山东省泰安市新泰青云第一中学高三物理测试题带解析

山东省泰安市新泰青云第一中学高三物理测试题含解析
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. 放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系及物块速度v与时间t的关系如图所示，取重力加速度g =10 m/s
2.由此两图线可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为：
A．m = 0.5 kg，μ = 0.2
B．m = 1.5 kg，μ = 0.2
C．m = 0.5 kg，μ = 0.4
D．m = 1.0 kg，μ = 0.4
参考答案：
C
2. 加速度计是测定物体加速度的仪器，图所示为应变式加速度计的结构示意图。

敏感元件（相当于振子）由弹簧连接并架在光滑支架上，支架与待测系统固定在一起，敏感元件下端滑动臂可在滑动变阻器上R自由滑动。

当系统加速运动时，敏感元件发生位移，带动滑动臂移动，引起电压表示数变化。

调整接触点C的位置，使系统处于平衡状态时电压表示数为0，并将此时指针所指位置标定为0m/s2，则（）
（A）从实用的角度出发，用来改制的电压表零刻度应在刻度
盘的中央，接触点C的位置相应地调在滑动变阻器的中央
（B）电压表表盘改制成加速度计表盘后，其表面刻度一定还是均匀的
（C）增大所用电压表的量程就能增大这种加速度计的量程
（D）这种加速度计只能用来测量系统沿支架方向的加速度
参考答案：
答案：ABD
3. 在空军演习中，某空降兵从飞机上跳下，他从跳离飞机到落地的过程中沿竖直方向运动的
v-t图像如图所示，则下列说法正确的是
A．0-10s内空降兵和伞整体所受重力大于空气阻力
B．第10s末空降兵打开降落伞，此后做匀减速运动至第15s末
C．10s-15s空降兵竖直方向的加速度向上，加速度大小在逐渐减小。

D．15s后空降兵操持匀速下降，此过程中机械能守恒。

参考答案：
AC
4. 如图所示，a、b是x轴上关于O点对称的两点，c、d是y轴上关于O点对称的两点，c、d 两点分别固定一等量异种点电荷，带负电的检验电荷仅在电场力作用下从a点沿曲线运动到b点，E为第一象限内轨迹上的一点，以下说法正确的是
A．c点的电荷带正电
B．a点电势高于E点电势
c．E点场强方向沿轨迹在该点的切线方向
D．检验电荷从口到b过程中，电势能先增加后减少
参考答案： BD
5. 如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m 、2m 和3m 的三个木块，其中质量为2m 和3m 的木块间用一不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为T.现用水平拉力F 拉其中一个质量为3m 的木块，使三个木块以同一加速度运动，则以下说法正确的是
A ．质量为2m 的木块受到四个力的作用
B ．当F 逐渐增大到2T 时，轻绳刚好被拉断
C ．当F 逐渐增大到T 时，轻绳刚好被拉断
D ．轻绳刚要被拉断时，质量为m 和2m 的木块间的摩擦力为
参考答案： B
二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 如图所示，一辆长L=2m,高 h=0.8m,质量为 M =12kg 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
μ=0.3。

当车速为 v0 = 7 m ／s 时，把一个质量为 m=1kg 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。

参考答案：
7. 在如图所示的光电效应现象中，光电管阴极K 的极限频率为v 0，则阴极材料的逸出功等于
_________；现用频率大于v 0
的光照射在阴极上，若在A 、K 之间加一数值为U 的反向电压
时，光电流恰好为零，则光电子的最大初动能为_________；若入射光频率为v （v >v 0），则
光电子的最大初动能为_________。

参考答案：
hv 0
； eU ；hv-h v 0
8. 根据玻尔原子结构理论，氦离子（）的能级图如题12C-1图所示。

电子处在n=3轨道上比处
在n=5轨道上离氦核的距离___▲____ （选填“近”或“远”）。

当大量
处在n=4的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有___▲____条。

参考答案： 近 6
量子数越大，轨道越远，电子处在n=3轨道上比处在n=5轨道上离氦核的距离要近；处在n=4的激
发态时，由于跃迁所发射的谱线有=6条。

9. 如图，框架ABC由三根长度均为l、质量均为m的均匀细棒组成，A端用光滑铰链铰接在墙壁上．现用竖直方向的力F作用在C端，使AB边处于竖直方向且保持平衡，则力F的大小为
mg ．若在C点施加的作用力改为大小为1.5mg、方向始终垂直于AC边的力F′，使框架从图示位置开始逆时针转动，运动过程中当框架具有最大动能时，力F′所做的功为0.25πmgl．
参考答案：
解答：
解：对框架ABC受力分析，其整体重心在O点，由数学知识可知，
OD=
，
框架ABC保持平衡，则重力的力矩应等于F的力矩，根据力矩平衡得：
F?CD=3mg?OD
解得：F=mg
使框架从图示位置开始逆时针转动，运动过程中当F′的力矩等于重力力矩时，动能最大，则有：F′l=3mg?L
解得：L=，
即重心位置距离墙壁的距离为时，动能最大，根据几何关系可知，转过的圆心角为：θ=
此过程中力F′做的功为：
W=F′lθ=1.5mgl×=0.25πmgl
故答案为：mg，0.25πmgl
点评：本题主要考查了力矩平衡公式的直接应用，知道运动过程中当F′的力矩等于重力力矩时，动
波。

在细绳上选取15个点，图1为t=0时刻各点所处的位置，图2为t=T/4时刻的波形图（T 为波的周期）。

在图3中画出t=3T/4时刻的波形图。

参考答案：
答案：传到10号点，7号点在最高点
t=3T/4时刻的波形图如下
11. 人造地球卫星在运行过程中由于受到微小的阻力，轨道半径将缓慢减小．在此运动过程中，卫星所受万有引力大小将 增大 （填“减小”或“增大”）；其速度将 增大 （填“减小”或“增大”）．
参考答案：
分析：
根据万有引力公式F=，判断万有引力大小的变化，再根据万有引力做功情况判断动能的变
化．
解答：
解：万有引力公式F=
，r 减小，万有引力增大．根据动能定理，万有引力做正功，阻力做功很小很小，所以动能增大，故速度增大． 故答案为：增大，增大．
点评：
解决本题的关键掌握万有引力公式F=
，以及会通过动能定理判断动能的变化．
12. 如图，倾角为θ 的光滑斜面固定在地面上，长为l 、质量为m 、质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端与斜面顶端齐平．用细线将质量为m 的物块与软绳连接，物块由静止释放后向下运动，直到软绳刚好全部离开斜面（此时物块未到达地面）．则在此过程中，软绳重力势能共变化了 mgl （1﹣sin θ） ；软绳离开斜面时，小物块的速度大小为
．
参考答案：
根据能量转化和守恒定律：mgl+mgl （1﹣sin θ）=?2mv 2
得：v=
故答案为： mgl （1﹣sin θ），．
点评： 本题中软绳不能看作质点，必须研究其重心下降的高度来研究其重力势能的变化．应用能量转
步骤如下：
①将倒U 形玻璃管A 的一端通过橡胶软管与直玻璃管B 连接，并注入适量的水，另一端插入橡皮塞，然后塞住烧瓶口，并在A 上标注此时水面的位置K ；再将一活塞置于10ml 位置的针筒插入烧瓶，使活塞缓慢推移至0刻度位置；上下移动B ，保持A 中的水面位于K 处，测得此时水面的高度差为17.1cm 。

②拔出橡皮塞，将针筒活塞置于0ml 位置，使烧瓶与大气相通后再次塞住瓶口；然后将活塞抽拔至10ml 位置，上下移动B ，使A 中的水面仍位于K ，测得此时玻璃管中水面的高度差为16.8cm 。

(玻璃管A 内气体体积忽略不计，ρ＝1.0×103kg/m 3，取g ＝10m/s 2)
(1)若用V 0表示烧瓶容积，p 0表示大气压强，△V 示针筒内气体的体积，△p 1、△p 2表示上述步骤①、②中烧瓶内外气体压强差大小，则步骤①、②中，气体满足的方程分别为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

(2)由实验数据得烧瓶容积V 0＝＿＿＿＿＿ml ，大气压强p 0＝＿＿＿＿Pa 。

(3)(单选题)倒U 形玻璃管A 内气体的存在 (A)仅对容积的测量结果有影响 (B)仅对压强的测量结果有影响 (C)对二者的测量结果均有影响 (D)对二者的测量结果均无影响
参考答案：
（1）p0(V0+△V)=( p0+△p1) V0; p0V0=( p0-△p2)(V0+△V);
（2）560 9.58×104
（3）C
（1）对于步骤①，根据玻意耳定律可得p0(V0+△V)=( p0+△p1) V0;对于步骤②，根据玻意耳定律可得p0V0=( p0-△p2)(V0+△V);
（2）联立解得V0＝△V=56×10ml=560ml；p0＝△p1=56×0.171×1.0×103×10
Pa=9.58×104 Pa。

（3）倒U形玻璃管A内气体的存在对二者的测量结果均有影响，选项C正确。

三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. （11分）简述光的全反射现象及临界角的定义，并导出折射率为的玻璃对真空的临界角公式。

参考答案：
解析：
光线从光密介质射向光疏介质时，折射角大于入射角，若入射角增大到某一角度C，使折射角达到，折射光就消失。

入射角大于C时只有反射光，这种现象称为全反射，相应的入射角C叫做临界角。

光线由折射率为的玻璃到真空，折射定律为：①
其中分别为入射角和折射角。

当入射角等于临界角C时，折射角等于，代入①式得
②15. （7分）一定质量的理想气体，在保持温度不变的的情况下，如果增大气体体积，气体压强将如何变化？请你从分子动理论的观点加以解释．如果在此过程中气体对外界做了900J的功，则此过程中气体是放出热量还是吸收热量？放出或吸收多少热量？（简要说明理由）
参考答案：
气体压强减小（1分）
一定质量的气体，温度不变时，分子的平均动能一定，气体体积增大，分子的密集程度减小，所以气体压强减小．（3分）
一定质量的理想气体，温度不变时，内能不变，根据热力学第一定律可知，当气体对外做功时，气体一定吸收热量，吸收的热量等于气体对外做的功量即900J．（3分）
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图（a）所示，倾角为θ的平行金属轨道AN和A′N′间距为L，与绝缘光滑曲面在NN′处用平滑圆弧相连接，金属轨道的NN′和MM′区间处于与轨道面垂直的匀强磁场中，轨道顶端接有定值电阻R和电压传感器，不计金属轨道电阻和一切摩擦，PP′是质量为m、电阻为r 的金属棒。

现开启电压传感器，将该金属棒从斜面上高H处静止释放，测得初始一段时间内的U-t(电压与时间关系)图像如图（b）所示（图中Uo为已知）。

求：
（1）t3-t4时间内金属棒所受安培力的大小和方向；
（2）t3时刻金属轨道的速度大小；
（3）t1-t4时间内电阻R产生的总热能；
（4）在图（c）中定性画出t4时刻以后可能出现的两种典型的U-t关系大致图像。

参考答案：
（1），方向：沿金属轨道平面斜向上。

（2），
，
（3）
17. 如图甲所示，竖直面MN的左侧空间存在竖直向上的匀强电场（上、下及左侧无边界）。

一个质量为m、电量为q的可视为质点的带正电的小球，以大小为v0的速度垂直于竖直面MN向右作直线运动。

小球在t=0时刻通过电场中的P点，为使小球能在以后的运动中竖直向下通过D点（P、D间距为L，且它们的连线垂直于竖直平面MN，D到竖直面MN的距离DQ等于L/π），经过研究，可以
在电场所在的空间叠加如图乙所示随时间周期性变化的、垂直纸面向里的磁场，设且为未知量。

求：
（1）场强E的大小；
（2）如果磁感应强度B0为已知量，试推出满足条件t1的表达式；
（3）进一步的研究表明，竖直向下的通过D点的小球将做周期性运动。

则当小球运动的周期最大时，求出磁感应强度B0及运动的最大周期T的大小，并在图中定性画出此时小球运动一个周期的轨迹。

参考答案：
（1）小球进入电场，做匀速直线运动时Eq=mg①（2分）
E=mg/q ②（2分）
（2）在t1时刻加磁场，小球在时间t０内做匀速圆周运动，设圆周运动周期为T0，半径为R 。

有：③（2分）竖直向下通过D点应有：PF-PD=R
即：④（2分）将④代入⑤式解得⑤（2分）
（3）小球运动的速率始终不变，当R变大时，也增加，小球在电场中的运动周期T也增加。

在小球不飞出电场的情况下，当T最大时有：DQ=2R 即⑥（2分）解得
⑦（2分）
结合乙图及轨迹图可知，小球在电场中运动的最大周期：
⑧（2分）
小球在电场中运动一个周期的轨迹图如图所示（2分）
18. （12分）A、B两辆汽车在笔直的公路上向同向行驶。

当B车在A车前84m处时，B
车速度为4m/s.且正以2m/s2的加速度做匀加速运动；经过一段时间后，B车加速度突然变为零。

A车一直以20m/s的速度做匀速运动。

经过12s后两车相遇。

问B车加速行驶的时间是多少？
参考答案：
解析：设A车的速度为v A，B车加速度行驶时间为t，两车在t0时相遇。

则有
式中，t0＝12 s，S A、S B分别为A、B两车相遇前行驶的路程。

依题意有
式中s=84 m。

由以上几式可得
代入题给数据有
式中t的单位为s。

解得
t2=18 s不合题意，舍去。

因此，B车加速行驶的时间为6 s。