陕西省咸阳市武功县长宁中学高三物理下学期期末试卷含解析

陕西省咸阳市武功县长宁中学高三物理下学期期末试
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. (多选)右图为某正电荷Q产生的某区域的电场线分布图，a、b是电场中的两点．将电荷量为q＝5×10－8 C的正点电荷(试探电荷)置于a点，所受电场力为2×10－3 N，则下列判断正确的是()
A. a点的电场强度大小为4×104 N/C，方向向右
B. 将电荷量为q的负点电荷放于a点，a点电场强度大小仍为4×104 N/C，方向向左
C. 将点电荷q从a点移走，则该点的电场强度为零
D. b点处的电场强度小于4×104 N/C
参考答案：
AD
2. （单选）利用速度传感器与计算机结合，可以自动作出物体运动的图象，某同学在一次实验中得到的运动小车的v﹣t图象如图所示，由此可以知道（）
A．一定质量的气体，温度不变，分子的平均动能不变
B．物体的温度越高，分子热运动越剧烈
C．物体的内能是物体中所有分子热运动动能和分子势能的总和D．布朗运动是由悬浮在液体中的微粒之间的相互碰撞引起的
E．外界对物体做功，物体的内能必定增加
参考答案：
ABC
【考点】：热力学第一定律；布朗运动．
【专题】：热力学定理专题．
【分析】：温度是分子平均动能的标志，内能是所有分子的动能和所有分子势能的总和，布朗运动反应了液体分子的无规则运动，改变内能的方式有做功和热传递．
解：A、温度是分子平均动能的标志，所以温度不变，分子的平均动能不变，A正确；
B、物体的温度越高，分子热运动越剧烈，B正确；
C、物体的内能就是物体内部所有分子的动能和分子势能的总和，C正确；
D、布朗运动是由液体分子之间的不规则运动引起的，D错误；
E、改变内能的方式有做功和热传递，外界对物体做功，物体的内能不一定增加，E错误；
故选：ABC
4. （多选）如图所示，单匝矩形闭合导线框全部处于水平方向的匀强磁场中，线框面积为，电阻为。

线框绕与边重合的竖直固定转轴以角速度从中性面开始匀速
转动，线框转过时的感应电流为，下列说法正确的是( )
A．线框中感应电流的有效值为
B．线框转动过程中穿过线框的磁通量的最大值为
C．从中性面开始转过的过程中，通过导线横截面的电荷量为
D．线框转一周的过程中，产生的热量为
参考答案：
BC
5. 某物体运动的图象如右图所示，根据图象可知：
A．0—5s内的位移为10m
B．0—2s内的加速度为1m/s2
C．第1秒末与第5秒末加速度方向相同
D．第1秒末与第3秒末速度方向相同
参考答案：
（ BD ）
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 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）
7. 如图所示，质量M=2kg均匀矩形木块靠在光滑墙上，A点处有固定光滑转动轴，AB与水平方向夹角30°，CD边长为2m，B、D两点连线与地面平行，一质量m=10kg的小物体若固定在CD边上且位于A点正上方处，则墙对木块的弹力为
______________N；若将小物体从C点处静止释放使其沿CD边自由下滑，物体与木块间动摩擦因数为μ=0.2，物体维持匀加速直线运动的时间为______________s。

参考答案：
， 1.08
8. 如图，活塞将一定质量的理想气体封闭于导热汽缸中，活塞可沿气缸内壁无摩擦滑动。

通过加热使气体温度从T1升高到T2，此过程中气体吸热12J，气体膨胀对外做功8J，则气体的内能增加了 J；若将活塞固定，仍使气体温度从T1升高到T2，则气体吸收的热量为 J．
参考答案：
9. 两颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，运行线速度之比是v1:v2=1:2，它们运行的轨道半径之比为__________；所在位置的重力加速度之比为__________。

参考答案：
_4:1___；__ 1:16___。

10. 汽车的速度计显示的是的大小。

（填“瞬时速度”或“平均速度”）
参考答案：
瞬时速度
11. （选修3—3）如图一活塞与汽缸密封了一定质量的气体，活塞与汽缸之间摩擦不计，可在汽缸中自有移动，汽缸固定在地面上不动。

现通过一热源对汽缸加热，某同学测出气体吸收的热量为2.0×106J，算出活塞移动对外做功为
2.5×106J，则气体内能______（选填“增加”或“减少”）______J,该同学测算
出的数据有何问题？____________________________
参考答案：
答案：减少、5×10-4、违反热力学第二定律
12. 某同学用如图所示装置做“探究功和物体速度变化的关系”实验时，先调整木板的倾角使小车不能连接橡皮筋时恰能在木板上匀速下滑，探后第一、三次分别用一条、三条相同的橡皮筋做实验，且两次橡皮筋的伸长量相同，若第一次实验中合外力对小车所做的功为W，则第三次实验中合外力对小车所做的功为．由本实验可得出的结论是：．
参考答案：
3W；合外力对物体做的功等于物体动能的变化．
【考点】探究功与速度变化的关系．
【分析】解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项．其中平衡摩擦力的原因以及做法在实验中应当清楚．
【解答】解：小车受重力，支持力，摩擦力和橡皮筋的拉力，正确平衡好摩擦力进行实验后，合外力的功就等于橡皮筋拉力所做的功；
因为是相同橡皮筋做实验，且两次橡皮筋的伸长相同，故三条时橡皮筋做得功应试一条时的三倍；
由本实验可得出的结论是：合外力对物体做的功等于物体动能的变化．
故答案为：3W；合外力对物体做的功等于物体动能的变化．
13. （2）某同学利用打点计时器探究小车速度随时间变化的关系，所用交流电的频率为50Hz，下图为某次实验中得到的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6、7为计数点，相邻两计数点间还有3个打点未画出. 从纸带上测出，，，，，，。

（a）请通过计算，在下表空格内填入合适的数据（计算结果保留三位有效数字）：（2分）
各计数点的速度
（b）根据表中数据，在所给的坐标系中作出图象（以0计数点作为计时起点）；由图象可得，小车运动的加速度大小为_______（2分+2分）
参考答案：
三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. （4分）已知气泡内气体的密度为1.29kg/，平均摩尔质量为0.29kg/mol。

阿伏加德罗常数，取气体分子的平均直径为，若气泡内的气体能完全变为液体，请估算液体体积与原来气体体积的比值。

（结果保留一位有效数字）。

参考答案：
设气体体积为，液体体积为
气体分子数, (或)
则（或）
解得 (都算对)
解析：
微观量的运算，注意从单位制检查运算结论，最终结果只要保证数量级正确即可。

设气体体积为，液体体积为
气体分子数, (或)
则（或）
解得 (都算对)
15. （12分）位于处的声源从时刻开始振动，振动图像如图，已知波在空气中传播的速度为340m/s，则：
（1）该声源振动的位移随时间变化的表达式为mm。

（2）从声源振动开始经过s，位于x=68m的观测者开始听到声音。

（3）如果在声源和观测者之间设置一堵长为30m，高为2m，吸音效果良好的墙，观测者能否听到声音，为什么？
参考答案：
答案：（1）（4分）；（2）（4分）0.2；（3）（4分）能。

因为声波的波长与障碍物的高度差不多，可以发生明显的衍射现象，所以，观察者能够听到声音。

四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图所示，在直角坐标系的第Ⅰ象限和第Ⅲ象限存在着电场强度均为E的匀强电场，其中第Ⅰ象限电场沿x轴正方向，第Ⅲ象限电场沿y轴负方向．在第Ⅱ象限和第Ⅳ象限存在着磁感应强度均为B的匀强磁场，磁场方向均垂直纸面向里．有一个电子从y轴的P点以垂直于y轴的初速度v0进入第Ⅲ象限，第一次到达x轴上时速度方向与x轴负方向夹角为45°，第一次进入第Ⅰ象限时，与y轴夹角也是45°，经过一段时间电子又回到了P点，进行周期性运动．已知电子的电荷量为e，质量为m，不考虑重力和空气阻力．求：
(1)P点距原点O的距离；ks5u
(2)电子从P点出发到第一次回到P点所用的时间．
参考答案：
⑴解一：电子在第Ⅲ象限做类平抛运动,沿y轴方向的分速度为
设OP=h,则
可得
解二：经分析可知在第四象限中电子做匀速圆周运动，故可知OP的距离就是圆周运动的半径：
由
得
答案：
⑵在一个周期内,设在第Ⅲ象限运动时间为t3,在第Ⅱ象限运动时间为t2,在Ⅰ象限运动时间为t1,在第Ⅳ象限运动时间为t4
在第Ⅲ象限有
解得在第Ⅱ象限电子做圆周运动,周期
在第Ⅱ象限运动的时间为
由几何关系可知,电子在第Ⅰ象限的运动与第Ⅲ象限的运动对称,沿x轴方向做匀减速运动,沿y轴方向做匀速运动,到达x轴时垂直进入第四象限的磁场中,速度变为
υ0.
在第Ⅰ象限运动时间为 ks5u
电子在第Ⅳ象限做四分之一圆周运动,运动周期与第Ⅲ周期相同,即
在第Ⅳ象限运动时间为
电子从P点出发到第一次回到P点所用时间为
17. （15）航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量m＝2kg，动力系统提供的恒定升力F＝28N.试飞时，飞行器从地面由静止开始竖直上升．设飞行器飞行时所受的阻力大小不变，g取10m/s2.
(1)第一次试飞，飞行器飞行t1＝8s时到达高度H＝64m.求飞行器所受阻力f的大小；
(2)第二次试飞，飞行器飞行t2＝6s时遥控器出现故障，飞行器立即失去升力．求飞行器能达到的最大高度h；
(3)为了使飞行器不致坠落到地面，求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t3.
参考答案：
见解析
解析：(1)第一次飞行中，设加速度为a1
有H＝a1t
由牛顿第二定律
F－mg－f＝ma1
解得f＝4N
(2)第二次飞行中，设失去升力时的速度为v1，上升的高度为s1
有s1＝a1t
设失去升力后的加速度为a2，上升的高度为s2
由牛顿第二定律
mg＋f＝ma2
v1＝a1t2
s2＝
解得h＝s1＋s2＝42m
(3)设失去升力下降阶段加速度大小为a3；恢复升力后加速度为a4，恢复升力时速度为v3
由牛顿第二定律
mg－f＝ma3
F＋f－mg＝ma4
且＋＝h
v3＝a3t3
解得t3＝s(或2.1s)
18. 钓鱼岛是我国固有领土，决不允许别国侵占，近期，为提高警惕保卫祖国，我人民海军为此进行登陆演练，假设一艘战舰因吨位大吃水太深，只能停锚在离海岸登陆点x＝1 km处．登陆队员需要从较高的军舰甲板上，利用绳索下滑到登陆快艇上再行登陆接近目标，若绳索两端固定好后，与竖直方向的夹角θ＝37°，为保证行动最快，队员甲先匀加速滑到某最大速度，再靠摩擦匀减速滑至快艇，速度刚好为零，在队员甲开始下滑时，队员
乙在甲板上同时开始向快艇以速度平抛救生圈，第一个刚落到快艇，接着抛第二个，结果第二个救生圈刚好与甲队员同时抵达快艇（快艇可视为质点），若人的质量m，重力加速度g＝10 m/s2，问：
(1)军舰甲板到快艇的竖直高度H为多少？队员甲在绳索上运动的时间t0为多少？
(2)若加速过程与减速过程中的加速度大小相等，则队员甲在何处速度最大？最大速度多大？
(3)若登陆艇额定功率5 kW，载人后连同装备总质量为103 kg，从静止开始以最大功率向登陆点加速靠近，到达岸边时刚好能达到最大速度10 m/s，若登陆舰前进时阻力恒定，则登陆艇运动的时间t′为多少？
参考答案：。