高三物理期末试卷带答案解析

高三物理期末试卷带答案解析
考试范围：xxx ；考试时间：xxx 分钟；出题人：xxx 姓名：___________班级：___________考号：___________
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上
一、选择题
1.(2011年安徽合肥模拟)如图所示，P 、Q
是两种透明材料制成的两块相
同的直角梯形棱镜，叠合在一起组成一个长方体，一单色光从
P 的上表面射入，折射光线正好垂直通过两棱镜的界面，已知材料的折射率n P ＜n Q ，射到P 上表面的光线与P 上表面的夹角为θ，下列判断正确的是( )
A ．光线一定从Q 的下表面射出
B ．光线若从Q 的下表面射出，出射光线与下表面的夹角一定等于θ
C ．光线若从Q 的下表面射出，出射光线与下表面的夹角一定大于θ
D ．光线若从Q 的下表面射出，出射光线与下表面的夹角一定小于θ
2.把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，使它的下端刚好跟杯里的水银面相接触，并使它组成如图所示的电路图．当开关S 接通后，将看到的现象是( )
A ．弹簧向上收缩
B ．弹簧被拉长
C ．弹簧上下跳动
D ．弹簧仍静止不动
3.如图所示，一个质量为m 的圆环套在一根固定的水平长直杆上，环与杆的动摩擦因数为μ．现给环一个向右的初速度v 0，同时对环施加一个竖直向上的作用力F ，并使F 的大小随V 的大小变化，两者关系F=kv ，其中k 为常数，则环在运动过程中克服摩擦所做的功大小可能为 （ ）
A．
B．0
C．
D．
4.一电池外电路断开时的路端电压为3 V,接上8 Ω的负载电阻后路端电压降为2.4 V,则可以判定电池的电动势E和内电阻r为( )
A．E="2.4" V,r="1" Ω
B．E="3" V,r="2" Ω
C．E="2.4" V,r="2" Ω
D．E="3" V,r="1" Ω
5.下列说法正确的是（）A．图甲中，当弧光灯发出的光照射到锌板上时，与锌板相连的验电器铝箔有张角，证明光具有粒子性
B．如图乙所示为某金属在光的照射下，光电子最大初动能 E
k
与入射光
频率v的关系图象，当入射光的频率为2v
时，产生的光电子的最大初动能为E
C．图丙中，用从n=2能级跃迁到n=l能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂，不能发生光电效应
D．丁图中由原子核的核子平均质量与原子序数Z的关系可知，若D和E 能结合成F，结合过程一定会释放能量
E．图戊是放射性元素发出的射线在磁场中偏转示意图，射线c是β粒子流，它产生的机理是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的
6.如图所示，水平放置的平行金属导轨MN和PQ之间接有定值电阻R，导体棒ab长为l且与导轨接触良好，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，现使导体棒ab匀速向右运动，下列说法正确的是
A．导体棒ab两端的感应电动势越来越小
B．导体棒ab中的感应电流方向是a→b
C．导体棒ab所受安培力方向水平向右
D．导体棒ab所受合力做功为零
7.（2011·江苏物理·T9）如图所示，倾角为α的等腰三角形斜面固定在水平面上，一足够长的轻质绸带跨过斜面的顶端铺放在斜面的两侧，绸带与斜面间无摩擦。

现将质量分别为M、m(M>m)的小物块同时轻放在斜面两侧的绸带上。

两物块与绸带间的动摩擦因数相等，且最大静摩擦力
与滑动摩擦力大小相等。

在α角取不同值的情况下，下列说法正确的有（）
A．两物块所受摩擦力的大小总是相等
B．两物块不可能同时相对绸带静止
C．M不可能相对绸带发生滑动
D．m不可能相对斜面向上滑动
8.如图所示，斜面体M的底面粗糙，斜面光滑，放在粗糙水平面上。

弹簧的一端固定在墙面上，另一端与放在斜面上的物块m相连，弹簧的轴线与斜面平行。

若物块在斜面上做来回运动，斜面体保持静止，则地面对斜面体的摩擦力f与时间t的关系图象应是下图中的哪一个（）9.卢瑟福提出了原子的核式结构模型，这一模型建立的基础是（）A．α粒子的散射实验
B．对阴极射线的研究
C．光电效应实验
D．氢原子光谱实验
10.如图所示，一定质量的气体封闭在导热性能良好的金属气缸中，缓慢地推动活塞压缩气体。

若分子间的相互作用忽略不计，以下说法正确的是（）
A．气体的压强一定增大
B．气体分子的平均动能一定增大
C．气体一定从外界吸收热量
D ．气体的内能一定增大
二、多选题
11.如图所示，两面与水平面平滑连接，物体与两面和水平面间动摩擦因素相同，物体从斜面上A 点静止沿AB 下滑，最终停在水平面上的P 点，则从同一点A 静止沿曲面AC 下滑，曲面弧AC 的长度等于斜面AB 的长度，下列说法正确的是
A ．沿AC 下滑，物体仍将停在P 点
B ．沿A
C 下滑，物体停在P 点左侧
C ．两次下滑直到停止，所消耗的机械能是不相等的
D ．从斜面下滑到 B 点时的动能，大于从斜面滑到C 点时的动能 12.最近，我们的马路边出现了某种新型的共享单车，如图甲所示，这种单车外观结构简单，没有链条，但单车质量比普通自行车大，达到了25 kg 。

如图乙所示，单车的车锁内集成了嵌入式芯片、GPS 模块和SIM 卡等，便于监控单车在路上的具体位置，实现防盗。

同时手机APP 上有定位系统，也能随时了解单车的实时位置；手机还可以通过扫描二维码自动开锁，关锁后APP 就显示计时、计价等信息。

此外，单车能够在骑行过程中为车内电池充电，满足定位和自动开锁等过程中的用电。

根据以上信息下列说法正确是
A ．单车比普通自行车运动状态更容易改变
B ．单车某个时刻的准确位置信息是借助通讯卫星定位确定的
C ．单车是利用电磁感应原理实现充电的
D ．单车和手机之间是利用声波传递的
13.一列简谐横波向x 轴负方向传播，在t=0时的波形如图所示，P 、Q 两质点的平衡位置的坐标分别为(-1
，
0)、（
-7，0）。

已知t="0.7" s 时，质点P 第二次出现波峰，下列说法正确的是（ ）
A ．该波的波长为5m
B ．该波的波速为10 m/s
C ．振源的起振方向沿y 轴负方向
D ．当质点Q 位于波峰时，质点P 位于波谷
E. t="0.9" s时，质点Q第一次出现波峰
14.关于固体和液体，下列说法正确的是（）。

A．晶体中的原子都是按照一定的规则排列的，其有空间周期性，因而原子是固定不动的
B．毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系，都是分子力作用的结果
C．液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点
D．在密闭容器中，液面上方的蒸汽达到饱和状态时，从宏观上看燕发现象停止
E. 空气中水热汽的实际压强越大，相对湿度就越大
15.如图所示，水平光滑轨道宽度和弹簧自然长度均为d.m
2
的左边有一固
定挡板．m
1由图示位置静止释放，当m
1
与m
2
第二次相距最近时m
1
的
速度为v
1
，则在以后的运动过程中()
A．m
1
的最小速度是0
B．m
1的最小速度是v
1
C．m
2的最小速度是v
1
D．m
2的最大速度是v
1
三、计算题
16.一列简谐横波沿x轴正方向传播，t= 0时刻的波形图象如图甲所示，
波此时恰好传播到M点。

图乙是质点N(x="3" m)的振动图象，则
①Q点(x=1Om)开始振动时，振动方向如何？简单说明理由。

②从
t=0
开始，经过多长时间，Q
点第一次到达波峰？
17.某种透明物质制成的直角三棱镜ABC，折射率为n,角A等于30°。

一细束光线在纸面内从O点射入棱镜，如图所示，当入射角为时，发现刚好无光线从AC面射出，光线垂直于BC面射出。

求：
①透明物质的折射率n。

②光线的入射角。

（结果可以用的三角函数表示）
四、实验题
18.在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，并在其上取了A 、B 、C 、D 、E 、F 等6个计数点（每相邻两个计数点间还有4个打点计时器打下的点，本图中没有画出）打点计时器接的是220V ．50Hz 的交变电流。

他把一把毫米刻度尺放在纸带上，其零刻度和计数点A 对齐。

（1）按照有效数字的读数规则读出相邻计数点AB 、BC 、CD 、DE 、EF 间的距离s 1、s 2、s 3、s 4、s 5，它们依次为1.00cm 、1.40cm 、1.80cm 、2.21cm 、2.61cm 。

（2）根据（1）中读得的数据,计算出各点的速度，并在右边所给的坐标系中，用做v -t 图象的方法，从图象中求物体的加速度a = m/s 2。

（要标明坐标及其单位，单位大小要取得合适，使作图和读数方便，并尽量充分利用坐标纸）.
（3）从图象上求纸带上的A 点所对应的物体的即时速度v A =______m/s
，
并由此计算:当打点
计时器打下A 点的时刻，物体已经从静止开始做匀加速运动了 s 。

（4）如果当时电网中交变电流的频率是f =49Hz ，而做实验的同学并不知道，那么由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏_______。

（填:偏大或偏小）
19.（8分）实验小组的同学在“验证牛顿第二定律”实验中，使用了如图所示的实验装置。

（1）在下列测量工具中，本次实验需要用的测量仪器有。

（选填测量仪器前的字母）
A．游标卡尺 B．刻度尺 C．秒表 D．天平
（2）实验中，为了可以将细线对小车的拉力看成是小车所受的合外力，某同学先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行。

接下来还需要进行的一项必须且正确的操作是_______。

（选填选项前的字母）
A．将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节砂和砂桶的总质量的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动
B．将长木板的右端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推一下小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动
C．将长木板的右端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推一下小车，观察判断小车是否做匀速运动
（3）某同学在做保持小车质量不变，验证小车的加速度与其合外力成正比的实验时，根据测得的数据作出如图所示的a－F图线，所得的图线既不过原点，又不是直线，原因可能是______。

（选填选项前的字母）
A．木板右端所垫物体较低，使得木板的倾角偏小
B．木板右端所垫物体较高，使得木板的倾角偏大C．小车质量远大于砂和砂桶的质量
D．砂和砂桶的质量不满足远小于小车质量
（4）在某次利用上述已调整好的装置进行实验中，保持砂和砂桶的总质量不变，小车自身的质量为M且保持不变，改变小车中砝码的质量m，
并测出小车中不同砝码质量时所对应的加速度a，以m为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上作出如图所示的关系图线，实验结果验证了牛
顿第二定律。

如果图中纵轴上的截距为b，则小车受到的拉力大小为
___________。

五、简答题
20.如图所示，光滑平台上有两个刚性小球A和B，质量分别为2m和3m，小球A以速度v
向右运动并与静止的小球B发生碰撞（碰撞过程不损失
机械能），小球B飞出平台后经时间t刚好掉入装有沙子向左运动的小
车中，小车与沙子的总质量为m，速度为2v
，小车行驶的路面近似看做是光滑的，求：
（1）碰撞后小球A 和小球B 的速度； （2）小球B 掉入小车后的速度。

21.如图所示，一个边缘带有凹槽的金属圆环，沿其直径装有一根长2L 的金属杆AC ，可绕通过圆环中心的水平轴O 转动。

将一根质量不计的长绳一端固定于槽内并将绳绕于圆环槽内，绳子的另一端吊了一个质量为m 的物体。

圆环的一半处在磁感应强度为B ，方向垂直环面向里的匀强磁场中。

现将物体由静止释放，若金属圆环和金属杆单位长度的电阻均为R 。

忽略所有摩擦和空气阻力.
（1）设某一时刻圆环转动的角速度为ω 0 ，且OA 边在磁场中，请求出此时金属杆OA 产生电动势的大小。

（2）请求出物体在下落中可达到的最大速度。

（3）当物体下落达到最大速度后,金属杆OC 段进入磁场时,杆C 、O 两端电压多大？
六、综合题
22.一气象探测气球，在充有压强为1．00atm （即76．0cmHg ）、温度为27
．0
℃的氦气时，体积为3．50m 3。

在上升至海拔6．50km 高空的过程中，气球内氦气逐渐减小到此高度上的大气压36．0cmGg ，气球内部因启动一持续加热过程而维持其温度不变。

此后停止加热，保持高度不变。

已知在这一海拔高度气温为-48．0℃。

求：
（1）氦气在停止加热前的体积；
（2）氦气在停止加热较长一段时间后的体积。

参考答案
1 .D
【解析】由于没有确定几何尺寸，所以光线可能射向Q的右侧面，也可能射向Q的下表面，A错误；当光线射向Q的下表面时，它的入射角与
在P中的折射角相等，由于n
P ＜n
Q
，进入空气中的折射角大于进入P上
表面的入射角，那么出射光线与下表面的夹角一定小于θ，B、C错误，D正确。

2 .C
【解析】
如图所示，通电后，弹簧的每一圈都相当于一个环形电流，且各圈的电流绕向相同．任取其中两圈，其相邻两侧一定形成相异极性，因此互相吸引(或者，也可把任意两圈的相邻各段，看做两个同向电流而相互吸引)．弹簧的各圈互相吸引后，弹簧收缩，下端脱离水银面，使电路断开．电路断开后，弹簧中的电流消失，磁场作用失去，弹簧在自身重力及弹力作用下下落．于是，电路又接通，弹簧又收缩……如此周而复始，弹簧上下跳动．C项正确．
3 .ABD
【解析】略
4 .B
【解析】
试题分析：由闭合电路欧姆定律知，当外电路断开时
，所以电源电动势E="3V," 接上8 Ω的负载电阻后路端电压降为2.4 V,电路中的电流为，在由解得r="2" Ω，所以只
有B选项正确。

考点：闭合电路欧姆定律
5 .ABD
【解析】
试题分析：A、与锌板相连的验电器的铝箔相互张开，说明光照射到锌板上发生光电效应，从锌板上有光电子逸出，光电效应说明光具有粒子性．故A正确；
B、根据光电效应方程有：E
K
=hv﹣W
其中W为金属的逸出功：W=hv
所以有：E
K
=hv﹣hv
，由此结合图象可知，该金属的逸出功为E，或者
W=hv
，
当入射光的频率为2v
时，带入方程可知产生的光电子的最大初动能为E，故B正确；
C、图丙中，用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为
6.34eV的金属铂，光子的能量为：△E=E
2
﹣E
1
=﹣3.4﹣（﹣13.6）=10.2eV
大于金属铂的逸出功，所以能发生光电效应．故C错误；
D、丁图中由原子核的核子平均质量与原子序数Z的关系可知，若D和E
能结合成F，核子的平均质量减小，则总质量减小，所以结合过程一定
会释放能量．故D正确；
E、图戊是放射线在磁场中偏转示意图，根据左手定则可知，射线c是β
粒子流，它是原子核发生β衰变的过程中，由中子转化为一个质子与一
个电子时形成的．故E错误．
故选：ABD
6 .D
【解析】
试题分析：导体棒ab匀速向右运动，垂直切割磁感线，产生感应电动势，导体棒ab两端的感应电动势恒定不变，选项A错。

根据右手
定则，磁感线传过手心，大拇指指向导体棒运动方向，四指所指的就是
电流方向即从b到a，选项B错。

根据左手定则，导体棒ab所受安培力
方向水平向左，选项C错。

导体棒匀速运动，动能不变，根据动能定理，合外力做功等于动能变化量即等于0，选项D对。

考点：电磁感应定律
7 .AC
【解析】当物块与丝绸之间的动摩擦因数时，M、m恰好相对于
绸带静止，M相对于斜面向下运动，m相对于斜面向上运动，由于斜面
光滑且不计绸带质量，此时绸带等效为一根轻绳；当时情况相同；当时，m会相对于斜面向下滑动，M相对于绸带静止，沿斜面
向下滑动，无论何种情况绸带绸带对两物体的摩擦力大小均相等，故A、C正确，B、D错误。

8 .C
【解析】试题分析：斜面光滑，物块与斜面之间没有摩擦力，对斜面M 受力分析如图，不管物块在斜面上面如何运动，其对斜面的作用力只有一个就是压力，而且压力大小方向都不会发生变化，因此斜面体受到的摩擦力也不会变化，答案C对。

考点：相互作用力
9 .A
【解析】解：卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型，
而对阴极射线的研究，发现原子还可以再分，
对于光电效应，揭示了光的粒子性，
氢原子光谱实验说明了能量量子化的观念，故A正确，BCD错误；
故选：A．
【点评】本题考查物理学史，掌握α粒子散射实验观察的结果，这是卢瑟福提出原子的核式结构模型的实验基础．
10 .A
【解析】试题分析：分子间的相互作用忽略不计，分子势能不计，该气
体当作理想气体，内能只与温度有关．由于金属气缸导热性能良好，与
外界进行热交换，气缸内气体的温度与环境温度保持相等，气体发生等
温变化，由玻意耳定律分析压强的变化．
金属气缸导热性能良好，与外界进行热交换，气缸内气体的温度与环境
温度保持相等，气体发生等温变化，则由分析得知，气体的压强
一定增大，故A正确；气体的温度不变，则气体分子的平均动能不变，
故B错误；该气体是理想气体，其内能只与温度有关，故知气体的内能
不变，外界对气体做功，根据热力学第一定律得知，气体向
外界放热，故CD错误．
11 .BD
【解析】由于沿AC下滑过程中，，即物体与斜面间的
正压力大于沿AB下滑过程中物体与斜面间的正压力，而AC=AB，故沿
AC下滑过程中摩擦力做功多，根据动能定理可得到达B点时的动能大于
到达C点时的动能，在水平方向上，根据可知从C点滑出后在水平方向上的位移小于从B点滑出后在水平方向上的位移，所以沿AC
下滑，物体停在P点左侧，A错误BD正确；
两次下滑过程中，消耗的机械能都为mgh，相等，C错误；
12 .BC
【解析】质量越大运动状态越难改变，故单车的运动状态难以改变，故
A错误；单车某个时刻的准确位置信息是借助通讯卫星定位确定的，故B 正确；单车在运动过程通过电磁感应将机械能转化为电能从而实现充电，故C正确；单车和手机之间没有电路连接，是利用电磁波传递信息的，
故D错误。

所以BC正确，AD错误。

13 .BDE 【解析】从图中可知，根据题意可知，解得，
故该波的波速为，A错误B正确；波上所有质点的
起振方向都和波源的起振方向相同，从图中可知x=1m处的质点起振方
向向上，故振源的起振方向沿y轴正方向，C错误；因为PQ之间的距离，为半波长的奇数倍，故两点为反相点，所以当质点Q位
于波峰时，质点P位于波谷，D正确。

从t=0时刻传播到x=-7m处所需
时间为，即t=0.9s时，质点Q振动了0.1s，即，故质点
Q第一次出现波峰，E正确。

14 .BCD
【解析】单晶体中的原子都是按照一定的规律周期性排列的，但原子并
不是固定不动的，而是在其平衡位置附近振动，故A错误；毛细现象的
产生与表面张力及浸润现象都有关系，都是分子力的作用结果，B正确；液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点，故C正确，液面上
部的蒸汽达到饱和时，液体分子从液面飞出，同时有蒸汽分子进入液体中，从宏观上看，液体不再蒸发，D正确；相对湿度越大时，空气中水
蒸气压强越小，E错误；
15 .BD
【解析】当与相距最近后，在前，做减速运动，在后，做加速
运动，当再次最近时，减速结束，加速结束，因此此时速度最小，速度最大，在此过程中遵从动量守恒，
机械能守恒：；
因此二者的作用相当于弹性碰撞，由弹性碰撞的公式可解得BD选项正确。

点睛：本题为弹性碰撞的变式，可以作为水平方向弹性碰撞模型进行分析，分析其运动过程找出其最大最小速度的出现位置，由动量守恒可以解答。

16 .①Q点(x=1Om)开始振动时，振动方向为y轴负方向。

②8s
【解析】①Q点开始振动时振动方向为y轴负方向，因为在t＝0时刻，处于波前的质点M振动方向为y轴负方向，故Q点开始振动时振动方向也为y轴负方向。

（3分）
②从图甲可以看出波长λ＝4 m，从乙图可以看出周期 T＝4 s （2分）
所以波速为v="λ/T=1" m/s（2分）
最前面的波峰距离Q点的距离为8 m，最前面的波峰传播到Q点就是Q点第一次出现波峰时刻（1分）
需要的时间为t=△x/v＝8 s （1分）
17 .①②
【解析】：①由题意可知，光线射向AC面恰好发生全反射，反射光线垂直于BC面从棱镜射出，光路图如下图。

设该透明物质的临界角为C，由几何关系可知C=θ
1
=θ
2
=60°,sinC=1/n,
解得n=。

…………………………………（1分）
②由几何关系得：r=30°……（1分）
由折射定律…………………（1分）
……………………………（1分）
18 .（1）0.4m/s2; （2）0.076m/s; （3）0.19s; （4）大
【解析】略
19 .（1）B、D；（2）B；（3）A、D；（4）
【解析】
试题分析：（1）本次实验需要用的测量仪器有刻度尺和天平，故选BD；（2）实验中，为了可以将细线对小车的拉力看成是小车所受的合外力，
则需要平衡摩擦力；即将长木板的右端垫起适当的高度，让小车连着已
经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推一
下小车，使得小车做匀速运动，即可认为平衡了摩擦力，故选B. （3）
图线没过原点的原因是平衡摩擦力不够，即木板右端所垫物体较低，使
得木板的倾角偏小；图线发生弯曲的原因是砂和砂桶的质量不满足远小
于小车质量，故选AD；（4）由牛顿第二定律可知：，即
，由题意可知，解得。

考点：验证牛顿第二定律
20 .（1）；Ａ球向左，Ｂ球向右（2）
【解析】试题分析：（1）设A球与B球碰撞后速度分别为v
1、v
2
，并
取方向向右为正，
由系统动量守恒，有①
碰撞过程中系统机械能守恒，有②
由①②解得
碰后Ａ球向左，Ｂ球向右
（2）B球掉入沙车的过程中系统水平方向动量守恒，有
且得
考点：动量守恒及能量守恒定律.
21 .（1）（2）（3）
【解析】（1）已知金属杆转动的角速度，OA产生的电动势：
；
（2）等效电路如图所示：由题题意知，，，内阻，当物体m达到最大速度时，重物的重力的功率等于电路中消耗的电功率：，其中
，由此解得物体的速度。

（3）当物体下落达到最大速度后，杆受到的安培力的力矩与物体的力矩相等，得：，所以OA上的电流大小为：
当OC段在磁场中时，
点睛：本题考查了求安培力的功率、产生的内能，求出感应电动势、安培力、应用能量守恒定律即可正确解题。

22 .见解析
【解析】（1）在气球上升至海拔6.50km高空的过程中，气球内氦气经历一等温过程。

根据玻意耳—马略特定律有
式中，是在此等温过程末氦气的体积。

由①式得②
（2）在停止加热较长一段时间后，氦气的温度逐渐从下降到与外界气体温度相同，即。

这是一等过程根据盖—吕萨克定律有
③
式中，是在此等压过程末氦气的体积。

由③式得④。