山西省忻州市朝陽中學高三物理下學期期末試題含解析

山西省忻州市朝陽中學高三物理下學期期末試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.（多選）宇航員在探測某星球時有如下發(fā)現(xiàn)：（1）該星球帶負電，而且?guī)щ娋鶆?；?）該星球表面沒有大氣；（3）在一次實驗中，宇航員將一個帶電小球（小球的帶電量遠小于星球的帶電量）置于離星球表面某一高度處無初速釋放，帶電小球恰好能處于懸浮狀態(tài)。如果選距星球表面無窮遠處為電勢零點，則根據(jù)以上信息可以推斷(

AD

)A．小球一定帶負電 B．小球的電勢能一定小于零C．只改變小球的電荷量，從原高度無初速釋放后，小球仍將處于懸浮狀態(tài)D．只改變小球離星球表面的高度，無初速釋放后，小球仍將處于懸浮狀態(tài)參考答案：AD解析：小球受萬有引力和庫侖力平衡，小球帶負電，A正確；萬有引力和庫侖力都與距離的平方成反比，所以改變釋放高度，小球仍處于懸浮狀態(tài)，D正確。2.發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后經(jīng)點火，使其沿橢圓軌道2運行，最后再次點火，將衛(wèi)星送入同步軌道3。軌道1、2相切于Q點，軌道2、3相切于P點，如右圖。關于這顆衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運行時，以下說法正確的是（

）A．衛(wèi)星在三個軌道運動的周期關系是：T1<T3<T2B．衛(wèi)星在軌道3上的角速度小于在軌道1上的角速度C．衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點時的動能小于它在軌道2上經(jīng)過Q點時的動能D．衛(wèi)星在軌道2上運動時的機械能可能等于它在軌道3上運動時的機械能參考答案：BD3.(多選)如圖所示，一名消防隊員在模擬演習訓練中，沿著長為12m的豎立在地面上的鋼管往下滑。已知這名消防隊員的質(zhì)量為60kg，他從鋼管頂端由靜止開始先勻加速再勻減速下滑，滑到地面時速度恰好為零。如果他加速時的加速度大小是減速時的2倍，下滑的總時間為3s，g取10m/s2，那么()A．該消防隊員加速與減速過程的時間之比為1∶2B．該消防隊員加速與減速過程的時間之比為2∶1C．加速與減速過程中所受摩擦力大小之比為1∶7D．加速與減速過程中所受摩擦力大小之比為2∶7參考答案：AC4.在如圖所示的電路中，E為電源電動勢，r為電源內(nèi)阻，R1和R3均為定值電阻，R2為滑動變阻器。當R2的滑動觸點在a端時合上開關S，此時三個電表A1、A2和V的示數(shù)分別為I1、I2和U?，F(xiàn)將R2的滑動觸點向b端移動，在移動過程中三個電表示數(shù)的變化情況是（

）A．I1增大，I2不變，U增大B．I1減小，I2增大，U減小C．I1增大，I2減小，U增大D．I1減小，I2不變，U減小參考答案：B5.一輕桿下端固定一質(zhì)量為m的小球，上端連在光滑水平軸上，輕桿可繞水平軸在豎直平面內(nèi)運動（不計空氣阻力），如圖所示。當小球在最低點時給它一個水平初速度v0，小球剛好能做完整的圓周運動。若小球在最低點的初速度從v0逐漸增大，則下列判斷正確的是（

）A.小球能做完整的圓周運動，經(jīng)過最高點的最小速度為B.小球在最高點對輕桿的作用力先減小后增大C.小球在最低點對輕桿的作用力先增大后減小D.小球在運動過程中所受合外力的方向始終指向圓心參考答案：B

二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.

已知一顆人造衛(wèi)星在某行星表面上空做勻速圓周運動，經(jīng)時間t，衛(wèi)星的行程為s，它與行星中心的連線掃過的角度為θ（ｒａｄ），那么，衛(wèi)星的環(huán)繞周期為

，該行星的質(zhì)量為

。（設萬有引力恒量為G）參考答案：7.（填空）一艘宇宙飛船飛近某一新發(fā)現(xiàn)的行星，并進入靠近該行星表面的圓形軌道繞行數(shù)圈后，著陸在該行星上，飛船上備有以下實驗器材A.精確秒表一只

B.已知質(zhì)量為m的物體一個

C.彈簧秤一個

D.天平一臺（附砝碼）已知宇航員在繞行時及著陸后各做了一次測量，依據(jù)測量數(shù)據(jù)，可求出該星球的半徑R及星球的質(zhì)量M。（已知引力常量為G）（1）兩次測量所選用的器材分別為________，________。（用序號表示）（2）兩次測量的物理量分別是________，________。（物理量后面注明字母，字母不能重復。）（3）用該數(shù)據(jù)寫出半徑R，質(zhì)量M的表達式。R＝________，M＝________。參考答案：（1）A；BC

（2）周期T；物體重力F （3）；8.已知地球和月球的質(zhì)量分別為M和m，半徑分別為R和r。在地球上和月球上周期相等的單擺擺長之比為________，擺長相等的單擺在地球上和月球上周期之比為________。參考答案：Mr2：mR2；。9.如圖所示，在光滑水平面上，一絕緣細桿長為，兩端各固定著一個帶電小球，處于水平方向、場強為E的勻強電場中，兩小球帶電量分別為＋q和－q，輕桿可繞中點O自由轉(zhuǎn)動。在輕桿與電場線夾角為α時，忽略兩電荷間的相互作用，兩電荷受到的電場力對O點的力矩大小為___________，兩電荷具有的電勢能為___________。參考答案：10.有關熱輻射和光的本性，請完成下列填空題：黑體輻射的規(guī)律不能用經(jīng)典電磁學理論來解釋，1900年德國物理學家普朗克認為能量是由一份一份不可分割最小能量值組成，每一份稱為_________。1905年愛因斯坦從此得到啟發(fā)，提出了光子的觀點，認為光子是組成光的最小能量單位，光子的能量表達式為_________，并成功解釋了__________________現(xiàn)象中有關極限頻率、最大初動能等規(guī)律，寫出了著名的__________________方程，并因此獲得諾貝爾物理學獎。參考答案：能量子；；光電效應；光電效應方程（或）11.如圖所示，兩個完全相同的圓弧軌道分別固定在豎直板上的不同高度處，軌道的末端水平，在它們相同位置上各安裝一個電磁鐵，兩個電磁鐵由同一個開關控制，通電后，兩電磁鐵分別吸住相同小鐵球A、B，斷開開關，兩個小球同時開始運動。離開圓弧軌道后，A球做平拋運動，B球進入一個光滑的水平軌道，則：（1）B球進入水平軌道后將做________________運動；改變A軌道的高度，多次重復上述實驗過程，總能觀察到A球正好砸在B球上，由此現(xiàn)象可以得出的結論是：________________________________________________。（2）若某次兩個小球相碰的位置恰在水平軌道上的P點處，固定在豎直板上的方格紙的正方形小格邊長均為5cm，則可算出A鐵球剛達P點的速度為________m/s。（g取10m/s2，結果保留兩位小數(shù)）參考答案：（1）勻速直線，A球的水平分運動是勻速直線運動（2）3.3512.如圖，豎直放置的輕彈簧，下端固定，上端與質(zhì)量為kg的物塊B相連接．另一個質(zhì)量為kg的物塊A放在B上．先向下壓A，然后釋放，A、B共同向上運動一段后將分離，分離后A又上升了m到達最高點，此時B的速度方向向下，且彈簧恰好為原長．則從A、B分離到A上升到最高點的過程中，彈簧彈力對B做的功為J，彈簧回到原長時B的速度大小為

m/s.（m/s2）

參考答案：0,

213.某實驗小組利用如圖甲所示的裝置驗證牛頓第二定律。他們將拉力傳感器一端與細繩相連，另一端固定在小車上，用拉力傳感器及數(shù)據(jù)采集器記錄小車受到的拉力F的大??；小車后面的打點計時器，通過拴在小車上的紙帶，可測量小車勻加速運動的速度與加速度。圖乙中的紙帶上A、B、C為三個計數(shù)點，每兩個計數(shù)點間還有打點計時器所打的4個點未畫出，打點計時器使用的是50Hz交流電源。①由圖乙，AB兩點間的距離為S1=3.27cm，AC兩點間的距離為S2=

cm，小車此次運動經(jīng)B點時的速度

m/s，小車的加速度a=

m/s2；（保留三位有效數(shù)字）

②要驗證牛頓第二定律，除了前面提及的器材及已測出的物理量外，實驗中還要使用

來測量出

；

③由于小車受阻力f的作用，為了盡量減小實驗的誤差，需盡可能降低小車所受阻力f的影響，以下采取的措施中必要的是

A、適當墊高長木板無滑輪的一端，使未掛鉤碼的小車被輕推后恰能拖著紙帶勻速下滑B、應使鉤碼總質(zhì)量m遠小于小車（加上傳感器）的總質(zhì)量MC、定滑輪的輪軸要盡量光滑參考答案：①8.00；0.400；1.46

。

②天平，小車總質(zhì)量（或小車質(zhì)量）③A。三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（6分）伽利略在物理學研究方面把實驗和邏輯推理（包括數(shù)學推演）和諧地結合起來，有力地推進了人類科學認識的發(fā)展，標志著物理學的真正開端。（1）伽利略在研究自由落體運動的性質(zhì)中發(fā)現(xiàn)：如果v與x成正比，將會推導出十分復雜的結論。他猜想v與t成正比，但由于當時技術不夠發(fā)達，無法直接測定瞬時速度，所以無法直接檢驗其是否正確。于是他想到了用便于測量的位移x與t的關系來進行檢驗：如果v＝kt成立，則x與t的關系應是x=

（用k和t表示）。（2）伽利略在研究運動和力的關系時，發(fā)明了用實驗來研究物理問題的方法，而且還為物理學引入了理想實驗的研究方法。①下面關于理想實驗的敘述中正確的是 A．理想實驗是虛幻的，所以引入它沒有現(xiàn)實意義B．理想實驗是沒有實驗基礎的C．理想實驗是建立在可靠事實基礎上的，對發(fā)現(xiàn)新的科學規(guī)律有著不可替代的作用②以下給出了伽利略理想斜面實驗的有關程序a．減小第二個斜面的傾角，小球在斜面上仍然要達到原來的高度b．取兩個對接的斜面，讓靜止的小球沿一個斜面滾下，小球?qū)L上另一個斜面c．如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙结尫艜r的高度d．繼續(xù)減小第二個斜面的傾角，最后使它成水平面，小球沿水平方向做持續(xù)的勻速運動按程序的先后排列應為

參考答案：（1）；（2）①C，②bcad15.利用下列器材設計實驗研究三力平衡的規(guī)律：器材：三根完全相同的輕質(zhì)彈簧(每根彈簧的兩端均接有適當長度的細繩套)，幾個小重物，一把刻度尺，一塊三角板，一枝鉛筆，一張白紙，幾枚釘子．(1)按下列步驟進行實驗，請在橫線上將步驟補充完整：①用兩枚釘子將白紙(白紙的上邊沿被折疊幾次)釘在豎直墻壁上，將兩

根彈簧一端的細繩套分別掛在兩枚釘子上，另一端的細繩套與第三根彈簧一端的細繩套連接．待裝置靜止后，用刻度尺測出第三根彈簧兩端之間的長度，記為L0；②在第三根彈簧的另一個細繩套下面掛一個重物，待裝置靜止后，用鉛筆在白紙上記下結點的位置O和三根彈簧的方向．用刻度尺測出第一、二、三根彈簧的長度L1、L2、L3，則三根彈簧對結點O的拉力之比為______

__；③取下器材，將白紙平放在桌面上．用鉛筆和刻度尺從O點沿著三根彈簧的方向畫直線，按照一定的標度作出三根彈簧對結點O的拉力F1、F2、F3的圖示．用平行四邊形定則求出F1、F2的合力F.④測量發(fā)現(xiàn)F與F3在同一直線上，大小接近相等，則實驗結論為：____

____；(2)若釘子位置固定，利用上述器材，改變條件再次驗證，可采用的辦法是___

_____；(3)分析本實驗的誤差來源，寫出其中兩點：________

______________；.參考答案：(1)②(L1－L0)∶(L2－L0)∶(L3－L0)④在實驗誤差范圍內(nèi)，結點O受三個力的作用處于靜止狀態(tài)，合力為零(2)換不同重量的小重物(3)未考慮彈簧自身的重量；記錄O、L0、L1、L2、L3及彈簧的方向時產(chǎn)生誤差(或白紙未被完全固定等)

四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（10分）如圖所示，實線為t1=0時刻的圖象，虛線為t2=0.1s時刻的波形，周期T＞0.1s求：（1）若波的傳播方向為+x方向，波速多大；（2）若波的傳播方向為﹣x方向，波速多大；（3）若波速為450m/s，波沿什么方向傳播．參考答案：見解析解：（1）由圖線可直接讀出波長λ=20m．若波沿+x方向傳播，得，周期T為：，（n=0，1，2，…）由題

T＞0.1s，則n=0所以波速為：（2）當波向﹣x傳播時，t=，（n=0，1，2，…），由題T＞0.1s，則n=0所以波速為：（3）波傳播的距離X=vt=450×0.1=45m=2λ+，波沿+x方向傳播．答：（1）若波的傳播方向為+x方向，波速為50m/s；

（2）若波的傳播方向為﹣x方向，波速為150m/s；

（3）若波速為450m/s，波沿+x方向傳播．17.在xOy平面內(nèi)，第Ⅲ象限內(nèi)的直線OM是電場與磁場的邊界，0M與x軸負方向成45°角。在x＜0且OM的左側空間存在著x軸負方向的勻強電場，場強E大小為50N/C；在y＜0且OM的右側空間存在著垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度B=0.2T。如圖所示。一不計重力的帶負電的微粒，從坐標原點O沿y軸負方向以v0=4×103m/s的初速度進入磁場，已知微粒的電荷量q=-4×10-18C，質(zhì)量m=1×10-24kg，求：

（1）帶電微粒第一次經(jīng)過電、磁場邊界OM的坐標；（2）帶電微粒離開電、磁場時的位置的坐標；（3）帶電微粒在電、磁場區(qū)域運動的總時間。

參考答案：見解析解：(1)第一次經(jīng)過磁場邊界上的A點，由洛倫茲力公式和牛頓第二定律得：qv0B＝m

解得：r＝＝5×10－3m

（2分）A點位置坐標為(－5×10－3m，－5×10－3m)

（2分）經(jīng)過磁場邊界時速度方向與OM夾角為450；與電場平行。

（1分）(2)微粒從C點沿y軸正方向進入電場，做類平拋運動a＝，解得：a＝2.0×108m/s2

（1分）Δx＝at＝2r

解得：t1＝1×10－5s

（2分）Δy＝v0t1

代入數(shù)據(jù)解得Δy＝0.04m

（1分)y＝Δy－2r＝(0.04－2×5×10－3)m＝3.0×10－2m

（2分）離開電、磁場時的位置D的坐標為(0,3.0×10－2m)

（1分）(3)帶電微粒在磁場中運動的周期T＝在磁場中運動的時間t2＝tOA＋tAC＝T＋T代入數(shù)據(jù)解得：t2＝T＝s

（2分）帶電微粒第一次進入電場中做直線運動的時間t3＝2＝4.0×10－5s

（2分）帶電微粒在