安徽省蚌埠市铁路职工子弟中学高三物理期末试题含解析

安徽省蚌埠市铁路职工子弟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. （单选）已知引力常量G、月球中心到地球中心的距离R和月球绕地球运行的周期T。

仅利用这三个数据，可以估算出的物理量有（）
A．月球的质量B．地球的密度C．地球的半径D．地球的质量
参考答案：
D
2. （多选）2010年诺贝尔物理学奖授予安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，他们通过透明胶带对石墨进行反复的粘贴与撕开使得石墨片的厚度逐渐减小，最终寻找到了厚度只有0.34nm的石墨烯。

石墨烯是碳的二维结构。

如图所示为石墨、石墨烯的微观结构，根据以上信息和已学知识，下列说法中正确的是（）
A．石墨是晶体，石墨烯是非晶体
B．石墨是单质，石墨烯是化合物
C．石墨、石墨烯与金刚石都是晶体
D．他们是通过物理变化的方法获得石墨烯的
参考答案：
CD
石墨、石墨烯与金刚石都有规则的分子排列，都是晶体。

从题目给出的物理情景看，石墨烯是用物理的方法获得的。

CD项正确。

3. （单选）人站在自动扶梯的水平踏板上，随扶梯斜向上匀速运动。

如下图所示。

以下说法正确的是（）
A.人受到重力和支持力的作用
B.人受到重力、支持力和摩擦力的作用
C.人受到的合外力不为零
D.人受到的合外力方向与速度方向相同
参考答案：
C
4. （多选）如图所示，平行于光滑斜面的轻弹簧劲度系数为k，一端固定在倾角为的斜面底端，另一端与物块A连接，物块B沿斜面叠放在物块A上但不黏连。

物块A、B质量均为m，初始时两物块均静止。

现用平行于斜面向上的拉力F拉动物块B，使B做加速度为a的匀加速运动，两物块在开始一段时间内的v-t图象如图乙所示（t1时刻A、B的图线相切，t2时刻对应A图线的最高点），重力加速度为g，则
A．A达到最大速度时的位移为
B．拉力F的最小值为
C．t1=时A、B分离
D．A、B分离前，A、B和弹簧系统机械能增加，A和弹簧系统机械能增加
参考答案：
AC
5. 如图所示，abcd为水平放置的平行“?”形光滑金属导轨，间距为l，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨电阻不计，已知金属杆MN倾斜放置，与导
轨成θ角，单位长度的电阻为r，保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动（金属杆滑动过程中与导轨接触良好）．则（）
A．电路中感应电动势的大小为
B．电路中感应电流的大小为
C．金属杆所受安培力的大小为
D．金属杆的热功率为
参考答案：
B
【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的能量转化．
【分析】由导体切割磁感线公式可求得感应电动势的大小，由安培力公式F=BIL可求得安培力以；由P=FV即可求得功率；注意公式中的l均为导轨间的距离．
【解答】解：A、电路中感应电动势的大小E=Blv；公式中的l为切割的有效长度，故电动势E=Blv；故A错误；
B、感应电流i==；故B正确；
C、导线与磁场均垂直且长度为，故安培力的大小F=BIL=；故C错误；
D、功率P=FV=；故D错误；
故选：B．
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. （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。

7. 如图为部分电路，U ab恒定，电阻为R时，电压表读数为U0，电阻调为时，电压表读数为3U0，那么U ab= ，电阻前后二种情况下消耗的功率= 。

参考答案：
答案：9u0， 4：9
8. 某单摆的摆长为L、摆球质量为m，摆角为θ时单摆做简谐振动的周期为T，摆动时最大动能为Ek。

当将摆球质量变成2m，摆动时摆角为θ，则单摆的最大动能变为____________Ek；当将摆球质量变成2m，将摆长变为2L，摆角变为
θ/2时，单摆的周期为____________T。

参考答案：
2
9. 氘核和氚核可发生热核聚变而释放巨大的能量，该反应方程为：，式中x是某种粒子。

已知：、、和粒子x的质量分别为2.0141u、3.0161u、4.0026u和1.0087u；1u=931.5MeV/c2，c是真空中的光速。

由上述反应方程和数据可知，粒子x是
__________，该反应释放出的能量为_________ MeV（结果保留3位有效数字）
参考答案：
10. 如图所示，电流表的示数为 0．1A，电压表的示数为60 V．
（1）待测电阻的测量值是____。

（2）如果电压表的内阻 RV=3KΩ，则待测电阻的真实值是 ________。

参考答案：
11. 原长为16cm的轻质弹簧，当甲、乙两人同时用100N的力由两端反向拉时，弹簧长度变为18cm；若将弹簧一端固定在墙上，另一端由甲一人用200N的拉，这时弹簧长度变为 __________cm，此弹簧的劲度系数为 ___________ N/m．
参考答案：
20 ___ 5000 _
12. 用铁架台将长木板倾斜支在水平桌面上，在长木板上安放两个光电门A、B，在一木块上粘一宽度为△x的遮光条．让木块从长木板的顶端滑下，依次经过A、B两光电门，光电门记录的时间分别为△t1和△t2．实验器材还有电源、导线、开关和米尺（图中未画出）．
（1）为了计算木块运动的加速度，还需测量的物理量是（用字母表示）；用题给的条件和你再测量的物理量表示出加速度a= ；
（2）为了测定木块与长木板间的动摩擦因数，还需测量的物理量有（并用字母表示）；用加速度a，重力加速度g，和你再测量的物理量表示出动摩擦因数
μ= .
参考答案：
（1）两光电门间的距离d；
（2）长木板的总长度L；长木板的顶端距桌面的竖直高度h；
（1）用遮光条通过光电门的平均速度来代替瞬时速度大小，有：v= ，故，，由可得。

（2）从A到B过程根据速度-位移公式有：①
根据牛顿第二定律有：
mgsinθ-μmgcosθ=ma②
其中sinθ=，cosθ=③
联立①②③解得：μ=．
13. 地球绕太阳公转的周期为T1，轨道半径为R1，月球绕地球公转的周期为T2，轨道半径为R2，则太阳的质量是地球质量的____倍。

参考答案：
由万有引力提供向心力可知，
，联立以上两式可得。

三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. （6分）有一个电路决定是否工作，电路中用A和B分别表示二个元件，用C和D分别表示另二个元件），如果工作，输出为高电势。

（1）如果A和B都滿足条件（“滿足条件”输入为高电势）工作，则电路才一起工作。

请画出输出端Z输出的电信号，并完成该门电路的真值表。

（2）如果中任何一个损坏，或两个都损坏（“损坏”输入为高电势），则电路都无法工作。

请根据以上情况完成真值表，并在虚线框内画出用门电路符号表示的逻辑电路图
⑶当A 端输入电信号”1”、B 端输入电信号”0”时，则在C 和D 端输出的电信号分别为1和l，请设计一种满足以上要求的、用门电路符号表示的组合逻辑电路画在框内。

（要求用二个门电路模块）
参考答案：
答案：（共6分⑴（2
分）
⑵（2分）
⑶（2分）其他答案也可。

15. 在实验室里为了验证动量守恒定律，一般采用如图甲、乙所示的两种装置：
若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径为r2，则_____
A．m1＞m2，r1＞r2
B．m1＞m2，r1＜r2
C．m1＞m2，r1＝r2
D．m1＜m2，r1＝r2
若采用图乙所示装置进行实验，以下所提供的测量工具中必需的是________．
A．直尺B．游标卡尺
C．天平D．弹簧测力计E．秒表
设入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，则在用图甲所示装置进行实验时(P为碰前入射小球落点的平均位置)，所得“验证动量守恒定律”的结论为_________．(用装置图中的字母表示)
（3）在用如图5－5－8所示的装置做“探究动能定理”的实验时，下列说法正确的是______
图5－5－8
A．通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值
B．通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值
C．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度
D．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度
参考答案：
C……2分
AC……2分
m1OP＝m1OM＋m2O′N ……2分
（3）选AC. 3分
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图所示，两块很大的平行导体板MN、PQ产生竖直向上的匀强电场，两平行导体板与一半径为r的单匝线圈连接，在线圈内有一方向垂直线圈平面向里、磁感
应强度变化率为的磁场B1，在两导体板间还存在有理想边界的匀强磁场，该磁场分为I、II两个区域，其边界为MN, ST, PQ,磁感应强度的大小均为B2，方向如图。

I区域高度为d1, II区域高度为d2;一个质量为m、电量为q的带正电的小球从MN板上方的O点由静止开始下落，穿过MN板的小孔进人复合场后，恰能做匀速圆周运动，II区域的高度d2足够大，带电小球在运动中不会与PQ板相碰，重力加速度为g，
求；
（1）线圈内磁感应强度的变化率；
（2）若带电小球运动后恰能回到O点，求带电小球释放时距MN的高度h；
（3）若带电小球从距MN的高度为3h的点由静止开始下落，为使带电小球运动后仍能回到点，在磁场方向不改变的情况下对两导体板之间的匀强磁场作适当的调整，请你设计出两种方案并定量表示出来．
参考答案：
17. （10分）总质量为80kg的跳伞运动员从离地500m的直升机上跳下，经过2s后拉开绳索开启降落伞，如图所示是跳伞过程中的v－t图像，试根据图像求：（g取10m/s2）
（1）t＝1s时运动员的加速度和所受阻力
的大小；
（2）估算前14s内运动员下落的高度及克
服阻力做的功。

参考答案：
（1）a＝＝8 m/s2（2分）
mg－f＝ma （2分）
f＝mg－ma＝160N （2分）
（2）大约是39.5格，所以h＝39.5′4＝158 m （1582m）（2分）
W f＝mgh－mv2＝1.25′105 J （1.23×105J～1.27×105J）（2分）
18. 杂技中的“顶竿”由两个演员共同表演：站在地面上的演员肩部顶住一根长竹竿，另一演员爬至竹竿顶端由静止开始下滑，滑到竹竿底部时速度正好为零，若通过传感器测出竿上演员自竿顶滑下过程中顶竿人肩部的受力情况如图（a）所示，已知竹竿上演员质量为m1=40kg，竹竿质量m2=10kg，竹竿始终保持竖直，
g=10m/s2.
取向下为正方向，请在图(b)画出竹竿上的人下滑过程中的加速度a随时间t变化的图象（不要求写出计算过程）；
估测出竹竿的长度h。

参考答案：
见解析
（1）a-t图象如图所示（6分）
（2）t1=4s时达到最大速度，.………………………………（3分） 0～4s，下滑距离为h1,………………………………………（1分）
4s～6s，下滑距离为h2,………………………………………（1分）
竹竿的长度h=h1+h2=12m……………………………………………………………（1分）。