安徽省合肥市第三十四中學(xué)高三物理期末試題含解析

安徽省合肥市第三十四中學(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.（單選）如圖所示，一輕質(zhì)彈簧，一端系在豎直放置的半徑為0.5m的圓環(huán)頂點(diǎn)P，另一端系一質(zhì)量為0.1kg的小球，小球穿在圓環(huán)上做無(wú)摩擦的運(yùn)動(dòng)。設(shè)開始時(shí)小球置于A點(diǎn)，彈簧處于自然狀態(tài)。當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)速率為1m/s,對(duì)圓環(huán)恰好沒有壓力。下列分析正確的是：(g=10m/s2)A.從A到B的過(guò)程中，小球的機(jī)械能守恒B.小球過(guò)B點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈力為0.2NC.小球過(guò)B點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈力為1.1ND.小球過(guò)B點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈力為1.2N參考答案：D2.如圖甲所示為一霓虹燈供電的電路。變壓器輸入端接有熔斷電阻,其允許最大電流為100mA,阻值忽略不計(jì),原、副線圈匝數(shù)比為10∶1,副線圈電路中接有10個(gè)霓虹燈,每個(gè)霓虹燈的額定電壓為10V,額定功率為1W,R為滑動(dòng)變阻器。當(dāng)變壓器輸入端電壓為220V時(shí),示波器描繪出每一個(gè)霓虹燈的電流圖象如圖乙所示(霓虹燈的電阻可視為不變)()A.變壓器輸入端的電流頻率為100HzB.此時(shí)滑動(dòng)變阻器的阻值為20ΩC.該電路允許并聯(lián)連接的霓虹燈的個(gè)數(shù)為25個(gè)D.電路正常工作時(shí),若某一個(gè)霓虹燈發(fā)生故障而斷路,那么應(yīng)當(dāng)將滑動(dòng)變阻器的阻值減少,才能保證其他霓虹燈保持原有的亮度參考答案：C【詳解】A.由變壓器輸出端的電流圖象可知，交流電的周期為T=0.02s，頻率為f=50Hz，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。B.在電路中每個(gè)霓虹燈的電流大小為0.04A，那么變壓器輸出端電流為0.4A，變壓器的輸出電壓為22V，霓虹燈的電阻為100Ω，霓虹燈的電壓為4V，因此滑動(dòng)變阻器的阻值為R=Ω=45Ω，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。C.該變壓器允許輸出電流最大為1A，那么允許連接的霓虹燈個(gè)數(shù)為25個(gè)，選項(xiàng)C正確。D.若有一個(gè)霓虹燈發(fā)生斷路故障，輸出端的總電阻將變大，滑動(dòng)變阻器上的電流將減小，電壓減小，剩余霓虹燈上的電壓增大，因此需要增大滑動(dòng)變阻器的電阻減小霓虹燈上的電壓，使其保持原有的亮度，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。3.我國(guó)國(guó)家大劇院外部呈橢球型.假設(shè)國(guó)家大劇院的屋頂為半球形,一警衛(wèi)人員為執(zhí)行特殊任務(wù),必須冒險(xiǎn)在半球形屋頂上向上緩慢爬行(如圖所示),他在向上爬的過(guò)程中

(

)

A.屋頂對(duì)他的支持力不變

B.屋頂對(duì)他的支持力變小

C.屋頂對(duì)他的摩擦力變大

D.屋頂對(duì)他的作用力不變參考答案：D4.(單選).質(zhì)量為m的物體在豎直向上的拉力F作用下堅(jiān)直向上運(yùn)動(dòng),不計(jì)空氣阻力。下列說(shuō)法正確(

)A.如果物體向上做減速運(yùn)動(dòng),物體的機(jī)械能可能減小B如果物體向丄做勾速運(yùn)動(dòng),物體的機(jī)械能一定不變C如果物體向上做加速運(yùn)動(dòng),物體的機(jī)械能才能增大D不論物體向上做什么運(yùn)動(dòng),物體的機(jī)械能一定增加機(jī)械能守恒參考答案：DD解析：不論彈簧秤的拉力大于重力，還是小于重力，還是等于重力，在豎直向上的運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，拉力做正功，根據(jù)功能關(guān)系知，鉤碼的機(jī)械能增加．故D正確．

故選：D除重力以外其它力做的功，等于機(jī)械能的增量，根據(jù)該功能關(guān)系進(jìn)行判斷．5.如圖所示，直線a為某電源的U—I圖線，直線b為電阻R的U—I圖線，用該電源和該電阻組成閉合電路時(shí)，電源的輸出功率和電源的內(nèi)阻分別為（

）A．4W，0.5Ω

B．6W，1Ω

C．4W，1Ω

D．2W，0.5Ω參考答案：

A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.若地球的第一宇宙速度近似等于8km/s．某人造地球衛(wèi)星離地面的高度等于地球半徑，則它繞地球運(yùn)行的速率大約為4km/s．若地球表面的重力加速度為10m/s2，該人造地球衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的向心加速度2.5m/s2．參考答案：解：（1）人造地球衛(wèi)星在圓形軌道上運(yùn)行時(shí)，由萬(wàn)有引力提供向心力，則有：

G=m解得，v==對(duì)于地球的第一宇宙速度，即為：v1=所以v=v1=4km/s（2）對(duì)人造地球衛(wèi)星，根據(jù)牛頓第二定律得：

ma=G，得加速度為a==又mg=G聯(lián)立是兩式得a===2.5m/s2故答案為：4，2.5．7.一飛船在某星球表面附近，受星球引力作用而繞其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速率為，飛船在離該星球表面高度為h處，受星球引力作用而繞其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速率為，已知引力常量為G，則該星球的質(zhì)量表達(dá)式為

。參考答案：8.t=0時(shí)刻從坐標(biāo)原點(diǎn)O處發(fā)出一列簡(jiǎn)諧波，沿x軸正方向傳播，4s末剛好傳到A點(diǎn)，波形如圖所示.則A點(diǎn)的起振方向?yàn)開_____，該波的波速v=_____m/s.

參考答案：

(1).向上（或沿y軸正方向）

(2).2.5【分析】利用同側(cè)法可以得到所有質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向的關(guān)系；波向右勻速傳播，根據(jù)傳播距離x=10m，時(shí)間t=4s，求出波速.【詳解】根據(jù)簡(jiǎn)諧橫波向右傳播，對(duì)振動(dòng)的每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)利用同側(cè)法(波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向垂直且在波的同一側(cè))可知A點(diǎn)的起振方向?yàn)橄蛏希ɑ蜓貀軸正方向）；波向右勻速傳播，根據(jù)傳播距離x=10m，時(shí)間t=4s，則.【點(diǎn)睛】在波的圖象問題中，由波的傳播方向判斷質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向是基本能力，波速公式也是一般知識(shí)，要熟練掌握和應(yīng)用．9.質(zhì)量為2kg的物體，放在動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.1的水平面上，在水平拉力F的作用下，用靜止開始運(yùn)動(dòng)，拉力做的功W和物體發(fā)生的位移x之間的關(guān)系如圖，g=10m/s2，則此物體在x=6m處，拉力的瞬時(shí)功率為4.1W，從開始運(yùn)動(dòng)到x=9m處共用時(shí)t=4.5s．參考答案：考點(diǎn)：功率、平均功率和瞬時(shí)功率．專題：功率的計(jì)算專題．分析：根據(jù)功的公式W=FL分析可知，在OA段和AB段物體受到恒力的作用，并且圖象的斜率表示的是物體受到的力的大小，由此可以判斷物體受到的拉力的大小，再由功率的公式可以判斷功率的大?。獯穑航猓簩?duì)物體受力分析，物體受到的摩擦力為Ff=μFN=μmg=0.1×2×10N=2N．由圖象可知，斜率表示的是物體受到的力的大小，OA段的拉力為5N，AB段的拉力為1.5N，所以物體在OA段做勻加速運(yùn)動(dòng)，在AB段做勻減速直線運(yùn)動(dòng)；在OA段的拉力為5N，物體做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度最大時(shí)，拉力的功率最大，由V=at，V2=2aX，a==1.5m/s2代入數(shù)值解得，V=3m/s，t=2s在AB段，物體勻減速運(yùn)動(dòng)，最大速度的大小為3m/s，拉力的大小為1.5N，a′==﹣0.25m/s2V′2﹣V2=2a′×3解得V′=m/s，則此物體在x=6m處，拉力的瞬時(shí)功率為P=FV′=1.5×=4.1W，由位移公式：X=即知，從3m到9m用時(shí)t′=2.5s所以從開始運(yùn)動(dòng)到x=9m處共用時(shí)t總=2+2.5=4.5s故答案為：4.1，4.5點(diǎn)評(píng)：本題考查了對(duì)功的公式W=FL的理解，根據(jù)圖象的分析，要能夠從圖象中得出有用的信息﹣﹣斜率表示物體受到的拉力的大小，本題很好的考查了學(xué)生讀圖和應(yīng)用圖象的能力．10.某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，通過(guò)改變重物的質(zhì)量，利用計(jì)算機(jī)可得滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖線，如圖乙所示。

滑塊和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量m=

kg；滑塊和軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=

。（重力加速度g取10m／s2，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力）參考答案：0.5

0.211.交流電流表是一種能夠測(cè)量交變電流有效值的儀表，使用時(shí)，只要將電流表串聯(lián)進(jìn)電路即可．?dāng)U大交流電流表量程可以給它并聯(lián)一個(gè)分流電阻．還可以給它配接一只變壓器，同樣也能起到擴(kuò)大電流表量程的作用．如圖所示，變壓器a、b兩個(gè)接線端子之間線圈的匝數(shù)n1，c、d兩個(gè)接線端子之間線圈的匝數(shù)n2，并且已知n1＞n2，若將電流表的“0～3A”量程擴(kuò)大，應(yīng)該將交流電流表的接線柱的“0”“3A”分別與變壓器的接線端子

相連（選填“a、b”或“c、d”）；這時(shí)，電流表的量程為

A．參考答案：a、b，【考點(diǎn)】變壓器的構(gòu)造和原理．【分析】理想變壓器的工作原理是原線圈輸入變化的電流時(shí)，導(dǎo)致副線圈的磁通量發(fā)生變化，從而導(dǎo)致副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．而副線圈中的感應(yīng)電流的變化，又導(dǎo)致在原線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．串聯(lián)在電路中的是電流互感器，并聯(lián)在電路中的是電壓互感器．【解答】解：由題意可知，該處的變壓器起到的作用是先將大電流轉(zhuǎn)化為小電流，然后再將小電流連接電流表進(jìn)行測(cè)量．所以電流表接電流小的線圈．根據(jù)變壓器中電流與匝數(shù)的關(guān)系式：，電流與匝數(shù)成反比，所以電流表接匝數(shù)比較多的線圈，所以要接在a、b端；電壓表原來(lái)的量程為3V，則接變壓器后的量程：A故答案為：a、b，12.兩小孩在冰面上乘坐“碰碰車”相向運(yùn)動(dòng)。A車總質(zhì)量為50kg，以2m/s的速度向右運(yùn)動(dòng)；B車總質(zhì)量為70kg，以3m/s的速度向左運(yùn)動(dòng)；碰撞后，A以1.5m/s的速度向左運(yùn)動(dòng)，則B的速度大小為___________m/s，方向向___________（選填“左”或“右”）參考答案：0.5；左13.我國(guó)交流電的周期為________，頻率為________，1min內(nèi)電流方向改變了___次。參考答案：0.02s

50Hz

6000次。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—4）（5分）半徑為R的半圓柱形玻璃，橫截面如圖所O為圓心，已知玻璃的折射率為，當(dāng)光由玻璃射向空氣時(shí)，發(fā)生全反射的臨界角為45°．一束與MN平面成45°的平行光束射到玻璃的半圓柱面上，經(jīng)玻璃折射后，有部分光能從MN平面上射出．求①說(shuō)明光能從MN平面上射出的理由?

②能從MN射出的光束的寬度d為多少?參考答案：解析：①如下圖所示，進(jìn)入玻璃中的光線a垂直半球面，沿半徑方向直達(dá)球心位置O，且入射角等于臨界角，恰好在O點(diǎn)發(fā)生全反射。光線a右側(cè)的光線（如：光線b）經(jīng)球面折射后，射在MN上的入射角一定大于臨界角，在MN上發(fā)生全反射，不能射出。光線a左側(cè)的光線經(jīng)半球面折射后，射到MN面上的入射角均小于臨界角，能從MN面上射出。（1分）最左邊射向半球的光線c與球面相切，入射角i=90°折射角r=45°。故光線c將垂直MN射出（1分）

②由折射定律知（1分）

則r=45°

（1分）

所以在MN面上射出的光束寬度應(yīng)是

（1分）15.（選修3-4模塊）(6分)如圖所示，紅光和紫光分別從介質(zhì)1和介質(zhì)2中以相同的入射角射到介質(zhì)和真空的界面，發(fā)生折射時(shí)的折射角也相同。請(qǐng)你根據(jù)紅光在介質(zhì)1與紫光在介質(zhì)2的傳播過(guò)程中的情況，提出三個(gè)不同的光學(xué)物理量，并比較每個(gè)光學(xué)物理量的大小。參考答案：答案：①介質(zhì)１對(duì)紅光的折射率等于介質(zhì)２對(duì)紫光的折射率；②紅光在介質(zhì)１中的傳播速度和紫光在介質(zhì)２中的傳播速度相等；③紅光在介質(zhì)１中發(fā)生全反射的臨界角與紫光在介質(zhì)２中發(fā)生全反射的臨界角相等。（其它答法正確也可；答對(duì)每１條得２分，共6分）四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖，在xOy平面的第一、四象限內(nèi)存在著方向垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，第四象限內(nèi)存在方向沿-y方向、電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)。從y軸上坐標(biāo)為a的一點(diǎn)向磁場(chǎng)區(qū)發(fā)射速度大小不等的帶正電同種粒子，速度方向范圍是與+y方向成30°～150°，且在xOy平面內(nèi)。結(jié)果所有粒子經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后都垂直打到x軸上，然后進(jìn)入第四象限的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)。已知帶電粒子電量為q，質(zhì)量為m，重力不計(jì)。求：（1）垂直y軸方向射入磁場(chǎng)粒子運(yùn)動(dòng)的速度大小v1；（2）粒子在第Ⅰ象限的磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間以及對(duì)應(yīng)的射入方向；（3）從x軸上點(diǎn)射人第四象限的粒子穿過(guò)電磁場(chǎng)后經(jīng)過(guò)y軸上的點(diǎn)，求該粒子經(jīng)過(guò)點(diǎn)的速度大小。參考答案：解：（1）如圖所示，粒子運(yùn)動(dòng)的圓心在O點(diǎn)，軌道半徑r1=a……①（2分）

由

……②（2分）

得……③（1分）（2）當(dāng)粒子初速度與y軸正方向夾角30°時(shí)，粒子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng)

（1分）此時(shí)軌道對(duì)應(yīng)的圓心角=150°

……（1分）

④粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期

……⑤（1分）∴

……⑥（2分）（3）如圖所示設(shè)粒子射入磁場(chǎng)時(shí)速度方向與y軸負(fù)方向的夾角為θ，則有

，……⑦（1分）

……⑧（1分）由⑦⑧得

θ=45°……⑨（1分）

……⑩（1分）此粒子進(jìn)入磁場(chǎng)的速度v0，則……?(1分)設(shè)粒子到達(dá)y軸上速度為v根據(jù)動(dòng)能定理，有……?（2分）由??得

……?（1分）17.如圖，左邊矩形區(qū)域內(nèi)，有場(chǎng)強(qiáng)為E0的豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電荷量為q、質(zhì)量不同的帶正電的粒子(不計(jì)重力)，沿圖中左側(cè)的水平中線射入，并水平穿過(guò)該區(qū)域，再垂直射入右邊磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，該區(qū)域磁場(chǎng)邊界為AA/、BB/,方向垂直紙面向外，左右寬為a，上下足夠長(zhǎng)。(1)求帶電粒子速度的大小v；(2)如果帶電粒子都能從AA/邊界垂直進(jìn)入后又返回到AA/邊界，則帶電粒子的質(zhì)量在什么范圍？(3)如果帶電粒子能與BB/邊界成600角射出磁場(chǎng)區(qū)域，則該帶點(diǎn)粒子的質(zhì)量是多少？參考答案：(1)矩形區(qū)域是速度選擇器，由力的平衡條件，得

①(３分)得：

②（3分）(2)如果帶電粒子都能AA/的邊界出來(lái)，則帶電粒子在磁場(chǎng)區(qū)域中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)最大的軌跡如圖中所示。由幾何關(guān)系，有：得：

③（２分）帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律，有：

④（2分）②③④聯(lián)立得：（1分）即帶電粒子都能從三角形的豎直線上向左射出，則帶電粒子的質(zhì)量

（1分）

(3)如果帶電粒子都能與BB/成60°射出，如圖，根據(jù)幾何關(guān)系，則帶電粒子在三角形區(qū)域中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)最大的軌跡如圖中Ⅱ所示（Q點(diǎn)與右上邊相切）。由幾何關(guān)系，有：

⑤（２分）帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律，有：

⑥（2分）②⑤⑥聯(lián)立得：（2分）18.如圖所示，在直角坐標(biāo)系的第Ⅰ象限分布著場(chǎng)強(qiáng)E=5×103V/m、方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，其余三個(gè)象限分布著垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．現(xiàn)從電場(chǎng)中M（0.5m，0.5m）點(diǎn)由靜止釋放一比荷為=2×104C/kg、重力不計(jì)的帶正電微粒，該微粒第一次進(jìn)入磁場(chǎng)后將垂直通過(guò)x軸．求：（1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；（2）帶電微粒第二次進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的位置坐標(biāo)；（3