遼寧省沈陽市啟工第二高級中學(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15分．每小題只有一個選項符合題意1.已知質(zhì)量分布均勻的球殼對內(nèi)物體的萬有引力為零。假設(shè)地球是半徑為R、質(zhì)量分布均勻的球體。若地球某處的一礦井深度為d，則礦井底部和地球表面處的重力加速度大小之比為A.

B. C.

D.參考答案：B本題主要考查了向心力公式的直接應(yīng)用，關(guān)鍵是應(yīng)用礦井底部和地面處的角速度相等，難度不大，屬于基礎(chǔ)題．礦井底部和地面處的角速度相等，根據(jù)a=ω2r得礦井底部和地面處的重力加速度大小之比為，故選B。2.由光滑細(xì)管組成的軌道如圖所示，其中AB段是半徑為R的四分之一圓弧，軌道固定在豎直平面內(nèi)。一質(zhì)量為m的小球，從距離水平地面高為H的管口D處靜止釋放，最后能夠從A端水平拋出落到地面上。下列說法正確的是（

）A.小球落到地面相對于A點的水平位移值為B.小球落到地面相對于A點的水平位移值為C.小球能從細(xì)管A端水平拋出的條件是H>2RD.小球能從細(xì)管A端水平拋出的最小高度參考答案：BBC3.（單選）2015年莫斯科世錦賽上，我國男子短道速滑隊時隔15年再次站到5000m接力的冠軍頒獎臺上．觀察發(fā)現(xiàn)，“接棒”的運動員乙前面，并且開始向前滑行，待乙追上甲時，乙猛推甲，甲獲得更大的速度向前沖出．在乙推甲的過程中，忽略運動員與冰面間在水平方向上的相互作用，則（）A．甲對乙的作用力與乙對甲的作用力相同B．甲對乙的作用力一定做正功，乙的動能增大C．乙對甲的作用力一定做正功，甲的動能增大D．甲的動能增加量一定等于乙的動能減少量參考答案：解：A、由牛頓第三定律可知，作用力與反作用力大小相等，方向相反，所以甲對乙的作用力與乙對甲的作用力大小相等，方向相反，故A錯誤；B、甲對乙的作用力一定做負(fù)功，乙的動能減小，故B錯誤；C、乙對甲的作用力一定做正功，甲的動能增大，故C正確；D、甲、乙間的作用力大小相等，不知道甲、乙的質(zhì)量關(guān)系，不能求出甲乙動能變化關(guān)系，故D錯誤；故選：C．4.一位游客在比薩斜塔用大小兩塊石頭做自由落體實驗，若他先讓質(zhì)量較大的石頭自由下落，再讓質(zhì)量小的自由下落，那么這兩塊石頭在空中下落時的高度差（）A．保持不變 B．不斷增大 C．不斷減小 D．先增大后減小參考答案：B【考點】自由落體運動．【分析】兩個石頭均做自由落體運動，由位移公式列出它們的距離與時間關(guān)系的表達(dá)式即可判斷．【解答】解：設(shè)質(zhì)量小的石頭運動的時間為t，質(zhì)量小的石頭運動的時間為t+△t，則兩球的距離為：x==，可見，兩球間的距離隨時間推移，越來越大．故ACD錯誤，B正確；故選：B5.（單選）如圖10所示，輕桿一端固定在O點，另一端固定一小球，現(xiàn)讓小球在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運動。小球運動到最高點時，桿與小球間彈力大小為F，小球在最高點的速度大小為v，其F一v2圖象如圖11所示。則（

）

A．小球的質(zhì)量為 B．當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?C．v2=c時，小球?qū)U的彈力方向向下 D．v2=2b時，小球受到的彈力與重力大小相等參考答案：【知識點】向心力；牛頓第二定律．C2D4【答案解析】D解析：A、B、由圖乙看出：在最高點，若v=0，則F=mg=a；若F=0，則mg=m，解得：g=，m=R，故A、B錯誤；C、由圖可知：v2=b時F=0，向心力Fn=mg，根據(jù)向心力公式Fn=m，可知：當(dāng)v2＞b時，桿對小球彈力方向向下，所以當(dāng)v2=c時，桿對小球彈力方向向下，則小球?qū)U的彈力方向向上，故C錯誤；D、若c=2b．則F+mg=m，解得：F=a，而a=mg，則得：F=mg，故D正確．故選D【思路點撥】在最高點，若v=0，則F=mg=a；若F=0，則mg=m，聯(lián)立即可求得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮『托∏蛸|(zhì)量；由圖可知：當(dāng)v2＜b時，桿對小球彈力方向向上，當(dāng)v2＞b時，桿對小球彈力方向向下；若c=2b．根據(jù)向心力公式即可求解．本題主要考查了圓周運動向心力公式的直接應(yīng)用，要求同學(xué)們能根據(jù)圖象獲取有效信息，關(guān)鍵是讀圖時要抓住斜率、截距等數(shù)學(xué)知識分析圖象的意義．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體發(fā)生如圖所示的狀態(tài)變化，狀態(tài)A與狀態(tài)B的體積關(guān)系為VA

▲VB(選填“大于”、“小于”或“等于”)；若從A狀態(tài)到C狀態(tài)的過程中氣體對外做了100J的功，則此過程中____▲___(選填“吸熱”或“放熱”)參考答案：小于

,

吸熱7.如圖所示，邊長為L=0.2m的正方形線框abcd處在勻強磁場中，線框的匝數(shù)為N=100匝，總電阻R=1Ω，磁場方向與線框平面的夾角θ=30°，磁感應(yīng)強度的大小隨時間變化的規(guī)律B=0.02+0.005t（T），則線框中感應(yīng)電流的方向為

，t=16s時，ab邊所受安培力的大小為

N。參考答案：

adcba

；

0.02

N。8.如圖所示，左側(cè)是傾角為60°的斜面、右側(cè)是1/4圓弧面的物體固定在水平地面上，圓弧面底端切線水平。一根輕繩兩端分別系有質(zhì)量為m1、m2的小球跨過其頂點上的小滑輪。當(dāng)它們處于平衡狀態(tài)時，連結(jié)m2小球的輕繩與水平線的夾角為600，不計一切摩擦，兩小球視為質(zhì)點。則兩小球的質(zhì)量之比ml:m2等于

；m2小球?qū)A弧面的壓力大小為

m2g.參考答案：9.興趣小組為測一遙控電動小車的額定功率，進行了如下實驗：①用天平測出電動小車的質(zhì)量為0.4kg；②將電動小車、紙帶和打點計時器按如圖甲所示安裝；③接通打點計時器（其打點周期為0.02s）；④使電動小車以額定功率加速運動，達(dá)到最大速度一段時間后關(guān)閉小車電源，待小車靜止時再關(guān)閉打點計時器（設(shè)小車在整個過程中小車所受的阻力恒定）。在上述過程中，打點計時器在紙帶上所打的部分點跡如圖乙所示。請你分析紙帶數(shù)據(jù)，回答下列問題：（a）該電動小車運動的最大速度為

m/s；（b）關(guān)閉小車電源后，小車的加速度大小為

m/s2；（c）該電動小車的額定功率為

W。參考答案：10.如圖1－8所示，理想變壓器原線圈與一10V的交流電源相連，副線圈并聯(lián)兩個小燈泡a和b，小燈泡a的額定功率為0.3W，正常發(fā)光時電阻為30Ω.已知兩燈泡均正常發(fā)光，流過原線圈的電流為0.09A，可計算出原、副線圈的匝數(shù)比為________，流過燈泡b的電流為________A.圖1－9參考答案：10∶30.211.一簡諧橫波在x軸上傳播，t=0時的波形如圖甲所示，x=200cm處質(zhì)點P的振動圖線如圖乙所示，由此可以確定這列波的波長為

m，頻率為

Hz，波速為

m/s，傳播方向為

（填“向左”或“向右”）。參考答案：1；

0.5；0.5；向左12.如圖所示是一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形圖，已知波的傳播速度v=2m/s，則x=0.5m處質(zhì)點在0.5s時的位移為

cm，x=0m處的質(zhì)點做簡諧運動的表達(dá)式為

。參考答案：－5

；

x=5sin(2πt+π)cm13.（4分）如圖所示，兩個的電阻串聯(lián)后接在的恒定電壓下，一個電壓表有和兩個量程檔。當(dāng)用檔測量圖中、間電壓時，電壓表示數(shù)為，那么這一檔電壓表的內(nèi)阻等于

，若換用檔測量、間的電壓，電壓表的示數(shù)是

。參考答案：

答案：

三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.“水立方”國家游泳中心是北京為2008年夏季奧運會修建的主游泳館．水立方游泳館共有8條泳道的國際標(biāo)準(zhǔn)比賽用游泳池，游泳池長50m、寬25m、水深3m．設(shè)水的摩爾質(zhì)量為M＝1.8×10-2kg／mol，試估算該游泳池中水分子數(shù)．參考答案：1.3×1032個解：游泳池中水的質(zhì)量為m，阿伏加德羅常數(shù)為，游泳池中水的總體積為。則游泳池中水的物質(zhì)的量為；所含的水分子數(shù)為個15.（6分）小明在有關(guān)媒體上看到了由于出氣孔堵塞，致使高壓鍋爆炸的報道后，給廠家提出了一個增加易熔片（熔點較低的合金材料）的改進建議。現(xiàn)在生產(chǎn)的高壓鍋已普遍增加了含有易熔片的出氣孔（如圖所示），試說明小明建議的物理道理。參考答案：高壓鍋一旦安全閥失效，鍋內(nèi)氣壓過大，鍋內(nèi)溫度也隨之升高，當(dāng)溫度達(dá)到易熔片的熔點時，再繼續(xù)加熱易熔片就會熔化，鍋內(nèi)氣體便從放氣孔噴出，使鍋內(nèi)氣壓減小，從而防止爆炸事故發(fā)生。四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，半徑為R的光滑半圓環(huán)軌道豎直固定在一水平光滑的桌面上，桌面距水平地面的高度也為R，在桌面上輕質(zhì)彈簧被a、b兩個小球擠壓（小球與彈簧不拴接），處于靜止?fàn)顟B(tài)。同時釋放兩個小球，小球a、b與彈簧在桌面上分離后，a球從B點滑上半圓環(huán)軌道最高點A時速度為，已知小球a質(zhì)量為m，小球b質(zhì)量為2m，重力加速度為g，求：（1）小球a在圓環(huán)軌道最高點對軌道的壓力？（2）釋放后小球b離開彈簧時的速度vb的大小？（3）小球b落地點距桌子右側(cè)的水平距離？參考答案：(1)設(shè)a球通過最高點時受軌道的彈力為N，由牛頓第二定律

(3分)

得

（1分）

由牛頓第三定律，a球?qū)壍赖膲毫閙g，方向豎直向上。（2分）

（2）設(shè)小球a與彈簧分離時的速度大小為，取桌面為零勢面，由機械能守恒定律

（2分）

得

（1分）

小球a、b從釋放到與彈簧分離過程中，總動量守恒

（2分）

（1分）

（3）b球從桌面飛出做平拋運動，設(shè)水平飛出的距離為x

（2分）

(1分)

（2分）

得

（1分）17.飛行器常用的動力系統(tǒng)．某種推進器設(shè)計的簡化原理如圖1，截面半徑為R的圓柱腔分別為兩個工作區(qū)，I為電離區(qū)，將氙氣電離獲得1價正離子；Ⅱ為加速區(qū)，長度為L，兩端加有電壓，形成軸向的勻強電場．I區(qū)產(chǎn)生的正離子以接近0的初速度進入Ⅱ區(qū)，被加速后以速度vM從右側(cè)噴出．Ⅰ區(qū)內(nèi)有軸向的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，在離軸線處的C點持續(xù)射出一定速度范圍的電子．假設(shè)射出的電子僅在垂直于軸線的截面上運動，截面如圖2所示（從左向右看）．電子的初速度方向與中心O點和C點的連線成α角（0＜α＜90?）．推進器工作時，向I區(qū)注入稀薄的氙氣．電子使氙氣電離的最小速度為v0，電子在I區(qū)內(nèi)不與器壁相碰且能到達(dá)的區(qū)域越大，電離效果越好．已知離子質(zhì)量為M；電子質(zhì)量為m，電量為e．（電子碰到器壁即被吸收，不考慮電子間的碰撞）．（1）求II區(qū)的加速電壓及離子的加速度大小；（2）為取得好的電離效果，請判斷I區(qū)中的磁場方向（按圖2說明是“垂直紙面向里”或“垂直紙面向外”）；（3）ɑ為90?時，要取得好的電離效果，求射出的電子速率v的范圍；（4）要取得好的電離效果，求射出的電子最大速率vM與α的關(guān)系．參考答案：考點：帶電粒子在勻強磁場中的運動；帶電粒子在勻強電場中的運動．專題：帶電粒子在復(fù)合場中的運動專題．分析：（1）粒子在區(qū)域Ⅱ中運動的過程中，只受電場力作用，電場力做正功，利用動能定理和運動學(xué)公式可解的加速電壓和離子的加速度大小．（2）因電子在I區(qū)內(nèi)不與器壁相碰且能到達(dá)的區(qū)域越大，電離效果越好，所以可知電子應(yīng)為逆時針轉(zhuǎn)動，結(jié)合左手定則可知磁場的方向．（3）通過幾何關(guān)系分析出離子運功的最大軌道半徑，洛倫茲力提供向心力，結(jié)合牛頓第二定律可計算出離子的最大速度．（4）畫出軌跡圖，通過幾何關(guān)系解出軌道的最大半徑，再結(jié)合洛倫茲力提供向心力列式，即可得出射出的電子最大速率vM與α的關(guān)系．解答：解：（1）離子在電場中加速，由動能定理得：eU=M得：U=離子做勻加速直線運動，由運動學(xué)關(guān)系得：=2aL得：a=（2）要取得較好的電離效果，電子須在出射方向左邊做勻速圓周運動，即為按逆時針方向旋轉(zhuǎn)，根據(jù)左手定則可知，此刻Ⅰ區(qū)磁場應(yīng)該是垂直紙面向外．（3）當(dāng)α=90°時，最大速度對應(yīng)的軌跡圓如圖一所示，與Ⅰ區(qū)相切，此時圓周運動的半徑為：r=R洛倫茲力提供向心力，有：Bevmax=m得：vmax=即速度小于等于此刻必須保證B＞（4）當(dāng)電子以α角入射時，最大速度對應(yīng)軌跡如圖二所示，軌跡圓與圓柱腔相切，此時有：∠OCO′=90°﹣αOC=，OC′=r，OO′=R﹣r由余弦定理有：（R﹣r）2=+r2﹣2r××cos（90°﹣α）cos（90°﹣α）=sinα聯(lián)立解得：r=再由：r=得：vmax=答：（1）求II區(qū)的加速電壓為，離子的加速度大小為；（2）為取得好的電離效果，請判斷I區(qū)中的磁場方向是垂直紙面向外（3）ɑ為90?時，要取得好的電離效果，求射出的電子速率v的范圍是速度小于等于