广东省汕头市恩溢学校高三物理上学期期末试题带解析

广东省汕头市恩溢学校高三物理上学期期末试题含解析
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. (双选)如图所示，质量为m的球与弹簧Ⅰ和水平细线Ⅱ相连，Ⅰ、Ⅱ的另一端分别固定于P、Q.球静止时，Ⅰ中拉力大小为FT1，Ⅱ中拉力大小为FT2，当仅剪断Ⅰ、Ⅱ中的一根的瞬间，球的加速度a 应是（）
A.若断Ⅰ，则a=g，竖直向下
B.若断Ⅱ，则a=g，竖直向上
参考答案：
AC
2. 关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是（）
A. 安培力的方向可以不垂直于直导线
B. 安培力的方向总是垂直于磁场的方向
C. 安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关
D. 将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半
参考答案：
B
试题分析：本题考查了产生条件、大小与方向，当电流方向与磁场平行时不受安培力，根据左手定则可知安培力的方向与磁场垂直．引用公式F=BIL时，注意要求磁场与电流垂直，若不垂直应当将导线沿磁场与垂直于磁场分解，因此垂直时安培力最大，最大为F=BIL．
解：A、B、根据左手定则可知，安培力方向与磁场和电流组成的平面垂直，即与电流和磁场方向都垂直，故A错误，B正确；
C、磁场与电流不垂直时，安培力的大小为F=BILsinθ，则安培力的大小与通电导线和磁场方向的夹角有关，故C错误；
D、当电流方向与磁场的方向平行，所受安培力为0，将直导线从中折成直角，让其中的一半与磁场的方向平行，安培力的大小将变为原来的一半；将直导线在垂直于磁场的方向的平面内从中折成直角，
安培力的大小一定变为原来的，故D错误．
故选：B．
3. （多选题）一辆汽车正在做匀加速直线运动，若汽车的加速度方向与速度方向一致，当加速度减小时，则
A．汽车的速度也减小B．汽车的速度仍在增大
C．当加速度减小到零时，汽车静止D．当加速度减小到零时，汽车的位移仍然不断增大
参考答案：
BD
4. （单选）如图A、B两物体叠放在一起，用手托住，让它们静靠在平整的竖直墙边，然后释放，它们同时沿墙面向下滑，已知m A＞m B，则物体B 受力个数是
A．1 B．2 C．3 D．4
参考答案：
A
5. （多选）两个倾角相同的滑杆上分别套A、B两圆环，两环上分别用细线悬吊着两物体C、D，如图所示，当它们都沿滑杆向下滑动时，A的悬线与杆垂直，B的悬线竖直向下。

则【】
A．A环与杆无摩擦力
B．B环与杆无摩擦力
C．A环做的是匀速运动
D．B环做的是匀速运动
参考答案：
AD
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 一个中子与某原子核发生核反应,生成一个氘核,其核反应方程式为 _____________. 该反应放出的能量为Q,则氘核的比结合能为 _____________.
参考答案：
7. （4分）如图所示，有四列简谐波同时沿x轴正方向传播，波速分别是 v、2 v、3 v和4 v，a、b是x轴上所给定的两点，且ab＝l。

在t时刻a、b两点间四列波的波形分别如图所示，则由该时刻起a点出现波峰的先后顺序依次是图；频率由高到低的先后顺序依次是图。

参考答案：
答案：BDCA，DBCA
8. 图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。

图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源，打点的时间间隔用Δt表示。

在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”。

（1）完成下列实验步骤中的填空：
①平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列________的点。

②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码。

③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点列的纸袋，在纸袋上标出小车中砝码的质量m。

④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③。

⑤在每条纸带上清晰的部分，没5个间隔标注一个计数点。

测量相邻计数点的间距s1，
s2，…。

求出与不同m相对应的加速度a。

⑥以砝码的质量m为横坐标1/a为纵坐标，在坐标纸上做出1/a-m关系图线。

若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则1/a与m处应成_________关系（填“线性”或“非线性”）。

（2）完成下列填空：
（ⅰ）本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是_______________________。

（ⅱ）设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2、s3。

a可用s1、s3和Δt表示为
a=__________。

图2为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况，由图可读出
s1=__________mm，s3=__________。

由此求得加速度的大小a=__________m/s2。

（ⅲ）图3为所得实验图线的示意图。

设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为___________，小车的质量为___________。

参考答案：
（2(23.9～24.5)47.2(47.0～47.6) 1.16(1.13～1.19)；
9. 在“探究加速度与物体受力的关系”活动中，某小组设计了如图所示的实验。

图中上下两层水平轨道表面光滑，两完全相同的小车前端系上细线，细线跨过滑轮并分别挂上装有不同质量砝码的盘，两小车尾部细线水平连到控制装置上，实验时通过控制细线使两小车同时开始运动，然后同时停止。

实验中：
（1）应使砝码和盘的总质量远小于小车的质量，这时可认为小车受到的合力的大小等于 。

（2）若测得小车1、2的位移分别为x1和x2，则小车1、2的加速度之比 。

（3）要达到实验目的，还需测量的物理量是 。

参考答案：
(1)砝码和盘的总重 (2分)(2)x1/x2 (2分)
(3) 两组砝码和盘的总重量（质量）（或盘的质量、两砝码和盘的总重量的比值） 10. 某同学用如图a 所示的电路测量电源的电动势和内阻，其中R 是电阻箱，R0是定值电阻，且R0=3000Ω，G 是理想电流计。

改变R 的阻值分别读出电流计的读数，做出1/R —1/I 图像如图b 所示，则：电源的电动势是 ，内阻是
参考答案： 3v 1Ω
11. 一点光源以功率P 向外发出波长为λ的单色光，若已知普朗克恒量为h ，光速为c ，
则此光源每秒钟发出的光子数为
个，如果能引起人的视觉反应的此单色光的最小强度是人的视网膜单位面积上每秒钟获得n 个光子，那么当人距离该光源 远时，就看不清该光点源了。

（球面积公式为
，式中r 为球半径）
参考答案：
答案：
12. （4分）在桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥的轴（图中虚线）与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，如图所示。

有一半径为r 的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合。

已知玻璃的折射率为1.5，则光束在桌面上形成的光斑半径为 。

参考答案：
2r
13. 地球半径为R ，地球表面的重力加速度为g ，若高空中某处的重力加速度为g/2，则该处距地球表面的高度为____________，在该高度绕地球做匀速圆周运动的卫星的线速度大小为______________。

参考答案：
,
三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 研究小车匀变速直线运动的实验装置如图16（a ）所示其中斜面倾角θ可调，打点计时器的工作频率为50Hz ，纸带上计数点的间距如图16（b ）所示，其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出。

部分实验步骤如下：
A测量完毕，关闭电源，取出纸带
B接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车
C将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连
D把打点计时器固定在平板上，让纸穿过限位孔
上述实验步骤的正确顺序是：（用字母填写）
图16（b）中标出的相邻两计数点的时间间隔T= s
计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v5= 。

为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为a=
参考答案：
DCBA 0.1 S5+S4/0.2 △S=aT2
15. 某同学到实验室做《测电源电动势和内阻》的实验时，发现实验台上有以下器材：待测电源(电动势未知，内阻约为2Ω)；一个阻值未知的电阻R0；多用电表一只；电压表两只；电流表一只；滑动变阻器一只；开关一个，导线若干。

（1）该同学首先用多用电表粗略测量电源的电压，电表指针和选择开关分别如图所示，则该电表读数为___ ____V；
（2）为较准确地测量该电源的电动势和内电阻并同时测出定值电阻R0的阻值，他设计了如图所示的电路。

实验时他用U1、U2、I分别表示电表V1、V2、A的读数，在将滑动变阻器的滑片移动到不同位置时，记录了U1、U2、I的一系列值。

并作出下列三幅U～I图线来处理实验数据，从而计算电源电动势、内阻以及定值电阻R0的值。

其中，可直接算出电源电动势和内电阻的图是__________，可直接算出定值电阻R0的图是__________。

（3）本实验中定值电阻的测量存在误差，造成这一误差的原因是（）
A.由电压表V1、V2分流共同造成
B.由电压表V1、V2分流及电流表A分压共同造成
C.只由电压表V2分流造成
D.由电流表A、滑动变阻器R分压共同造成
参考答案：
（1）0.15 （2）A、C （3）C
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. （8分）已知万有引力常量G，地球半径R，月心和地心之间的距离r，同步卫星距地面的高度h，月球绕地球的运转周期T1，地球的自转周期T2，地球表面的重力加速度g。

某同学根据以上条件，提出一种估算地球质量M的方法：
同步卫星绕地球作圆周运动，由
（1）请判断上面的结果是否正确，并说明理由。

如不正确，请给出正确解法和结果。

（2）请根据已知条件再提出两种估算地球质量的方法并解得结果。

参考答案：
（1）上面结果是错误的，地球的半径R在计算过程中不能忽略。

①（2分）
正确的解法和结果是：②（2分）
（2）方法一：对月球绕地球作圆周运动，
由③（2分）
方法二：在地面重力近似等于万有引力：
由④（2分）
17. (10分)一个物体做初速度不为零的匀加速直线运动，通过连续两段长为L的位移所用的时间分别为t1、t2，求物体在t2时间末的速度大小。

参考答案：
解析：
设t2时刻物体速度大小为v x，物体运动加速度是a，则
在这2L的位移内有：①（3分）
在后一段L的位移内有：②（3分）
联立①②得：（4分）
18. 如图所示，在xOy直角坐标平面内﹣0.05m≤x＜0的区域有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=0.4T，0≤x≤0.08m的区域有沿﹣x方向的匀强电场．在x轴上坐标为（﹣0.05m，0）的S点有一粒
子源，它一次能沿纸面同时向磁场内每个方向发射一个比荷=5×107C/kg，速率v0=2×106m/s的带正电粒子．若粒子源只发射一次，其中只有一个粒子Z恰能到达电场的右边界，不计粒子的重力和粒子间的相互作用（结果可保留根号）．求：
（1）粒子在磁场中运动的半径R；
（2）第一次经过y轴的所有粒子中，位置最高的粒子P的坐标；
（3）电场强度E．
参考答案：
解：（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有
qv0B=m
可得R==
（2）在y轴上位置最高的粒子P的运动轨迹恰与y轴相切于N点，如图所示，
N点到x轴的竖直距离L满足：
L2+（R﹣d B）2=R2；
解得：L=5 cm=
即粒子P的位置坐标为（0，）．
（3）用d E表示电场的宽度．
对Z粒子在电场中运动，由动能定理有：
qEd E=mv02①
代入数据解得：E=5.0×105N/C
答：（1）粒子在磁场中运动的半径R为0.1m．
（2）第一次经过y轴的所有粒子中，位置最高的粒子P的坐标为（0，）．
（3）电场强度E为5.0×105N/C．
【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动．
【分析】（1）由洛仑兹力提供向心力可求出带电粒子以一定的速度在磁场中做匀速圆周运动的半径．
（2）当以某一方向射出的粒子的轨迹恰与y轴相切时，粒子打击的位置最高，由几何关系能求出相切点到x轴的距离，从而也就求出了最高点P的位置坐标．
（3）以某一方向从O点出发做匀速圆周运动后，垂直于y轴方向进入电场，恰好到达电场的右边界，由动能定理克服电场力做的功等于粒子动能的减少量，从而能求出电场强度的大小．。