高三物理期末考試試卷
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。本題所列舉的科學家都是為物理學發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現電子
B. 盧瑟福的原子核式結構學說成功地解釋了氫原子的發光現象
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. 愛因斯坦發現了光電效應現象，普朗克為了解釋光電效應的規律，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
B. 玻爾原子理論對經典電磁理論中關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
C. 玻爾原子理論用能量轉化與守恒的觀點建立了原子發光頻率與原子能量變化之間的定量關系
D. 玻爾原子理論保留了較多的經典物理理論，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，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和受到沖量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，就將聲音信號轉變為電信號，下列說法正確的是
A. 該傳感器是根據電流的磁效應工作的
B. 該傳感器是根據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. 對一定質量的氣體加熱，其內能一定增大
D. 布朗運動就是液體分子的熱運動
10. 關于內能和機械能的下列說法中，正確的是
A. 內能和機械能各自包含動能和勢能，因此，它們在本質上是一樣的
B. 運動物體的內能和機械能均不為零
C. 一個物體的機械能可以為零，但它的內能永遠不可能為零
D. 物體的機械能變化時，它的內能可以保持不變
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. 比其他色光容易發生衍射
B. 比其他色光的光子能量大
C. 比其他色光容易發生干涉
D. 比其他色光更容易發生光電效應
12. 在學到《機械振動與機械波》時，四位同學就自己看到的現象，發表自己的觀點。
小張說：醫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，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。有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位。
13. (1)(3分)按現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，已知重錘的質量為m，當地的重力加速度為g，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根據題中提供的條件，可求出重錘實際下落的加速度a=__________________，它與當地的重力加速度g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、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，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，但電風扇并未轉動，讀出此時的電壓表和電流表讀數、;
C. ________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
D. 用測得的量表示出電動機正常運轉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，風扇電動機不運轉，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)質譜儀是利用電、磁分離并測定帶電粒子質量的儀器。其原理是利用帶電粒子在電、磁場中的運動規律，計算它的比荷。某實驗探究小組設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，則帶電粒子的荷質比為______________________。
方案二：帶電粒子先經過電壓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，則帶電粒子的荷質比為______________________。
15. (10分)下面為某報紙的一篇科技報道，你能發現其中的科學性問題嗎?請通過必要的'計算加以說明。下面的數據在你需要時可選用。
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域最尖端的太陽探測活動。
據悉這座口徑為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、太陽大氣的精細結構、太陽耀斑能量的積累和釋放以及日地空間環境等。
萬有引力常量;地球表面重力加速度;地球半徑;地球自轉周期;地球公轉周期。(;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。現有一質量m=50kg的學生(可視為質點)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的半圓，半徑。質量m=0.20kg的小球A靜止在軌道上，另一質量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域。粒子飛出磁場區域后，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. 調節滑動變阻器，使風扇正常工作，讀出電壓表讀數U和電流表讀數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，可能是風扇啟動開關出現故障，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的數據出錯。(2分)
設衛星的質量為m，離地面高度為h，有
(2分)
在地球表面上，質量為的物體，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，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，設此時桿下落距離為h，則
⑥(2分)
聯立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，碰撞前后動量守恒：(2分)
聯立解得：，(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)
要使磁場的區域有最小面積(即要使磁場充分利用)，則oa為磁場區域的直徑。由幾何關系可知磁場半徑為：(2分)
解得：(2分)
磁場區域的最小面積為：(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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