河南省開封市外國語中學高三物理上學期期末試卷含解析

河南省開封市外國語中學高三物理上學期期末試卷含解析一、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.如圖所示，半徑為R的環(huán)形塑料管豎直放置，AB為該環(huán)的水平直徑，且管的內(nèi)徑遠小于環(huán)的半徑，環(huán)的AB及其以下部分處于水平向左的勻強電場中，管的內(nèi)壁光滑?，F(xiàn)將一質(zhì)量為m，帶電量為＋q的小球從管中A點由靜止釋放，已知qE＝mg，以下說法正確的是（

）A．小球從釋放到第一次達B點的過程中，在D點時速度最大，B點時速度為零，并在BDA間往復運動B．小球釋放后，第一次達到最高點C時對管壁無壓力C．小球釋放后，第一次和第二次經(jīng)過最高點C時對管壁的壓力之比為1:5D．小球釋放后，第一次經(jīng)過最低點D和最高點C時對管壁的壓力之比為5:1參考答案：CD2.如圖所示，在豎直放置的穹形光滑支架上，一根不可伸長的輕繩通過輕質(zhì)滑輪懸掛一重物G．現(xiàn)將輕繩的一端固定于支架上的A點，另一端從B點沿支架緩慢地向C點靠近（C點與A點等高）．則繩中拉力大小變化的情況是（

）

A.先變小后變大

B.先變小后不變C.先變大后不變

D.先變大后變小參考答案：C3.（單選）汽車靜止時，車內(nèi)的人從矩形車窗ABCD看到窗外雨滴的運動方向如①所示。在汽車從靜止開始勻加速啟動階段的tl、t2兩個時刻，看到雨滴的運動方向分別如②、③所示。E是AB的中點。則A．t2=2t1

B．t2=C．t2=

D．t2=參考答案：A4.如圖9所示，、是電荷量相等的兩個正點電荷，它們的連線中點為點，、是連線的中垂線上的兩點，且，用、、、分別表示、兩點的場強和電勢，則（

）A.一定大于，一定大于B.一定大于，不一定大于C.不一定大于，一定大于D.不一定大于，不一定大于參考答案：C5.一個截面是直角三角形的木塊放在水平地面上，在斜面上放一個光滑球，球的一側(cè)靠在堅直墻上，木塊處于靜止，如圖所示。若在光滑球的最高點再施加一個豎直向下的力F，木塊仍處于靜止，則木塊對地面的壓力FN和摩擦力Ff的變化情況是

A．FN增大，F(xiàn)f增大

B．FN增大，F(xiàn)f不變

C．FN不變，F(xiàn)f增大

D．FN不變，F(xiàn)f不變參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.利用α粒子散射實驗最早提出原子核式結(jié)構(gòu)模型的科學家是

；他還利用α粒子轟擊（氮核）生成和另一種粒子，寫出該核反應方程

．參考答案：7.某探究學習小組的同學欲探究恒力做功與物體動能變化的關(guān)系，他們在實驗室組裝了一套如圖所示的裝置，另外他們還找到打點計時器以及學生電源、天平、刻度尺、導線、復寫紙、紙帶、小桶和沙子若干。并將小車連接上紙帶，用細線通過滑輪掛上小沙桶。

（1）某同學的實驗步驟如下：用天平稱量小車的質(zhì)量M和沙與桶的總質(zhì)量m。讓沙桶帶動小車加速運動，用打點計時器記錄其運動情況，在打點計時器打出的紙帶上取兩點，測出這兩點的間距L，算出這兩點的速度v1與v2。

①本實驗裝置圖（準備放開小車時刻）中有什么缺點或錯誤？②要完成本實驗，還缺哪些重要實驗步驟？

③本實驗認為小車所受合外力等于沙桶重力，則應控制的實驗條件是什么？

。

（2）在實驗操作正確的前提下，若挑選的一條點跡清晰的紙帶如下圖所示，已知相鄰兩個點間的時間間隔為T，從A點到B、C、D、E、F點的距離依次為s1、s2、s3、s4、s5（圖中未標s3、s4、s5），則由此可求得紙帶上由B點到E點所對應過程中，合外力對小車所做的功W=____；該小車動能改變量的表達式為△EK=

（結(jié)果用題中已知物理量的符號表示）；若滿足

．則動能定理得證。參考答案：8.一束光由空氣射入某種介質(zhì)中，當入射光線與界面間的夾角為30°時，折射光線與反射光線恰好垂直，這種介質(zhì)的折射率為

，已知光在真空中傳播的速度為c=3×108m/s，這束光在此介質(zhì)中傳播的速度為

m/s。參考答案：

9.一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，壓強隨體積變化的關(guān)系如圖所示．氣體在狀態(tài)A時的內(nèi)能

狀態(tài)B時的內(nèi)能（選填“大于”、“小于”或“等于”）；由A變化到B，氣體對外界做功的大小

（選填“大于”、“小于”或“等于”）氣體從外界吸收的熱量．參考答案：等于；等于．【考點】理想氣體的狀態(tài)方程．【分析】由圖示圖象求出氣體在狀態(tài)A、B時的壓強與體積，然后判斷A、B兩狀態(tài)的氣體溫度關(guān)系，再判斷內(nèi)能關(guān)系，根據(jù)氣體狀態(tài)變化過程氣體內(nèi)能的變化情況應用熱力學第一定律判斷功與熱量的關(guān)系．【解答】解：由圖示圖象可知，氣體在狀態(tài)A與狀態(tài)B時，氣體的壓強與體積的乘積：pV相等，由理想氣體狀態(tài)方程可知，兩狀態(tài)下氣體溫度相等，氣體內(nèi)能相等；A、B兩狀態(tài)氣體內(nèi)能相等，由A變化到B過程，氣體內(nèi)能的變化量：△U=0，由熱力學第一定律：△U=W+Q可知：W+Q=0，氣體對外界做功的大小等于氣體從外界吸收的熱量．故答案為：等于；等于．10.某物理興趣小組的同學在研究彈簧彈力的時候，測得彈力的大小F和彈簧長度L的關(guān)系如圖所示，則由圖線可知：（1）彈簧的勁度系數(shù)

N/m。（2）當彈簧受到5N的拉力時，彈簧的長度為

cm。參考答案：（1）200N/m。（2）12.5cm。11.在兩端封閉、粗細均勻的U形細玻璃管內(nèi)有一股水銀柱，水銀柱的兩端各封閉有一段空氣。當U形管兩端豎直朝上時，左、右兩邊空氣柱的長度分別為l1=18.0cm和l2=12.0cm，左邊氣體的壓強為12.0cmHg?，F(xiàn)將U形管緩慢平放在水平桌面上，沒有氣體從管的一邊通過水銀逸入另一邊。求U形管平放時兩邊空氣柱的長度。在整個過程中，氣體溫度不變。參考答案：7.5cm試題分析

本題考查玻意耳定律、液柱模型、關(guān)聯(lián)氣體及其相關(guān)的知識點。解析設U形管兩端豎直朝上時，左、右兩邊氣體的壓強分別為p1和p2。U形管水平放置時，兩邊氣體壓強相等，設為p，此時原左、右兩邊氣體長度分別變?yōu)閘1′和l2′。由力的平衡條件有①式中為水銀密度，g為重力加速度大小。由玻意耳定律有p1l1=pl1′②p2l2=pl2′③l1′–l1=l2–l2′④由①②③④式和題給條件得l1′=22.5cm⑤l2′=7.5cm⑥12.(9分)熱力學第二定律常見的表述有兩種。第一種表述：不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化；第二種表述：不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化。圖10（a）是根據(jù)熱力學第二定律的第一種表述畫出的示意圖：外界對制冷機做功，使熱量從低溫物體傳遞到高溫物體。請你根據(jù)第二種表述完成示意圖10（b）。根據(jù)你的理解，熱力學第二定律的實質(zhì)是_________________________。參考答案：答案：示意圖如下。熱力學第二定律的實質(zhì)是：自然界中進行的與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀物理過程都具有方向性。

13.一個帶電小球，帶有5.0×10-9C的負電荷；當把它放在電場中某點時，受到方向豎直向下、大小為2.0×10-8N的電場力，則該處的場強大小為_____，方向__

_；如果在該處放上一個電量為3.2×10-12C帶正電的小球，所受到的電場力大小為__

__，方向__

__；參考答案：4N/C

豎直向上

1.28×10-11N

豎直向上

場強大小為，方向與負電荷所受的電場力方向相反，即豎直向上；如果在該處放上一個電量為帶正電的小球，所受到的電場力大小為，方向豎直向上；三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.

（選修3-3（含2-2）模塊）(6分)理想氣體狀態(tài)方程如下：。從理論的角度，設定一定的條件，我們便能得到氣體三大定律：玻意爾定律、查理定律和蓋·呂薩克定律。下面請你通過設定條件，列舉其中兩條定律的內(nèi)容。（要求條件、內(nèi)容要與定律名稱相對應，不必寫數(shù)學表達式）參考答案：

答案：玻意爾定律：一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的情況下，它的壓強跟體積成反比。查理定律：一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的情況下，它的壓強跟熱力學溫度成正比。蓋·呂薩克定律：一定質(zhì)量的氣體，在壓強不變的情況下，它的體積跟熱力學溫度成正比。15.（選修模塊3－4）如圖所示是一種折射率n=1.5的棱鏡用于某種光學儀器中。現(xiàn)有一束光線沿MN的方向射到棱鏡的AB界面上，入射角的大小。求光在棱鏡中傳播的速率及此束光線射出棱鏡后的方向（不考慮返回到AB面上的光線）。

參考答案：解析：由得（1分）

由得，（1分）

由＜，可知C＜45°（1分）

而光線在BC面的入射角＞C，故光線在BC面上發(fā)生全反射后，垂直AC面射出棱鏡。（2分）

四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，在傾角θ=37°的粗糙斜面上距離斜面底端s=1m處有一質(zhì)量m=1kg的物塊，受水平恒力F作用由靜止開始沿斜面下滑．到達底端時即撤去水平恒力F，然后在水平面上滑動一段距離后停止．不計物塊撞擊水平面時的能量損失．物塊與各接觸面之間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.2，g=10m/s2．求：（1）若物塊運動過程中最大速度為2m/s，水平恒力F的大小為多少？（2）若改變水平恒力F的大小，可使物塊總的運動時間有一最小值，最小值為多少？（sin37°=0.6，cos37°=0.8）參考答案：（1）物塊到達斜面底端時速度最大

代人數(shù)據(jù)得

a=2m/s2

（2分）對斜面上物塊受力分析

（3分）代入數(shù)據(jù)，解得F=2.6N

（1分）（2）設斜面上物塊加速度為a，運動時間為t1，在水平面上運動時間為t2則

（1分）到達底端時速度為

（2分）則總時間為

（1分）根據(jù)基本不等式，當a=μg=2m/s2時有t最小值，tmin=2s

（2分）17.如圖所示，半徑R＝0.8m的光滑圓弧軌道固定在水平地面上，O為該圓弧的圓心，軌道上方的A處有一個可視為質(zhì)點的質(zhì)量m＝1kg的小物塊，小物塊由靜止開始下落后恰好沿切線進入圓弧軌道．此后小物塊將沿圓弧軌道下滑，已知AO連線與水平方向的夾角θ＝45°，在軌道末端C點緊靠一質(zhì)量M＝3kg的長木板，木板上表面與圓弧軌道末端的切線相平，木板下表面與水平地面之間光滑，小物塊與長木板間的動摩擦因數(shù)μ＝0.3，g取10m/s2.求：（1）小物塊剛到達C點時的速度大??；（2）小物塊剛要到達圓弧軌道末端C點時對軌道的壓力；（3）要使小物塊不滑出長木板，木板長度L至少為多少？參考答案：試題分析：(1)小物塊從A到C，根據(jù)機械能守恒有mg×2R＝mv，解得vC＝4m/s.

（4分）

(2)小物塊剛要到C點，由牛頓第二定律有FN－mg＝mv/R，解得FN＝50N.由牛頓第三定律，小物塊對C點的壓力FN′＝50N，方向豎直向下．（4分）(3)設小物塊剛滑到木板右端時達到共同速度，大小為v，小物塊在長木板上滑行過程中，小物塊與長木板的加速度分別為am＝μmg/maM＝μmg/Mv＝vC－amtv＝aMt

（2分）由能量守恒定律得－μmgL＝(M＋m)v2－mv

（2分）聯(lián)立解得L＝4m.

2分）考點：機械能守恒、牛頓第二定律。18.如圖所示，三棱鏡截面為等腰三角形，兩底角均為30°，高為h。兩束頻率相同的單色光垂直于底面射到該棱鏡上，經(jīng)AC、BC—次折射后兩束出射光線交于一點，出射光線間夾角30°。若兩束入射光之間的距離是三角形底邊的一