江蘇省無錫市宜興蠡墅中學(xué)高三物理期末試題含解析

江蘇省無錫市宜興蠡墅中學(xué)高三物理期末試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.已知引力常量G和下列各組數(shù)據(jù)，能計(jì)算出地球質(zhì)量的是A．地球公轉(zhuǎn)的周期及地球離太陽的距離

B．人造衛(wèi)星在月球表面運(yùn)行的周期和軌道半徑C．月球繞地球運(yùn)行的周期及月球的半徑

D．若不考慮地球自轉(zhuǎn)，知地球的半徑及地表的g參考答案：D根據(jù)萬有引力提供向心力只能計(jì)算出中心天體質(zhì)量，ABC錯(cuò)；由，由黃金代換，D對。2.(多項(xiàng)選擇題)如圖所示，將一根不能伸長、柔軟的輕繩兩端分別系于A、B兩點(diǎn)上，一物體用動(dòng)滑輪懸掛在繩子上，達(dá)到平衡時(shí)，兩段繩子間的夾角為θ1，繩子張力為F1；將繩子B端移至C點(diǎn)，待整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到平衡時(shí)，兩段繩子間的夾角為θ2，繩子張力為F2；將繩子B端移至D點(diǎn)，待整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到平衡時(shí)，兩段繩子間的夾角為θ3，繩子張力為F3，不計(jì)摩擦，則(

)A．θ1＝θ2＝θ3

B．θ1＝θ2<θ3C．F1>F2>F3

D．F1＝F2<F3

參考答案：BD3..圖7，游樂場中，從高處A到水面B處有兩條長度相等的光滑軌道，甲、乙兩小孩沿著不同軌道同時(shí)從A處自由滑向B處，下列說法正確的有A．甲的切向加速度始終比乙大

B．甲、乙在同一高度的速度大小相等C．甲、乙在同一時(shí)刻總能到達(dá)同一高度

D．甲比乙先到達(dá)B處參考答案：考點(diǎn)：力和運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能定理，力的分解答案：BD解析：A在曲線上任取一點(diǎn)，作切線，設(shè)切線與水平方向成的銳角為θ，則切向力為：mgsinθ=mat，可以看出來甲的切向加速度一直減小，乙一直增大在B點(diǎn)就有甲的切向加速度小于乙，當(dāng)然這樣地方還有很多A錯(cuò)B當(dāng)甲乙下降相同的高度h時(shí)，由動(dòng)能定理得：即：B對CD答案判定畫切向速度函數(shù)圖象如下 圖一 圖二 圖三

圖四分析過程：經(jīng)分析甲乙開始一段時(shí)間切向加速度甲比乙大，切向速度存在上面3種可能，排查只有圖一才合理，假設(shè)圖二成立，從0到末時(shí)刻有s甲>s乙、末時(shí)刻速度大小相同，表示下降同一高度，然后用水平線去截甲乙軌跡如圖四有s甲<s乙與上面相矛盾故假設(shè)不成立，同理圖三也不成立只有圖一成立即D對C錯(cuò)4.（單選）一個(gè)氫原子從基態(tài)躍遷到n=2的激發(fā)態(tài)．該氫原子

A．放出光子，能量增加

B．放出光子，能量減少C．吸收光子，能量增加

D．吸收光子，能量減少參考答案：C5.如圖甲所示，河外星系中兩黑洞A、B的質(zhì)量分別為M1和M2，它們以兩者連線上的某一點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。為研究方便簡化為如圖乙所示的示意圖，黑洞A和黑洞B均可看成球體，天文學(xué)家測得OA>OB，且黑洞A的半徑大于黑洞B的半徑，根據(jù)你所學(xué)的知識，下列說法正確的是A.兩黑洞的質(zhì)量之間的關(guān)系一定時(shí)M1<M2B.黑洞A的第一宇宙速度大于黑洞B的第一宇宙速度C.若兩黑洞間的距離一定，把黑洞A上的物質(zhì)移到黑洞B上，則它們運(yùn)行的周期不變D.人類要把宇航器發(fā)射到黑洞A或B較近的區(qū)域進(jìn)行探索發(fā)射速度只需大于11.2km/s參考答案：AC【詳解】A、兩黑洞繞O點(diǎn)旋轉(zhuǎn)的角速度相等，，L1＞L2可知M1＜M2，故A正確；B、因兩黑洞的半徑關(guān)系未知，則不能判斷兩黑洞的第一宇宙速度的大小關(guān)系，故B錯(cuò)誤；C、根據(jù)，解得，；兩式相加可得GM=ω2L3，即若兩黑洞間的距離L一定，把黑洞A上的物質(zhì)移到黑洞B上，則它們運(yùn)行的角速度不變，周期不變，故C正確；D、人類要把宇航器發(fā)射到黑洞A或B較近的區(qū)域進(jìn)行探索發(fā)射速度只需大于第三宇宙速度，即大于16.7km/s，故D錯(cuò)誤；故選AC.二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.如圖所示是飲水器的自動(dòng)控制電路。左邊是一個(gè)在水溫較低時(shí)對水加熱的容器，內(nèi)有密封絕緣的電熱絲發(fā)熱器和接觸開關(guān)S1。只要有水浸沒S1，它就會(huì)導(dǎo)通；水面低于S1時(shí)，不會(huì)加熱。（1）Rx是一個(gè)熱敏電阻，低溫時(shí)呈現(xiàn)高電阻，右邊P是一個(gè)___________（選填“與”、“或”、“非”）邏輯門，接在0～5V電源之間，圖中J是一個(gè)繼電器，可以控制發(fā)熱器工作與否。Ry是一個(gè)可變電阻，低溫時(shí)Rx應(yīng)_____________（選填“遠(yuǎn)大于”、“遠(yuǎn)小于”）Ry。（2）請闡述飲水機(jī)的自動(dòng)加熱原理：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。參考答案：（1）與；遠(yuǎn)大于。（每空2分）

（2）當(dāng)水溫較低時(shí)，Rx阻值較大，A為高電勢，且有水浸沒S1，B也為高電勢，則QC之間才有高電壓輸出，電磁繼電器有電流通過，將吸動(dòng)S2閉合，發(fā)熱器工作。（表述合理酌情給分）7.一個(gè)同學(xué)在研究小球自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，用頻閃照相連續(xù)記錄下小球的位置如圖所示。已知閃光周期為s，測得x1=7.68cm，x3=12.00cm，用上述數(shù)據(jù)通過計(jì)算可得小球運(yùn)動(dòng)的加速度約為_______m/s2，圖中x2約為________cm。（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）參考答案：9.72,

9.84(填對1個(gè)空3分,2個(gè)空5分)由，可得答案。

8.如圖所示，兩端開口、粗細(xì)均勻的足夠長玻璃管插在大水銀槽中，管的頂部有一定長度的水銀．兩段空氣柱被封閉在左右兩側(cè)的豎直管中．開啟頂部連通左右水銀的閥門，右側(cè)空氣柱長為L0，右側(cè)空氣柱底部水銀面比槽中水銀面高出h，右側(cè)空氣柱頂部水銀面比左側(cè)空氣柱頂部水銀面低h．（i）試根據(jù)上述條件推測左側(cè)空氣柱的長度為

，左側(cè)空氣柱底部水銀面與槽中水銀面的高度差為

：（ii）若初始狀態(tài)溫度為T0，大氣壓強(qiáng)為P0，關(guān)閉閥門A，則當(dāng)溫度升至

時(shí)，右側(cè)氣柱底部水銀面與水銀槽中的水銀面相平？（不考慮水銀柱下降對大水銀槽中液面高度的影響，大氣壓強(qiáng)保持不變）．參考答案：（1）L0，2h；（2）【考點(diǎn)】理想氣體的狀態(tài)方程．【分析】（1）分別以兩部分氣體為研究對象，求出兩部分氣體壓強(qiáng)，然后由幾何關(guān)系求出右管內(nèi)氣柱的長度．（2）以左管內(nèi)氣體為研究對象，列出初末的狀態(tài)，由理想氣體狀態(tài)方程可以求出空氣柱的長度．【解答】解：（1）根據(jù)連通器的原理以及液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)可知，右側(cè)的氣體的壓強(qiáng)：P1=P0﹣h則左側(cè)氣體的壓強(qiáng)：P2=P1﹣h=P0﹣2h所以左側(cè)空氣柱底部水銀面與槽中水銀面的高度差為是2h．左側(cè)空氣柱的長度：L2=L0+h+h﹣2h=L0（2）關(guān)閉閥門A，溫度升高的過程中，右側(cè)的空氣柱的壓強(qiáng)增大，體積增大，由圖可知，右側(cè)氣柱底部水銀面與水銀槽中的水銀面相平時(shí)的空氣柱的長度：L1=L0+h壓強(qiáng)：P1′=P0設(shè)空氣柱的橫截面積是S，由理想氣體的狀態(tài)方程得：得：T1=故答案為：（1）L0，2h；（2）9.電梯內(nèi)的水平地板上，豎直放置一根輕質(zhì)彈簧，彈簧上端固定質(zhì)量為m的物體。當(dāng)電梯沿豎直方向勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧被壓縮了x；當(dāng)電梯接著做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧又被繼續(xù)壓縮了0.1x。重力加速度大小為g。則彈簧的勁度系數(shù)k=________；該電梯做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度方向?yàn)開________，電梯做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小是________。參考答案：mg/x，向下，0.1g（提示：彈簧繼續(xù)被壓縮，說明彈力大于重力，加速度向上，由于是減速運(yùn)動(dòng)，因此速度一定是向下。）10.在測定通電螺線管內(nèi)部磁感應(yīng)強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)中，將磁傳感器探頭從通電螺線管軸線上某位置開始逐漸放入內(nèi)部，記下移動(dòng)距離和對應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度隨移動(dòng)距離變化最快的位置應(yīng)在螺線管的

（選填“中點(diǎn)”或“兩端”）。（2）本實(shí)驗(yàn)中使用的磁傳感器測量值受磁場與傳感器探頭夾角的影響，對比測定螺線管內(nèi)部磁場，已知通電螺線管外磁感線分布如粗實(shí)線所示，測量外部某位置A的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，操作正確的是圖

。參考答案：（1）兩端(2)甲11.下圖為接在50Hz低壓交流電源上的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，在紙帶做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)打出的一條紙帶，圖中所示的是每打5個(gè)點(diǎn)所取的記數(shù)點(diǎn)，但第3個(gè)記數(shù)點(diǎn)沒有畫出。由圖數(shù)據(jù)可求得：（1）該物體的加速度為

m/s2，.com（2）第3個(gè)記數(shù)點(diǎn)與第2個(gè)記數(shù)點(diǎn)的距離約為

cm，（3）打第2個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)該物體的速度為

m/s。參考答案：(1)0.74(2)4.36(3)0.399（1）設(shè)1、2間的位移為x1，2、3間的位移為x2，3、4間的位移為x3，4、5間的位移為x4；因?yàn)橹芷跒門=0.02s，且每打5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)記數(shù)點(diǎn)，所以每兩個(gè)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔T=0.1s；由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論xm-xn=(m-n)at2得：

x4-x1=3at2帶入數(shù)據(jù)得：

（5.84-3.62）×10-2=a×0.12

解得：a=0.74m/s2．

（2）第3個(gè)記數(shù)點(diǎn)與第2個(gè)記數(shù)點(diǎn)的距離即為x2，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論：x2-x1=at2得：

x2=x1+at2帶入數(shù)據(jù)得：

x2=3.62×10-2+0.74×0.12=0.0436m

即為：4.36cm．

（3）由中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間的平均速度可知=0.399m/s.12.土星周圍有美麗壯觀的“光環(huán)”,組成環(huán)的顆粒是大小不等、線度從1μm到10m的巖石、塵埃,類似于衛(wèi)星,它們與土星中心的距離從7.3×104

km延伸到1.4×105km.已知環(huán)的外緣顆粒繞土星做圓周運(yùn)動(dòng)的周期約為14h,引力常量為6.67×10-11N·m2/kg2,則土星的質(zhì)量約為

。（估算時(shí)不考慮環(huán)中顆粒間的相互作用）參考答案：13.如圖，滑塊從h＝0.2m高處的a點(diǎn)經(jīng)光滑圓弧軌道ab，滑入水平軌道bc，最終恰好停在c點(diǎn)，如果滑塊在bc勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t＝3s。則滑塊經(jīng)過b點(diǎn)的速度大小為______m/s，bc間距離為_______m。參考答案：

(1).2

(2).3由a到b由機(jī)械能守恒定律：解得：bc間的距離：三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.一個(gè)電壓表V0，量程3V，內(nèi)阻約為1kΩ．為進(jìn)一步測量V0的內(nèi)阻，有甲、乙兩個(gè)電路可選擇．備選器材有：

電流表A1，量程3mA；

電流表A2，量程0.6A；

電壓表V，量程3V，內(nèi)阻Rv＝1.2kΩ；

滑動(dòng)變阻器R，0～3000Ω；

電源E，6V電池組，內(nèi)阻不計(jì)．

（1）若選用甲電路，電流表應(yīng)選用

▲，若V0和選用電流表示數(shù)分別為U0和I，則測得電壓表的內(nèi)阻R0＝

▲．

（2）若選用乙電路，若V0和V示數(shù)分別為U0和U，則測得電壓表的內(nèi)阻R0＝

▲（用U0、U、RV等字母表示）．參考答案：

A1

，，15.某學(xué)習(xí)小組為了測小電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻，進(jìn)行了如下的實(shí)驗(yàn)：①測得滑塊的質(zhì)量為5.0kg；②將滑塊、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶安裝在水平桌面上，如圖甲所示；③接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（其打點(diǎn)周期為0.02s）；④電動(dòng)機(jī)以額定功率通過水平細(xì)繩牽引滑塊運(yùn)動(dòng)，達(dá)到最大速度時(shí)，輸入電動(dòng)機(jī)電流為0.5A，電動(dòng)機(jī)兩端電壓為36V，一段時(shí)間后關(guān)閉電源并立即制動(dòng)電動(dòng)機(jī)，待滑塊靜止時(shí)再關(guān)閉打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（設(shè)小車在整個(gè)過程中所受的阻力恒定）。在關(guān)閉電源前后，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的部分點(diǎn)跡如圖乙所示。請你分析紙帶的數(shù)據(jù)，回答下列問題：（計(jì)算結(jié)果保留二位有效數(shù)字）①、該滑塊達(dá)到的最大速度為_________________m/s；②、關(guān)閉電源后，滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度大小為_______________m/s2;③、該電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為____________Ω。參考答案：①、1.5m/s（2分）

②、2.0m/s2（3分）

③、12Ω四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，玻璃棱鏡ABCD可以看成是由ADE、ABE、BCD三個(gè)直角三棱鏡組成。一束頻率5.3×1014Hz的單色細(xì)光束從AD面入射，在棱鏡中的折射光線如圖中ab所示，ab與AD面的夾角。已知光在真空中的速度c=3×108m/s，玻璃的折射率n=1.5，求：

（1）這束入射光線的入射角多大？

（2）光在棱鏡中的波長是多大？參考答案：（1）設(shè)光在AD面的入射角、折射角分別為，根據(jù)得，得（2）根據(jù)，得根據(jù)，得17.如圖，箱子A連同固定在箱子底部的豎直桿的總質(zhì)量為M＝10kg。箱子內(nèi)部高度H＝3.75m，桿長h＝2.5m，另有一質(zhì)量為m＝2kg的小鐵環(huán)B套在桿上，從桿的底部以v0＝10m/s的初速度開始向上運(yùn)動(dòng)，鐵環(huán)B剛好能到達(dá)箱頂，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2。求：(1)在鐵環(huán)沿著桿向上滑的過程中，所受到的摩擦力大小為多少；(2)在給定的坐標(biāo)中，畫出鐵環(huán)從箱底開始上升到第一次返回到箱底的過程中箱子對地面的壓力隨時(shí)間變化的圖象（寫出簡要推算步驟）；(3)若鐵環(huán)與箱底每次碰撞都沒有能量損失，求小環(huán)從開始運(yùn)動(dòng)到最終停止在箱底，所走過的總路程是多少。參考答案：

（2）第一次到達(dá)桿頂用時(shí)t1，速度為v1，第一次離開桿頂?shù)椒祷貤U頂用時(shí)t2，第一次滑到桿底速度為v2，在桿上滑下用時(shí)t3v1＝＝5m/st1＝＝st2