物理卷·2017届黑龙江省牡丹江市第一高级中学高三上学期期末考试（2017-01）

物理卷·2017届黑龙江省牡丹江市第一高级中学高三上学期期末考试（2017-01）

‎2017届高三学年期末考试物理试题 一、单项选择题（每小题只有一个正确选项，本题共8小题，每小题4分，共计32分） ‎ ‎1.α粒子散射实验首次表明了( )‎ A.α粒子带正电. B.电子是原子产的组成部分.‎ C.原子是一个正、负电荷均匀分布的球. D.原子中带正电的部分体积很小.‎ ‎2.下列说法中,正确的是( )‎ A.爱因斯坦把物理学带进了量子世界. B.光的波粒二象性推翻了麦克斯韦的电磁理论.‎ C.光波与宏观现象中的连续波相同. D.光波是表示大量光子运动规律的一种概率波.‎ ‎3.下列原子核反应式中,x代表α粒子的反应式是( )‎ A. B. C. D.‎ ‎4.甲、乙两个溜冰者质量分别为48kg和50kg，甲手里拿着质量为2kg的球，两人均以2m/s的速率，在光滑的冰面上沿同一直线相向滑行，甲将球传给乙，乙再将球传给甲，这样抛接几次后，球又回到甲的手里，乙的速度为零，则甲的速度的大小为( )‎ A.0 B.2m/s C.4m/s D.无法确定 ‎5..如图所示,通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面,第一次将金属框由Ⅰ平移到Ⅱ,第二次将金属框绕cd边翻转到Ⅱ,设先后两次通过金属框的磁通量变化的大小分别为和,则( )‎ A． B． C． D．不能判断 ‎6.如图所示，在圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，ab是圆的直径．一不计重力的带电粒子从a点射入磁场，速度大小为v，当速度方向与ab成30°角时，粒子在磁场中运动的时间最长，且为t；若相同的带电粒子从a点沿ab方向射入磁场，也经时间t飞出磁场，则其速度大小为（ ）‎ A． B． C． D．‎ ‎7.‎ ‎ 如图所示，直角三角形ABC区域中存在一匀强磁场，磁感应强度为B，已知AB边长为L，∠C=30°，比荷均为的带正电粒子（不计重力）以不同的速率从A点沿AB方向射入磁场，则（ ）‎ A．粒子速度越大，在磁场中运动的时间越短 B．粒子在磁场中运动的最长时间为 C．粒子速度越大，在磁场中运动的路程越短 D．粒子在磁场中运动的最长路程为 ‎8.如图所示，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场．在该区域中，有一个竖直放置光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球．O点为圆环的圆心，a、b、c、d为圆环上的四个点，a点为最高点，c点为最低点，bd沿水平方向．已知小球所受电场力与重力大小相等．现将小球从环的顶端a点由静止释放．下列判断正确的是（ ）‎ A．小球能越过与O等高的d点并继续沿环向上运动 B．当小球运动到c点时，洛仑兹力最大 C．小球从a点到b点，重力势能减小，电势能增大 D．小球从b点运动到c点，电势能增大，动能先增大后减小 二、多项选择题（每小题至少有两个正确选项，本题共6小题，每小题4分，选对但不全得2分，选错0分,共计24分）‎ ‎9.氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，下列说法中正确的是(　　)‎ A．氢原子的电势能增加 B．氢原子的能量减少 C．氢原子的核外电子的速度减小 D．氢原子要放出一定频率的光子 ‎10.如图所示，虚线框中存在匀强电场E和匀强磁场B，它们相互正交或平行．有一个带负电的小球从该复合场上方的某一高度处自由落下，那么，带电小球可能沿直线通过下列的哪些复合场区域（ ）‎ A． B． C． D． “×”表示磁场 虚线表示磁场 “•”表示磁场 虚线表示磁场 ‎11. 如图所示,光电子最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图象,该图象是研究金属而得到的,那么( )‎ A.该金属的逸出功为E. B.该金属的逸出功为hν0.‎ C.入射光的频率为2ν0时,产生的光电子的最大初动能为E.‎ D.入射光的频率为时,产生的光电子的最大初动能为E/2.‎ ‎12. 质量为M的物块以速度V运动，与质量为m的静止物块发生正撞，碰撞后两者的动量正好相等，者质量之比M/m可能为（ ）‎ A.2 B.3 C.4 D. 5‎ ‎13.如图所示，两个质量相等的带电粒子a、b在同一位置A以大小相同的速度射入同一匀强磁场，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30°和60°，经磁场偏转后两粒子都经过B点， AB连线与磁场边界垂直，则（ ）A．a粒子带正电，b粒子带负电 B．两粒子的轨道半径之比 C．两粒子所带电荷量之比 D．两粒子的运动时间之比 ‎14. 如图所示，在正方形区域abcd内有方向垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。在t＝0时刻，位于正方形中心O的离子源向平面abcd内各个方向发射出大量带正电的粒子，所有粒子的初速度大小均相同，粒子在磁场中做圆周运动的半径恰好等于正方形的边长，不计粒子的重力以及粒子间的相互作用力。已知平行于ad方向向下发射的粒子在t＝t0时刻刚好从磁场边界cd上某点离开磁场，下列说法正确的是（ ）‎ A. 粒子在该磁场中匀速圆周运动的周期为6t0 B. 粒子的比荷为 C. 粒子在磁场中运动的轨迹越长，对应圆弧的圆心角越大 D. 初速度方向正对四个顶点的粒子在磁场中运动时间最长 ‎ 三、填空题（每空2分，共计10分）‎ ‎15.某同学用如图所示的装置“验证动量守恒定律”，其操作步骤如下 A.将操作台调为水平；B.用天平测出滑块A、B的质量mA、mB；‎ C.用细线将滑块A、B连接，滑块A、B紧靠在操作台边缘，使A、B间的弹簧处于压缩状态；‎ D.剪断细线，滑块A、B均做平抛运动，记录A、B滑块的落地点M、N；‎ E.用刻度尺测出M、N距操作台边缘的水平距离x1、x2；F.用刻度尺测出操作台面距地面的高度h.‎ ‎(1)上述步骤中，多余的步骤是________.‎ ‎(2)如果动量守恒，须满足的关系是_____________________________(用测量量表示).‎ ‎16.图示为简单欧姆表原理示意图，其中电流表的偏电流=300A,内阻Rg=100 ，可变电阻R的最大阻值为10 k，电池的电动势E=1.5 V,内阻r=0.5 ，图中与接线柱A相连的表笔颜色应是 色，接正确使用方法测量电阻Rx的阻值时，指针指在刻度盘的正中央，则 Rx= k.若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述Rx其测量结果与原结果相比较 （填“变大”、“变小”或“不变”）。‎ 四、计算题（共计34分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）‎ ‎17.（6分） 如图所示，将长50cm，质量为10g的均匀金属棒ab两端用两只相同的弹簧悬挂成水平状态，位于垂直纸面向里的匀强磁场中，当金属棒中通过0．4A电流时，弹簧恰好不伸长。（）求：‎ ‎（1）匀强磁场中磁感应强度是多大？‎ ‎（2）当金属棒通0．2A由a到B的电流时，弹簧伸长1cm，如果电流方向由b到a，而电流大小不变，弹簧伸长又是多少？‎ ‎18. （8分） 图中滑块和小球的质量均为m,滑块可在水平放置的光滑固定导轨上自 由滑动,小球与滑块上的悬点O由一不可伸长的轻绳相连,轻绳长为了L.开始时,轻绳处于水平拉直状态,小球和滑块均静止.现将小球由静止释放,当小球到达最低点时,滑块刚好被一表面涂有粘性物质的固定挡板粘住,在极短的时间内速度减为零,小球继续向左摆动。求: ‎(1)从滑块与挡板接触到速度刚好变为零的过程中,挡板阻力对滑块的冲量的大小. ‎ ‎(2)小球从释放到第一次到达最低点的过程中,绳的拉力对小球做功的大小.‎ ‎19.（20分） 如图所示，轻弹簧一端连于固定点O，可在竖直平面内自由转动，另一端连接一带电小球P,其质量m=2×10-2 kg,电荷量q=0.2 C.将弹簧拉至水平后，以某一初速度竖直向下射出小球P,小球P到达O点的正下方O1点时速度恰好水平，其大小V=15 m/s.若O、O1相距R=1.5 m,小球P在O1点与另一由细绳悬挂的、不带电的、质量M=1.6×10-1 kg的静止绝缘小球N相碰。碰后瞬间，小球P脱离弹簧，小球N脱离细绳，同时在空间加上竖直向上的匀强电场E和垂直于纸面的磁感应强度B=1T的匀强磁场。此后，小球P在竖直平面内做半径r=0.5‎ ‎ m的圆周运动。小球P、N均可视为质点，小球P的电荷量保持不变，不计空气阻力，取g=10 m/s2。那么，‎ ‎（1）判断小球所带电性（2）试求碰后小球N的速度的大小 ‎（3）请通过计算并比较相关物理量，判断小球P、N碰撞后能否在某一时刻具有相同的速度。‎ ‎(4)若题中各量为变量，在保证小球P、N碰撞后某一时刻具有相同速度的前提下，请推导出r的表达式(要求用B、q、m、θ表示，其中θ为小球N的运动速度与水平方向的夹角)。‎ ‎2017届高三学年期末考试物理试题参考答案 一、单选题（每小题4分）‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ Ｄ D Ｃ A C D B D 二、多选题（每小题4分，选对但不全得2分，选错0分）‎ ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎12‎ ‎13‎ ‎14‎ BD CD ABC AB CD BC 三、填空题（每空2分）‎ ‎15、(1)F　(2)mAx1＝mBx2 ‎ ‎16、红，5，变大 四、计算题 ‎17. （1）0．5T（2）3cm ‎【解析】‎ 试题分析：（1）由题可知即，（2分）‎ 解之得，（1分）‎ ‎（2）当电流由a→b，即，（1分）‎ 解之得，‎ 当电流由b→a（1分）‎ 解之得， （1分）‎ ‎18. 答案 (1)m (2) mgl 解析 (1)设小球第一次到达最低点时,滑块和小球速度的大小分别为v1、v2,由机械能守恒定律得mv12+mv22=mgl （1分） ① 小球由最低点向左摆动到最高点时,由机械能守恒定律得 mv1=mv2 （1分）② 联立①②式得 v1=v2= （1分） ③ 设所求的挡板阻力对滑块的冲量为I,规定动量方向向右为正,有 ‎ -I=0-mv1（1分） 解得I=m （1分） ④ ‎(2)小球从开始释放到第一次到达最低点的过程中,设绳的拉力对小球做功为W,由动能定理得 mgl+W=mv22 （1分）⑤联立③⑤式得 W=-mgl（1分）‎ 小球从释放到第一次到达最低点的过程中,绳的拉力对小球做功的大小为mgl（1分）‎ ‎19. 解析：（1）由题意知：N碰后做平抛，小球P在竖直平面内做匀速圆周运动，故P所受电场力和重力平衡，P带正电荷；（1分）‎ ‎（2）设P、N碰后的速度大小分别为v1和V，并令水平向右为正方向 由：qv1B=‎ 得：v1==5m/s；（1分） ①‎ 若P、N碰后速度同向时：mv=mv1+MV（1分）②‎ 计算可得V=1.25m/s＜v1，这种碰撞不能实现；（1分）‎ 设P、N瞬时必为反向运动，有：mv=﹣mv1+MV（1分）③‎ 得：V=2.5m/s；（1分）④‎ ‎（3）设P、N速度相等时，N经过的时间为tN，P经过的时间为tP，此时N的速度V1的方向与水平方向的夹角为θ，有：‎ cos（1分）⑤‎ 解得：θ=60° （1分）‎ gtN=V1sinθ=v1sinθ （1分） ⑥‎ 代入数据得：tN=s；（1分）‎ 对小球P，其圆周运动的周期为T，有：T=（1分）⑦‎ 即tN＜T P经过tP时，对应的圆心角为α，有：tP=（1分）⑧‎ 当磁感应强度B的方向垂直于纸面向外时，若P、N的速度相同，如图可知，有：α1=π+θ 联立相关方程得：tP1=（1分）‎ 比较得：tN≠tP1，在此情况下，P、N的速度在同一时刻不可能相同；（1分）‎ 当磁感应强度B的方向垂直于纸面向里时，若P、N的速度相同，如图可知，有：α2=π﹣θ 同上得：tP2=（1分）‎ 比较得：tN≠tP2，在此情况下，P、N的速度在同一时刻不可能相同；（1分）‎ ‎（4）当B的方向垂直纸面朝外时，设在t时刻P、N的速度相同， ，‎ 再联立①⑥⑦⑧解得： （1分）‎ 考虑圆周运动的周期性（n=0.1.2.3）（1分）‎ 当B的方向垂直纸面朝里时，设在t时刻P、N的速度相同，‎ 同理得： ，（1分）‎ 考虑圆周运动的周期性，有: （n=0.1.2.3）（1分）‎ ‎（给定的B、q、r、m、等物理量决定n的取值）‎