高三年级物理期末试卷

本试卷分为选择题和非选择题两部分，共6页，满分为150分。考试用时120分钟。
第一部分 选择题(共40分)
一、选择题：每小题4分，满分40分。本大题共12小题，其中1—8小题为必做题，9—12小题为选做题，考生只能在9—10、11—12两组中选择一组作答。在每小题给出的四个选项中，有一个或一个以上选项符合题目要求，全部选对得4分，选不全得2分，有选错或不答的得0分。
1. 在学习物理过程中，物理学史也成为一个重要的资源，通过学习大师们进行科学研究的方法有助于提高同学们的科学素养。本题所列举的科学家都是为物理学发展做出突出贡献的人物。下面列举的事例中正确的是
A. 居里夫妇用粒子轰击铝箔时发现电子
B. 卢瑟福的原子核式结构学说成功地解释了氢原子的发光现象
C. 麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，赫兹用实验方法给予了证实
D. 爱因斯坦发现了光电效应现象，普朗克为了解释光电效应的规律，提出了光子说
2. 下列对玻尔原子理论的说法中，正确的是
A. 玻尔原子理论继承了卢瑟福原子模型，但对原子能量和电子轨道引入子量子化假设
B. 玻尔原子理论对经典电磁理论中关于做加速运动的电荷要辐射电磁波的观点，提出了电子在可能轨道上运动时不辐射电磁波的假设
C. 玻尔原子理论用能量转化与守恒的观点建立了原子发光频率与原子能量变化之间的定量关系
D. 玻尔原子理论保留了较多的经典物理理论，圆满解释了原子光谱
3. 在体育比赛中，有许多项目与抛体有关，如铅球、铁饼、标枪、链球等。从物理学的角度来讲，影响他们成绩的因素有
A. 抛射角 B. 空气阻力 C. 运动员的体重 D. 出手速率
4. 如图所示，一个带有负电荷的小球，沿光滑的绝缘斜面由静止开始下滑，当滑到某点时小球开始飞离斜面，这可能是因为
A. 空间存在着垂直纸面向里的匀强磁场
B. 空间存在着垂直纸面向外的匀强磁场
C. 空间存在着水平向右的匀强电场
D. 空间存在着水平向左的匀强电场
5. 质量为m的物体沿直线运动，只受到力F()的作用，物体的位移X、速度V、加速度a和受到冲量I随时间变化的图象如下图所示，其中不可能的是
6. 唱卡拉OK用的话筒，内有传感器，其中有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号，下列说法正确的是
A. 该传感器是根据电流的磁效应工作的
B. 该传感器是根据电磁感应原理工作的
C. 膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变
D. 膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势
7. 如图甲是某一电场中的一条电场线，a、b两点是该电场线上的两点。一负电荷只受电场力作用，沿电场线由a运动到b。在该过程中，电荷的速度—时间图象如图乙所示，比较a、b两点场强E的大小和电势的高低，下列说法正确的是
A. B.
C. D.
8. 在广场游玩时，一小孩将一充有氢气的气球用细绳系于一个小石块上，并将小石块置于水平地面上，如图所示。若水平的风速逐渐增大(设空气密度不变)，则下列说法中正确的是
A. 细绳的拉力逐渐增大
B. 地面受到小石块的压力逐渐减小
C. 小石块滑动前受到地面施加的摩擦力逐渐增大，滑动后受到的摩擦力不变
D. 小石块有可能连同气球一起被吹离地面
选做题
第一组(9—10小题)：适合选修3—3(含2—2)模块的考生
9. 下列叙述中正确的是
A. 若分子间距离时，两分子间分子力F=0，则当两分子间距离由小于逐渐增大到10的过程中，分子势能将先减小后增大
B. 物体的温度升高，其分子的平均动能增大
C. 对一定质量的气体加热，其内能一定增大
D. 布朗运动就是液体分子的热运动
10. 关于内能和机械能的下列说法中，正确的是
A. 内能和机械能各自包含动能和势能，因此，它们在本质上是一样的
B. 运动物体的内能和机械能均不为零
C. 一个物体的机械能可以为零，但它的内能永远不可能为零
D. 物体的机械能变化时，它的内能可以保持不变
第二组(11—12小题)：适合选修3—4模块的考生
11. 我们经常可以看到，在路边施工处总挂着红色的电灯，这除了红色光容易引起人的视觉注意外，还有一个重要原因，这一原因是红色光
A. 比其他色光容易发生衍射
B. 比其他色光的光子能量大
C. 比其他色光容易发生干涉
D. 比其他色光更容易发生光电效应
12. 在学到《机械振动与机械波》时，四位同学就自己看到的现象，发表自己的观点。
小张说：医生用听诊器是利用了固体可以传递机械波
小王说：军队过桥时不能齐步走，就是因为怕产生共振，损坏了桥，火车过桥时要减速，也是同样的道理
小赵说：树叶在水面上下振动说明，介质并不随机械波向外传递
小李说：我家的木板门，春夏季听不到响声，一到秋冬季节，就开始嘭嘭作响，这是风吹振动的
让你从物理学的角度来看，你认为谁说的对?
A. 小张说的对 B. 小王说的对
C. 小赵说的对 D. 小李说的对
第二部分 非选择题(共110分)
二、本大题共8小题，共110分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
13. (1)(3分)按现行高中物理课本中的要求做下列五个力学实验时，需要使用天平的实验有________________________;需要使用打点计时器的实验有_____________________;需要使用刻度尺的实验有_________________________。(只填对应的实验代号)
A. 测定匀变速直线运动的加速度 B. 验证牛顿第二定律
C. 碰撞中的动量守恒 D. 验证机械能守恒
E. 用单摆测定重力加速度
(2)(7分)在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器接在电压为U、频率为f的交流电源上，在实验中打下一条理想的纸带，如下图所示，选取纸带上打出的连续5个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点0的距离为，点AC间的距离为，点CE间的距离为，已知重锤的质量为m，当地的重力加速度为g，则
①从起始点0到打下C点的过程中，重锤重力势能的减少量为______________，重锤动能的增加量为_____________________。
②根据题中提供的条件，可求出重锤实际下落的加速度a=__________________，它与当地的重力加速度g进行比较，则a_________ g(填“大于”、“等于”、“小于”)。
14. (17分)
(1)市场上有一种在蚊帐内使用的小型直流电动机电风扇。某物理研究性学习小组想测电风扇正常运行时的机械功率。于是找到了一台该种电风扇并从铭牌上读出了额定电压U，但是其他字迹不清楚。该研究性学习小组成员打开电风扇底座上的电源盖并取出了两节电池，并从电风扇装电池处的正、负两极各接出一条引线。提供的器材有电流表、电压表、滑动变阻器、备用电池若干节、电键、若干导线、固定电池的电池盒。
①该小组进行了如下的部分实验步骤，请写出第三步实验过程：
A. 按事先设计的电路连接各元件，并使滑片处于使电路电阻处;
B. 合上开关，使滑片从最左端开始缓慢移动，使电压表和电流表都有明显读数，但电风扇并未转动，读出此时的电压表和电流表读数、;
C. ________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
D. 用测得的量表示出电动机正常运转时机械功率的表达式为_____________________。
②按上述实验过程，本实验的电路图应选择____________________(填“甲”或“乙”)。
③如果你家买了台电风扇，接上电源后，启动风扇开关，风扇电动机不运转，你能分析一下原因吗?至少写出两种原因，并说明检测方法。
(2)质谱仪是利用电、磁分离并测定带电粒子质量的仪器。其原理是利用带电粒子在电、磁场中的运动规律，计算它的比荷。某实验探究小组设计了以下两种实验方案：
方案一：带电粒子先穿过一个电场强度为E、磁感应强度为B的正交匀强电、磁场，正好做匀速直线运动;若取消电场，粒子做半径为R的匀速圆周运动，则带电粒子的荷质比为______________________。
方案二：带电粒子先经过电压U的加速，然后垂直于磁感线射入一个磁感应强度为B的匀强磁场中，粒子做半径为R的匀速圆周运动，则带电粒子的荷质比为______________________。
15. (10分)下面为某报纸的一篇科技报道，你能发现其中的科学性问题吗?请通过必要的计算加以说明。下面的数据在你需要时可选用。
本报讯：国家天文台台长、中科院院士艾国祥22日证实，首个由中国人研制的目前世界上口径的空间太阳望远镜将于2008年升空，这标志着中国科学家将全面参与全球科学领域最尖端的太阳探测活动。
据悉这座口径为1m的热光学望远镜将安装在一颗天文探测卫星上，被运载火箭送入离地面735km的地球同步轨道。它将用于全面观测太阳磁场、太阳大气的精细结构、太阳耀斑能量的积累和释放以及日地空间环境等。
万有引力常量;地球表面重力加速度;地球半径;地球自转周期;地球公转周期。(;70~80的立方根约取4.2)
16. (13分)如图所示，在相距为L的光滑的足够长的水平轨道上放有一金属杆AB，在光滑的倾斜轨道上放有另一个质量为m的金属杆CD，金属杆与轨道接触良好，整个回路电阻为R。倾斜轨道与水平面夹角为30°。有一个与水平轨道平面垂直、方向向下、磁感应强度为的匀强磁场;有另一个与倾斜轨道平面垂直、磁感应强度为的匀强磁场。为了使CD能够静止，金属杆AB在外力作用下向左匀速运动，求：
(1)通过CD杆的电流大小和方向;
(2)外力F是多大?
(3)金属杆AB运动的速度V是多少?
17. (13分)如图甲所示为学校操场上一质量不计的竖直滑竿，滑竿上端固定，下端悬空。为了研究学生沿竿的下滑情况，在竿的顶部装有一拉力传感器，可显示竿的顶端所受拉力的大小。现有一质量m=50kg的学生(可视为质点)从上端由静止开始滑下，5s末滑到竿底时速度恰好为零。以学生开始下滑时刻为计时起点，传感器显示的拉力随时间变化情况如图乙所示，g取。求：
(1)该学生下滑过程中的速度;
(2)滑竿的长度。
18. (14分)如图所示，MN、PQ为水平放置、相距为d的两平行金属板，两板间电压为U，且上板带正电，板MN中央有一个小孔O，板间电场可认为匀强电场。AB是一根长为L(L(1)细杆带电荷量;
(2)杆下落的速度;
(3)在杆下落过程中，杆克服电场力做功的值。
19. (16分)如图所示，abc是光滑的轨道，其中ab是水平的，bc为与ab相切的位于竖直平面内的半圆，半径。质量m=0.20kg的小球A静止在轨道上，另一质量M=0.60kg、速度的小球B与小球A正碰。已知相碰后小球A经过半圆的点c落到轨道上距b点为L=处，重力加速度g取，求：
(1)碰撞结束时，小球A和B的速度大小;
(2)试论证小球B是否能沿着半圆轨道到达c点?
20. (17分)如图所示，在XOY坐标系中有一个磁感应强度为B的、圆形的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面(图中未画出)，它的边界正好通过坐标原点。X轴下方存在匀强电场，场强大小为E，方向与X轴负方向成60°角斜向下。一个质量为m、带电量为+q的粒子(不计重力)以速度从O点沿Y轴正方向射入匀强磁场区域。粒子飞出磁场区域后，从b点处以与X轴正方向成30°穿过X轴进入匀强电场中，然后通过了b点正下方的c点。
(1)画出粒子运动的轨迹图，并判断磁场方向(向外或向里);
(2)若改变圆形磁场的圆心位置(但保持它的边界仍通过坐标原点)而不改变粒子在电场中运动的轨迹，求此圆形磁场区域的最小面积;
(3)计算c点到b点的距离。
【试题答案】
第一部分：选择题
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：非选择题
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. 调节滑动变阻器，使风扇正常工作，读出电压表读数U和电流表读数I，则风扇的机械功率为(4分);
②甲(2分);③启动风扇，电动机不运转，可能是风扇启动开关出现故障，或是风扇电动机烧坏。可以用多用电表的电阻挡测量电动机的电阻(4分)。
(2)(3分);(3分)
15. 解：此报道中，地球同步轨道的高度735km的数据出错。…………(2分)
设卫星的质量为m，离地面高度为h，有
…………(2分)
在地球表面上，质量为的物体，受到地球引力等于物体的重力，即
…………(2分)
则…………(4分)
16. 解：由楞次定律(或右手定则)可以判断出通过CD杆的电流方向是从D到C。
………(1分)
由法拉第电磁感应定律及欧姆定律，得出感应电流：…………(2分)
由安培力公式及平衡条件得：…………(2分)
对CD杆，由平衡条件得：…………(2分)
联立以上各式解得：
…………(2分)
…………(2分)
…………(2分)
17. (1)滑杆对人的作用力与人对滑杆的拉力是一对作用力与反作用力，由图象可知，0—1s内，滑竿对人的作用力的大小为380N，方向竖直向上，人向下作匀加速运动。以人为研究对象，根据牛顿第二定律有：
…………(2分)
1s末人的速度为：…………(2分)
1s末—5s末，滑杆对人的拉力为大于500N，人作匀减速运动，5s末速度为零，所以1s末人的速度达到值。…………(1分)
由以上两式代入数值解得：。…………(2分)
(2)滑竿的长度等于人在滑竿加速运动和减速运动通过的位移之和。
加速运动的位移：…………(2分)
减速运动的位移：…………(2分)
滑竿的总长度：m…………(1分)
18. 解：
(1)设杆的带电量为q，板间电场强度为E。杆下落L/3时，a=0，则
①…………(2分)
②…………(2分)
联立①、②式解得 ③…………(1分)
(2)杆下落L/3时，速度，由动能定理得
④…………(2分)
联立②、④式解得 ⑤…………(1分)
(3)当杆下落速度为零时，杆克服电场力做功，设此时杆下落距离为h，则
⑥…………(2分)
联立①、⑥式解得 ⑦…………(1分)
杆克服电场力做功 ⑧…………(2分)
19. (1)分别以和表示小球A和B碰后的速度，表示小球A在半圆点的速度，则对A，由平抛运动规律有：
…………(2分)
…………(2分)
解得：…………(1分)
对A运用机械能守恒定律得：…………(2分)
以A和B为系统，碰撞前后动量守恒：…………(2分)
联立解得：，…………(2分)
(2)小球B刚能沿着半圆轨道上升到点的条件是在点弹力为零、重力作为向心力，故有：
…………(2分)
由机械能守恒定律有：…………(2分)
解得：，可知小球B不能达到半圆轨道的点。…(2分)
20. (1)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，射出磁场后做匀速直线运动，进入电场时受力方向与速度垂直，做类平抛运动，轨迹如图所示。…………(4分)
磁场方向向外。…………(1分)
(2)粒子在磁场中运动时，洛仑兹力提供向心力：…………(2分)
要使磁场的区域有最小面积(即要使磁场充分利用)，则oa为磁场区域的直径。由几何关系可知磁场半径为：…………(2分)
解得：…………(2分)
磁场区域的最小面积为：…………(1分)
(3)粒子在垂直电场的方向上做匀速运动：…………(1分)
粒子在平行于电场的方向上由静止做匀加速直线运动：…………(1分)
…………(1分)
消去t解得：…………(2分)