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高三上學期物理期末考試試卷
本試卷分為選擇題和非選擇題兩部分，共6頁，滿分為150分。考試用時120分鐘。
第一部分 選擇題(共40分)
一、選擇題：每小題4分，滿分40分。本大題共12小題，其中18小題為必做題，912小題為選做題，考生只能在910、1112兩組中選擇一組作答。在每小題給出的四個選項中，有一個或一個以上選項符合題目要求，全部選對得4分，選不全得2分，有選錯或不答的得0分。
1. 在學習物理過程中，物理學史也成為一個重要的資源，通過學習大師們進行科學研究的方法有助于提高同學們的科學素養(yǎng)。本題所列舉的科學家都是為物理學發(fā)展做出突出貢獻的人物。下面列舉的事例中正確的是
A. 居里夫婦用粒子轟擊鋁箔時發(fā)現(xiàn)電子
B. 盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)學說成功地解釋了氫原子的發(fā)光現(xiàn)象
C. 麥克斯韋從理論上預言了電磁波的存在，赫茲用實驗方法給予了證實
D. 愛因斯坦發(fā)現(xiàn)了光電效應現(xiàn)象，普朗克為了解釋光電效應的規(guī)律，提出了光子說
2. 下列對玻爾原子理論的說法中，正確的是
A. 玻爾原子理論繼承了盧瑟福原子模型，但對原子能量和電子軌道引入子量子化假設(shè)
B. 玻爾原子理論對經(jīng)典電磁理論中關(guān)于做加速運動的電荷要輻射電磁波的觀點，提出了電子在可能軌道上運動時不輻射電磁波的假設(shè)
C. 玻爾原子理論用能量轉(zhuǎn)化與守恒的觀點建立了原子發(fā)光頻率與原子能量變化之間的定量關(guān)系
D. 玻爾原子理論保留了較多的經(jīng)典物理理論，圓滿解釋了原子光譜
3. 在體育比賽中，有許多項目與拋體有關(guān)，如鉛球、鐵餅、標槍、鏈球等。從物理學的角度來講，影響他們成績的因素有
A. 拋射角 B. 空氣阻力 C. 運動員的體重 D. 出手速率
4. 如圖所示，一個帶有負電荷的小球，沿光滑的絕緣斜面由靜止開始下滑，當滑到某點時小球開始飛離斜面，這可能是因為
A. 空間存在著垂直紙面向里的勻強磁場
B. 空間存在著垂直紙面向外的勻強磁場
C. 空間存在著水平向右的勻強電場
D. 空間存在著水平向左的勻強電場
5. 質(zhì)量為m的物體沿直線運動，只受到力F()的作用，物體的位移X、速度V、加速度a和受到?jīng)_量I隨時間變化的圖象如下圖所示，其中不可能的是
6. 唱卡拉OK用的話筒，內(nèi)有傳感器，其中有一種是動圈式的，它的工作原理是在彈性膜片后面粘接一個輕小的金屬線圈，線圈處于永磁體的磁場中，當聲波使膜片前后振動時，就將聲音信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺铝姓f法正確的是
A. 該傳感器是根據(jù)電流的磁效應工作的
B. 該傳感器是根據(jù)電磁感應原理工作的
C. 膜片振動時，穿過金屬線圈的磁通量不變
D. 膜片振動時，金屬線圈中不會產(chǎn)生感應電動勢
7. 如圖甲是某一電場中的一條電場線，a、b兩點是該電場線上的兩點。一負電荷只受電場力作用，沿電場線由a運動到b。在該過程中，電荷的速度時間圖象如圖乙所示，比較a、b兩點場強E的大小和電勢的高低，下列說法正確的是
A. B.
C. D.
8. 在廣場游玩時，一小孩將一充有氫氣的氣球用細繩系于一個小石塊上，并將小石塊置于水平地面上，如圖所示。若水平的風速逐漸增大(設(shè)空氣密度不變)，則下列說法中正確的是
A. 細繩的拉力逐漸增大
B. 地面受到小石塊的壓力逐漸減小
C. 小石塊滑動前受到地面施加的摩擦力逐漸增大，滑動后受到的摩擦力不變
D. 小石塊有可能連同氣球一起被吹離地面
選做題
第一組(910小題)：適合選修33(含22)模塊的考生
9. 下列敘述中正確的是
A. 若分子間距離時，兩分子間分子力F=0，則當兩分子間距離由小于逐漸增大到10的過程中，分子勢能將先減小后增大
B. 物體的溫度升高，其分子的平均動能增大
C. 對一定質(zhì)量的氣體加熱，其內(nèi)能一定增大
D. 布朗運動就是液體分子的熱運動
10. 關(guān)于內(nèi)能和機械能的下列說法中，正確的是
A. 內(nèi)能和機械能各自包含動能和勢能，因此，它們在本質(zhì)上是一樣的
B. 運動物體的內(nèi)能和機械能均不為零
C. 一個物體的機械能可以為零，但它的內(nèi)能永遠不可能為零
D. 物體的機械能變化時，它的內(nèi)能可以保持不變
第二組(1112小題)：適合選修34模塊的考生
11. 我們經(jīng)常可以看到，在路邊施工處總掛著紅色的電燈，這除了紅色光容易引起人的視覺注意外，還有一個重要原因，這一原因是紅色光
A. 比其他色光容易發(fā)生衍射
B. 比其他色光的光子能量大
C. 比其他色光容易發(fā)生干涉
D. 比其他色光更容易發(fā)生光電效應
12. 在學到《機械振動與機械波》時，四位同學就自己看到的現(xiàn)象，發(fā)表自己的觀點。
小張說：醫(yī)生用聽診器是利用了固體可以傳遞機械波
小王說：軍隊過橋時不能齊步走，就是因為怕產(chǎn)生共振，損壞了橋，火車過橋時要減速，也是同樣的道理
小趙說：樹葉在水面上下振動說明，介質(zhì)并不隨機械波向外傳遞
小李說：我家的木板門，春夏季聽不到響聲，一到秋冬季節(jié)，就開始嘭嘭作響，這是風吹振動的
讓你從物理學的角度來看，你認為誰說的對?
A. 小張說的對 B. 小王說的對
C. 小趙說的對 D. 小李說的對
第二部分 非選擇題(共110分)
二、本大題共8小題，共110分。按題目要求作答。解答題應寫出必要的文字說明、方程和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。
13. (1)(3分)按現(xiàn)行高中物理課本中的要求做下列五個力學實驗時，需要使用天平的實驗有________________________;需要使用打點計時器的實驗有_____________________;需要使用刻度尺的實驗有_________________________。(只填對應的實驗代號)
A. 測定勻變速直線運動的加速度 B. 驗證牛頓第二定律
C. 碰撞中的動量守恒 D. 驗證機械能守恒
E. 用單擺測定重力加速度
(2)(7分)在驗證機械能守恒定律的實驗中，打點計時器接在電壓為U、頻率為f的交流電源上，在實驗中打下一條理想的紙帶，如下圖所示，選取紙帶上打出的連續(xù)5個點A、B、C、D、E，測出A點距起始點0的距離為，點AC間的距離為，點CE間的距離為，已知重錘的質(zhì)量為m，當?shù)氐闹亓铀俣葹間，則
①從起始點0到打下C點的過程中，重錘重力勢能的減少量為______________，重錘動能的增加量為_____________________。
②根據(jù)題中提供的條件，可求出重錘實際下落的加速度a=__________________，它與當?shù)氐闹亓铀俣萭進行比較，則a_________ g(填大于、等于、小于)。
14. (17分)
(1)市場上有一種在蚊帳內(nèi)使用的小型直流電動機電風扇。某物理研究性學習小組想測電風扇正常運行時的機械功率。于是找到了一臺該種電風扇并從銘牌上讀出了額定電壓U，但是其他字跡不清楚。該研究性學習小組成員打開電風扇底座上的電源蓋并取出了兩節(jié)電池，并從電風扇裝電池處的正、負兩極各接出一條引線。提供的器材有電流表、電壓表、滑動變阻器、備用電池若干節(jié)、電鍵、若干導線、固定電池的電池盒。
①該小組進行了如下的部分實驗步驟，請寫出第三步實驗過程：
A. 按事先設(shè)計的電路連接各元件，并使滑片處于使電路電阻最大處;
B. 合上開關(guān)，使滑片從最左端開始緩慢移動，使電壓表和電流表都有明顯讀數(shù)，但電風扇并未轉(zhuǎn)動，讀出此時的電壓表和電流表讀數(shù)、;
C. ________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
D. 用測得的量表示出電動機正常運轉(zhuǎn)時機械功率的表達式為_____________________。
②按上述實驗過程，本實驗的電路圖應選擇____________________(填甲或乙)。
③如果你家買了臺電風扇，接上電源后，啟動風扇開關(guān)，風扇電動機不運轉(zhuǎn)，你能分析一下原因嗎?至少寫出兩種原因，并說明檢測方法。
(2)質(zhì)譜儀是利用電、磁分離并測定帶電粒子質(zhì)量的儀器。其原理是利用帶電粒子在電、磁場中的運動規(guī)律，計算它的比荷。某實驗探究小組設(shè)計了以下兩種實驗方案：
方案一：帶電粒子先穿過一個電場強度為E、磁感應強度為B的正交勻強電、磁場，正好做勻速直線運動;若取消電場，粒子做半徑為R的勻速圓周運動，則帶電粒子的荷質(zhì)比為______________________。
方案二：帶電粒子先經(jīng)過電壓U的加速，然后垂直于磁感線射入一個磁感應強度為B的勻強磁場中，粒子做半徑為R的勻速圓周運動，則帶電粒子的荷質(zhì)比為______________________。
15. (10分)下面為某報紙的一篇科技報道，你能發(fā)現(xiàn)其中的科學性問題嗎?請通過必要的計算加以說明。下面的數(shù)據(jù)在你需要時可選用。
本報訊：國家天文臺臺長、中科院院士艾國祥22日證實，首個由中國人研制的目前世界上口徑最大的空間太陽望遠鏡將于2008年升空，這標志著中國科學家將全面參與全球科學領(lǐng)域最尖端的太陽探測活動。
據(jù)悉這座口徑為1m的熱光學望遠鏡將安裝在一顆天文探測衛(wèi)星上，被運載火箭送入離地面735km的地球同步軌道。它將用于全面觀測太陽磁場、太陽大氣的精細結(jié)構(gòu)、太陽耀斑能量的積累和釋放以及日地空間環(huán)境等。
萬有引力常量;地球表面重力加速度;地球半徑;地球自轉(zhuǎn)周期;地球公轉(zhuǎn)周期。(;70~80的立方根約取4.2)
16. (13分)如圖所示，在相距為L的光滑的足夠長的水平軌道上放有一金屬桿AB，在光滑的傾斜軌道上放有另一個質(zhì)量為m的金屬桿CD，金屬桿與軌道接觸良好，整個回路電阻為R。傾斜軌道與水平面夾角為30。有一個與水平軌道平面垂直、方向向下、磁感應強度為的勻強磁場;有另一個與傾斜軌道平面垂直、磁感應強度為的勻強磁場。為了使CD能夠靜止，金屬桿AB在外力作用下向左勻速運動，求：
(1)通過CD桿的電流大小和方向;
(2)外力F是多大?
(3)金屬桿AB運動的速度V是多少?
17. (13分)如圖甲所示為學校操場上一質(zhì)量不計的豎直滑竿，滑竿上端固定，下端懸空。為了研究學生沿竿的下滑情況，在竿的頂部裝有一拉力傳感器，可顯示竿的頂端所受拉力的大小。現(xiàn)有一質(zhì)量m=50kg的學生(可視為質(zhì)點)從上端由靜止開始滑下，5s末滑到竿底時速度恰好為零。以學生開始下滑時刻為計時起點，傳感器顯示的拉力隨時間變化情況如圖乙所示，g取。求：
(1)該學生下滑過程中的最大速度;
(2)滑竿的長度。
18. (14分)如圖所示，MN、PQ為水平放置、相距為d的兩平行金屬板，兩板間電壓為U，且上板帶正電，板MN中央有一個小孔O，板間電場可認為勻強電場。AB是一根長為L(L(1)細桿帶電荷量;
(2)桿下落的最大速度;
(3)在桿下落過程中，桿克服電場力做功的最大值。
19. (16分)如圖所示，abc是光滑的軌道，其中ab是水平的，bc為與ab相切的位于豎直平面內(nèi)的半圓，半徑。質(zhì)量m=0.20kg的小球A靜止在軌道上，另一質(zhì)量M=0.60kg、速度的小球B與小球A正碰。已知相碰后小球A經(jīng)過半圓的最高點c落到軌道上距b點為L=處，重力加速度g取，求：
(1)碰撞結(jié)束時，小球A和B的速度大小;
(2)試論證小球B是否能沿著半圓軌道到達c點?
20. (17分)如圖所示，在XOY坐標系中有一個磁感應強度為B的、圓形的勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面(圖中未畫出)，它的邊界正好通過坐標原點。X軸下方存在勻強電場，場強大小為E，方向與X軸負方向成60角斜向下。一個質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子(不計重力)以速度從O點沿Y軸正方向射入勻強磁場區(qū)域。粒子飛出磁場區(qū)域后，從b點處以與X軸正方向成30穿過X軸進入勻強電場中，然后通過了b點正下方的c點。
(1)畫出粒子運動的軌跡圖，并判斷磁場方向(向外或向里);
(2)若改變圓形磁場的圓心位置(但保持它的邊界仍通過坐標原點)而不改變粒子在電場中運動的軌跡，求此圓形磁場區(qū)域的最小面積;
(3)計算c點到b點的距離。
【試題答案】
第一部分：選擇題
1. C 2. ABC 3. ABD 4. A 5. A 6. B
7. AD 8. AC 9. B 10. BCD 11. A 12. ABC
第二部分：非選擇題
13. (1)BC;ABD;ABCDE。(每空1分)
(2)①(2分)
②(2分);(2分);小于(1分)。
14. (1)①C. 調(diào)節(jié)滑動變阻器，使風扇正常工作，讀出電壓表讀數(shù)U和電流表讀數(shù)I，則風扇的機械功率為(4分);
②甲(2分);③啟動風扇，電動機不運轉(zhuǎn)，可能是風扇啟動開關(guān)出現(xiàn)故障，或是風扇電動機燒壞。可以用多用電表的電阻擋測量電動機的電阻(4分)。
(2)(3分);(3分)
15. 解：此報道中，地球同步軌道的高度735km的數(shù)據(jù)出錯。(2分)
設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為m，離地面高度為h，有
(2分)
在地球表面上，質(zhì)量為的物體，受到地球引力等于物體的重力，即
(2分)
則(4分)
16. 解：由楞次定律(或右手定則)可以判斷出通過CD桿的電流方向是從D到C。
(1分)
由法拉第電磁感應定律及歐姆定律，得出感應電流：(2分)
由安培力公式及平衡條件得：(2分)
對CD桿，由平衡條件得：(2分)
聯(lián)立以上各式解得：
(2分)
(2分)
(2分)
17. (1)滑桿對人的作用力與人對滑桿的拉力是一對作用力與反作用力，由圖象可知，01s內(nèi)，滑竿對人的作用力的大小為380N，方向豎直向上，人向下作勻加速運動。以人為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律有：
(2分)
1s末人的速度為：(2分)
1s末5s末，滑桿對人的拉力為大于500N，人作勻減速運動，5s末速度為零，所以1s末人的速度達到最大值。(1分)
由以上兩式代入數(shù)值解得：。(2分)
(2)滑竿的長度等于人在滑竿加速運動和減速運動通過的位移之和。
加速運動的位移：(2分)
減速運動的位移：(2分)
滑竿的總長度：m(1分)
18. 解：
(1)設(shè)桿的帶電量為q，板間電場強度為E。桿下落L/3時，a=0，則
①(2分)
②(2分)
聯(lián)立①、②式解得 ③(1分)
(2)桿下落L/3時，速度最大，由動能定理得
④(2分)
聯(lián)立②、④式解得 ⑤(1分)
(3)當桿下落速度為零時，桿克服電場力做功最大，設(shè)此時桿下落距離為h，則
⑥(2分)
聯(lián)立①、⑥式解得 ⑦(1分)
桿克服電場力做功 ⑧(2分)
19. (1)分別以和表示小球A和B碰后的速度，表示小球A在半圓最高點的速度，則對A，由平拋運動規(guī)律有：
(2分)
(2分)
解得：(1分)
對A運用機械能守恒定律得：(2分)
以A和B為系統(tǒng)，碰撞前后動量守恒：(2分)
聯(lián)立解得：，(2分)
(2)小球B剛能沿著半圓軌道上升到最高點的條件是在最高點彈力為零、重力作為向心力，故有：
(2分)
由機械能守恒定律有：(2分)
解得：，可知小球B不能達到半圓軌道的最高點。(2分)
20. (1)帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動，射出磁場后做勻速直線運動，進入電場時受力方向與速度垂直，做類平拋運動，軌跡如圖所示。(4分)
磁場方向向外。(1分)
(2)粒子在磁場中運動時，洛侖茲力提供向心力：(2分)
要使磁場的區(qū)域有最小面積(即要使磁場充分利用)，則oa為磁場區(qū)域的直徑。由幾何關(guān)系可知磁場半徑為：(2分)
解得：(2分)
磁場區(qū)域的最小面積為：(1分)
(3)粒子在垂直電場的方向上做勻速運動：(1分)
粒子在平行于電場的方向上由靜止做勻加速直線運動：(1分)
(1分)
消去t解得：(2分)
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