广东省东莞市第四高级中学高三物理期末试题含解析

广东省东莞市第四高级中学高三物理期末试题含解析
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. .用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体，静止时弹簧伸长量为L0,现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m的物体，系统静止时弹簧伸长量也为L0,斜面倾角为300，如图所示,则物体所受摩擦力( )
A.等于零
B.大小为，方向沿斜面向下
C.大小为，方向沿斜面向上
D.大小为，方向沿斜面向上
参考答案：
A
2. 来自中国航天科技集团公司的消息称，中国自主研发的北斗二号卫星系统今年起进入组网高峰期，预计在2015年形成覆盖全球的卫星导航定位系统。

此系统由中轨道、高轨道和同步轨道卫星等组成。

现在正在服役的北斗一号卫星定位系统的三颗卫星都定位在距地面36000km的地球同步轨道上．目前我国的各种导航定位设备都要靠美国的GPS系统提供服务，而美国的全球卫星定位系统GPS由24颗卫星组成，这些卫星距地面的高度均为20000km．则下列说法中正确的是（）
A．北斗一号系统中的三颗卫星的动能必须相等
B．所有GPS的卫星比北斗一号的卫星线速度小
C．北斗二号中的每颗卫星一定比北斗一号中的每颗卫星高
D．北斗二号中的中轨道卫星的加速度一定大于高轨道卫星的加速度
参考答案：
D
3. 红、黄、绿三种单色光以相同的入射角到达某介质和空气的界面时，若黄光恰好发生全反射，则（）
A．绿光一定能发生全反射
B．红光一定能发生全反射
C．三种单色光相比，红光在介质中的传播速率最小
D．红光在介质中的波长比它在空气中的波长长
参考答案：
答案：A
4. 以下运动中，物体的机械能一定守恒的是
A．在水平面上做匀速圆周运动的物体B．在竖直平面内做匀速圆周运动的物体
C．运动过程中受合外力为零的物体D．运动过程中不受摩擦力作用的物体
参考答案：
A
5. （多选）如图所示，绝缘弹簧的下端固定在光滑斜面底端，弹簧与斜面平行，带电小球Q（可视为质点）固定在绝缘斜面上的M点，且在通过弹簧中心的直线ab上．现将与Q 大小相同，带电性也相同的小球P，从直线ab上的N点由静止释放，若两小球可视为点电荷．在小球P与弹簧接触到速度变为零的过程中，下列说法中正确的是（）
A．小球P的速度一定先增大后减小
B．小球P的机械能一定在减少
C．小球P速度最大时所受弹簧弹力和库仑力的合力为零
D．小球P与弹簧系统的机械能一定增加
参考答案：
AD
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为B0，半圆弧导线框的直径为d，电阻为R。

使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，线框中产生的感应电流大小为_________。

现使线框保持图中所示位置，让磁感应强度大小随时间线性变化。

为了产生与线框转动半周过程中
同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小应为_________。

参考答案：
；
7. 如图所示，一辆长，高，质量为的平顶车，车顶面光滑，在牵引力为零时，仍在向前运动，设车运动时受到的阻力与它对地面的压力成正比，且比例系数。

当车速为时，把一个质量为的物块（视为质点）轻轻放在车顶的前端，并开始计时。

那么，经过t= s物块离开平顶车；物块落地时，落地点距车前端的距离为s= m。

（取）
参考答案：
0.31 4.16
8. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，周期为2 s，t＝0时刻的波形如图所示．该列波的波速是_____m/s；质点a平衡位置的坐标xa＝2.5 m，再经______s它第一次经过平衡位置向y轴正方向运动．
参考答案：
2 m/s 0.25 s
9. 如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数分别为n l和n2，当负载电阻R中流过的电流为I时，原线圈中流过的电流为；现减小负载电阻R的阻值，则变压器的输入功率将（填“增大”、“减小”或
“不变”）。

参考答案：
答案：增大
解析：由变压器的电流比可知，，故，由题意知原线圈的电压不变，由P2＝和P1＝P2可知，R减小时，则P1＝P2均增大。

10. 如图，质量为20kg 的物体，在水平面上向右运动，物体与水平面接触处的摩擦系数是0．2 与此同时物体还受到一个水平向左大小为5 N的推力作用，则物体的加速度是；方向
参考答案：
11. （6分）利用扫描隧道显微镜(STM)可以得到物质表面原子排列的图像，从而可以研究物质的构成规律。

图的照片是一些晶体材料表面的STM图像，通过观察、比较，可以看到这些材料都是由原子在空间排列而构成的，具有一定的结构特征。

则构成这些材料的原子在物质表面排列的共同特点是：
a. _________________________；
b._________________________。

参考答案：
a. 原子在确定方向上有规律地排列，在不同方向上原子的排列规律一般不同 ( 3分)；
b. 原子排列具有一定对称性。

( 3分)
命题立意：本题是一条联系高新科技实际的题目, 考查考生收集、处理信息和获取新知识的能力。

解题关键：观察原子排列是否有规律, 是否对称, 然后确定原子排列的共同特点。

错解剖析：本题是一条新信息题, 部分学生不知从何处下手, 使解题受阻。

避错技巧：新信息题往往与高新科技综合，有些知识是完全陌生的，但解决问题的方法可将中学常见的基本方法迁移过来。

12. 如图所示电路中，L为带铁芯电感线圈，和为完全相同的小灯泡，当开关S断开
的瞬间，流过灯的电流方向为_______，观察到灯______________（填“立即熄灭”，“逐渐熄灭”，“闪亮一下再逐渐熄灭”）
参考答案：
13. 在2004年6月10日联合国大会第58次会议上，鼓掌通过一项决议。

决议摘录如下：
联合国大会，
承认物理学为了解自然界提供了重要基础，
注意到物理学及其应用是当今众多技术进步的基石，
确信物理教育提供了建设人类发展所必需的科学基础设施的工具，
意识到2005年是爱因斯坦科学发现一百周年，这些发现为现代物理学奠定了基础，
．……；
．……；
．宣告2005年为年．
参考答案：
国际物理（或世界物理）．
三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 如图甲所示，斜面倾角为θ=37°，一宽为d=0.65m的有界匀强磁场垂直于斜面向上，
磁场边界与斜面底边平行。

在斜面上由静止释放一矩形金属线框，线框沿斜面下滑，下边与磁场边界保持平行。

取斜面底部为重力势能零势能面，从线框开始运动到恰好完全进入磁场的过程中，线框的机械能E和位移x之间的关系如图乙所示，图中①、②均为直线段。

已知线框的质量为M=0.1 kg，电阻为R=0.06 Ω．（取g=l0m·s-2, sin 37°=0.6, cos 37°=0.8)求：
(1)线框与斜面间的动摩擦因数μ；
(2)线框刚进入磁场到恰好完全进入磁场所用的时间t：
(3)线框穿越磁场的过程中，线框中的最大电功率P m。

参考答案：
0.5；1/6s；0.54W
【详解】（1）由能量守恒定律，线框减小的机械能等于克服摩擦力做功，则
其中x1=0.36m；
解得μ=0.5
（2）金属线框进入磁场的过程中，减小的机械能等于克服摩擦力和安培力做的功，机械
能均匀减小，因此安培力也是恒力，线框做匀速运动，速度为v1
v12=2ax1
解得a=2m/s2 v1=1.2m/s
其中 x2为线框的侧边长，即线框
进入磁场过程中运动的距离，可求出x2=0.2m，
则
（3）线框刚出磁场时速度最大，线框内电功率最大
由可求得v2=1.8m/s
根据线框匀速进入磁场时：
可得F A=0.2N
又因为
可得
将v2、B2L2带入可得：
15. （4分）试通过分析比较，具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小。

参考答案：
粒子的动量，物质波的波长
由，知，则。

解析：物质波的的波长为，要比较波长需要将中子和电子的动量用动能表示出来即，因为，所以，故。

四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图所示，在倾角为θ的固定的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块
A 、
B ．它们的质量都为m，弹簧的劲度系数为k , C为一固定挡板。

系统处于静止状态，开始时各段绳都处于伸直状态。

现在挂钩上挂一物体P，并从静止状态释放，已知它恰好使物体B离开固定档板C，但不继续上升（设斜面足够长和足够高）。

求：
（1）物体P的质量多大？
（2）物块B 刚要离开固定档板C时，物块A 的加速度多大？
参考答案：
（1）令x1表示未挂P时弹簧的压缩量，由mAgsinθ=kx1 ①
令x2表示B 刚要离开C时弹簧的伸长量，由kx2=mBgsinθ②则 x1= x2
③
此时A和P的速度都为0，A和P的位移都为d=x1+x2=④
由系统机械能守恒得：则⑤
（2）此时A和P的加速度大小相等，设为a, P的加速度方向向上对P物体：F－mP g=mP a ⑥对A物体：mgsinθ+kx2—F=ma ⑦由⑥⑦式可得
a=⑧
17. 如图所示，工人用绳索拉铸件，铸件的质量是20 kg，铸件与地面间的动摩擦因数是0.25。

工人用80N的力拉动铸件，从静止开始在水平面上前进，绳与水平方向的夹角为。

并保持不变，经4s后松手。

问松手后铸件还能前进多远？（g=l0）
参考答案：
工人拉铸件时，根据牛顿运动定律有
Fcos－f=ma1 1分
N1＋fsin－mg=0 1分
f=N1 1分
由以上三式得a1=1.3 m/s2 1分
松手时，工件的速度v=a1t=5.2 m/s 2分
设松手后，工件的加速度为a2，根据牛顿第二定律有μmg=ma2 1分
解得a2=2.5 m/s2 1分
松手后，工件滑行的距离是=5.4 m 2分
18. 车发动机的功率为60kW，汽车的质量为4t，当它行驶在坡度为0.02（sinα=0.02）的长直公路上时，如图所示，所受摩擦阻力为车重的0.1倍（g=10m/s2），求：
（1）汽车所能达到的最大速度v m；
（2）若汽车从静止开始以0.6m/s2的加速度做匀加速直线运动，则此过程能维持多长时间？(计算结果保留三位有效数字)
参考答案：
（1）12.5m/s．（2）13.9s．
（1）汽车在坡路上行驶时所受阻力为：F f=kmg+mgsinα=4000N+800N=4800N．当汽车达到最大速度时，加速度为零，此时有F=F f，由功率P=Fv m=F f v m，所以
．（2）汽车从静止开始以a=0.6 m/s2匀加速行驶，根据牛顿第二定律得：F′-F f=ma，则F′=ma+kmg+mgsinα═4×103×0.6N+4800N=7.2×103N．
当汽车的实际功率等于额定功率时，匀加速运动的速度达到最大，设匀加速行驶的最大速度为v m′，则有．
匀加速行驶的时间：
点睛：本题考查机车的启动问题，关键理清汽车在整个过程中的受力情况及运动情况，结合功率的公式，以及牛顿第二定律和运动学公式进行求解；知道当加速度为零时速度最大．
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