福建省福州市2010届高三上学期期末质量检查(物理)

福建省福州市2009—2010学年第一学期高三期末质量检查
物 理 试 题
（完卷时间：90分钟；满分：100分）
一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。

在每小题给出的四个选项中，只有一
个选项符合题目要求。

）
1．法拉第发现了电磁感应现象，不仅推动了电磁理论的发展，而且推动了电磁技术的发展，
引领人类进入了电气时代。

下列哪一个器件工作时利用了电磁感应现象 （ ） A ．电视机的显像管 B ．回旋加速器 C ．指南针 D ．电磁炉 2．如图1所示，让白炽灯光通过偏振片P 和Q ，现以光
的传播方向为轴旋转偏振片P 或Q ，可以看到透射 光的强度会发生变化，这是光的偏振现象。

这个实 验说明 （ ）
A ．光是电磁波
B ．光是一种横波
C ．光是一种纵波
D ．光是几率波
3．科学研究发现：在月球表面①没有空气；②重力加速度约为地球表面的1/6；③没有磁场。

若宇航员登上月球后，在空中从同一高度同时静止开始释放氢气球和铅球，忽略地球和其他星球对月球的影响，以下说法正确的是 （ ） A ．氢气球将加速上升，铅球将加速下落 B ．氢气球处于超重状态，铅球处于失重状态
C ．氢气球和铅球都将加速下落，且同时落到月球表面
D ．氢气球和铅球都将加速下落，但铅球先落到月球表面 4．如图2所示，质量为 m 的小滑块静止在半径为R 的半球体上，它与半球体间的动摩擦因数
为μ，它与球心连线跟水平地面的夹角为θ，则小滑块
（ ）
A ．所受摩擦力大小为θcos mg
B ．所受摩擦力大小为θsin mg
C ．所受摩擦力大小为θμsin mg
D ．对半球体的压力大小为θcos mg
5．如图3所示，一束光线从折射率为1.5的玻璃内射向空气，在界面上的入射角为45°，下
面四个光路图中，正确的是 （ ）
6．一个10Ω电阻，它两端的电压u随时间t的
变化规律如图4所示，则（）
A．流过电阻的最大电流是22A
B．用交流电压表测量电阻两端的电压，
其示数约为311V
C．电阻消耗的功率为9680W
D．在交流电变化的半个周期内，电阻产生的焦耳热是48.8J
7．在如图5所示的电路中，A、B两灯均正常发
光，R为一滑动变阻器，P为滑动片，若将
滑片P滑动时，发现A灯变暗，则下列判
断正确的是（）
A．滑动片P应向下移，B灯变亮
B．滑动片P应向下移，B灯变暗
C．滑动片P应向上移，B灯变亮
D．滑动片P应向上移，B灯变暗
8．如图6所示，弹簧左端固定，右端自由伸长到O点并系住物体，现将弹簧压缩到A点后释放，使物体在A、B之间振动，若此过程物体受到的摩擦力可忽略，则物体（）A．在A点刚释放时加速度最小
B．在A、B两点加速度相同
C．从O到B过程中，加速度大上逐渐增大
D．从O到B过程中，加速度方向指向B点
9．如图7所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，
从波传到x=5m处的M点开始计时（t=0s），
已知开始计时后，P点（x=1m）在t=0.3s的
时刻第一次到达波峰，下面说法中正确的是
（）
A．这列波的周期是1.2s
B．这列波的传播速度大小是12.5m/s
C．M点右侧各质点开始振动的方向都是沿着y轴的正方向
D ．从t=0s 开始计时质点Q(x=9m)经过0.7s 才第一次到达波峰 10．如图8所示，把一个带电小球A 固定在光滑的
水平绝缘桌面上，在桌面的另一算有另一带电 小球B ，现给B 球一个垂直于AB 连线方向的 速度v 0，则下列说法中正确的是 （ ） A ．B 球可能做直线运动
B ．A 球对B 球的库仑力可能不做功
C ．B 球的电势能不可能增加
D ．B 球一定从电势较高处向电势较低处运动
二、计算题（本题共5小题，共60分。

解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步
骤，有数值的计算题，答案中必须明确写出数值和单位） 11．（10分）“神舟”七号载入航天飞行获得了圆满成功，我国航天员首次成功实施空间出舱
活动，实现了我国空间技术发展的重大跨越。

已知飞船在地球上空的圆轨道上运行时离地面的高度为h 。

地球半径为R ，地球表面的重力加速度为g 。

求飞船在该圆轨道上运行时。

（1）速度v 的大小和周期T 。

（2）速度v 的大小与第一宇宙速度v 1的大小之比值 12．（10分）如图9所示一根劲度系数k=200N/m 的轻质弹簧拉着质量为m=0.2kg 的物体从静
止开始沿倾角为
37=θ的斜面匀加速上升，此时弹簧伸长量x=0.9cm ，在t=1.0s 内物体前进了s=0.5m 。

求： （1）物体加速度的大小；
（2）物体和斜面间动摩擦因数。

（取g=10m/s 2
，8.037cos ,6.037sin ==
）
13．（12分）如图10所示，一个
4
3
圆弧形光滑圆管轨道ABC ，放置在竖直平面内，轨道半径为R ，在A 点与水平地面AD 相接，地面与圆心O 等高，MN 是放在水平地面上长为3R
、厚
度不计的垫子，左端M 正好位于A 点。

将一个质量为m 、直径略小于圆管直径的小球从A 处管口正上方某处由静止释放，不考虑空气阻力
（1）若小球从C 点射出后恰好能打到垫子的M 端，则小球经过C 点时对管的作用力大小
和方向如何？
（2）欲使小球能通过C 点落到垫子上，小球离A 点的最大高度是多少？ 14．（13分）如图11所示，一种β射线管由平行金属板A 、B 和平行于金属板的细管C 组成，
放射源S 在A 极板左端，可以向各个方向发射不同速度的β粒子。

若金属板长为L ，金属
板间距为
2
1
L ，细管C 与两金属板等距，已知β粒子电荷量为—e ，质量为m 。

求： （1）当A 、B 板间加上垂直纸面向外的磁感应强度为B 的匀强磁场时，能从细管C 水平射
出β粒子速度大小；
（2）当A 、B 板间加电压U 时，放射源S 射出的β粒子速度大小为多少时，才难从细管C
水平射出。

15．（15分）如图12所示，有一宽L=0.4m 的短形金属框架水平放置，框架两端各接一个阻值
R 0=2Ω的电阻，框架的其他部分电阻不计，框架足够长。

垂直金属框平面有一竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=1.0T 。

金属杆ab 质量m=0.1kg ，电阻r=1.0Ω，杆与框架接触良好，且与框架间的摩擦力不计。

当杆受一水平恒定拉力F 作用，由静止开始运动，经一段时间后电流表的示数稳定在0.6A 。

已知在金属杆加速过程中每个电阻R 0产生的热量Q 0=0.2J 。

求：
（1）电路中产生的最大感应电动势； （2）水平恒定拉力F 的大小； （3）在加速过程中金属杆的位移。

参考答案
一、选择题
1． D 2． B 3．C 4．A 5． A 6．D 7．B 8．C 9．D 10．B 二、计算题 11．（10分）
解：（1）用M 表示地球质量，m 表示飞船质量，由万有引力定律和牛顿定律得
h R v m h R Mm G +=+2
2
)
(………………………① （2分） 地球表面质量为m 0的物体，有 g m R
Mm G
02
= ………② （2分） 解得飞船在圆轨道上运行时速度h
R g
R
v += （1分） 飞船在圆轨道上运行的周期v h R T )(2+=
π g
h
R R h R ++=)
(2π （2分） （2）第一宇宙速度v 1满足mg R
v m =2
1 ………③ （2分） 因此飞船在圆轨道上运行时速度的大小与第一宇宙速度的大小之比值
h
R R
v v +=
1 （1分） 12．（10分）
解：（1）根据运动学公式：22
1at s =……①(1分)
得2
22
2m/s 0.1m/s 0
.15.022=⨯==t s a ……②（2分） （2）物体运动过程受力如答图1所示
根据牛顿第二定律：
F －F f －mg sin37°＝ma ……③（2分）
F N ＝mg cos37°＝0.2×10×0.8 N ＝1.6N ……④（1分） 根据胡克定律：F ＝kx ……⑤（1分）
F ＝200×0.9×10-2 N ＝1.8N ……⑥（1分） 把⑥式代入③式得： F f ＝F －mg sin37°－ma
＝(1.8－0.2×10×0.6－0.2×1.0) N ＝0.4N ……⑦（1分） 根据滑动摩擦力公式F f ＝μF N 得：
25.06
.14
.0==
=
N
f F F μ……⑧ （1分）
13．（12分）
解：（1）小球离开C 点做平抛运动，落到M 点时水平位移为R ，竖直下落高度为R ，根据运
动学公式可得：2
2
1gt R =
运动时间 g
R
t 2= ……（2分） 从C 点射出的速度为 2
1gR
t
R v ==
……（1分） 设小球以v 1经过C 点受到管子对它的作用力为N ，由向心力公式可得
R v m N mg 2
1=- ……（1分）
2
21mg
R v m mg N =-= ……（1分）
由牛顿第三定律知，小球对管子作用力大小为
mg 2
1
，方向竖直向下。

（2分） （2）小球静止释放的高度最高时，小球运动的水平位移为4R ，打到N 点。

设能够落到N 点的水平速度为v 2，根据平抛运动求得：
gR t
R
v 842==
（2分） 设小球离A 点的最大高度为H ，根据机械能守恒定律可知，
2
22
1)(mv R H mg =
- （2分） R R g
v H 5222
=+= （1分）
14．（13分）
解：（1）加匀强磁场B 时，粒子在磁场中做匀速圆周运动，如答图2圆心在O 点，由
几何知识得：
222)41(L R L R -
+= L R 8
17
= ① （2分） 洛伦兹力提供向心力 R
v m evB 2
= ② （2分）
由①②整理得 m eBL
v 817= （1分）
（2）加电压U ，A 、B 板间为匀强电场。

β粒子从放射源S 发射，
从细管C 水平射出的逆过程为类平抛运动，设β粒子从放射源 S 发射的速度为v ，从细管C 水平射出的速度为v 0，则
水平方向 t v L x 0== ③ （1分）
竖直方向 2
2
14at L y ==
④ （1分） m
Ee
a =
⑤ （1分） 答图2
L
U
L U E 22/=
=
⑥ （1分） 联立以上各式求得m
Ue
v 20= （1分）
根据动能定理得 2
2021212mv mv U e -=- ⑦ （2分）
代入v 0值求得 m eU
v 5= （1分）
15．（15分） 解（1）杆ab 切割磁场时，等效电路图如答图3所示 I ＝0.6A I 总＝2 I ＝1.2A ……①（1分） R 外＝R 0/2＝1Ω ……（1分） 根据闭合电路欧姆定律：
E m =I 总(R 外+r )=1.2×(1+1)V= 2.4V ……②(2分)
（2）电流表示数稳定时，ab 杆匀速运动 ∴ F ＝F 安……③（1分）
根据安倍力公式F 安＝BI 总L ……④（1分）
∴F ＝1.0×1.2×0.4N ＝0.48 N ……⑤（1分） （3）最大速度 m/s 6m/s 4
.00.14.2=⨯==
BL E v m m ……⑥（1分） 安培力做的功W A ＝－Q 总＝－（2Q 0+ Q r ）……⑦（1分）
∵22
1
)2(220220=⨯⨯==I I t R I rt I Q Q r 总 ∴Q r ＝2 Q 0……⑧ (1分) ∴W A ＝－0.8J ……⑨(1分) 根据动能定理 02
12
-=
+m A F mv W W ……⑩（2分） J 6.2J 8.061.02
1
2=+⨯⨯=F W ……○
11（1分） 根据功的公式，加速过程中金属杆的位移 m 4.5m 48
.06
.2≈==F W s F ……○12（1分）。