山西省忻州市保德縣堯圪臺(tái)鄉(xiāng)中學(xué)高三物理下學(xué)期期末試卷含解析

山西省忻州市保德縣堯圪臺(tái)鄉(xiāng)中學(xué)高三物理下學(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(gè)選項(xiàng)符合題意1.一條形磁鐵靜止在斜面上，固定在磁鐵中心的豎直上方的水平導(dǎo)線中通有垂直紙面向里的恒定電流，如圖所示.若將磁鐵的N極位置與S極位置對(duì)調(diào)后，仍放在斜面上原來的位置，則磁鐵對(duì)斜面的壓力F和摩擦力f的變化情況可能是(

)F增大，f減小

B.F減小，f增大

C.F與f都增大

D.F與f都減小參考答案：D2.假設(shè)太陽(yáng)系中天體的密度不變，天體直徑和天體之間距離都縮小到原來的一半，地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)近似為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列物理量變化正確的是()A．地球的向心力變?yōu)榭s小前的一半B．地球的向心力變?yōu)榭s小前的C．地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)周期與縮小前的相同D．地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)周期變?yōu)榭s小前的一半?yún)⒖即鸢福築C3.（單選）如圖a，甲車自西向東做勻加速運(yùn)動(dòng)，乙車由南向北做勻速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)O位置之前，乙車上的人看到甲車運(yùn)動(dòng)軌跡大致是圖b中的【

】參考答案：C4.參考答案：A5.如圖，同一平面內(nèi)的a、b、c、d四點(diǎn)處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)方向與此平面平行，M為a、c連線的中點(diǎn)，N為b、d連線的中點(diǎn)。一電荷量為q（q>0）的粒子從a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)，其電勢(shì)能減小W1：若該粒子從c點(diǎn)移動(dòng)到d點(diǎn)，其電勢(shì)能減小W2，下列說法正確的是（

）

A.此勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向一定與a、b兩點(diǎn)連線平行B.若該粒子從M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)，則電場(chǎng)力做功一定為C.若c、d之間的距離為L(zhǎng)，則該電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小一定為D.若W1=W2，則a、M兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差一定等于b、N兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差參考答案：BD點(diǎn)睛：對(duì)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)特征要了解，利用電場(chǎng)力做功與電勢(shì)差之間的關(guān)系求解。二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.設(shè)地球的質(zhì)量為M，半徑為R，則環(huán)繞地球飛行的第一宇宙速度v的表達(dá)式為______________；某行星的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的，半徑約為地球半徑的，那么在此行星上的“第一宇宙速度”與地球上的第一宇宙速度之比為______________（已知萬(wàn)有引力常量為G）。參考答案：v=，/3︰1

7.某實(shí)驗(yàn)小組利用彈簧秤和刻度尺，測(cè)量滑塊在木板上運(yùn)動(dòng)的最大速度。實(shí)驗(yàn)步驟如下：①用彈簧秤測(cè)量橡皮泥和滑塊的總重力，記作G；②將裝有橡皮泥的滑塊放在水平木板上，通過水平細(xì)繩和固定彈簧秤相連，如圖甲所示。在A端向右拉動(dòng)木板，等彈簧秤讀數(shù)穩(wěn)定后，將讀數(shù)記作F；③改變滑塊上橡皮泥的質(zhì)量，重復(fù)步驟①②；實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：G/N1.502.002.503.003.504.00F/N0.620.830.991.221.371.61④如圖乙所示，將木板固定在水平桌面上，滑塊置于木板上左端C處，細(xì)繩跨過定滑輪分別與滑塊和重物P連接，保持滑塊靜止，測(cè)量重物P離地面的高度h；⑤滑塊由靜止釋放后開始運(yùn)動(dòng),最終停在木板上D點(diǎn)（未與滑輪碰撞），測(cè)量C、D間距離S。完成下列作圖和填空：（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)在給定的坐標(biāo)紙（見答題卡）上作出F—G圖線。（2）由圖線求得滑塊和木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)＝____________（保留2位有效數(shù)字）（3）滑塊最大速度的大?。絖_________________（用h、s、和重力加速度g表示。）參考答案：（1）如右圖所示（2）0.40（0.38、0.39、0.41、0.42均正確）（3）解析：（1）根據(jù)描點(diǎn)法在F-G圖象上描出各點(diǎn)，再連接起來，如圖所示；

（2）由圖甲可知F=μG，則F-G圖象上的直線的斜率代表μ值的大?。蒄-G圖象可知μ=≈0.40；（3）當(dāng)重物P剛好下落到地面時(shí)，滑塊的速度v最大，此時(shí)滑塊的位移為h，此后滑塊做加速度為μg的勻減速運(yùn)動(dòng)，由公式v2-v02=2as知：滑塊的最大速度vmax滿足：vmax2=2μg（S-h），則vmax=8.某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置，通過改變重物的質(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)系圖像。他們?cè)谲壍浪胶蛢A斜的兩種情況下分別做了實(shí)驗(yàn)，得到了兩條a-F圖線，如圖（b）所示。（1）圖線______是在軌道左側(cè)抬高成為斜面情況下得到的（選填“1”或“2”）；

（2）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=____________。(3)實(shí)驗(yàn)中是否要求滑塊和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于重物質(zhì)量的條件?

。參考答案：（1）1（2）0.5，0.2

(3)否9.(4分)在一個(gè)邊長(zhǎng)為a的等邊三角形區(qū)域內(nèi)分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁強(qiáng),一質(zhì)量為

m、電荷量為q的帶電粒子從BC邊的中點(diǎn)垂直BC方向射入磁場(chǎng)中,如圖所示,為使該粒子能從AB邊(或AC邊)射出,則帶電粒子的初速度v必須大于

。參考答案：

答案：10.在一斜面頂端，將甲乙兩個(gè)小球分別以v和的速度沿同一方向水平拋出，兩球都落在該斜面上。甲球落至斜面時(shí)的速率是乙球落至斜面時(shí)速率的A.2倍

B.4倍

C.6倍

D.8倍參考答案：A試題分析

本題考查平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律、機(jī)械能守恒定律及其相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。解析

設(shè)甲球落至斜面時(shí)的速率為v1，乙落至斜面時(shí)的速率為v2，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，x=vt，y=gt2，設(shè)斜面傾角為θ，由幾何關(guān)系，tanθ=y/x，小球由拋出到落至斜面，由機(jī)械能守恒定律，mv2+mgy=mv12，聯(lián)立解得：v1=·v，即落至斜面時(shí)的速率與拋出時(shí)的速率成正比。同理可得，v2=·v/2，所以甲球落至斜面時(shí)的速率是乙球落至斜面時(shí)的速率的2倍，選項(xiàng)A正確。點(diǎn)睛

此題將平拋運(yùn)動(dòng)、斜面模型、機(jī)械能守恒定律有機(jī)融合，綜合性強(qiáng)。對(duì)于小球在斜面上的平拋運(yùn)動(dòng)，一般利用平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律和幾何關(guān)系列方程解答。11.某人利用單擺來確定某高山的高度。已知單擺在海面處的周期是T0。而在該高山上，測(cè)得該單擺周期為T。則此高山離海平面高度h為

。（把地球看作質(zhì)量均勻分布的半徑為R的球體）參考答案：12.如圖所示，導(dǎo)熱性能良好的氣缸開口向下，缸內(nèi)用活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞在氣缸內(nèi)可以自由滑動(dòng)且不漏氣，其下方用細(xì)繩吊著砂桶，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)．現(xiàn)砂桶中的細(xì)沙不斷流出，這一過程可視為一緩慢過程，且環(huán)境溫度不變，則在此過程中氣缸內(nèi)氣體分子的平均速率

（選填“減小”、“不變”、“增大”），單位時(shí)間單位面積缸壁上受到氣體分子撞擊的次數(shù)

（選填“減少”、“不變”、“增加”）．參考答案：不變，增加【考點(diǎn)】理想氣體的狀態(tài)方程；封閉氣體壓強(qiáng)．【分析】分析活塞可知內(nèi)部壓強(qiáng)的變化；由溫度的變化及壓強(qiáng)變化可知體積變化，根據(jù)溫度的微觀含義：溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度越高，平均動(dòng)能越大，分析氣體分子平均動(dòng)能的變化，即可知道平均速率的變化．根據(jù)壓強(qiáng)的計(jì)算可求出壓強(qiáng)的變化，再根據(jù)壓強(qiáng)的意義，分析單位時(shí)間單位面積器壁上受到氣體分子撞擊的次數(shù)如何變化．【解答】解：因溫度不變，分子的平均動(dòng)能不變，則氣體的平均速率不變；以活塞和沙桶整體為研究對(duì)象，設(shè)總質(zhì)量為m，受力分析，根據(jù)平衡條件有：PS+mg=P0S得：P=P0﹣細(xì)沙流出后，mg減小，則P增大，由于平均速率不變，根據(jù)壓強(qiáng)的微觀含義可知，單位時(shí)間單位面積器壁上受到氣體分子撞擊的次數(shù)增加；故答案為：不變，增加13.如圖所示是一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在某時(shí)刻的波形圖，波的傳播速度v＝2m/s，則：

①?gòu)倪@一時(shí)刻起x＝4m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程是y＝

cm；

②從這一時(shí)刻起x＝5m處質(zhì)點(diǎn)在4.5s內(nèi)通過的路程s＝

cm。參考答案：①（2分）；②45三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.一列簡(jiǎn)諧橫波在t=時(shí)的波形圖如圖（a）所示，P、Q是介質(zhì)中的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，圖（b）是質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖像。求（i）波速及波的傳播方向；（ii）質(zhì)點(diǎn)Q的平衡位置的x坐標(biāo)。參考答案：（1）波沿負(fù)方向傳播；

（2）xQ=9cm本題考查波動(dòng)圖像、振動(dòng)圖像、波動(dòng)傳播及其相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。（ii）設(shè)質(zhì)點(diǎn)P、Q平衡位置的x坐標(biāo)分別為、。由圖（a）知，處，因此

④由圖（b）知，在時(shí)Q點(diǎn)處于平衡位置，經(jīng)，其振動(dòng)狀態(tài)向x軸負(fù)方向傳播至P點(diǎn)處，由此及③式有⑤由④⑤式得，質(zhì)點(diǎn)Q的平衡位置的x坐標(biāo)為

⑥15.（選修3－3（含2－2））（6分）一定質(zhì)量的氣體，從外界吸收了500J的熱量，同時(shí)對(duì)外做了100J的功，問：①物體的內(nèi)能是增加還是減少?變化了多少？(400J;400J)

②分子勢(shì)能是增加還是減少？參考答案：解析：①氣體從外界吸熱：Q＝500J，氣體對(duì)外界做功：W＝－100J

由熱力學(xué)第一定律得△U=W+Q=400J

(3分)

△U為正，說明氣體內(nèi)能增加了400J

(1分)

②因?yàn)闅怏w對(duì)外做功，所以氣體的體積膨脹，分子間的距離增大，分子力做負(fù)功，氣體分子勢(shì)能增加。（2分）四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖（a）所示，傾角為θ的光滑斜面上有兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小都為B，沿斜面寬度都為d，區(qū)域Ⅰ的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直斜面向上，區(qū)域Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直斜面向下，兩磁場(chǎng)區(qū)域間距為d。斜面上有一矩形導(dǎo)體框，其質(zhì)量為m，電阻為R，導(dǎo)體框ab、cd邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，bc、ad邊長(zhǎng)為3d/2。剛開始時(shí)，導(dǎo)體框cd邊與磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ的上邊界重合；t=0時(shí)刻，靜止釋放導(dǎo)體框；t1時(shí)刻ab邊恰進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域Ⅱ，框中電流為I1；隨即平行斜面垂直于cd邊對(duì)導(dǎo)體框施加力，使框中電流均勻增加，到t2時(shí)刻框中電流為I2。此時(shí)，ab邊未出磁場(chǎng)區(qū)域Ⅱ，框中電流如圖（b）所示。（1）在0-t2時(shí)間內(nèi)，通過導(dǎo)體框截面的電量為多少？（2）在0-t1時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)體框產(chǎn)生的熱量為多少？（3）證明金屬框在t1-t2時(shí)間內(nèi)做勻加速運(yùn)動(dòng)，并求出加速度；（4）令t1-t2時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體框加速度為a,寫出t1-t2時(shí)間內(nèi)施加在導(dǎo)體框上的力F與時(shí)刻t的函數(shù)式，并定性分析F大小的變化情況。參考答案：（1）0~t1階段：……（1分）

t1~t2階段：……（1分）0~t2時(shí)間內(nèi)：……（1分）（2）0~t1階段：∵∴……①……（1分）根據(jù)動(dòng)能定理得：……（1分）代入v1得：導(dǎo)體框產(chǎn)生的熱量等于克服安培力做功，即……（1分）（3）t1~t2階段：電流均勻增大，設(shè)I=I1+k（t-t1），t1≤t≤t2，由圖可得

∵

∴……（1分）因?yàn)関是t的一次函數(shù)，故做勻加速直線運(yùn)動(dòng)……（1分）

∴……（1分）證明勻加速直線的另一寫法：∵

∴I∝v又∵由圖可知，I與t成一次函數(shù)∴v與t成一次函數(shù)……（1分）即線框在t1~t2階段做勻加速直線運(yùn)動(dòng)……（1分）

（4）t1~t2階段：線框做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為a……②……③設(shè)F沿斜面向下，根據(jù)牛頓第二定律可得：mgsinθ＋F－F安=ma……④……（1分）將①②③代入④可F得表達(dá)式：……（1分）F變化趨勢(shì)討論：情況1：時(shí)，F(xiàn)沿斜面向下，F(xiàn)隨時(shí)間t增大……（1分）情況2：時(shí)，F(xiàn)沿斜面向上，F(xiàn)隨時(shí)間t減小……（1分）情況3：時(shí)，F(xiàn)隨時(shí)間t先減小后增大……（1分）說明：如果學(xué)生用t代替(t-t1)，扣1分。17.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國(guó)正在自主研發(fā)的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，該系統(tǒng)由空間端（衛(wèi)星）、地面端（中心控制系統(tǒng)）和用戶端（導(dǎo)航定位儀）三部分組成，預(yù)計(jì)2020年形成全球覆蓋能力。目前正在試用的“北斗一號(hào)”衛(wèi)星導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)也稱“雙星定位導(dǎo)航系統(tǒng)”，利用兩顆地球同步靜止軌道衛(wèi)星為用戶提供快速定位導(dǎo)航服務(wù)。（1）已知地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，地球自轉(zhuǎn)周期為T，求“北斗一號(hào)”同步靜止軌道衛(wèi)星距地面的高度。（2）雙星定位導(dǎo)航系統(tǒng)的工作原理可簡(jiǎn)化為如下過程（其示意圖如圖甲所示）：中心控制系統(tǒng)首先向衛(wèi)星發(fā)出詢問信號(hào)，經(jīng)衛(wèi)星I轉(zhuǎn)發(fā)到達(dá)用戶端S，用戶接收到該信號(hào)并同時(shí)向兩顆衛(wèi)星發(fā)出定位響應(yīng)信號(hào)，分別經(jīng)衛(wèi)星I、衛(wèi)星II傳送回中心控制系統(tǒng)，中心控制系統(tǒng)分別記錄下從發(fā)出詢問信號(hào)到接收到經(jīng)衛(wèi)星I、衛(wèi)星II傳回的兩個(gè)響應(yīng)信號(hào)的時(shí)間。因?yàn)榭刂浦行牡絻深w衛(wèi)星的距離一定，所以可以利用信號(hào)從用戶分別傳送到衛(wèi)星I和衛(wèi)星II的時(shí)間，計(jì)算出用戶所在的位置。在衛(wèi)星I、衛(wèi)星II和用戶S所在的平面內(nèi)建立平面直角坐標(biāo)系如圖乙所示，衛(wèi)星I、衛(wèi)星II的坐標(biāo)分別為（-L，0）和（L，0），已知電磁波的傳播速率為c，不計(jì)大氣層對(duì)信號(hào)傳播的影響。①若地面控制中心測(cè)出電磁信號(hào)從用戶S傳送到衛(wèi)星I所用的時(shí)間為t1，從用戶S傳送到衛(wèi)星II所用的時(shí)間為t2，求用戶S在此平面內(nèi)的位置；②實(shí)際導(dǎo)航定位過程中，為了確定用戶在空間中的位置，你認(rèn)為中心控制系統(tǒng)還需要測(cè)出并提供用戶所在位置的哪些信息？參考答案：（1）設(shè)地球的質(zhì)量為M，“北斗一號(hào)”衛(wèi)星的質(zhì)量為m，其軌道高度為h，根據(jù)牛頓第二定律和萬(wàn)有引力定律

…………（3分）對(duì)地面上質(zhì)量為m0的物體

…………………（3分）聯(lián)立上述二式，可解得：h=

…………………