广西壮族自治区南宁市第四中学高三物理期末试卷含解析

广西壮族自治区南宁市第四中学高三物理期末试卷含解析
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. 如图所示，水平面上放置质量为M 的三角形斜劈，斜劈顶端安装光滑的定滑轮，细绳跨过定滑轮分别连接质量为m1和m2的物块．m1在斜面上运动，三角形斜劈保持静止状态．下列说法中正确的是
A ．若m2向下运动，则斜劈受到水平面向左摩擦力
B ．若m1沿斜面向下加速运动，则斜劈受到水平面向右的摩擦力
C ．若m1沿斜面向下运动，则斜劈受到水平面的支持力大于（m1+ m2+M ）g
D ．若m2向上运动，则轻绳的拉力一定大于m2g 参考答案： B
2. （单选）如图所示，两物块A 、B 通过一轻质弹簧相连，置于光滑的水平面上，开始时A 和B 均静止．现同时对A 、B 施加等大反向的水平恒力F 1和F 2，使两物体开始运动，运动过程中弹簧形变不超过其弹性限度．从两物体开始运动以后的整个过程中，对A 、B 和弹簧组成的系统，下列说法正确的是（ ）
3. 如下图所示，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2。

且，I1>I2，a 、b 、c 、d 为导线某一横截面所在平面内的四点，且a 、b 、c 与两导线共面，b 点在两导线之间，b 、d 的连线与导线所在平面垂直。

磁感应强度可能为零的点是： （ ）
A. a 点
B. b 点
C. c 点
D. d 点 参考答案： C
两电流在该点的合磁感应强度为0，说明两电流在该点的磁感应强度满足等大反向关系．根据右手螺旋定则在两电流的同侧磁感应强度方向相反，则为a 或c
，又
I1＞
I2，所以该点距I1远距I2近，所以是c 点；故选C ．
4. 把太阳系各行星的运动近似看作匀速圆周运动，则离太阳越远的行星 （ ） A ．周期超小 B ．线速度越小 C ．角速度越小 D ．加速度越小 参考答案： BCD
5. 如图所示，AB 、CD 为两个平行的水平光滑金属导轨，处在方向竖直向下、磁感应强度为B 的匀强
磁场中，AB 、CD 的间距为L ，左右两端均接有阻值为R 的电阻，质量为m 长为L 且不计电阻的导体棒MN 放在导轨上，与导轨接触良好，并与轻质弹簧组成弹簧振动系统。

开始时，弹簧处于自然长度，导体棒MN 具有水平向左的初速度v0，经过一段时间，导体棒MN 第一次运动到最右端，这一过程中AC 间的电阻R 上产生的焦耳热为Q ，则
A ．初始时刻导体棒所受的安培力大小为
B ．当导体棒第一次到达最右端时，弹簧具有的弹性势能为
C ．当导体棒再次回到初始位置时，AC 间电阻R 的热功率为0
D ．从初始时刻至导体棒第一次到达最左端的过程中，整个回路产生的焦耳热为
参考答案：
AB
二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. （4分）有一束射线进入匀强磁场中，a、b、c分别表示组成射线的三种粒子流在磁场里的轨迹，如图所示．已知磁场方向与速度方向垂直并指向纸内，从这些粒子流的偏转情况可知，可能是粒子的轨迹是_______；可能是光子的轨迹是______。

参考答案：
a；b
7. （5分）装煤机在2s内将10t煤无初速装入水平匀速前进的车厢内，车厢速度为
5m/s，若不计阻力，车厢保持原速匀速前进，则需要增加的水平牵引力的大小为
________N。

参考答案：
答案：2.5×104
8. （4分）某电源与电阻R组成闭合电路，如图所示，直线A为电源的路端电压U与电流I 的关系图线，直线B是电阻R的两端电压U与电流I的关系图线，则电源的内阻为 ；若用两个相同电阻R并联后接入，则两图线交点P的坐标变为_________________。

参考答案：
1；(1.5,1.5)
9. 某同学为了探究杆子转动时的动能表达式，设计了下图a所示的实验：质量为m的均匀长直杆一端固定在光滑转轴O处，杆由水平位置静止释放，用光电门测出另一端A经过某位置时的瞬时速度vA，并记下该位置与转轴O的高度差h。

⑴设杆的有效宽度为d（d很小），A端通过光电门的时间为t，则A端通过光电门的瞬时速度vA的表达式为。

⑵调节h的大小并记录对应的速度vA，数据如下表。

为了寻找反映vA和h的函数关系，请选择适当的数据处理方法，并写出处理后数据间的函数关系________________。

⑶当地重力加速度g取10m/s2，结合你找出的函数关系，不计一切摩擦，根据守恒规律得出此杆转
vA表示。

）
参考答案：
⑴⑵vA2=30h ⑶
10. （4分）如图所示，电源电动势为E，内阻为r，电阻阻值为R，线圈的直流电阻为零，自感系数为L，电容器的电容为C。

开关S先是闭合的，现断开S，则LC振荡电路中的最大电流为，此LC振荡电路辐射的电磁波在真空中的波长
是(设真空中的光速为c）
参考答案：
答案：
11. （4分）我国科学家经过艰苦努力，率先建成了世界上第一个全超导托克马克试验装置并调试成功。

这种装置被称为“人造太阳”，它能够承受上亿摄氏度高温且能够控制等离子态的核子发生聚变并稳定持续的输出能量，就像太阳一样为人类提供无限清洁能源。

在该装置内发生的核反应方程是，其中粒子X的符号是。

已知的质量是m1，
的质量是m2，的质量是m3，X的质量是m4，光速是c，则发生一次上述聚变反应所
释放的核能表达式为。

参考答案：
或者n或者中子（2分）（2分）
12. 若元素A的半衰期为3天，元素B的半衰期为2天，则相同质量的A和B，经过6天后，剩下的元素A、B的质量之比mA∶mB为.
参考答案：
2:1
13. 某同学用如图所示的实验装置探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系。

图中A为小车，连接在小车后面的纸带穿过打点计时器B的限位孔，它们均置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上，C为弹簧测力计，不计绳与滑轮的摩擦。

实验时，先接通电源再松开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点。

(1)该同学在一条比较理想的纸带上，从点迹清楚的某点开始记为0点，再顺次选取5个点，分别测量这5个点到0之间的距离L，并计算出各点速度平方与0点速度平方之差△v2
（△v2=v2－v02），填入下表：
请以△v2为纵坐标，以L为横坐标在方格纸中作出△v2-L图象。

若测出小车质量为0.2kg，结合图象可求得小车所受合外力的大小为 _______ N。

(2)若该同学通过计算发现小车所受合外力小于测力计读数，明显超出实验误差的正常范围。

你认为主要原因是_________________________________________。

实验操作中改进的措施是__________________________________________。

参考答案：
（1）△v2-s图象如右图。

（4分）
0.25±0.01 N（2分）
（2）小车滑行时所受摩擦阻力较大。

（2分）
（3）将导轨左端垫起一定的高度以平衡摩擦力。

（2分）
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. （09年大连24中质检）（选修3—4）（5分）半径为R的半圆柱形玻璃，横截面如图所O为圆心，已知玻璃的折射率为，当光由玻璃射向空气时，发生全反射的临界角为45°．一束与MN平面成45°的平行光束射到玻璃的半圆柱面上，经玻璃折射后，有部分光能从MN平面上射出．求
①说明光能从MN平面上射出的理由?
②能从MN射出的光束的宽度d为多少?
参考答案：
解析：①如下图所示，进入玻璃中的光线a垂直半球面，沿半
径方向直达球心位置O，且入射角等于临界角，恰好在O点发生全反射。

光线a右侧的光线（如：光线b）经球面折射后，射在MN上的入射角一定大于临界角，在MN上发生全反射，不能射出。

光线a左侧的光线经半球面折射后，射到MN面上的入射角均小于临界角，能从MN面上射出。

（1分）
最左边射向半球的光线c与球面相切，入射角i=90°折射角r=45°。

故光线c将垂直MN 射出（1分）
②由折射定律知（1分）
则r=45°（1分）
所以在MN面上射出的光束宽度应是
（1分）
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 是人类首先制造出的放射性同位素，其半衰期为2.5min，能衰变为和一个未知粒子.
①写出该衰变的方程；
②已知容器中原有纯的质量为m，求5min后容器中剩余的质量.
参考答案：
17. （10分）一辆摩托车能达到的最大速度为30m/s，要想在3min内由静止起沿一条平直公路追上在前面1000m处以20m/s的速度匀速行驶的汽车，则摩托车至少以多大的加速度起动?
甲同学学的解法是：设摩托车恰好在3min时追上汽车，则at2= vt + s0，代入数据得：a = 0.28m/s．
乙同学的解法是：设摩托车追上汽车时，摩托车的速度恰好是30m/s，则=2as=2a（vt + s0），代入数据得：a = 0.1 m/s2
你认为甲、乙的解法正确吗?若错误请说明其理由，并写出正确的解题过程。

参考答案：
解析：甲错。

因为摩托车以a = 0.28m/s2加速3 min，速度将达到v m = at = 0.28×180 m/s = 50.4 m/s，大于摩托车的最大速度30m/s。

乙错。

若摩托车以a = 0.1 m/s2加速，速度达到30m/s所需时间为t =，大于题给时间3 min。

正确解答：从上述分析知道，摩托车追上汽车的过程中，先加速到最大速度v m，再以此最大速度v m追赶汽车，设加速到最大速度v m所需时间为t0，则以最大速度v m追赶的时间为t—t0。

对摩托车加速段有：v m = at0
由摩托车和汽车运动的位移相等可得：
解得：a = 0.56m /s2。

18. 如图所示，光滑圆弧轨道与光滑斜面在B点平滑连接，圆弧半径为R=0.4m，一半径很小、质量为m=0.2kg的小球从光滑斜面上A点由静止释放，恰好能通过圆弧轨道最高点D，斜面倾角为53°，求：
（1）小球最初自由释放位置A离最低点C的高度h；
（2）小球运动到C点时对轨道的压力大小；
（3）小球从离开D点至第一次落回到斜面上运动的时间．参考答案：
解：（1）小球恰好通过D点，重力提供向心力，根据牛顿第二定律得：，
解得：=m/s=2m/s．
对A到D的过程运用机械能守恒定律得：，
代入数据解得：h=1m．
（2）A到C的过程运用机械能守恒定律得：，
在C点，根据牛顿第二定律得：，
代入数据解得：F C=12N，
根据牛顿第三定律知，小球运动到C点时对轨道的压力大小为12N．
（3）设落点与B点的距离为x，根据平抛运动的规律知，水平方向上有：Rsin53°+xcos53°=v D t，
竖直方向上有：，
代入数据联立解得：t=≈0.27s．
答：（1）小球最初自由释放位置A离最低点C的高度h为1m；
（2）小球运动到C点时对轨道的压力大小为12N；
（3）小球从离开D点至第一次落回到斜面上运动的时间为0.27s．
【考点】动能定理的应用；向心力．
【分析】（1）根据牛顿第二定律，抓住小球恰好通过最高点D，求出D点的速度，对A到D的过程运用机械能守恒定律求出小球最初自由释放位置A离最低点C的高度h；
（2）根据机械能守恒定律求出C点的速度，结合牛顿第二定律求出小球运动到C点时对轨道的压力大小；
（3）小球离开D点做平抛运动，结合平抛运动的规律，结合几何关系，运用运动学公式求出小球从离开D点至第一次落回到斜面上运动的时间．。