福建省南平市清華中學高三物理下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，一個半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O是球心，碗的內表面光滑．一根輕質桿的兩端固定有兩個小球，質量分別是m1，m2．當它們靜止時，m1、m2與球心的連線跟水平面分別成60°，30°角，則碗對兩小球的彈力大小之比是（）A．1：2 B．：1 C．1： D．：2參考答案：B【考點】共點力平衡的條件及其應用；力的合成與分解的運用．【分析】系統處于靜止狀態，所以受力平衡，選取兩小球和桿組成的整體為研究對象，受力分析后應用平衡條件求解．【解答】解：選取兩小球和桿組成的整體為研究對象，受力分析并正交分解如圖：由平衡條件得：F1在水平方向的分力F′和F2在水平方向的分力F″大小相等．即：F1cos60°=F2cos30°所以：=故選：B2.(多選題)下列說法中正確的是（）A．做簡諧運動的物體，其振動能量與振福無關B．全怠照相的拍攝利用了光的干涉原理C．真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，與光源和觀察者的運動無關D．醫學上用激光做“光刀”來進行手術，主要是利用了激光的亮度高、能量大的特點E．機械波和電磁波都可以在真空中傳播參考答案：BCD：解：A、簡諧運動的物體，其振動能量用振幅來反映，故A錯誤；B、全息照相的拍攝利用了激光的干涉，可以記錄光強、光頻、相位，有立體感，故B正確；C、根據狹義相對論，真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，與光源和觀察者的運動無關，故C正確；D、醫學上用激光做“光刀”來進行手術，主要是利用了激光的亮度高、能量大的特點，故D正確；E、機械波的傳播離不開介質，電磁波可以在真空中傳播，故E錯誤；故選：BCD．【點評】：本題考查了簡諧運動、光的干涉、狹義相對論、激光、機械波和電磁波，知識點多，難度小，關鍵多看書，記住基礎知識點．3.（單選）物理關系式不僅反映了物理量之間的關系，也確定了單位間的關系．如關系式U=IR既反映了電壓、電流和電阻之間的關系，也確定了V（伏）與A（安）和Ω（歐）的乘積等效．現有物理量單位：m（米）、s（秒）、N（牛）、J（焦）、W（瓦）、C（庫）、F（法）、A（安）、Ω（歐）和T（特），由它們組合成的單位都與電壓單位V（伏）等效的是(

)A．J/C和N/C

B．C/F和T?m2/s

C．W/A和C?T?m/s

D．?和T?A?m參考答案：B4.在場強大小為E的勻強電場中，一質量為m、帶電量為q的物體以某一初速沿電場反方向做勻減速直線運動，其加速度大小為0.8qE/m，物體運動S距離時速度變為零。則

(A)物體克服電場力做功qES

(B)物體的電勢能減少了0.8qES

(C)物體的電勢能增加了qES

(D)物體的動能減少了0.8qES參考答案：答案：ACD5.如圖所示，一足夠長的木板靜止在光滑水平

面上，一物塊靜止在木板上，木板和物塊間有摩擦。現用水平力向右拉木板，當物塊相對木板滑動了一段距離但仍有相對運動時，撤掉拉力，此后木板和物塊相對于水平面的運動情況為A.物塊先向左運動，再向右運動B.物塊向右運動，速度逐漸增大，直到做勻速運動C.木板向右運動，速度逐漸變小，直到做勻速運動D.木板和物塊的速度都逐漸變小，直到為零參考答案：BC二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.在光電效應試驗中，某金屬的截止頻率相應的波長為，該金屬的逸出功為______。若用波長為（<0）單色光做實驗，則其截止電壓為______。已知電子的電荷量，真空中的光速和布朗克常量分別為e、c和h。參考答案：7.一降壓變壓器輸入電壓的最大值是220V，另有負載電阻R，當R接在20V的直流電源上時消耗的功率為P，若把它接到該變壓器的副線圈上時消耗功率為P／2，則此變壓器原、副線圈的匝數比=___________。參考答案：11:l8.某同學想利用DIS測電風扇的轉速和葉片長度，他設計的實驗裝置如圖甲所示.該同學先在每一葉片邊緣粘上一小條長為△l的反光材料，當葉片轉到某一位置時，光傳感器就可接收到反光材料反射的激光束，并在計箅機屏幕上顯示出矩形波，如圖乙所示.已知屏幕橫向每大格表示的時間為5.00×10-3s.則電風扇勻速轉動的周期為________s;若用游標卡尺測得△l的長度如圖丙所示，則葉片長度為________m.參考答案：4.2×10-2；0.23：圖憶中光強-時間圖象周期為1.4×10-2s，電風扇勻速轉動的周期T＝3×1.4×10-2s。游標卡尺測得△l的長度為35.1mm，反光時間為1.0×10-2s,電風扇葉片頂端線速度υ=35.1m/s，由υ=解得葉片長度L=0.23m9.傾角為30°的直角三角形底邊長為2l，底邊處在水平位置，斜邊為光滑絕緣導軌．現在底邊中點O處固定一正電荷Q，讓一個質量為m、帶正電的點電荷q沿斜邊頂端A滑下（不脫離斜面）．測得它滑到斜邊上的垂足D處時速度為υ，加速度為a，方向沿斜面向下．該點電荷滑到斜邊底端C點時的速度υc=，加速度ac=g﹣a．（重力加速度為g）參考答案：考點：電勢差與電場強度的關系．專題：電場力與電勢的性質專題．分析：根據幾何知識分析得到B、C、D三點在以O為圓心的同一圓周上，三點的電勢相等，電荷q從D到C過程中只有重力做功，根據動能定理求出質點滑到斜邊底端C點時的速度．分析質點q在C點的受力情況，根據牛頓第二定律和庫侖定律求出質點滑到斜邊底端C點時加速度．解答：解：由題，BD⊥AC，O點是BC的中點，根據幾何知識得到B、C、D三點在以O為圓心的同一圓周上，三點在點電荷Q產生的電場中是等勢點，所以，q由D到C的過程中電場中電場力作功為零．由動能定理得：mgh=而h==，所以vC=質點在D點受三個力的作用；電場F，方向由O指向D點；重力mg，方向豎直向下；支持力N，方向垂直于斜面向上．由牛頓第二定律，有

mgsin30°﹣Fcos30°=ma…①質點在C受三個力的作用；電場F，方向由O指向C點；重力mg，方向豎直向下；支持力N，方向垂直于斜面向上．由牛頓第二定律，有

mgsin30°+Fcos30°=maC…②由①②解得：aC=g﹣a．故答案為：；g﹣a．點評：本題難點在于分析D與C兩點電勢相等，根據動能定理求速度、由牛頓第二定律求加速度都常規思路．10.在《測定勻變速直線運動的加速度》的實驗中，電火花打點計時器是用于測量

的儀器，工作電源是

（填“交流電”或“直流電”），電源電壓是

V。參考答案：時間

交流電

220結合實驗的原理以及器材的相關選擇注意事項易得答案。11.2012年11月23日上午，艦載機殲-15在我國首艘航母“遼寧航”上成功起降．可控核反應堆是驅動航空母艦的理想設備，其工作原理是利用重核裂變反應釋放出大量核能獲得動力．是若干核反應的一種，其中n為中子，X為待求粒子，為X的個數，則X是

（選填“質子”、“中子”或“電子”），＝

．參考答案：中子，212.核電池又叫“放射性同位素電池”，一個硬幣大小的核電池，就可以讓手機不充電使用5000年.燃料中钚（）是一種人造同位素，可通過下列反應合成：①用氘核（）轟擊鈾（）生成镎（NP238）和兩個相同的粒子X，核反應方程是；②镎（NP238）放出一個粒子Y后轉變成钚（），核反應方程是+．則X粒子的符號為

▲

；Y粒子的符號為

▲

．參考答案：，（2分）；（2分）13.在“用打點計時器測速度”的實驗中，交流電源頻率為50HZ，打出一段紙帶如圖所示．紙帶經過2號計數點時，測得的瞬時速度υ=

m/s．若實驗時交流電源頻率大于50Hz，則紙帶經過2號點的實際速度

（選填“大于”、“小于”、“等于”）測量速度．參考答案：0.36；大于．【考點】探究小車速度隨時間變化的規律．【分析】根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小，根據勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上2點時小車的瞬時速度大小．【解答】解：從0點開始每5個點取一個計數點，所以相鄰計數點間的時間間隔為0.02×5=0.1s根據勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上2點時小車的瞬時速度大小．小車到計數點2時的瞬時速度v2==m/s=0.36m/s，如果在某次實驗中，交流電的頻率偏離50Hz，交流電的頻率偏高而未被發覺，那么實際打點周期變小，據v=可知，測出的速度數值將比真實值偏小．根據運動學公式△x=at2得：真實的加速度值就會偏小，所以測量的加速度值與真實的加速度值相比是偏大．故答案為：0.36；大于．三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖所示,在真空中一束平行復色光被透明的三棱鏡ABC(截面為正三角形)折射后分解為互相分離的a、b、c三種色光,分別照射到三塊板上.則:（1）若將a、b、c三種色光分別通過某狹縫,則發生衍射現象最明顯的是哪種色光?（2）若OD平行于CB,三棱鏡對a色光的折射率na是多少?參考答案：（1）折射率最小的是c光,則它的波長最長,衍射現象最明顯；（2）（1）由圖知，三種色光，a的偏折程度最大，c的偏折程度最小，知a的折射率最大，c的折射率最小．則c的頻率最小，波長最長衍射現象最明顯。（2）若OD平行于CB,則折射角，三棱鏡對a色光的折射率。15.如圖甲所示，斜面傾角為θ=37°，一寬為d=0.65m的有界勻強磁場垂直于斜面向上，磁場邊界與斜面底邊平行。在斜面上由靜止釋放一矩形金屬線框，線框沿斜面下滑，下邊與磁場邊界保持平行。取斜面底部為重力勢能零勢能面，從線框開始運動到恰好完全進入磁場的過程中，線框的機械能E和位移x之間的關系如圖乙所示，圖中①、②均為直線段。已知線框的質量為M=0.1kg，電阻為R=0.06Ω．（取g=l0m·s-2,sin37°=0.6,

cos37°=0.8)求：(1)線框與斜面間的動摩擦因數μ；(2)線框剛進入磁場到恰好完全進入磁場所用的時間t：(3)線框穿越磁場的過程中，線框中的最大電功率Pm。參考答案：0.5；1/6s；0.54W【詳解】（1）由能量守恒定律，線框減小的機械能等于克服摩擦力做功，則其中x1=0.36m；解得μ=0.5（2）金屬線框進入磁場的過程中，減小的機械能等于克服摩擦力和安培力做的功，機械能均勻減小，因此安培力也是恒力，線框做勻速運動，速度為v1v12=2ax1解得a=2m/s2v1=1.2m/s其中

x2為線框的側邊長，即線框進入磁場過程中運動的距離，可求出x2=0.2m，則（3）線框剛出磁場時速度最大，線框內電功率最大由可求得v2=1.8m/s根據線框勻速進入磁場時：可得FA=0.2N又因為可得將v2、B2L2帶入可得：四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（16分）如圖所示，空間存在豎直向上的勻強磁場，磁感應強度T。一質量kg，總電阻，邊長m的正方形均勻導體框平放在粗糙的水平地面上，在一與導體框平面始終垂直的外力作用下做如下運動：首先外力作用在邊上，線框繞邊順時針轉動，然后外力作用到邊上，線框繞邊順時針轉動……如此不斷重復，線框在地面上向右翻轉，線框轉動時的角速度rad/s保持恒定。（1）線框繞邊轉動，求當邊轉到豎直位置時AB邊上所加水平外力的大小；（2）求從線框繞邊開始轉動到邊豎直的這四分之一圈內線框上產生的電熱；（3）從運動開始作為計時起點，求出在第一個周期內兩點間的電勢差AB隨時間變化的關系，并作出AB隨時間變化的關系圖線。參考答案：解析：（1）當以CD為軸轉動時，AB棒切割磁感線，當轉到AD邊豎直時

（2分）

（2分）

AB受到的水平外力應等于AB邊受到的安培力

（2分）

（2）在轉動的過程中，線圈內產生了交變電流，從開始轉動到AD邊豎直可視為正弦交變電流的0到T/4

（2分）

所以Q=0.00196J（2分）

（3）當以CD為軸轉動時，僅AB棒切割磁感線。（2分

當以AB為軸轉動時，僅CD棒切割磁感線。

（2分）

第一個周期內兩點間的電勢差隨時間變化的關系為

（2分）17.如圖所示，在平面坐標系xoy內，第Ⅱ、Ⅲ象限內存在沿y軸正方向的勻強電場，第Ⅰ、Ⅳ象限內存在半徑為L的圓形勻強磁場，磁場圓心在M（L，0）點，磁場方向垂直于坐標平面向外，一帶正電粒子從第Ⅲ象限中的Q（－2L，－L）點以速度v0沿x軸正方向射出，恰好從坐標原點O進入磁場，從P（2L，0）點射出磁場。不計粒子重力。求： （1）電場強度與磁感應強度的大小之比；（2）粒子在磁場與電場中運動的時間之比。參考答案：解：帶電粒子在電場中做類似平拋運動的時間： 2分 沿y軸方向有： 3分

得： 1分 帶電粒子到達O點時，

1分 所以v方向與x軸正方向的夾角 1分 1分 帶電粒子進入磁場后做勻速圓周運動 由得 2分 由幾何關系得 2分

圓心角為90°

1分

得 1分 在磁場中的時間

2分 1分

18.如圖所示，在真空中的豎直平面內，用長為2L的絕緣輕桿連接兩個質量均為m的帶電小球A和B，A球的電荷量為+4q，B球的電荷量為-3q，組成一帶電系統。虛線MN與PQ平行且相距3L，開始時PQ恰為桿的中垂線．在MN與PQ間加豎直向上的勻強電場，恰能使帶電系統靜止不動。現使電場強度突然加倍（已知當地重力加速度為g），求：（1）B球剛到達電場邊界PQ時的速度大小；（2）判定A球能否到達電場邊界MN，如能，請求出A球到達電場邊界MN時的速度大小；如不能，請說明理由。（3）帶電系統運動過程中，B球電勢能增加量的最大值；（4）宇航員勻速運動時速度多