公开课优质课高三第二学期期中物理练习及答案-物高三上末比赛获奖作品

高三第二学期期中物理练习及答案

以下是一些物理常量，供解题时选用：

　　真空是光速 c = 3.0×10⁸m/s　　　万有引力常量G = 6.7×10^-11N·m²/kg²

　　普朗克常量 h = 6.6×10^-34J·S 　电子的电量 e = 1.6×10^-19C

　　地球半径　 R = 6.4×10⁶m　　　　电子的质量 m_e= 9.1×10^-31kg

　一、本题共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。把正确选项前的字母填在题后的括号内。全选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。

1、用绿光照射某金属板，能够发生光电效应。如果改用　　　　 n　　　　　　E/eV

下面所给出的其他的光照射该金属板，一定能够发生光电效　　　　 4______________ - 0.85

应的是　　　　　　　　　　　　　　　（　　　　）　　　　　 3______________ - 1.51

（A）红外线　　　　（B）红光　　　　　　　　　　　　　 2_______________- 3.4

（C）紫光　　　　　（D）紫外线　　　　　　　　　　　　

　 2、图1为氢原子n = 1,2,3,4的各个能级示意图。处于n 　　　　1______________ - 13.6

= 4能量状态的氢原子，当它向较低能级发生跃迁时，发出的　　　　　　　图1

光子能量可能为　　　　　　　　　　　（　　　　）

（Ａ）2.55eV　　　　（Ｂ）13.6 eV

（Ｃ）12.75 eV　　　（Ｄ）0.85 eV　　　　　　　　　　　　　　　　 a b　 c d

３、如图２所示，a、b、c、d是某电场中的４个等势面，它们是互相平

行的平面，并且间距相等。下面判断中正确的是　　　　　（　　　）

（Ａ）该电场一定是匀强电场

（Ｂ）这4个等势面的电势一定满足Ｕ_a - U_b= Ｕ_b - U_c= Ｕ_c - U_d

（Ｃ）如果Ｕ_a > U_b，则电场强度E_a > E_b，

（Ｄ）如果Ｕ_a < U_b，则电场方向垂直于等势面由b指向a　　　　　　　　　　图２

4、如图3所示，一个矩形闭合金属线圈abcd置于匀强磁场中，

在外力作用下绕直于磁感线的轴OO’匀速转动，磁场方向如图，转　　　　 a　　　　　　 b

动角速度大小为ω。已知线圈在转动过程中受到的磁力矩最大值为　　 O　　　　　　　　　　　　　O’

M₀，则从图示位置开始计时，下面关于线圈受到的磁力矩m随时间　　　　 d　　 c

t变化的关系式正确的是　　　　　　　　　　　（　　　　）　　　　　　　 B　　　

（A）m = M₀sinωt·cosωt　　　（B）m = M₀sin²ωt　　　　　　　　　图3

　（C）m = M₀cos²ωt　　　　　　　（D）m = M₀sin2ωt

　5、对于一定质量的理想气体，可能发生的过程是　　　　　　　　　　（　　　）

　（A）气体的压强增大、温度升高、气体对外界作功

（B）气体的压强增大、温度不变、气体向外界放热

（C）气体的压强减小、温度降低、气体从外界吸热

（D）气体的压强减小、温度升高、外界对气体作功

　 6、天然放射性物质的放射线包含三种成份，下面的说法中正确的是　　（　　　）

　（A）一层厚的黑纸可以挡住α射线，但不能档住β射线和γ射线

（B）某原子核在放在γ粒子后会变成另一种元素的原子核

（C）三种射线中对气体电离作用最强的是α射线

（D）β粒子是电子，但不是原来绕核旋转的核外电子

7、如图4所示，电梯质量为M，它的水平地板上放置一质量为m的物体。电梯在钢索的拉力作用下由静止开始竖直向上加速运动，当上升高度为H时，电梯的速度达到V，则在这段过程中，以下说法正确的是　　　　　　　　　　　　　　（　　　）

　　　　　　　　　　　　图4

8、如图5所示，A、B是两只相同的齿轮，A

被固定不能转动，若B齿轮绕A齿合运动半周，到

达图中的C位置，则B齿轮上所标出的竖直向上的

箭头所指的方向是　　　　　　　　（　　　）

（A）竖直向上　（B）竖直向下

（C）水平向左　（D）水平向右　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图5

　 9、甲、乙二位同学分别使用图6中左图所示的同一套装置，观察单摆作简谐运动时的振动图象，已知二人实验时所用的摆长相同，落在木板上的细砂分别形成的曲线如图6中右图所示。下面关于两图线不同的原因的说法中正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（　　　）

　（A）甲图表示砂摆摆动的幅度较大，乙图摆动的幅度较小

（B）甲图表示砂摆振动的周期较大，乙图振动周期较小

（C）甲图表示砂摆按正弦规律变化，是简谐运动，乙图不是简谐运动

（D）二人拉木板的速度不同，甲图表示木板运动速度较大

图6

10、如图7所示。A、B两质点从同一点O分别以

相同的水平速度v₀沿x轴正方向被抛出，A在竖直平面　　　　　　　　　　

内运动，落地点为P₁，B沿光滑斜面运动，落地点为P₂。　　　　　　　　　　　　　

P₁和P₂在同一水平面上，不计空气阻力。则下面说法中

正确的是　　　　　　　　　　　　　（　　　）

（A）A、B的运动时间相同　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

（B）A、B沿x轴方向的位移相同

（C）A、B落地时的动量相同　　　　　　　　　　　　　　　　　　图7

（D）A、B落地时的动能相同

11、在一根软铁棒上绕有一组线圈，a、c是线圈的两　　

端，b为中心抽头。把a端和b抽头分别接到两条平行金

属导轨上，导轨间有匀强磁场，方向垂直于导轨所在平面

并指向纸内，如图8所示。金属棒PQ在外力作用下以图

示位置为平衡位置左右作简谐运动，运动过程中保持与导

轨垂直，且两端与导轨始终接触良好。下面的过程a、c

点的电势都比b点的电势高的是　　　　　（　　　）

　（A）PQ从平衡位置向左边运动的过程中

（B）PQ从左边向平衡位置运动的过程中

（C）PQ从平衡位置向右边运动的过程中　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

（D）PQ从右边向平衡位置运动的过程中　　　　　　　　　　　　　　图8

二、本题共3小题，每小题5分，共15分。把答案填在题中的横线上。

　 12、如图9所示，固定在竖直平面内的光滑圆周轨道的半径为R，A点为轨道的最低点，C为轨道的最高点，B点和D点与圆心O在同一水平面上。一质量为m的小球（可视为质点）从A点开始向右沿轨道内侧运动，经C点时对轨道的压力刚好减小到零。若小球做圆周运动的周期为T，则（1）小球经过最高点C时的速度大小为___________。（2）小球由C经D到达A点的过程中，重力对小球做功的平均功率是____________。

　 13、如图10所示，甲图中的变压器为理想变压器，其原线圈接到U = 220V的民用交流电源上，副线圈与阻值为R_A的电阻接成闭合电路；乙图中阻值为R_B的电阻直接接到电压U = 200V的民用交流电源上，结果发现R_A与R_B消耗的电功率恰好相等，则可知变压器原、副线圈的匝数比n₁:n₂为______。

　　　　　　　　　　图9　　　　　　　　　　　　　　　　　　图10

　　 14、电子星是由密集的中子组成的星体，具有极大的密度。通过观察已知某中子星的自转角速度ω = 60πrad/s，该中子星并没有因为自转而解体，根据这些事实人们可以推知中子星的密度。试写出中子星的密度最小值的表达式为ρ=____________________，计算出该中子星的密度至少为________________kg/m³。(假设中子通过万有引力结合成球状星体，保留2位有效数字。)

三、本题共3小题，15题4分，16题7分，17题6分，共17分。把答案填在题中的横线上或按要求作图。

15、图11所示为实验室常用的气压计结构示意图，它是　　　　　　　

根据托里拆利实验原理制成的。管中水银柱的高度（即

为当时的大气压数值）通过带有游标的刻度尺读出。图

中的读数部分被放大，从放大的图中读出测量的大气压

强值为________________mmHg。

16、某同学在“测匀变速直线运动的加速度”的实验中，

用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在

纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点。

其相邻点之间的距离如图12所示，每两个相邻的计数

点之间的时间间隔为0.10s。

（1）　　　试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下B、C、　

　　 D、 E、F五个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值

　　填入下表（要求保留3位有效数字）

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图11

图12

v_B

v_C

v_D

v_E

v_F

数　值

（m/s）

（2）将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在如图13所示的坐标纸上，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线。

（3）根据第（2）问中画出的v-t图线，求出小车运动的加速度为_____________m/s²（保留2位有效数字）

图13　　　　　　　　　　　　　　　　　　图14

17、图14所示是“用伏安法测量电阻”的实验电路图，只是电压表未接入电路中。图15是相应的实验器材，其中待测量的未知电阻R_X阻值约为1kΩ，电流表量程20mA、内阻小于1Ω，电压表量程15V、内阻约1.5kΩ，电源输出电压约12V。滑动变阻器甲的最大阻值为200Ω，乙的最大阻值为20Ω。

图15

（1）　　　在图14的电路图中把电压表连接到正确的位置。

（2）　　　根据图14的电路图把图15的实物连成实验电路。

（3）　　　说明本实验电路中两个滑动变阻器所起的作用不可不同？答：___________________________

_________________________________________________

四、本题共5小题，共74分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。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。

18、（13分）如图16所示，屏P位于竖直平面内，A点与屏距离为l，在A、P之间存在着匀强磁场，磁感强度大小为B，方向水平且与屏P平行。从A点射出一个质量为m的带电微位，初速度方向垂直于屏P，微粒在磁场中沿直线运动，射到屏上的O点。如果撤去磁场，微位将射到屏上O点正下方C点，已知OC = d。这微位带哪种电荷？电量是多少？

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图16

19、（14分）在水平地面上竖直放置一个截面均匀等臂的U型玻璃管，管内盛有密度为ρ₁的液体，如图17所示。玻璃管的右侧上端开口，左侧上端封闭。左侧封闭的空气柱高度为h₁，右侧液面与管口相距高度为2h₁。在右侧液面上放置一个质量和厚度都可忽略不计的活塞，它与管壁间既无间隙又无摩擦。从右端开口处缓慢注入密度为ρ₂的液体，直到注满为止。注入液体后左侧空气柱的高度变为h₁/2。设在注入液体过程中，环境温度不变，大气压强为p ₀=ρ₁3gh₁。求（1）从右端注入的液体高度；（2）两种液体的密度之比ρ₁:ρ₂。

图17

20、（15分）如图18所示，水平光具座上的S为一个点光源，P是中心带圆孔的不透光纸板，圆孔内可以嵌入一个凸透镜L，Q是一个光屏。S、P、Q的中心轴线在同一水平线上。已知Q与P的距离为a。当P中不嵌入凸透镜时，在光屏Q上出现一个光班，这个光班的直径恰是P中心圆孔直径的3倍。当把凸透镜L嵌入圆孔中，光屏Q上的光斑直径与P中心圆孔直径恰好相等。

（1）　　　凸透镜L的焦距有两个可能的值，通过作图法确定这两个可能的焦距的值。

（2）　　　若将P和Q固定不动，将光源S向左向右移动，试说明如何根据光斑的变化情况确定凸透

镜的焦距的哪个？

图18

21、（15分）有一种磁性加热装置，其关键部分由焊接在两个等大的金属圆环上的n根间距相等的平行金属条组成，成“鼠笼”状，如图19所示。每根金属条的长度为l，电阻为R，金属环的直径为D、电阻不计。图中虚线所示的空间范围内存在着磁感强度为B的匀强磁场，磁场的宽度恰好等于“鼠笼”金属条的间距，当金属环以角速度ω绕过两圆环的圆心的轴OO’旋转时，始终有一根金属条在垂直切割磁感线。“鼠笼”的转动由一台电动机带动，这套设备的效率为η，求电动机输出的机械功率。

图19

22、（17分）如图20所示，长木板A右边固定着一个档板，包括档板在内的总质量为1.5M，静止在光滑的水平地面上。小木块B质量为M，从A的左端开始以初速度v₀在A上滑动，滑到右端与档板发生碰撞，已知碰撞过程时间极短，碰后木块B恰好滑到A的左端就停止滑动。已知B与A间的动摩擦因数为μ，B与A板上单程滑行长度为l。求：