山东省潍坊市寿光中学高三物理上学期期末试卷含解析

山东省潍坊市寿光中学高三物理上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. 如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子在分子力作用下沿x轴运动，两分子间的分子势能E P与两分子间距离的关系如图曲线所示。

图中分子势能最小值为-E0。

若两分子所具有的总能量为零，则下列说法正确的是（）
A．乙分子在P点（x=x2）时，加速度最大
B．乙分子在P点（x=x2）时，其动能为E0
C．乙分子在Q点（x=x1）时，处于平衡状态
D．乙分子的运动范围为x≥x1
参考答案：
BD
由图知x=x2时，分子势能最小，所以此位置为分子平衡位置，分子力为零，加速度为零（最小），则选项A、C错误；根据总能量为零，即E P+E k=0，乙分子在P点动能最大为E0，在Q 点动能最小（为零），所以乙分子的运动范围x≥x1，则选项B、D正确。

【点拨】分子势能的变化取决分子力做功：分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增加。

选无穷远处分子势能为零时，设想两分子间距离由无限远减小到r0，全过程分子相互作用的合力一直为引力，且做正功，故分子势能一直减小。

因此，当在分子间距离为r0时，合力为零，但分子势能小于无穷远处分子势能，不为零，为负值，这是由于选定了无穷远处分子势能为零所导致的。

如果选分子间距离为r0时分子势能为零，则两分子相距无限远时，分子势能为正值。

需要特别注意的是：由于物体分子距离变化，在宏观上表现为体积变化，微观的分子势能也发生相应变化。

但是，不是宏观体积增大，微观的分子势能就一定增大。

同样是宏观体积增大，有时是微观分子势能增大（在r＞r0范围内），有时是微观分子势能减小（在r＜r0范围内）。

2. 如图所示是一个单边斜拉桥模型，均匀桥板重为G，可绕通过O点的水平固定轴转动。

7根与桥面均成30 角的平行钢索拉住桥面，其中正中间的一根钢索系于桥的重心位置，其余成等距离分布在它的两侧。

若每根钢索所受拉力大小相等，则该拉力大小为（）
A．G B．G C．G D．G
参考答案：
B
3. （多选）如图，一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行。

已知在t=0到t=t1的时间间隔内，直导线中电流i发生某种变化，而线框中感应电流总是沿顺时针方向，线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右。

设电流i正方向与图中箭头方向相同，则i随时间t变化的图线可能是（）
参考答案：
AD
4. 如图所示，在xOy坐标系的第一象限内有磁感应强度大小为B，方向垂直xOy平面向里的匀强磁场．现有一质量为m、电量为q的带正电粒子，从在X轴上的某点P沿着与X轴成30°角的方向射入磁场．不计粒子重力，则下列说法中正确的是（）
A．粒子在磁场中运动所经历的时间可能为
B．粒子在磁场中运动所经历的时间可能为
C．只要粒子的速率合适，粒子就可能通过坐标原点
D．无论粒子速率多大，粒子都不可能通过坐标原点
参考答案：
D
【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动．
【分析】带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由几何关系利用转过的圆心角可得出运动时间．再由圆的性质可知粒子能否通过原点．
【解答】解：A、由于P点的位置不定，所以粒子在磁场中的运动圆弧对应的圆心角也不同．能打回x轴的粒子转过最大的圆心角300度，则运动时间为T，而最小的圆心角为P点从坐标原点出发，则
圆心角为120°，所以运动时间为T，而T=，故AB均错误．
C、粒子由P点成30°角入射，则圆心在过P点与速度方向垂直的方向上，如图所示，
粒子在磁场中要想到达O点，转过的圆心角肯定大于180°，而因磁场为有界，故粒子不可能通过坐标原点，故C错误，D正确；
故选：D．
5. （多选）在绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在如图所示变压器铁芯的左右两个臂上。

当线圈1通一交变电流时，线圈2和中间臂均分线圈1中产生的磁通量。

一电压表与线圈串联形成单匝闭合线圈，绕在中间臂上，如图所示。

已知线圈1、2的匝数分别为n1=100匝，n2=50匝。

线圈1接一交变电压，在不接负载的情况下
A．当线圈1输入100V交变电压时，电压表示数为1V
B．当线圈1输入100V交变电压时，线圈2输出的电压为25V
C．若电压表示数为2V，线圈1输入的电压为200V
D．若电压表示数为2V，线圈2输出的电压为100V
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. 已知气泡内气体的密度为30g/，平均摩尔质量为1.152g/mol。

阿伏加德罗常数
，估算气体分子间距离d=___________m，气泡的体积为1cm3，则气泡内气体分子数为_____________个。

参考答案：
（1）根据，得
气体分子连同占据的空间为，气体分子间距离
得
（2）气泡内气体质量，气泡内气体摩尔数为：，分子数为
得：
7. 某同学在探究摩擦力的实验中采用了如图所示的操作，将一个长方体木块放在水平桌面上，然后用一个力传感器对木块施加一个水平拉力F，并用另外一个传感器对木块的运动状态进行监测，表中是她记录的实验数据．木块的重力为10.00 N，重力加速度g＝9.80 m/s2，
根据表格中的数据回答下列问题(答案保留3位有效数字)：
(1)木块与桌面间的最大静摩擦力F f m>________ N；
(2)木块与桌面间的动摩擦因数μ＝________；
(3)木块匀加速运动时受到的摩擦力F f＝________ N.
参考答案：
(1)4.01(2)0.401(3)4.01
8. 某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受拉力F及质量关系的实验，图中（甲）为实验装置简图。

钩码的总质量为，小车和砝码的总质量为
（1）他想用钩码的重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为下列说法中正确的是________（选填字母代号）.
A．实验时要平衡摩擦力 B．实验时不需要平衡摩擦力
C．钩码的重力要远小于小车和砝码的总重力 D．实验进行时应先释放小车再接通电源
（2）如图（乙）所示是某次实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E是计数点(每打5个点取一个计数点)，已知打点计时器采用的是频率为50HZ的交流电，其中L1=3.07cm,
L2=12.38cm, L3=27.87cm, L4=49.62cm。

则打C点时小车的速度为 m/s，小车的加速度
是 m/s2。

(计算结果均保留三位有效数字)
（3）由于他操作不当得到的a－F关系图象如图所示，其原因是：_______________________________________
(4)实验中要进行质量和的选取，以下最合理的一组是（）
A. =200, =10、15、20、25、30、40
B. =200, =20、40、60、80、100、120
C. =400, =10、15、20、25、30、40
D. =400, =20 40、60、80、100、120
参考答案：
（1）AC (2分，选对一个给1分) （2） 1.24 (2分) 6.22 (2分) （3）没有平衡摩擦力或木板的倾角过小（2分）（4）C（2分）9. 利用氦—3（He
）和氘进行的聚变安全无污染，容易控制．月球上有大量的氦—
3，每个航天大国都将获得的氦—3作为开发月球的重要目标之一．“嫦娥一号”探月卫星执行的一项重要任务就是评估月球中氦—3的分布和储量．已知两个氘核（H ）聚变生成一个氦—3，则该核反应方程为
_________________________；已知H 的质量为m1，He 的质量为m2，反应中新产生的粒子的质量为m3，光速为c , 则上述核反应中释放的核能为____________
参考答案：
H ＋H→He
十n ，
10. 2011年11月3日，中国自行研制的神舟八号飞船与天宫一号目标飞行器在距地球343km 的轨道实现自动对接。

神舟八号飞船离地面346.9km处圆轨道速度（选填“大于”或“小于”）离地面200km处圆轨道速度；假设神舟八号在近圆轨道做匀速圆周运动时，离地高度为H，地球表面重力加速度为g，地球半径为R，则神舟八号的运行速度为。

参考答案：
小于，
11. 物体做自由落体运动，把其全程自上而下分为三段，物体通过三段所用的时间之比为1：2：3，则这三段的位移之比为，这三段中物体的平均速度之比为[LU21]。

参考答案：
12. 一定质量的理想气体由状态A经状态B变化到状态C的p-V图象如图所示．在由状态A 变化到状态B的过程中，理想气体的温度▲（填“升高”、“降低”或“不变”）．在由状态A变化到状态C的过程中，理想气体吸收的热量▲它对外界做的
功（填“大于”、“小于”或“等于”）
参考答案：
升高（2分），等于
13. 某学习小组在测量一轻绳的最大张力实验中，利用了简易实验器材：一根轻绳，一把直尺，一己知质量为聊的钩码，实验步骤如下：①用直尺测量出轻绳长度L．②将轻绳一端4固定，钩码挂在轻绳上，缓慢水平移动轻绳另一端曰至轻绳恰好被拉断，如题6图l所示．③用直尺测量出A、B间距离d．已知当地重力加速度为g，钩码挂钩光滑，利用测量所得数据可得轻绳的最大张力T= ．
参考答案：
三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14.
(7分)两实验小组使用相同规格的元件，按图电路进行测量。

他们将滑动变阻器的滑片P分别置于a、b、c、d、e五个间距相同的位置(a、e为滑动变阻器的两个端点)，把相应的电流表示数记录在表一、表二中。

对比两组数据，发现电流表示数的变化趋势不同。

经检查，发现其中一个实验组使用的滑动变阻器发生断路。

（1）滑动变阻器发生断路的是第＿＿＿实验组；断路发生在滑动变阻器＿＿段。

（2）表二中，对应滑片P在X(d、e之
间的某一点)处的电流表示数的可能值为：
(A)0.16A (B)0.26A
(C)0.36A (D)0.46A
参考答案：
答案：(1)二；d－e ；(2)D
15. 某同学做用单摆测重力加速度的实验，该同学先测出了摆线长为l，摆球直径为d，然后测单摆的周期：将摆球拉起一个很小的角度，然后放开，在摆球某次通过最低点时，按下停表开始计时，同时将此次通过最低点作为第1次，接着一直数到摆球第n次通过最低点时，按停表停止计时，读出这段时间为t，则该摆的摆长L＝________，单摆的周期T＝
________，根据单摆的周期公式得出重力加速度g＝________
参考答案：
l+，，
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图所示，质量为m=2kg的物块A（可视为质点）放在倾角的光滑斜面体上，斜面固定在水平桌面上，进度系数为k=200N/m的轻弹簧一端连接在斜面底端的固定挡板C上，另一端连接在物块
A
上，绕过斜面顶端定滑轮的不可伸长的轻绳一端连接在物块A上，另一端吊着质量也为m的物体B，物块A与滑轮间的轻绳与斜面平行，物块A静止时刚好处在斜面的正中间。

已知斜面长为L=2.5m，重力加速度g取10m/s2。

（1）若剪断轻弹簧，物块A到斜面顶端时，物块B还未落地，求物块A运动到斜面顶端要用多长时间；
（2）若剪断轻绳，求物块A向下运动的最大速度。

参考答案：
（1）；（2）
【详解】(1)剪断轻弹簧后，物块A和B一起做匀加速运动。

对A，由牛顿第二定律得：
对B：
联立得：
物块A上升到斜面顶端的过程中，有：
解得：
（2）没有剪断轻绳时，设弹簧伸长量为，根据平衡有：
解得：
剪断轻绳后，当A速度最大时，根据力的平衡有：
解得：
根据机械能守恒：
解得：
17. 如图，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管，下部有长l1=66cm的水银柱，中间封有长l2=6.6cm的空气柱，上部有长l3=44cm的水银柱，此时水银面恰好与管口平齐。

已知大气压强为Po=70cmHg。

如果使玻璃管绕底端在竖直平面内缓慢地转动一周，求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度。

封入的气体可视为理想气体，在转动过程中没有发生漏气。

参考答案：
18. 如图所示，质量为、半径为的质量分布均匀的圆环静止在粗糙的水平桌面上，一质量为的光滑小球以水平速度通过环上的小孔正对环心射入环内，与环发生第一次碰撞后到第二次碰撞前小球恰好不会从小孔中穿出。

假设小球与环内壁的碰撞为弹性碰撞，只考虑圆环与桌面之间的摩擦，且粗糙程度各处相同。

求：
①第一次碰撞后圆环的速度；
②第二次碰撞前圆环的位移；
③圆环通过的总位移。

参考答案：
①
；
②；③。

试题分析：①设第一次刚碰撞完，小球和环各自的速度大小分别为和，取向左为正方向，根据动量守恒定律和机械能守恒定律，有：
整理可以得到：，。

②第一次碰撞后经过时间，小球恰好未从小孔中穿出，即此时二者共速，均为，
由运动学规律：
对圆环，由动量定理：
联立解得：
假设环在第二次碰撞前已停止，其位移由动能定理：解得
此时小球的位移，由运动学规律：
假设成立，所以在第二次碰撞前环的位移为
③多次碰撞后小球和环最终静止，设圆滑受到的摩擦力为，通过的总位移为，系统的动能全部转化为摩擦生热：
联立解得，圆环通过的总位移为：。

考点：动量守恒定律、功能关系。