遼寧省鐵嶺市腰堡中學高三物理期末試題含解析一、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.在一點電荷形成的電場空間內，電勢相等的a、b、c三點分別位于正三角形的三個頂點，d為bc邊的中點，則d點的A.電勢可能比a點的高B.電勢一定與c點的相等C.場強大小可能為a點的2倍D.場強大小一定為b點的4倍參考答案：AD【分析】點電荷形成的電場是輻射狀的，正電荷向外，負電荷向內，電勢沿電場線方向逐漸降低；電場強度跟電場線的密集程度有關，電場線越密集的地方電場強度越大【詳解】AB．點電荷形成電場的等勢面是以點電荷為圓心的同心球面，即到點電荷距離相等的各點在同一等勢面上，且沿電場線方向電勢降低。由題意可知a、b、c三點與d點的電勢不相等，但因不知道點電荷為正為負，則不能明確判斷d點與a、b、c三點的電勢大小，故A對B錯；CD．由題意可知a、b、c三點的電勢相等且剛好位于正三角形的三個頂點上，d點是bc邊的中點，設d點到點電荷的距離為r,由幾何關系計算可知a、b、c三點到點電荷的距離為2r，再根據點電荷場強公式：得，故C錯D對；故選AD2.（單選）如圖所示，AB為豎直轉軸，細繩AC和BC的結點C系一質量為m的小球，兩繩能承擔的最大拉力均為2mg。當AC和BC均拉直時∠ABC=90°，∠ACB=53°，BC=1m。ABC能繞豎直軸AB勻速轉動，因而C球在水平面內做勻速圓周運動。當小球的線速度增大時，兩繩均會被拉斷，則最先被拉斷那根繩及另一根繩被拉斷時的速度分別為(已知g＝10m/s2,sin530=0.8,co530=0.6)A.AC繩

5m/s

B.BC繩

5m/s

C.AC繩

5.24m/s

D.BC繩

5.24m/s參考答案：B3.2019年1月3日，“嫦娥四號”探測器完成了人類歷史上的首次月背軟著陸。“嫦娥四號”的核電池利用放射性同位素Pu衰變供電；靜止的Pu衰變為鈾核U和X粒子，產生熱能并放出頻率為ν的γ光子。已知：Pu、U和X粒子的質量分別為mPu、mU和mX，普朗克常數為h，光速為c。則下列說法正確的是A.X粒子是HeB.U的比結合能比Pu的大C.釋放出的γ光子能量為(mPu—mU—mX)c2D.若γ光子照射到某金屬并發生光電效應，則光電子的最大初動能為hν參考答案：B【詳解】根據核反應的質量數和電荷數守恒可知，X粒子質量數為4，電荷數為2，為，選項A錯誤；因反應放出能量，可知的比結合能比的大，選項B正確；反應釋放的總能量為(mPu-mU-mX)c2，因為有熱量放出，則釋放出的γ光子能量小于(mPu-mU-mX)c2，選項C錯誤.若γ光子照射到某金屬并發生光電效應，根據光電效應方程可知，光電子的最大初動能小于hν，選項D錯誤；4.如圖所示電路，電容器原來不帶電，在t=0時將電鍵S閉合，在電容器充電的過程中，將電阻R的電功率PR，電路中的電流強度I、電容器兩端的電壓U和電容器所帶電量Q隨時間t變化的關系描述成如下四個圖象，其中正確的是（）A．B．C．D．參考答案：D【考點】閉合電路的歐姆定律；電容．【分析】將電鍵S閉合后，在電容器充電的過程中電路中電流非線性減小，由功率公式P=I2R分析電功率PR的變化情況，由歐姆定律分析U的變化．根據Q﹣t圖象的斜率等于電流，分析Q﹣t圖象的形狀．【解答】解：在電容器充電的過程中，由于同種電荷間相互排斥，所以電路中電流非線性減小，I﹣t圖象是曲線．由PR=I2R，知R一定，PR﹣t圖象應曲線．由U=IR知，I逐漸減小，U應逐漸減?。鶕﹣t圖象切線的斜率等于電流，知圖象切線的斜率逐漸減小，故ABC錯誤，D正確．故選：D5.在驗證光的波粒二象性的實驗中，下列說法正確的是A．使光子一個一個地通過狹縫，如時間足夠長，底片上將會顯示衍射圖樣．B．單個光子通過狹縫后，底片上會出現完整的衍射圖樣．C．光子通過狹縫的運動路線像水波一樣．D．光的波動性是大量光子運動的規律．參考答案：AD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示，為“用DIS（位移傳感器、數據采集器、計算機）研究加速度和力的關系”的實驗裝置。（1）在該實驗中必須采用控制變量法，應保持___________不變，用鉤碼所受的重力大小作為___________，用DIS測小車的加速度。（2）改變所掛鉤碼的數量，多次重復測量。在某次實驗中根據測得的多組數據可畫出a-F關系圖線（如右圖所示）。分析此圖線OA段可得出的實驗結論是_________________________________。（3）此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是(

)（單選題）A．小車與軌道之間存在摩擦

B．導軌保持了水平狀態C．所掛鉤碼的總質量太大

D．所用小車的質量太大參考答案：（1）小車的總質量，(2分)小車所受外力，(2分)（2）在質量不變的條件下，加速度與外力成正比,(2分)

(3)C7.一衛星繞地球做勻速圓周運動的線速度大小為v，若地球質量為M，引力常量為G，則該衛星的圓周運動的半徑R為

；它在1/6周期內的平均速度的大小為

。參考答案：；8.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．試回答下列問題：①寫出x=0.5m處的質點做簡諧運動的表達式：

cm；②x=0.5m處質點在0～5.5s內通過的路程為

cm．參考答案：①y=5sin(2πt+π/2)②

1109.某單擺的擺長為L、擺球質量為m，擺角為θ時單擺做簡諧振動的周期為T，擺動時最大動能為Ek。當將擺球質量變成2m，擺動時擺角為θ，則單擺的最大動能變為____________Ek；當將擺球質量變成2m，將擺長變為2L，擺角變為θ/2時，單擺的周期為____________T。參考答案：2

10.一物體做勻加速直線運動，經過A、B、C三點，已知AB=BC，AB段平均速度的大小為20m/s，BC段平均速度的大小為30m/s，則可求得從A到C的平均速度的大小為

參考答案：24m/11.某同學為估測摩托車在水泥路面上行駛時所受的牽引力，設計了下述實驗：將輸液用的500ml玻璃瓶裝適量水后，連同輸液管一起綁在摩托車上，調節輸液管的滴水速度，剛好每隔1.0s滴一滴，該同學騎摩托車，先使之加速到某一速度，然后熄火，讓摩托車沿直線滑行，如圖是某次實驗中水泥路面上的部分水滴（左側是起點）。設該同學質量為50kg，摩托車的質量為75kg，根據該同學的實驗結果可估算（）（下圖長度單位：ｍ）（1）騎摩托車行駛至D點時的速度大小為_________；（2）騎摩托車加速時的加速度大小為________；（3）騎摩托車加速時的牽引力大小為__________N。參考答案：（1）__14.5________;

（2）___4.0_______;（3）

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;12.原子核聚變可望給人類未來提供豐富潔凈的能源。當氘等離子體被加熱到適當高溫時,氘核參與的幾種聚變反應可能發生，放出能量。這幾種反應的總效果可以表示為①該反應方程中的k=

,d=

；②質量虧損為

kg.參考答案：13.如圖所示為氫原子的能級圖，n為量子數。在氫原子核外電子由量子數為2的軌道躍遷到量子數為3的軌道的過程中，將

（填“吸收”、“放出”）光子。若該光子恰能使某金屬產生光電效應，則一群處于量子數為4的激發態的氫原子在向基態躍遷過程中，有

種頻率的光子能使該金屬產生光電效應。

參考答案：

吸收（2分）

5（2分）三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖所示，一定質量理想氣體經歷A→B的等壓過程，B→C的絕熱過程（氣體與外界無熱量交換），其中B→C過程中內能減少900J．求A→B→C過程中氣體對外界做的總功．參考答案：W=1500J【詳解】由題意可知，過程為等壓膨脹，所以氣體對外做功為：過程：由熱力學第一定律得：

則氣體對外界做的總功為：

代入數據解得：。15.圖所示摩托車做騰躍特技表演，沿曲面沖上高0.8m頂部水平高臺，接著以4m/s水平速度離開平臺，落至地面時，恰能無碰撞地沿圓弧切線從A點切入光滑豎直圓弧軌道,并沿軌道下滑.A、B為圓弧兩端點,其連線水平.已知圓弧半徑為2m，人和車的總質量為200kg，特技表演的全過程中，空氣阻力不計.(計算中取g=10m/s2.求:(1)從平臺飛出到A點，人和車運動的水平距離s.(2)從平臺飛出到達A點時速度大小及圓弧對應圓心角θ.(3)若已知人和車運動到圓弧軌道最低點O速度為6m/s,求此時人和車對軌道的壓力.參考答案：(1)1.6m

(2)m/s，90°

(3)5600N【詳解】(1)車做的是平拋運動，很據平拋運動的規律可得：豎直方向上：水平方向上：可得：.(2)摩托車落至A點時其豎直方向的分速度：到達A點時速度：設摩托車落地時速度方向與水平方向的夾角為，則：即，所以：(3)對摩托車受力分析可以知道，摩托車受到的指向圓心方向的合力作為圓周運動的向心力，所以有：

當時，計算得出.由牛頓第三定律可以知道人和車在最低點O時對軌道的壓力為5600

N.答：(1)從平臺飛出到A點，人和車運動的水平距離.(2)從平臺飛出到達A點時速度，圓弧對應圓心角.(3)當最低點O速度為6m/s，人和車對軌道的壓力5600

N.四、計算題：本題共3小題，共計47分16.一足夠長的矩形區域abcd內充滿磁感應強度為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場，矩形區域的左邊界ad長為L，現從ad中點O垂直于磁場射入一速度方向與ad邊夾角為30°、大小為v0的帶正電粒子，如圖所示．已知粒子電荷量為q，質量為m（重力不計）：（1）若要求粒子能從ab邊射出磁場，v0應滿足什么條件？（2）若要求粒子在磁場中運動的時間最長，粒子應從哪一條邊界處射出，出射點位于該邊界上何處？最長時間是多少？參考答案：解：（1）當粒子軌跡恰好與cd邊相切時，是粒子能從ab邊射出磁場區域時軌跡圓半徑最大的情況，設此半徑為R1，如圖甲所示．則有可得：R1=L當粒子軌跡恰好與ab相切時是粒子能從ab邊射出磁場區域時軌跡圓半徑最小的情況，設此半徑為R2，如圖乙所示則有：得：故粒子從ab邊射出的條件為R2＜R≤R1，即根據，得所以（2）因為所以粒子運動所經過的圓心角越大，粒子在磁場中運動時間越長，從圖中可以看出，如果粒子從cd邊射出，則圓心角最大為60°，若粒子從ab邊射出，則圓心角最大為240°，粒子從ab邊射出，圓心角最大為360°﹣60°=300°，由于磁場無右邊界，故粒子不可能從右側射出．綜上所述，為使粒子在磁場中運動的時間最長，粒子應從ad邊射出，如圖乙所示，設出射點到O的距離為x，從圖中可以看出，P點是離O距離最大的出射點則，即出射點到O的距離不超過答：（1）若要求粒子能從ab邊射出磁場，v0應滿足；（2）若要求粒子在磁場中運動的時間最長，粒子應從ad邊界處射出，出射點位于該邊界上到O的距離不超過；最長時間是．17.如圖所示，在水平方向的勻強電場中，用長為L不可伸長的絕緣細線拴住一質量為m，帶電荷量為q的小球1，線的上端固定于O點，若在B點同一水平線上的左方距離為r處固定另一帶電小球2，小球1恰好處于靜止狀態，當拿走小球2后，小球1由靜止開始向上擺動，當細線轉過120o角到達A點時的速度恰好為零,此時OA恰好處于水平狀態，設整個過程中細線始終處于拉直狀態,靜電力常量為k.求：

（1）BA兩點間的電勢差U;

（2）勻強電場的場強E的大小;

（3）小球2的帶電量Q.參考答案：（1）從B到A由動能定理得：-300=0-0……………（3分）U=………………（1分）（2）勻強電場