山西省太原市第十五中學(xué)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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.（單選）足夠長(zhǎng)的粗糙斜面上，用力推著一物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，t=0時(shí)撤去推力，0～6s內(nèi)速度隨時(shí)間的變化情況如圖所示，由圖像可知判斷錯(cuò)誤的是：A．0～1s內(nèi)物體發(fā)生的位移大小與1～6s內(nèi)發(fā)生的位移大小之比為1:5B．0～1s內(nèi)重力的平均功率大小與1～6s內(nèi)重力平均功率大小之比為5：1C．0～ls內(nèi)摩擦力的平均功率與1～6s內(nèi)摩擦力平均功率之比為1：1D．0～1s內(nèi)機(jī)械能變化量大小與1～6s內(nèi)機(jī)械能變化量大小之比為1：5參考答案：B2.一交流電流的圖象如圖所示，由圖可知（

）

A．用電流表測(cè)該電流其示數(shù)為14.1A

B．該交流電流的頻率為50Hz

C．該交流電流通過10Ω電阻時(shí)，電阻消耗的電功率為1000W

D．該交流電流瞬時(shí)值表達(dá)式為i＝14.1sin628tA參考答案：CD根據(jù)圖像知交流電的有效值為10A，則電流表示數(shù)為有效值10A，A項(xiàng)錯(cuò)；周期T=0.01s，頻率為100Hz，B項(xiàng)錯(cuò)；通過10Ω的電阻，電功率W，C項(xiàng)正確；瞬時(shí)值表達(dá)式為A=14.1sin628tA，D項(xiàng)正確。3.物體靜止于傾角為θ的斜面上，當(dāng)斜面傾角θ變小時(shí)，物體所受力的變化情況是（）A．重力、支持力、靜摩擦力均增大B．重力不變，支持力增大，靜摩擦力減小C．重力不變，支持力、靜摩擦力增大D．以上說法都不對(duì)參考答案：B【考點(diǎn)】共點(diǎn)力平衡的條件及其應(yīng)用．【分析】斜面傾角θ緩慢變小的過程中，物體相對(duì)于斜面靜止，根據(jù)物體垂直于斜面方向的力平衡，得到支持力FN和重力G、θ的關(guān)系式．根據(jù)平行于斜面方向的力平衡，得到物體受到靜摩擦力與G的關(guān)系，由平衡條件研究其變化情況．【解答】解：物體受重力、支持力和靜摩擦力，木板傾角θ緩慢變小的過程中，物體的合力為零，根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件，有：當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣炔蛔儯灾亓σ欢ú蛔?；垂直斜面方向：FN=Mgcosθ，θ減小，F(xiàn)N增加；平行斜面方向：Ff=Mgsinθ，θ減小，F(xiàn)f減??；故B正確．故選：B．4.（單選題）重為G的兩個(gè)完全相同的小球，與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為。豎直向上的較小的力F作用在連接兩球輕繩的中點(diǎn)，繩間的夾角，如圖所示。緩慢增大F，到兩球剛要運(yùn)動(dòng)的過程中，下列說法正確的是ks5uA.地面對(duì)球的支持力變大，摩擦力變大B.地面對(duì)球的支持力變小，摩擦力變小C.球剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，地面對(duì)球沒有支持力D.球剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，球受到的摩擦力最大參考答案：D5.（多選題）“磁單極子”是指只有S極或只有N極的磁性物質(zhì)，其磁感線分布類似于點(diǎn)電荷的電場(chǎng)分布．假設(shè)地面附近空中有一N極磁單極子，在豎直平面內(nèi)的磁感線如圖所示，一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子正在該磁單極子上方附近做速度大小為v、半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其軌跡如虛線所示，軌跡平面為水平面，若不考慮地磁場(chǎng)的影響，重力加速度大小為g，則下列說法正確的是（）A．粒子受到的洛倫茲力與所在處的磁感線方向垂直且斜向上B．從軌跡上方朝下看，該粒子沿順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)C．該粒子受到的洛倫茲力全部提供做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力D．該粒子所在處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為參考答案：ABD【考點(diǎn)】帶電粒子在混合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)；洛侖茲力．【分析】這是一道關(guān)于“磁單極子”的信息題，“磁單極子”是指只有S極或只有N極的磁性物質(zhì)，其磁感線分布類似于點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線分布．問題是帶電粒子在“磁單極子”的磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)衍生出求B、向心力等問題．由于受到兩個(gè)力的作用，所以從豎直和水平兩個(gè)方向去考慮．【解答】解：A、C、粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，可知粒子受到的洛倫茲力與所在處的磁感線方向垂直且斜向上，只是其水平分量提供向心力，或者說是洛侖茲力與重力的合力提供向心力．故A正確，C錯(cuò)誤；B、粒子帶正電，根據(jù)由左手定則：手心向下，大拇指指圓心，這樣四指方向就是運(yùn)動(dòng)的方向，可知從軌跡上方朝下看，該粒子沿順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)，故B正確．D、由洛侖茲力與重力的合力提供做勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心力，結(jié)合勾股定理，有，得該粒子所在處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小=，故D正確．故選：ABD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.一支300m長(zhǎng)的隊(duì)伍，以1m/s的速度行軍，通訊員從隊(duì)尾以3m/s的速度趕到隊(duì)首，并立即以原速率返回隊(duì)尾，求通訊員的位移和路程各是多少？參考答案：675m

225m7.（6分）一列簡(jiǎn)諧波某時(shí)刻的波形如圖所示，此波以0.5m/s的速度向右傳播。這列波的周期為T＝__________s，圖中A質(zhì)點(diǎn)第一次回到平衡位置所需要的時(shí)間為t＝_________s。參考答案：

0.08，0.018.若一定質(zhì)量的理想氣體分別按如圖所示的三種不同過程變化，其中表示等容變化的是

(填“a→b”、“b→c”或“c→d”)，該過程中氣體的內(nèi)能

(填“增加”、“減少”或“不變”)．參考答案：a→b，增加；9.參考答案：10.（4分）圖是一個(gè)單擺做受迫振動(dòng)時(shí)的共振曲線，由圖可知，該單擺的長(zhǎng)是

m；若增大該單擺的擺長(zhǎng)，則與原圖相比較，共振曲線的“峰”將

（填“向左移動(dòng)”、“保持不變”或“向右移動(dòng)”）。（運(yùn)算中）參考答案：1；向左移動(dòng)11.某中學(xué)的實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示的裝置研究光電效應(yīng)規(guī)律，用理想電壓表和理想電流表分別測(cè)量光電管的電壓以及光電管的電流．當(dāng)開關(guān)打開時(shí)，用光子能量為2.5eV的光照射光電管的陰極K，理想電流表有示數(shù)，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的觸頭，當(dāng)電壓表的示數(shù)小于0.60V時(shí)，理想電流表仍有示數(shù)，當(dāng)理想電流表的示數(shù)剛好為零時(shí)，電壓表的示數(shù)剛好為0.60V．則陰極K的逸出功為1.9eV，逸出的光電子的最大初動(dòng)能為0.6eV．參考答案：：解：設(shè)用光子能量為2.5eV的光照射時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能為Ekm，陰極材料逸出功為W0，當(dāng)反向電壓達(dá)到U=0.60V以后，具有最大初動(dòng)能的光電子也達(dá)不到陽極，因此eU=Ekm由光電效應(yīng)方程：Ekm=hν﹣W0由以上二式：Ekm=0.6eV，W0=1.9eV．所以此時(shí)最大初動(dòng)能為0.6eV，該材料的逸出功為1.9eV；故答案為：1.9eV，0.6eV．12.一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，某時(shí)刻（t=0）波的圖像如圖所示，此刻A、B兩質(zhì)點(diǎn)的位移相同，此后A和B分別經(jīng)過最短時(shí)間0.1s和0.8s回到圖示位置，該波沿x軸

方向傳播（填“正”或“負(fù)”)，該波在18s內(nèi)傳播的距離為

m。參考答案：負(fù)，4013.2011年3月19日-3月27日，在丹麥的（Esbjerg）埃斯堡，舉行了2011年世界女子冰壺世錦賽，參賽的中國(guó)女子冰壺隊(duì)喜獲銅牌，如圖為中國(guó)隊(duì)員與丹麥隊(duì)比賽的投擲冰壺的鏡頭。在某次投擲中，冰壺運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后與對(duì)方的靜止冰壺發(fā)生正碰，碰撞可認(rèn)為是彈性碰撞。通過電子測(cè)速設(shè)備測(cè)得，碰后對(duì)方的冰壺以2.00m/s的速度向前滑行。中國(guó)對(duì)的冰壺速度減小為0.01m/s，比賽中中國(guó)隊(duì)使用的冰壺實(shí)測(cè)質(zhì)量為19.0kg，由于制造工藝上的不足，若兩冰壺質(zhì)量有點(diǎn)偏差，你能否根據(jù)比賽的觀測(cè)估算出丹麥隊(duì)使用的冰壺的質(zhì)量

kg（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）參考答案：18.8kg三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.(2)一定質(zhì)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(qiáng)將如何變化？請(qǐng)你從分子動(dòng)理論的觀點(diǎn)加以解釋．如果在此過程中氣體對(duì)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(jiǎn)要說明理由)參考答案：一定質(zhì)量的氣體，溫度不變時(shí)，分子的平均動(dòng)能一定，氣體體積增大，分子的密集程度減小，所以氣體壓強(qiáng)減?。欢ㄙ|(zhì)量的理想氣體，溫度不變時(shí)，內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，當(dāng)氣體對(duì)外做功時(shí)氣體一定吸收熱量，吸收的熱量等于氣體對(duì)外做的功，即900J.15.如圖所示，在滑雪運(yùn)動(dòng)中一滑雪運(yùn)動(dòng)員，從傾角θ為37°的斜坡頂端平臺(tái)上以某一水平初速度垂直于平臺(tái)邊飛出平臺(tái)，從飛出到落至斜坡上的時(shí)間為1.5s，斜坡足夠長(zhǎng)，不計(jì)空氣阻力，若g取10m/s2，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：(1)運(yùn)動(dòng)員在斜坡上的落點(diǎn)到斜坡頂點(diǎn)(即飛出點(diǎn))間的距離；(2)運(yùn)動(dòng)員從斜坡頂端水平飛出時(shí)的初速度v0大小.參考答案：18.75m

試題分析：（1）根據(jù)位移時(shí)間公式求出下落的高度，結(jié)合平行四邊形定則求出落點(diǎn)和斜坡頂點(diǎn)間的距離。（2）根據(jù)水平位移和時(shí)間求出初速度的大小。（1）平拋運(yùn)動(dòng)下落的高度為：則落點(diǎn)與斜坡頂點(diǎn)間的距離為：（2）平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為：【點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵知道平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和數(shù)學(xué)公式進(jìn)行求解，并且要知道斜面的傾角是與位移有關(guān)，還是與速度有關(guān)。四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.已知銅的密度為8.9×103kg/m3，銅的原子量為64，質(zhì)子和中子的質(zhì)量約為1.67×10﹣27kg，則銅塊中平均每個(gè)銅原子所占的空間體積為多少？銅原子的直徑約為多少？參考答案：解：（1）銅的原子量為64，即每摩爾銅的質(zhì)量為64g，其摩爾體積：Vmol==m3①每個(gè)銅原子的體積V0=②由①②得V0=1.19×10﹣29m3（2）把銅原子作為球形模型，其直徑設(shè)為d，則

π（）3=V0代入數(shù)據(jù)，解得d=2.83×10﹣10m．答：銅塊中平均每個(gè)銅原子所占的空間體積為1.19×10﹣29m3，銅原子的直徑約為2.83×10﹣10m【考點(diǎn)】阿伏加德羅常數(shù)．【分析】根據(jù)銅的摩爾質(zhì)量求出摩爾體積，結(jié)合阿伏伽德羅常數(shù)求出銅原子的體積．將銅原子看出球形，結(jié)合球的體積求出銅原子的直徑．17.（15分）有一帶負(fù)電的小球，其帶電荷量q=—2×10—4C。如圖所示，開始時(shí)靜止在場(chǎng)強(qiáng)E=N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)中的P點(diǎn)，靠近電場(chǎng)極板B有一擋板S，小球與擋板S的距離h=4cm，與A板距離H=36cm，小球的重力忽略不計(jì)。在電場(chǎng)力作用下小球向左運(yùn)動(dòng)，與擋板S相碰后電量減少到碰前的k倍，已知k=7/8，而碰撞過程中小球的機(jī)械能不損失。（1）設(shè)勻強(qiáng)電場(chǎng)中擋板S所在位置的電勢(shì)為零，則小球在P點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能為多少？（電勢(shì)能用來表示）（2）小球從P點(diǎn)出發(fā)第一次到達(dá)最右端的過程中電場(chǎng)力對(duì)小球做了多少功？（3）小球經(jīng)過多少次碰撞后，才能抵達(dá)A板？（可能用到的關(guān)系=0.058）參考答案：這是一個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)與機(jī)械能兩部分知識(shí)綜合應(yīng)用的典型問題。題中涉及兩個(gè)臨界條件：一是線承受的最大拉力不大于9mg；另一個(gè)是在圓周運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)的瞬時(shí)速度必須不小于（是做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑）。

設(shè)在D點(diǎn)繩剛好承受最大拉力，設(shè)DE=x，則：

懸線碰到釘子后，繞釘做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為：

①

當(dāng)小球落到D點(diǎn)正下方時(shí)，繩受到的最大拉力為F，此時(shí)小球的速度v，由牛頓第二定律

有：

結(jié)合可得

②

由機(jī)械能守恒定律得：即：

③

由①②③式聯(lián)立解得：

隨著x的減小，即釘子左移，繞釘子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑越來越大。轉(zhuǎn)至最高點(diǎn)的臨界速度也越來越大，但根據(jù)機(jī)械能守恒定律，半徑約大，轉(zhuǎn)至最高點(diǎn)的瞬時(shí)速度越小，當(dāng)這個(gè)瞬時(shí)速度小于臨界速度時(shí)，小球就不能到達(dá)圓的最高點(diǎn)了。設(shè)釘子在G點(diǎn)小球剛能繞釘做圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá)圓的最高點(diǎn)，設(shè)EG=x'如圖,則

在最高點(diǎn)：

由機(jī)械能守恒定律得：

⑥

由④⑤⑥聯(lián)立得在水平線上EF上釘子的位置范圍是：

18.如圖所示，豎直放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距L，在M點(diǎn)和P點(diǎn)間接有一個(gè)阻值為R的電阻，在兩導(dǎo)軌間的矩形區(qū)域OO1O1′O′內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面向里、寬為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．一質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒ab垂直地?cái)R在導(dǎo)軌上，與磁場(chǎng)的上邊界相距d0．現(xiàn)使ab棒由靜止開始釋放，棒ab在離開磁場(chǎng)前已經(jīng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)(棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好接觸且下落過程中始終保持水平，導(dǎo)軌的電阻不計(jì))．(1)求棒ab離開磁場(chǎng)的下邊界時(shí)的速度大?。?2)求棒ab在通過磁場(chǎng)區(qū)的過程中產(chǎn)生的焦耳熱．(3)試分析討論棒ab在磁場(chǎng)中可能出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)情況．參考答案：(1)設(shè)棒ab離開磁場(chǎng)的邊界前做勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E＝BLv

……1分電路中的電流I＝

……1分對(duì)棒ab，由平衡條件得：mg－BIL＝0

……1分解得：v＝

……1分(2)設(shè)整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q，由能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律可得：mg(