廣東省廣州市第三十一中學(xué)高三物理期末試卷含解析

廣東省廣州市第三十一中學(xué)高三物理期末試卷含解析一、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.如圖所示，空間存在兩個(gè)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向相反且垂直紙面，MN、PQ為其邊界，OO′為其對(duì)稱軸．一導(dǎo)線折成邊長(zhǎng)為l的正方形閉合回路abcd，回路在紙面內(nèi)以恒定速度v0向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到關(guān)于OO′對(duì)稱的位置時(shí)(

)A．穿過(guò)回路的磁通量為零B．回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為2Blv0C．回路中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较駾．回路中ab邊與cd邊所受安培力方向相同參考答案：ABD2.2011年11月9日，中國(guó)首個(gè)火星探測(cè)器“螢火一號(hào)”搭載俄羅斯“福布斯-土壤”探測(cè)器發(fā)射升空，遺憾的是，探測(cè)器進(jìn)入地球軌道后沒(méi)能按計(jì)劃實(shí)施變軌，明年1月份探測(cè)器可能墜落地球。原計(jì)劃“福布斯-土壤”探測(cè)器是從火星的衛(wèi)星“火衛(wèi)一”上采集土壤樣本后返回地球。火衛(wèi)一位于火星赤道正上方，軌道半徑9450km，周期2.75×104s。若其軌道視為圓軌道，引力常量為G，由以上信息可以確定（

）A．火衛(wèi)一的質(zhì)量

B．火星的質(zhì)量C．火衛(wèi)一的繞行速度D．火衛(wèi)一的向心加速度參考答案：．BCD解析：萬(wàn)有引力定律和牛頓第二定律得，，“火衛(wèi)一”的軌道半徑r和運(yùn)行周期T均為已知量，故火星的質(zhì)量可以確定，B選項(xiàng)正確；再由可知，火衛(wèi)一的繞行速度v可以確定，C選項(xiàng)正確；由可知，火衛(wèi)一的向心加速度可以確定，D選項(xiàng)正確；由于各等式兩邊均有火衛(wèi)一的質(zhì)量m，故火衛(wèi)一的質(zhì)量不能確定。3.某光源發(fā)出的光由不同波長(zhǎng)的光組成，不同波長(zhǎng)的光的強(qiáng)度如圖所示，表中給出了一些材料的極限波長(zhǎng)，用該光源發(fā)出的光照射表中材料A．僅鈉能產(chǎn)生光電子

B．僅鈉、銅能產(chǎn)生光電子C．僅銅、鉑能產(chǎn)生光電子

D．都能產(chǎn)生光電子參考答案：D4.如圖所示，水平固定半球形的碗的球心為O點(diǎn)，最低點(diǎn)為B點(diǎn)。在碗的邊緣向著球心以速度v0水平拋出一個(gè)小球，拋出點(diǎn)及O、B點(diǎn)在同一個(gè)豎直面內(nèi)，下列說(shuō)法正確的是A．v0大小適當(dāng)時(shí)小球可以垂直打在B點(diǎn)左側(cè)內(nèi)壁上

B．v0大小適當(dāng)時(shí)小球可以垂直打在B點(diǎn) C．v0大小適當(dāng)時(shí)小球可以垂直打在B點(diǎn)右側(cè)內(nèi)壁上

D．小球不能垂直打在碗內(nèi)任何一個(gè)位置參考答案：D5.來(lái)自中國(guó)航天科技集團(tuán)公司的消息稱，中國(guó)自主研發(fā)的“北斗”二號(hào)衛(wèi)星系統(tǒng)今年起進(jìn)入組網(wǎng)高峰期，預(yù)計(jì)在2015年形成覆蓋全球的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。此系統(tǒng)由中軌道、高軌道和同步軌道衛(wèi)星等組成。現(xiàn)在正在服役的“北斗”一號(hào)衛(wèi)星定位系統(tǒng)的三顆衛(wèi)星都定位在距地面36000km的地球同步軌道上。目前我國(guó)的各種導(dǎo)航定位設(shè)備都要靠美國(guó)的GPS系統(tǒng)提供服務(wù)，而美國(guó)的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS由24顆衛(wèi)星組成，這些衛(wèi)星距地面的高度均為20000km。則下列說(shuō)法中正確的是A．“北斗”一號(hào)系統(tǒng)中的三顆衛(wèi)星的動(dòng)能必須相等B．所有GPS的衛(wèi)星比“北斗”一號(hào)的衛(wèi)星線速度大C．“北斗”二號(hào)中的每顆衛(wèi)星一定比“北斗”一號(hào)中的每顆衛(wèi)星高D．“北斗”二號(hào)中的中軌道衛(wèi)星的加速度一定大于高軌道衛(wèi)星的加速度參考答案：BD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.有一列簡(jiǎn)諧橫波在彈性介質(zhì)中沿x軸正方向以速率v=10m/s傳播，某時(shí)刻的波形如圖所示，把此時(shí)刻作為零時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)方程為y=

m.參考答案：由題圖讀出波長(zhǎng)和振幅，由波速公式求出頻率，由得出角速度，由于質(zhì)點(diǎn)A開(kāi)始時(shí)刻向下振動(dòng)，故將相關(guān)數(shù)據(jù)代入可得答案．7.2004年7月25日，中國(guó)用長(zhǎng)征運(yùn)載火箭成功地發(fā)射了“探測(cè)2號(hào)”衛(wèi)星．右圖是某監(jiān)測(cè)系統(tǒng)每隔2.5s拍攝的關(guān)于起始勻加速階段火箭的一組照片．(1)已知火箭的長(zhǎng)度為40m，用刻度尺測(cè)量照片上的長(zhǎng)度，結(jié)果如圖所示．則火箭在照片中第2個(gè)像所對(duì)應(yīng)時(shí)刻的瞬時(shí)速度大小v=____________m／s．(2)為探究物體做直線運(yùn)動(dòng)過(guò)程x隨t變化的規(guī)律，某實(shí)驗(yàn)小組經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)和計(jì)算得到下表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：根據(jù)表格數(shù)據(jù)，請(qǐng)你在下圖所示的坐標(biāo)系中，用縱、橫軸分別選擇合適的物理量和標(biāo)度作出關(guān)系圖線．并根據(jù)圖線分析得出物體從AB的過(guò)程中x隨t變化的定量關(guān)系式：________________________．參考答案：(1)42m/s(2)圖略（4分）8.（6分）若加在某導(dǎo)體兩端的電壓變?yōu)樵瓉?lái)的時(shí)，導(dǎo)體中的電流減小了0.4A.如果所加電壓變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則導(dǎo)體中的電流為_(kāi)_________A。參考答案：2.09.在如圖所示的光電效應(yīng)現(xiàn)象中，光電管陰極K的極限頻率為v0，則陰極材料的逸出功等于_________；現(xiàn)用頻率大于v0的光照射在陰極上，若在A、K之間加一數(shù)值為U的反向電壓時(shí)，光電流恰好為零，則光電子的最大初動(dòng)能為_(kāi)________；若入射光頻率為v（v>v0），則光電子的最大初動(dòng)能為_(kāi)________。參考答案：（1）hv0；eU；hv-hv010.某光電管的陰極K用截止頻率為ν0的金屬鈉制成，光電管陽(yáng)極A和陰極K之間的正向電壓為U，普朗克常量為h，電子的電荷量為e．用頻率為ν的紫外線照射陰極，有光電子逸出，光電子到達(dá)陽(yáng)極的最大動(dòng)能是

；若在光電管陽(yáng)極A和陰極K之間加反向電壓，要使光電子都不能到達(dá)陽(yáng)極，反向電壓至少為

．參考答案：11.有一個(gè)電壓表V，其內(nèi)阻為30kΩ、量程約25V～35V，共有30個(gè)均勻小格，但刻度已經(jīng)模糊。為了測(cè)量其量程并重新刻度，現(xiàn)有下列器材供選用：

標(biāo)準(zhǔn)電壓表V1：量程3V，內(nèi)阻為3kΩ標(biāo)準(zhǔn)電壓表V2:量程12V，內(nèi)阻為3kΩ電流表A:量程0～3A，內(nèi)阻未知滑動(dòng)變阻器R:總阻值1kΩ穩(wěn)壓電源E:30V，內(nèi)阻不能忽略開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干(1)根據(jù)上述器材，小明同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路圖。你認(rèn)為此電路設(shè)計(jì)是否可行？請(qǐng)簡(jiǎn)述理由：________________。(2)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)合理的電路圖，畫(huà)在答題卡的方框內(nèi)，將所選用的器材用相應(yīng)的符號(hào)表示（要求V表指針的偏轉(zhuǎn)過(guò)半，并能測(cè)量多組數(shù)據(jù)）_________。(3)若某次測(cè)量時(shí)V表指針?biāo)父駭?shù)為N，寫(xiě)出計(jì)算量程的表達(dá)式Ug=______；式中字母的意義是_______。參考答案：

(1).電流表A的量程太大，而電壓表與其串聯(lián)時(shí)實(shí)際流過(guò)的電流太小，即電流表的指針偏轉(zhuǎn)不明顯；

(2).如圖所示；

(3).300U1/N

(4).其中N為V表指針?biāo)父駭?shù)，U1為V1表讀數(shù)【詳解】（1）用此電路，電流表A的量程太大，而電壓表與其串聯(lián)時(shí)實(shí)際流過(guò)的電流太小，即電流表的指針偏轉(zhuǎn)不明顯，則此電路不可行；（2）待測(cè)電壓表V的最大電流與標(biāo)準(zhǔn)電壓表V1的最大電流接近相同，可用待測(cè)電壓表V與標(biāo)準(zhǔn)電壓表V1串聯(lián)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；電路如圖；（3）待測(cè)電壓表V的內(nèi)阻是標(biāo)準(zhǔn)電壓表V1內(nèi)阻的10倍，則待測(cè)電壓表V兩端的電壓是標(biāo)準(zhǔn)電壓表V1電壓的10倍，則當(dāng)V1讀數(shù)為U1時(shí)，待測(cè)電壓表兩端電壓為10U1，則量程為：；其中N為V表指針?biāo)父駭?shù)，U1為V1表讀數(shù)。12.現(xiàn)要驗(yàn)證“當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的加速度與它所受的合外力成正比”這一物理規(guī)律。給定的器材如下：一傾角可以調(diào)節(jié)的長(zhǎng)斜面(如圖)、小車、計(jì)時(shí)器一個(gè)、米尺。(1)填入適當(dāng)?shù)墓交蛭淖?，完善以下?shí)驗(yàn)步驟(不考慮摩擦力的影響)

①讓小車自斜面上方一固定點(diǎn)Al從靜止開(kāi)始下滑至斜面底端A2，記下所用的時(shí)間t。

②用米尺測(cè)量Al與A2之間的距離s．則小車的加速度a=

。

③用米尺測(cè)量A1相對(duì)于A2的高度h。所受重力為mg，則小車所受的合外力F=

。

④改變

，重復(fù)上述測(cè)量。

⑤以h為橫坐標(biāo)，1/t2為緞坐標(biāo)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作圖。如能得到一條過(guò)原點(diǎn)的直線，則可以驗(yàn)證“當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的加速度與它所受的合外力成正比”這一規(guī)律。(2)在探究如何消除上述實(shí)驗(yàn)中摩擦阻力影響的過(guò)程中，某同學(xué)設(shè)計(jì)的方案是：

①調(diào)節(jié)斜面傾角，使小車在斜面上勻速下滑。測(cè)量此時(shí)A1相對(duì)于斜面底端A2的高度h0。

②進(jìn)行(1)中的各項(xiàng)測(cè)量。

③計(jì)算與作圖時(shí)用（h-h0）代替h。

對(duì)此方案有以下幾種評(píng)論意見(jiàn)：

A、方案正確可行。

B、方案的理論依據(jù)正確，但利用所給的器材無(wú)法確定小車在斜面上是否做勻速運(yùn)動(dòng)。

C、方案的理論依據(jù)有問(wèn)題，小車所受摩擦力與斜面傾向有關(guān)。

其中合理的意見(jiàn)是

。參考答案：13.如圖，真空中有兩根絕緣細(xì)棒，處于豎直平面內(nèi)，棒與豎直方向夾角為α，棒上各穿一個(gè)質(zhì)量為m的小球，球可沿棒無(wú)摩擦的下滑，兩球都帶+Q的電量，現(xiàn)讓兩小球從同一高度由靜止開(kāi)始下滑，當(dāng)兩球相距為

時(shí)速度最大。參考答案：

三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（09年大連24中質(zhì)檢）（選修3—3）（5分）在圖所示的氣缸中封閉著溫度為100℃的理想氣體．一重物用繩索經(jīng)滑輪與缸中活塞相連接．重物和活塞均處于平衡狀態(tài)，這時(shí)活塞離缸底的高度為20cm．如果缸內(nèi)氣體變?yōu)?℃，問(wèn)：

①重物是上升還是下降？說(shuō)明理由。②這時(shí)重物將從原處移動(dòng)多少厘米？（設(shè)活塞與氣缸壁問(wèn)無(wú)摩擦）（結(jié)果保留一位小數(shù)）參考答案：

解析：

①缸內(nèi)氣體溫度降低，壓強(qiáng)減小，故活塞下移，重物上升。（2分）

②分析可知缸內(nèi)氣體作等壓變化，設(shè)活塞截面積為S㎝2，氣體初態(tài)體積V1=20S㎝3，溫度T1=373K，末態(tài)溫度T2=273K，體積設(shè)為V2=hS㎝3（h為活塞到缸底的距離）

據(jù)

（1分）

可得h=14.6㎝

則重物上升高度

（1分）15.“體育彩票中獎(jiǎng)概率為，說(shuō)明每買1000張?bào)w育彩票一定有一張中獎(jiǎng)”，這種說(shuō)法對(duì)嗎？參考答案：四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，有一剛性細(xì)桿傾斜放置，與水平方向成夾角θ=37°，其上套有一底端被固定且勁度系數(shù)為k=120N/m的輕彈簧，彈簧與桿間無(wú)摩擦。一質(zhì)量為m＝1kg的小球套在此桿上，從P點(diǎn)由靜止開(kāi)始滑下，已知小球與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5，P點(diǎn)與彈簧自由端Q間的距離為L(zhǎng)＝1m。不計(jì)小球與彈簧作用時(shí)的機(jī)械能損失，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，其彈性勢(shì)能與其形變量x的關(guān)系為。求：（1）小球從開(kāi)始下滑到與彈簧自由端相碰所經(jīng)歷的時(shí)間t；（2）小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中達(dá)到的最大速度υm； （3）若使小球在P點(diǎn)以初速度υ0下滑后又恰好回到P點(diǎn)，則υ0需多大.（結(jié)果可用根式表示。sin37°=0.6，cos37°=0.8。g=10m/s2）參考答案：（1）（4分）

（2）（5分）當(dāng)小球從P點(diǎn)無(wú)初速滑下時(shí)，彈簧被壓縮至x處有最大速度vm。有：

解得：代入數(shù)據(jù)得：

解得：

（3）（6分）設(shè)小球從P點(diǎn)壓縮彈簧至最低點(diǎn)，彈簧的壓縮量為x1,由動(dòng)能定理從最低點(diǎn)經(jīng)過(guò)彈簧原長(zhǎng)Q點(diǎn)回到P點(diǎn)的速度為0，則有

分步得出結(jié)論同樣給分17.已知潛水員在岸上和海底吸入空氣的密度分別為1.3kg/m3和2.1kg/m3，空氣的摩爾質(zhì)量為0.029kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.02×1023mol－1。若潛水員呼吸一次吸入2L空氣，試估算潛水員在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空氣的分子數(shù)。(結(jié)果保留1位有效數(shù)字)參考答案：(1)ACBD

(2)D

(3)θ為n個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的圓心角，T為時(shí)間間隔18.如圖所示，區(qū)域Ⅰ、Ⅲ內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，區(qū)域Ⅲ內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，寬為1.5d，區(qū)域Ⅰ中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1未知，區(qū)域Ⅱ時(shí)無(wú)場(chǎng)區(qū)，寬為d．一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為q的帶正電粒子從磁場(chǎng)邊界上的A點(diǎn)與邊界成θ=60°角垂直射入?yún)^(qū)域Ⅰ的磁場(chǎng)，粒子恰好不從區(qū)域Ⅲ的右邊界穿出且剛好能回到A點(diǎn)，粒子重力不計(jì)，求：（1）區(qū)域Ⅰ中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)BⅠ；（2）區(qū)域Ⅰ磁場(chǎng)的最小寬度L；（3）粒子從離開(kāi)A點(diǎn)到第一次回到A點(diǎn)的時(shí)間t．參考答案：解：（1）由題意知粒子的運(yùn)行軌跡如圖所示，設(shè)在區(qū)域Ⅰ、Ⅲ中粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑分別為r、R，由圖知：R+Rcosθ=1.5d，聯(lián)立得：R=d，由洛倫茲力提供向心力有：，同理區(qū)域Ⅰ中有：聯(lián)立解得：（2）由（1）及圖知區(qū)域Ⅰ磁場(chǎng)的最小寬度為：（3）在區(qū)域Ⅰ中有