陜西省咸陽市武功縣蘇東中學高三物理上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.（多選）某家用桶裝純凈水手壓式飲水器如圖，在手連續穩定的按壓下，出水速度為v，供水系統的效率為η，現測量出桶底到出水管之間的高度差H，出水口傾斜，其離出水管的高度差可忽略，出水口的橫截面積為S，水的密度為ρ，重力加速度為g，則下列說法正確的是（）A．出水口單位時間內的出水體積Q=vSB．出水口所出水落地時的速度C．出水后，手連續穩定按壓的功率為+D．手按壓輸入的功率等于單位時間內所出水的動能和重力勢能之和參考答案：【考點】：功率、平均功率和瞬時功率；功能關系．【分析】：出水口的體積V=Sl，再除以時間即為位時間內的出水體積，水從出水平流出后做平拋運動，根據高度求出落地時豎直方向的速度，再根據幾何關系求出出水口所出水落地時的速度，在時間t內，流過出水口的水的質量m=ρSvt，手連續穩定按壓使水具有初動能和重力勢能，根據勢能和動能的表達式及供水系統的效率求出手連續穩定按壓做的功，再根據求解功率即可．：解：A、出水口的體積V=Sl，則單位時間內的出水體積Q=，故A正確；B、水從出水平流出后做平拋運動，則落地時速度方向速度，所以出水口所出水落地時的速度v==，故B錯誤；C、手連續穩定按壓使水具有初動能和重力勢能，在時間t內，流過出水口的水的質量m=ρSvt，則出水口的水具有的機械能E=，而供水系統的效率為η，所以手連續穩定按壓做的功為W=，則功率P=，故C正確；D、手按壓輸入的功率等于單位時間內所出水的動能和重力勢能之和除以供水系統的效率η，故D錯誤；故選：AC【點評】：解答本題要知道水從出水平流出后做平拋運動，根據平拋運動的基本規律求解，注意手連續穩定按壓時做水做的功沒有全部轉化為水的機械能，注意供水系統的效率，難度適中．2.某空間存在勻強磁場和勻強電場。一個帶電粒子(不計重力)以一定初速度射入該空間后，做勻速直線運動；若僅撤除電場，則該粒子做勻速圓周運動，下列因素與完成上述兩類運動無關的是A.磁場和電場的方向B.磁場和電場的強弱C.粒子的電性和電量D.粒子入射時的速度參考答案：C由題可知，當帶電粒子在復合場內做勻速直線運動，即，則，若僅撤除電場，粒子僅在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，說明要滿足題意需要對磁場與電場的方向以及強弱程度都要有要求，例如：電場方向向下，磁場方向垂直紙面向里等，但是對電性和電量無要求，故選項C正確，ABD錯誤。點睛：本題考查了帶電粒子在復合場中的運動，實際上是考查了速度選擇器的相關知識，注意當粒子的速度與磁場不平行時，才會受到洛倫茲力的作用，所以對電場和磁場的方向有要求的。3.一只質量為m的螞蟻，在半徑為R的半球形碗內爬行，爬到距碗底高的A點停下來，再也爬不上去，設碗內每處的動摩擦因數相同，那么碗內的動摩擦因數為（

）

A．

B．

C．

D．參考答案：D靜止的螞蟻受力平衡分析如下：豎直向下的重力，沿半徑指向圓心的支持力以及垂直于半徑斜向上的靜摩擦力，三力平衡。設重力與半徑所在方向的夾角是a，將重力分解到支持力和摩擦力的方向上由平衡條件可得：摩擦力f=mgsina=kmgcosa。，解得k=tan30=.4.如圖所示，從一根內壁光滑的空心豎直鋼管A的上端邊緣沿直徑方向向管內水平拋入一鋼球.球與管壁多次相碰后落地(球與管壁相碰的時間不計)；若換一根等高但直徑更大的內壁光滑的鋼管B，用同樣的方法拋入此鋼球，則運動時間()A.在A管中的球運動時間長B.在B管中的球運動時間長C.在兩管中的球運動時間一樣長D.無法確定參考答案：C5.（單選）某同學上過體育課后用網兜把質量為m的足球掛在光滑豎直墻壁上的P點，已知懸線與墻面的夾角為θ，重力加速度為g，網兜的重力不計，則足球對墻壁的壓力為A．

B．

C．

D．參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示，由導熱材料制成的氣缸和活塞將一定質量的理想氣體封閉在氣缸內，活塞與氣缸壁之間無摩擦，活塞上方存有少量液體，將一細管插入液體，利用虹吸現象，使活塞上方液體緩慢流出，在此過程中，大氣壓強與外界的溫度均保持不變，下列各個描述理想氣體狀態變化的圖象中與上述過程相符合的是

圖，該過程為

過程。（選填“吸熱”、“放熱”或“絕熱”）參考答案：D

吸熱氣體做等溫變化，隨著壓強減小，氣體體積增大。A、B圖中溫度都是變化的；等溫情況下，PV＝C，P－1/V圖象是一條過原點的直線，所以圖D正確。該過程中，體積增大，氣體對外界做功，W＜0，等溫變化，所以Q＞0，氣體要吸收熱量。7.（4分）遠古時代，取火是一件困難的事，火一般產生于雷擊或磷的自燃。隨著人類文明的進步，出現了“鉆木取火”等方法?！般@木取火”是通過

方式改變物體的內能，把

轉變為內能。參考答案：做功，機械能解析：做功可以增加物體的內能8.（選修3-4）（6分）根據麥克斯韋電磁場理論，如果在空間某區域有周期性變化的電場，這個變化的電場就會在周圍產生

．不同波段的電磁波具有不同的特性，如紅外線具有明顯的

效應，紫外線具有較強的

效應．參考答案：答案：周期性變化的磁場（2分）

熱（2分）

熒光（2分）9.一端封閉的玻璃管自重為G，橫截面積為S，內裝一段高為h的水銀柱，封閉了一定質量的氣體?，F將玻璃管封閉端用彈簧測力計懸起，另一端沒入水銀槽中，如圖所示。當玻璃管沒入一定深度后，彈簧測力計的示數為G。若當時的大氣壓為p0，則此時管內上方氣體的壓強為_______，玻璃管內、外水銀面的高度差△x為_______。(設玻璃管壁的厚度不計)

參考答案：p0

h

10.1919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮核發現質子．科學研究表明其核反應過程是：α粒子轟擊靜止的氮核后形成了不穩定的復核，復核發生衰變放出質子，變成氧核．設α粒子質量為m1，初速度為v0，氮核質量為m2，質子質量為m0,氧核的質量為m3，不考慮相對論效應．α粒子轟擊氮核形成不穩定復核的瞬間，復核的速度大小為

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

11.（8分）質量為1．0kg的物體放在可繞豎直軸轉動的水平圓盤上，物體與轉軸間用輕彈簧相連．物體與轉盤間最大靜摩擦力是重力的0．2倍，彈簧的勁度系數為600N／m，原長為4cm，此時圓盤處于靜止狀態，如圖2—13所示．圓盤開始轉動后，要使物體與圓盤保持相對靜止，圓盤的最大角速度=

(2)當角速度達到2ω0時，彈簧的伸長量X=

．(g取10m／s2)參考答案：12.已知繞中心天體做勻速圓周運動的星體的軌道半徑r，運動周期為T。

(1)若中心天體的半徑為R，則其平均密度ρ=_______(2)若星體是在中心天體的表面附近做勻速圓周運動，則其平均密度的表達式ρ=_______。參考答案：答案：13.汽車發動機的功率為60kW，若汽車總質量為5×103kg，在水平路面上行駛時，所受阻力大小恒為5×103N，則汽車所能達到的最大速度為12m/s；若汽車以0.5m/s2的加速度由靜止開始做勻加速運動，這一過程能維持的時間為16s．參考答案：考點：功率、平均功率和瞬時功率；牛頓第二定律．專題：功率的計算專題．分析：當汽車在速度變大時，根據F=，牽引力減小，根據牛頓第二定律，a=，加速度減小，當加速度為0時，速度達到最大．以恒定加速度開始運動，速度逐漸增大，根據P=Fv，發動機的功率逐漸增大，當達到額定功率，速度增大，牽引力就會變小，所以求出達到額定功率時的速度，即可求出勻加速運動的時間．解答：解：當a=0時，即F=f時，速度最大．所以汽車的最大速度=12m/s．以恒定加速度運動，當功率達到額定功率，勻加速運動結束．根據牛頓第二定律，F=f+ma勻加速運動的末速度===8m/s．所以勻加速運動的時間t=．故本題答案為：12，16．點評：解決本題的關鍵理解汽車的起動問題，知道加速度為0時，速度最大．三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.(2)一定質量的理想氣體，在保持溫度不變的情況下，如果增大氣體體積，氣體壓強將如何變化？請你從分子動理論的觀點加以解釋．如果在此過程中氣體對外界做了900J的功，則此過程中氣體是放出熱量還是吸收熱量？放出或吸收多少熱量？(簡要說明理由)參考答案：一定質量的氣體，溫度不變時，分子的平均動能一定，氣體體積增大，分子的密集程度減小，所以氣體壓強減小．一定質量的理想氣體，溫度不變時，內能不變，根據熱力學第一定律，當氣體對外做功時氣體一定吸收熱量，吸收的熱量等于氣體對外做的功，即900J.15.（選修3-3）（6分）如圖所示，用面積為S的活塞在汽缸內封閉著一定質量的空氣，活塞質量為m，在活塞上加一恒定壓力F，使活塞下降的最大高度為?h，已知此過程中氣體放出的熱量為Q，外界大氣壓強為p0，問此過程中被封閉氣體的內能變化了多少？

參考答案：解析：由熱力學第一定律△U=W+Q得

△U=（F+mg+P0S）△h－Q

（6分）四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，在同一豎直平面內，一輕質彈簧一端固定，靜止斜靠在光滑斜面上，另一自由端恰好與水平線AB齊平，一長為L的輕質細線一端固定在O點，另一端系一質量為m的小球，O點到AB的距離為2L．現將細線拉至水平，小球從位置C由靜止釋放，到達O點正下時，細線剛好被拉斷．當小球運動到A點時恰好能沿斜面方向壓縮彈簧，不計碰撞時的機械能損失，彈簧的最大壓縮量為L（在彈性限度內），重力加速度為g．求：（1）細線所能承受的拉力F的范圍；（2）斜面的傾角θ；（3）彈簧所獲得的最大彈性勢能Ep．參考答案：解：（1）小球由C運動到O點正下方時，設速度為v1，由動能定理得，解得，小球在O點正下方時，有，解得F=3mg所以F＜3mg．（2）細線被拉斷后，小球做平拋運動，當運動到A點時，速度v2恰好沿斜面向下，由動能定理得，解得．如圖所示，有，解得θ=45°（3）由能量守恒定律得，解得．答：（1）細線所能承受的拉力F的范圍為F＜3mg；（2）斜面的傾角θ為45°；（3）彈簧所獲得的最大彈性勢能為．17.電子繞核運動可等效為一環形電流。設處于基態氫原子的電子繞核運動的半徑為R，電子質量為m，電量為e，求此環形電流的大小。（已知靜電力常量為k）

參考答案：解:由于電子繞核做勻速圓周運動,所以對電子有:

K

T=

由電流定義式得:I=

解得:I=18.在某次短道速滑接力賽中，運動員甲以7m/s的速度在前面滑行，運動員乙以8m/s的速度從后面追上，并迅速將甲向前推出，完成接力過程。設甲、乙兩運動員的質量均為50kg,推后運動員乙的