福建省南平市關(guān)澤第一中學(xué)高三物理上學(xué)期期末試卷含解析

福建省南平市關(guān)澤第一中學(xué)高三物理上學(xué)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(jì)15分．每小題只有一個選項(xiàng)符合題意1.如圖在研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)用一定頻率的A單色光照射光電管時，電流表指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而用另一頻率的B單色光照射時不發(fā)生光電效應(yīng)，則下列說法正確的是A．A光的頻率大于B光的頻率B．A光的頻率小于B光的頻率C．A光照射光電管時流過電流表G的電流方向是a流向bD．A光照射光電管時流過電流表G的電流方向是b流向a參考答案：AC2.如圖所示，甲是一個帶正電的小物塊，乙是一個不帶電的絕緣物塊，甲、乙疊放在一起置于粗糙的水平地板上，地板上方有水平方向的勻強(qiáng)磁場?，F(xiàn)用水平恒力拉乙物塊，使甲、乙無相對滑動地一起水平向左加速運(yùn)動，在加速運(yùn)動階段（

）①乙物塊與地之間的摩擦力不斷增大②甲、乙兩物塊間的摩擦力不斷增大③甲、乙兩物塊間的摩擦力大小不變④甲、乙兩物塊間的摩擦力不斷減小A.①④

B.②③

C.①③

D.②④

參考答案：答案：A3.(單選)如圖所示，長方體玻璃水槽中盛有NaCl的水溶液，在水槽左、右側(cè)壁內(nèi)側(cè)各裝一導(dǎo)體片，使溶液中通入沿x軸正向的電流I，沿y軸正向加恒定的勻強(qiáng)磁場B。圖中a、b是垂直于z軸方向上水槽的前后兩內(nèi)側(cè)面，則(

A.a處電勢高于b處電勢B.a處離子濃度大于b處離子濃度C.溶液的上表面電勢高于下表面的電勢D.溶液的上表面處的離子濃度大于下表面處的離子濃度參考答案：B4.如圖甲所示，等離子氣流由左方連續(xù)以速度射入P1和P2兩板間的勻強(qiáng)磁場中，直導(dǎo)線ab與P1、P2相連接，線圈A與直導(dǎo)線cd連接．線圈A內(nèi)有隨圖乙所示變化的磁場，且規(guī)定磁場的正方向向左，則下列敘述正確的是（

）A．0～1s內(nèi)ab、cd導(dǎo)線互相排斥

B．1～2s內(nèi)ab、cd導(dǎo)線互相吸引C．2～3s內(nèi)ab、cd導(dǎo)線互相吸引

D．3～4s內(nèi)ab、cd導(dǎo)線互相吸引參考答案：B5.如圖所示為一個真空光電管的應(yīng)用電路，其陰極金屬材料的極限頻率為4.5×1014Hz，則以下判定正確的是

（

）A、無論用怎樣頻率的單色光照射光電管，只要照射足夠的時間都能在電路中產(chǎn)生光電流B、用的光照射光電管時，電路中有光電流產(chǎn)生C、發(fā)生光電效應(yīng)后，增加照射光電管的入射光的頻率，電路中的光電流就一定增加

D、發(fā)生光電效應(yīng)后，增加電源電壓電路中的光電流一定增加參考答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.1919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮核發(fā)現(xiàn)質(zhì)子．科學(xué)研究表明其核反應(yīng)過程是：α粒子轟擊靜止的氮核后形成了不穩(wěn)定的復(fù)核，復(fù)核發(fā)生衰變放出質(zhì)子，變成氧核．設(shè)α粒子質(zhì)量為m1，初速度為v0，氮核質(zhì)量為m2，質(zhì)子質(zhì)量為m0,氧核的質(zhì)量為m3，不考慮相對論效應(yīng)．α粒子轟擊氮核形成不穩(wěn)定復(fù)核的瞬間，復(fù)核的速度大小為

，此過程中釋放的核能為________________________________．參考答案：

7.在研究彈簧的形變與外力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，將彈簧水平放置測出其自然長度，然后豎直懸掛讓其自然下垂．在其下端豎直向下施加外力F，實(shí)驗(yàn)過程是在彈簧的彈性限度內(nèi)進(jìn)行的，用記錄的外力F與彈簧的形變量x作出F－x圖線如圖所示，由圖

可知彈簧的勁度系數(shù)為k=

N/m，圖線不過原點(diǎn)

的原因是由于______．參考答案：k=200N/m；彈簧具有重量，應(yīng)將彈簧懸掛后測量原長8.汽車電動機(jī)啟動時車燈會瞬時變暗，如圖所示，在打開車燈的情況下，電動機(jī)未啟動時電流表讀數(shù)為4.8A，電動機(jī)啟動時電流表讀數(shù)為80A，若電源電動勢為12V，內(nèi)阻為0.05Ω，電流表內(nèi)阻不計(jì)，則車燈的電阻為______________Ω，因電動機(jī)啟動，車燈的電功率的減少量為______________W。參考答案：2.45Ω，30.3W9.如圖所示，A、B兩滑環(huán)分別套在間距為1m的光滑水平細(xì)桿上，A和B的質(zhì)量之比為1∶3，用一自然長度為1m的輕彈簧將兩環(huán)相連，在A環(huán)上作用一沿桿方向的、大小為20N的拉力F，當(dāng)兩環(huán)都沿桿以相同的加速度a運(yùn)動時，彈簧與桿夾角為53°。（cos53°=0.6）則彈簧的勁度系數(shù)為________N/m。若突然撤去拉力F，在撤去拉力F的瞬間，A的加速度為a′，a′與a大小之比為

。參考答案：100N/m。

3:110.將打點(diǎn)計(jì)時器固定在斜面上某處，一小車拖著穿過打點(diǎn)計(jì)時器的紙帶從斜面上滑下，如圖所示是打出的紙帶的一段．當(dāng)電源頻率為50Hz時，每隔0.1s取一個計(jì)數(shù)點(diǎn)，它們是圖中a、b、c、d、e、f等點(diǎn)，這段時間內(nèi)加速度的平均值是____________(取兩位有效數(shù)字)．若電源頻率高于50Hz，但計(jì)算仍按50Hz計(jì)算，其加速度數(shù)值將____________(填“偏大”、“偏小”或“相同”)．參考答案：11.如圖所示，木箱高為L，其底部有一個小物體Q(可視為質(zhì)點(diǎn))，現(xiàn)用力豎直向上拉木箱，使木箱由靜止開始向上運(yùn)動．若保持拉力的功率不變，經(jīng)過時間t，木箱達(dá)到最大速度，這時讓木箱突然停止，小物體會繼續(xù)向上運(yùn)動，且恰能到達(dá)木箱頂端．已知重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，則木箱的最大速度為

．時間t內(nèi)木箱上升的高度為

．參考答案：

12.“靜止”在赤道上空的地球同步氣象衛(wèi)星把廣闊視野內(nèi)的氣象數(shù)據(jù)發(fā)回地面，為天氣預(yù)報(bào)提供準(zhǔn)確、全面和及時的氣象資料。設(shè)地球同步衛(wèi)星的軌道半徑是地球半徑的n倍，則同步衛(wèi)星運(yùn)行速度是第一宇宙速度的

倍，同步衛(wèi)星的向心加速度是地球表面重力加速度的

倍。參考答案：13.探究能力是物理學(xué)研究的重要能力之一．有同學(xué)通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來探究物體因繞軸轉(zhuǎn)動而具有的轉(zhuǎn)動動能與哪些因素有關(guān)。他以圓型砂輪為研究對象，研究其轉(zhuǎn)動動能與其質(zhì)量、半徑、角速度等的具體關(guān)系。如圖所示，砂輪由動力帶動勻速旋轉(zhuǎn)，測得其角速度ω，然后讓砂輪脫離動力，用一把彈性尺子與砂輪接觸使砂輪慢慢停下，設(shè)尺和砂輪間的摩擦力恒為（轉(zhuǎn)動過程動能定理也成立。不計(jì)轉(zhuǎn)軸的質(zhì)量及其與支架間的摩擦）。分別取不同質(zhì)量、不同半徑的砂輪，使其以不同角速度旋轉(zhuǎn)的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最后得到的數(shù)據(jù)如下表所示：半徑/cm質(zhì)量/m0角速度/rad·s-1圈數(shù)轉(zhuǎn)動動能/J4128

41432

42216

44232

81216

161232

(1)根據(jù)題給數(shù)據(jù)計(jì)算砂輪的轉(zhuǎn)動動能Ek，并填在上面的表格里。(2)由上述數(shù)據(jù)推導(dǎo)出該砂輪的轉(zhuǎn)動動能Ek與質(zhì)量m、角速度ω、半徑r的關(guān)系式為_____________。參考答案：（1）填空半徑/cm質(zhì)量/m0角速度/rad·s-1圈數(shù)轉(zhuǎn)動動能/J41286.44143225.64221612.84423225.68121625.6161232102.4（2）

EK=kmω2r2

或者EK=mω2r2。三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.靜止在水平地面上的兩小物塊A、B，質(zhì)量分別為mA=l.0kg，mB=4.0kg；兩者之間有一被壓縮的微型彈簧，A與其右側(cè)的豎直墻壁距離l=1.0m，如圖所示。某時刻，將壓縮的微型彈簧釋放，使A、B瞬間分離，兩物塊獲得的動能之和為Ek=10.0J。釋放后，A沿著與墻壁垂直的方向向右運(yùn)動。A、B與地面之間的動摩擦因數(shù)均為u=0.20。重力加速度取g=10m/s2。A、B運(yùn)動過程中所涉及的碰撞均為彈性碰撞且碰撞時間極短。（1）求彈簧釋放后瞬間A、B速度的大??；（2）物塊A、B中的哪一個先停止？該物塊剛停止時A與B之間的距離是多少？（3）A和B都停止后，A與B之間的距離是多少？參考答案：（1）vA=4.0m/s，vB=1.0m/s；（2）A先停止；0.50m；（3）0.91m；分析】首先需要理解彈簧釋放后瞬間的過程內(nèi)A、B組成的系統(tǒng)動量守恒，再結(jié)合能量關(guān)系求解出A、B各自的速度大??；很容易判定A、B都會做勻減速直線運(yùn)動，并且易知是B先停下，至于A是否已經(jīng)到達(dá)墻處，則需要根據(jù)計(jì)算確定，結(jié)合幾何關(guān)系可算出第二問結(jié)果；再判斷A向左運(yùn)動停下來之前是否與B發(fā)生碰撞，也需要通過計(jì)算確定，結(jié)合空間關(guān)系，列式求解即可?！驹斀狻浚?）設(shè)彈簧釋放瞬間A和B的速度大小分別為vA、vB，以向右為正，由動量守恒定律和題給條件有0=mAvA-mBvB①②聯(lián)立①②式并代入題給數(shù)據(jù)得vA=4.0m/s，vB=1.0m/s（2）A、B兩物塊與地面間的動摩擦因數(shù)相等，因而兩者滑動時加速度大小相等，設(shè)為a。假設(shè)A和B發(fā)生碰撞前，已經(jīng)有一個物塊停止，此物塊應(yīng)為彈簧釋放后速度較小的B。設(shè)從彈簧釋放到B停止所需時間為t，B向左運(yùn)動的路程為sB。，則有④⑤⑥在時間t內(nèi)，A可能與墻發(fā)生彈性碰撞，碰撞后A將向左運(yùn)動，碰撞并不改變A的速度大小，所以無論此碰撞是否發(fā)生，A在時間t內(nèi)的路程SA都可表示為sA=vAt–⑦聯(lián)立③④⑤⑥⑦式并代入題給數(shù)據(jù)得sA=1.75m，sB=0.25m⑧這表明在時間t內(nèi)A已與墻壁發(fā)生碰撞，但沒有與B發(fā)生碰撞，此時A位于出發(fā)點(diǎn)右邊0.25m處。B位于出發(fā)點(diǎn)左邊0.25m處，兩物塊之間的距離s為s=025m+0.25m=0.50m⑨（3）t時刻后A將繼續(xù)向左運(yùn)動，假設(shè)它能與靜止的B碰撞，碰撞時速度的大小為vA′，由動能定理有⑩聯(lián)立③⑧⑩式并代入題給數(shù)據(jù)得

故A與B將發(fā)生碰撞。設(shè)碰撞后A、B的速度分別為vA′′以和vB′′，由動量守恒定律與機(jī)械能守恒定律有

聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得

這表明碰撞后A將向右運(yùn)動，B繼續(xù)向左運(yùn)動。設(shè)碰撞后A向右運(yùn)動距離為sA′時停止，B向左運(yùn)動距離為sB′時停止，由運(yùn)動學(xué)公式

由④式及題給數(shù)據(jù)得sA′小于碰撞處到墻壁的距離。由上式可得兩物塊停止后的距離15.

(12分)(1)用簡明的語言表述臨界角的的定義：(2)玻璃和空所相接觸。試畫出入射角等于臨界角時的光路圖，并標(biāo)明臨界角。(3)當(dāng)透明介質(zhì)處在真空中時，根據(jù)臨界角的定義導(dǎo)出透明介質(zhì)的折射率n與臨界角θc的關(guān)系式。

參考答案：解析：(1)光從光密介質(zhì)射到光疏介質(zhì)中，折射角為90°時的入射角叫做臨界角(2)如圖，θC為臨界角。(3)用n表示透明介質(zhì)的折射率，θC表示臨界角，由折射定律

四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖甲所示，豎直平面內(nèi)的光滑軌道由傾斜直軌道AB和圓軌道BCD組成，AB和BCD相切于B點(diǎn)，CD連線是圓軌道豎直方向的直徑（C、D為圓軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)），已知∠BOC=30?．可視為質(zhì)點(diǎn)的小滑塊從軌道AB上高H處的某點(diǎn)由靜止滑下，用力傳感器測出滑塊經(jīng)過圓軌道最高點(diǎn)D時對軌道的壓力為F，并得到如圖乙所示的壓力F與高度H的關(guān)系圖象，取g=10m/s2．求：（1）滑塊的質(zhì)量和圓軌道的半徑；（2）是否存在某個H值，使得滑塊經(jīng)過最高點(diǎn)D后能直接落到直軌道AB上與圓心等高的點(diǎn)．若存在，請求出H值；若不存在，請說明理由．參考答案：解：（1）滑塊從A運(yùn)動到D的過程，由機(jī)械能守恒得：mg（H﹣2R）=mvD2

F+mg=得：F=﹣mg取點(diǎn)（0.50m，0）和（1.00m，5.0N）代入上式解得：m=0.1kg，R=0.2m

（2）假設(shè)滑塊經(jīng)過最高點(diǎn)D后能直接落到直軌道AB上與圓心等高的E點(diǎn)（如圖所示）從D到E過程滑塊做平拋運(yùn)動，則有：OE=x=OE=vDPt

R=gt2得到：vD=2m/s

而滑塊過D點(diǎn)的臨界速度為：vDL==m/s

由于：vD＞vDL所以存在一個H值，使得滑塊經(jīng)過最高點(diǎn)D后能直接落到直軌道AB上與圓心等高的點(diǎn)mg（H﹣2R）=mvD2得到：H=0.6m

答：（1）滑塊的質(zhì)量為0.1kg，圓軌道的半徑為0.2m．（2）存在H值，使得滑塊經(jīng)過最高點(diǎn)D后能直接落到直軌道AB上與圓心等高的點(diǎn)，H值為0.6m．【考點(diǎn)】動能定理的應(yīng)用；牛頓第二定律；向心力．【分析】（1）先根據(jù)機(jī)械能守恒定律求出滑塊經(jīng)過D點(diǎn)時的速度大小，根據(jù)牛頓第二定律求出滑塊經(jīng)過D點(diǎn)時軌道對滑塊的壓力，即可得到滑塊對軌道的壓力，結(jié)合圖象的信息，求解滑塊的質(zhì)量和圓軌道的半徑；（2）假設(shè)滑塊經(jīng)過最高點(diǎn)D后能直接落到直軌道AB上與圓心等高的E點(diǎn)，滑塊離開軌道后，做平拋運(yùn)動，由平拋運(yùn)動的規(guī)律求出滑塊經(jīng)過D點(diǎn)時的速度大小，與臨界速度進(jìn)行比較，判斷假設(shè)是否成立，若滑塊經(jīng)過最高點(diǎn)D后能直接落到直軌道AB上與圓心等高的點(diǎn)，再根據(jù)機(jī)械能守恒定律求出H．17.（20分）如圖甲所示，豎直放置輕彈簧下端與放在水平地面上的物塊A相連，上端與物塊B相連。物塊C在B的正上方某處自由下落，與B碰后黏合在一起后繼續(xù)下降。在物塊C正上方放置一個速度傳感器，以測定C下落的速度；在物塊A的正下方放置一個壓力傳感器，以測量物塊A對地面的壓力FN，得到如圖乙所示的—t和FN—t圖，圖中縱坐標(biāo)上的FN1、、均為已知量。已知彈簧的勁度系數(shù)為，A、B、C三個物塊的質(zhì)量均相等且都可視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度為g。（1）每個物塊的質(zhì)量m；（2）求從t1到t2時間內(nèi)，B、C黏合體對彈簧做功的大??？（3）為使B、C黏合體向上反彈到最大高度時，物塊A對地面的壓力恰好為零，則C物塊開始下落時與B物塊間的距離H應(yīng)為多大？參考答案：解析：（1）設(shè)mA=mB=mC=m，由圖象可知，在C未與B碰撞前，A對地面的壓力為FN1，則有：

（3分）得：

（2分）

（2）由圖象可知：在t2時刻，B、C的速度達(dá)到最大為，此時B、C所受合力為零，故t1到t2的過程中，B、C下移的距離為：

（2分）由圖可知C與B碰前的速度為，設(shè)物塊B、C碰撞后黏合在一起的速度為，由動量守恒定律得：

（2分）則t1到t2的時間內(nèi)，物塊B、C對彈簧做的功為W，對B、C由動能定理得：

（2分）

可解得：

（2分）（3）由于B與C碰前已壓縮，當(dāng)物塊A對地的壓力恰好為零時，彈簧的伸長量：，物塊A對地的壓力恰好為零時，物塊B、C與它們剛碰撞時的高度差為：

（2分）物塊B、C第一次剛以相同的速度向下運(yùn)動時彈簧的彈性勢能與物塊A對地面壓力為零時彈簧的彈性勢能相等，對于B、C和彈簧組成的系統(tǒng)，由機(jī)械能守恒定律得：

（