福建省南平市建甌東游第二中學高三物理下學期期末試題含解析一、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.有7個完全相同的金屬框，表面涂有絕緣層．如圖所示，A是一個框，B是兩個框并列捆在一起，C是兩個框上下疊放捆在一起，D是兩個框前后疊放捆在一起．將他們同時從同一高度由靜止釋放，穿過水平向里的勻強磁場，最后落到水平地面．關于金屬框的運動，以下說法正確的是（）A．D最先落地 B．C最后落地C．A、B、D同時落地 D．B最后落地參考答案：C【考點】導體切割磁感線時的感應電動勢；安培力．【分析】設金屬框的質量為m，邊長為L，剛剛進入磁場時的速度為v，然后寫出電動勢和感應電流的表達式，和安培力的表達式，最后結合運動學的公式分析比較AB、B、D金屬框的運動情況即可．而C金屬框與BD金屬框的比較，需要使用動量定理，結合運動的過程進行分析．【解答】解：設每一個金屬框的質量為m，邊長為L，電阻值為R，剛剛進入磁場時的速度為v，則：單個的金屬框產生的感應電動勢：E=BLv感應電流：I=受到的安培力：F=BIL=金屬框在進入磁場時受到重力和安培力的作用，以向下為正方向，則其加速度：a=B是兩個框并列捆在一起，總質量是2m，進入磁場時受到的安培力是2F，所以加速度：；C是兩個框上下疊放捆在一起，總質量是2m，但進入磁場時受到的安培力是F，所以加速度：D是兩個框前后疊放捆在一起，總質量也是2m，進入磁場時受到的安培力也是2F，所以加速度：aD=a；由以上的分析可知，A、B、D三個金屬框在進入磁場的過程中的加速度相等，所以運動的情況是完全相同的，所以ABD三個金屬框同時落地．設金屬框進入磁場的時間為△t，平均電動勢為，則流過金屬框任意截面的電量q：每一個金屬框受到的安培力產生的沖量：=可知在金屬框進入磁場的過程中安培力產生的總沖量與下降的高度無關，與金屬框進入磁場的速度大小也無關．但是，由于在四個金屬框剛剛進入磁場時，C受到的安培力是B、D金屬框的一半，所以安培力的沖量比較小，所以在進磁場的最初的一段時間內，C受到的安培力的沖量小，根據動量定理可知，金屬框進磁場的一段時間內C向下的速度大，一直到C全部進入磁場的高度的位置時，BCD的速度才重新相等．所以在這一段的時間的位移內C的時間比較小．所以C一定是最早落地．綜上所述，只有C選項正確．故選：C2.子與氫原子核（質子）構成的原子稱為氫原子（hydrogenmuonatom），它在原子核物理的研究中有重要作用。圖為氫原子的能級示意圖。假定光子能量為E的一束光照射容器中大量處于能級的氫原子，氫原子吸收光子后，發出頻率為、、、、、的光，且頻率依次增大，則E等于A．

B．

C．

D．參考答案：答案：C解析：子吸收能量后從高能級向低能級躍遷，可以產生的光的頻率數為，子吸收能量后從n=4能級向低能級躍遷。發射光子的按能量從小到大的順序排列為4到3，3到2，4到2，2到1，3到1，4到1。所以能量E與相等。選C。3.在一支氖管兩端加一個正弦交流電壓u=50sin(314t)V。當氖管兩端電壓達到或超過U0=25V時，氖管就能發光。則在此交流電的一個周期內氖管的發光時間為

(

)

A．0.2s

B．0.02s

C．0.01s

D．0.005s

參考答案：A4.如圖所示，表面處處同樣粗糙的楔形木塊abc固定在水平地面上，ab面和bc面與地面的夾角分別為和，且>,一初速度為v0的小物塊沿斜面ab向上運動，經時間t0后到達頂點b時，速度剛好為零；然后讓小物塊立即從靜止開始沿斜面bc下滑.在小物塊從a運動到c的過程中，可能正確描述其速度大小v與時間t的關系的圖像是（

）

參考答案：C5.（單選）a、b、c三個物體在同一條直線上運動，其位移時間圖象中，圖線c是一條x=0.4t2的拋物線．有關這三個物體在0～5s內的運動，下列說法正確的是（）A．a物體做勻加速直線運動B．c物體做勻加速直線運動C．t=5s時，a物體速度最大D．a、b兩物體都做勻速直線運動，且速度相同參考答案：解：A、位移圖象傾斜的直線表示物體做勻速直線運動，則知a、b兩物體都做勻速直線運動．由圖看出斜率看出，a、b兩圖線的斜率大小、正負相反，說明兩物體的速度大小相等、方向相反，所以速度不同．故AD錯誤；B、圖線c是一條x=0.4t2的拋物線，結合可知，c做初速度為0，加速度為0.8m/s2的勻加速直線運動，故B正確．C、圖象的斜率大小等于速度大小，根據圖象可知，t=5s時，c物體速度最大．故C錯誤．故選：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.在實驗室中用螺旋測量金屬絲的直徑時，如圖所示，由圖可知金屬絲的直徑是

mm．參考答案：5.615解：螺旋測微器的固定刻度為5.5mm，可動刻度為11.5×0.01mm=0.115mm，所以最終讀數為5.5mm+0.115mm=5.615mm．故答案為：5.6157.電量分別為+q、+q和-q的三個小球，質量均為m，固定在水平放置的邊長均為的絕緣輕質三角形框架的三個頂點處，并處于場強為E且方向水平的勻強電場中，如圖所示．三角形框架在未知力F作用下繞框架中心O由靜止開始沿逆時針轉動，當轉過120０時角速度為ω．則此過程中，帶電小球系統總的電勢能的增量為_____；合外力做的功為______．參考答案：2Eql；

8.一支300m長的隊伍，以1m/s的速度行軍，通訊員從隊尾以3m/s的速度趕到隊首，并立即以原速率返回隊尾，求通訊員的位移和路程各是多少？參考答案：675m

225m9.如圖是街頭變壓器通過降壓給用戶供電的示意圖。變壓器的輸入電壓是市區電網的電壓，負載變化時輸入電壓不會有大的波動。輸出電壓通過輸電線輸送給用戶，兩條輸電線的總電阻用表示，變阻器R代表用戶用電器的總電阻，當用電器增加時，相當于R的值減小。如果變壓器上的能量損失可以忽略，那么當用戶的用電器增加時，圖中的電壓表讀數__________（選填“增大”、“減小”或“不變”），電流表讀數__________（選填“增大”、“減小”或“不變”）。參考答案：不變

增大試題分析：因為變壓器的輸入電壓不變，根據可知次級電壓不變，即電壓表讀數不變；當用戶的用電器增加時，R的值減小，次級電阻減小，所以次級電流增大，根據則初級電流增大，即電流表讀數增大。考點：變壓器的初次級電壓電流與初次級匝數的關系

；電路的綜合分析。10.如圖所示是某同學探究功與速度變化的關系的實驗裝置，他將光電門固定在長木板上的B點，用不同重物通過細線拉同一小車，每次小車都從同一位置A由靜止釋放．（1）若用游標卡尺測出遮光條的寬度d如圖所示，d=

cm；（2）實驗中可近似認為細線對小車的拉力與重物重力大小相等，則拉力對小車所做的功為重物重力與AB的距離的乘積；測出多組重物的質量m和對應遮光條通過光電門的時間?t，通過描點作出線性圖象，研究功與速度變化的關系。處理數據時應作出_____圖象。

A．?t－m

B．?t2－m

C．

D．參考答案：（1）1.140

（2）D

11.如圖所示，將邊長為a、質量為m、電阻為R的正方形導線框豎直向上拋出，穿過寬度為b、磁感應強度為B的勻強磁場，磁場的方向垂直紙面向里。線框向上離開磁場時的速度剛好是進入磁場時速度的一半，線框離開磁場后繼續上升一段高度，然后落下并勻速進入磁場。整個運動過程中始終存在著大小恒定的空氣阻力Ff，且線框不發生轉動，則：線框在上升階段剛離開磁場時的速度v1=

，線框在上升階段通過磁場過程中產生的焦耳熱Q=

。參考答案：12.土星周圍有美麗壯觀的“光環”,組成環的顆粒是大小不等、線度從1μm到10m的巖石、塵埃,類似于衛星,它們與土星中心的距離從7.3×104

km延伸到1.4×105km.已知環的外緣顆粒繞土星做圓周運動的周期約為14h,引力常量為6.67×10-11N·m2/kg2,則土星的質量約為

。（估算時不考慮環中顆粒間的相互作用）參考答案：6.4×1026kg

13.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處質點在0.5s時的位移為

cm，x=0m處的質點做簡諧運動的表達式為

。參考答案：－5

；

x=5sin(2πt+π)cm三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（4分）如圖所示，光滑水平面軌道上有三個木塊，A、B、C，質量分別為mB=mc=2m,mA=m，A、B用細繩連接，中間有一壓縮的彈簧(彈簧與滑塊不栓接)。開始時A、B以共同速度v0運動，C靜止。某時刻細繩突然斷開，A、B被彈開，然后B又與C發生碰撞并粘在一起，最終三滑塊速度恰好相同。求B與C碰撞前B的速度。參考答案：解析：設共同速度為v，球A和B分開后，B的速度為,由動量守恒定律有,,聯立這兩式得B和C碰撞前B的速度為。考點：動量守恒定律15.如圖，光滑絕緣底座上固定兩豎直放置、帶等量異種電荷的金屬板a、b，間距略大于L，板間電場強度大小為E，方向由a指向b，整個裝置質量為m。現在絕綠底座上施加大小等于qE的水平外力，運動一段距離L后，在靠近b板處放置一個無初速度的帶正電滑塊，電荷量為q，質量為m，不計一切摩擦及滑塊的大小，則(1)試通過計算分析滑塊能否與a板相撞(2)若滑塊與a板相碰，相碰前，外力F做了多少功;若滑塊與a板不相碰，滑塊剛準備返回時，外力F做了多少功?參考答案：（1）恰好不發生碰撞（2）【詳解】(1)剛釋放小滑塊時，設底座及其裝置的速度為v由動能定理：放上小滑塊后，底座及裝置做勻速直線運動，小滑塊向右做勻加速直線運動當兩者速度相等時，小滑塊位移絕緣底座的位移故小滑塊剛好相對絕緣底座向后運動的位移，剛好不相碰(2)整個過程絕緣底座位移為3L則答：(1)通過計算分析可各滑塊剛好與a板不相撞；(2)滑塊與a板不相碰，滑塊剛準備返回時，外力F做功為3qEL。四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，同一豎直線上的A、B兩點，固定有等量的異種點電荷，電荷量為q，正、負如圖所示，△ABC為一等邊三角形(邊長為L)，CD為AB邊的中垂線，且與右側豎直光滑圓弧軌道的最低點C相切，已知圓弧的半徑為R，現把質量為m、帶電荷量為＋Q的小球(可視為質點)由圓弧的最高點M靜止釋放，到最低點C時速度為v0.已知靜電力常量為k，現取D為電勢零點，求：(1)小球在C點受到的電場力的大小和方向；(2)在等量異種點電荷的電場中，M點的電勢φM.參考答案：17.（14分）在足夠大的絕緣光滑水平面上有一質量m=1.0×10-3kg、帶電量q=1.0×10-10C的帶正電的小球，靜止在O點。以O點為原點，在該水平面內建立直角坐標系Oxy。在t0=0時突然加一沿x軸正方向、大小E1=2.0×106V/m的勻強電場，使小球開始運動。在t1=1.0s時，所加的電場突然變為沿y軸正方向、大小E2=2.0×106V/m的勻強電場。在t2=2.0s時所加電場又突然變為另一個勻強電場E3，使小球在此電場作用下在t3=3.0s時速度變為零。求：（1）在t1=1.0s時小球的速度v1的大小；（2）在t2=2.0s時小球的位置坐標x2、y2；（3）勻強電場E3的大小；（4）請在圖的坐標系中繪出該小球在這3s內的運動軌跡。

參考答案：解析：

（1）a1=

=m/s2=0.2m/s2

v1=a1·Δt1=0.2×1.0m/s=0.2m/s

（2）x2=a1Δt12+v1Δt2=×0.2×