：F0

或

；

3:5三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（6分）题11图2为一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形图，质点P的振动周期为0.4s.求该波的波速并判断P点此时的振动方向。参考答案：；P点沿y轴正向振动考点：本题考查横波的性质、机械振动与机械波的关系。15.（2014?宿迁三模）学校科技节上，同学发明了一个用弹簧枪击打目标的装置，原理如图甲，AC段是水平放置的同一木板；CD段是竖直放置的光滑半圆弧轨道，圆心为O，半径R=0.2m；MN是与O点处在同一水平面的平台；弹簧的左端固定，右端放一可视为质点、质量m=0.05kg的弹珠P，它紧贴在弹簧的原长处B点；对弹珠P施加一水平外力F，缓慢压缩弹簧，在这一过程中，所用外力F与弹簧压缩量x的关系如图乙所示．已知BC段长L=1.2m，EO间的距离s=0.8m．计算时g取10m/s2，滑动摩擦力等于最大静摩擦力．压缩弹簧释放弹珠P后，求：（1）弹珠P通过D点时的最小速度vD；（2）弹珠P能准确击中平台MN上的目标E点，它通过C点时的速度vc；（3）当缓慢压缩弹簧到压缩量为x0时所用的外力为8.3N，释放后弹珠P能准确击中平台MN上的目标E点，求压缩量x0．参考答案：（1）弹珠P通过D点时的最小速度为；（2）通过C点时的速度为m/s；（3）压缩量为0.18m．考点： 动能定理的应用；机械能守恒定律．专题： 动能定理的应用专题．分析： （1）根据D点所受弹力为零，通过牛顿第二定律求出D点的最小速度；（2）根据平抛运动的规律求出D点的速度，通过机械能守恒定律求出通过C点的速度．（3）当外力为0.1N时，压缩量为零，知摩擦力大小为0.1N，对B的压缩位置到C点的过程运用动能定理求出弹簧的压缩量．解答： 解：（1）当弹珠做圆周运动到D点且只受重力时速度最小，根据牛顿第二定律有：mg=解得．v==m/s（2）弹珠从D点到E点做平抛运动，设此时它通过D点的速度为v，则s=vtR=gt从C点到D点，弹珠机械能守恒，有：联立解得v=代入数据得，V=2m/s（3）由图乙知弹珠受到的摩擦力f=0.1N，根据动能定理得，且F1=0.1N，F2=8.3N．得x=代入数据解得x0=0.18m．答：（1）弹珠P通过D点时的最小速度为；（2）通过C点时的速度为m/s；（3）压缩量为0.18m．点评： 本题考查了动能定理、机械能守恒定律、牛顿第二定律的综合，涉及到圆周运动和平抛运动，知道圆周运动向心力的来源，以及平抛运动在竖直方向和水平方向上的运动规律是解决本题的关键．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，为真空室内的竖直平面坐标系xOy，在0<y<L的条形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，在L≤y<2L的条形区域(含y=L处的电、磁场区域分界面M)存在场强为E的竖直向上匀强电场，磁场和电场区域均足够长。现有一束带电粒子流从坐标原点O处，均以速度v垂直射入磁场，入射方向与x轴正方向成60o夹角，粒子流由A、B、C三种带正电粒子组成，带电量均为q，A粒子质量为6m，B粒子质量为3m，C粒子质量为2m。其中A粒子恰好垂直通过两场分界面M，不计所有粒子重力和相互作用力，求：

(1)磁感应强度B的大小。

(2)B粒子离开磁场时的射出点坐标。

(3)在穿过电磁场的过程中，C粒子沿x轴方向的总偏移距离。参考答案：17.如图所示，线圈C的匝数n=150,电阻r=1.0Ω，内有一面积为S=0.2m2、方向垂直于线圈平面向上的匀强磁场，B1=B0+kt，k=0.5T/s.间距d=0.2m的两平行金属板水平放置，板间分布有垂直于纸面向里、磁感应强度B2=1T的匀强磁场．闭合开关S，板间电场视为匀强电场，将一带正电的小球以初速度v=0.1m/s沿两板间中线水平射入板间．设滑动变阻器接入电路的阻值为Rx，忽略空气对小球的作用，取g=10m/s2．（1）当Rx=29Ω时，电阻R2消耗的电功率是多大？（2）若小球进入板间做匀速度圆周运动并与板相碰，碰时速度与初速度的夹角为60°，则Rx是多少？参考答案：

（1）由法拉第电磁感应定律得：感应电