2021年河北省保定市定州英才实验中学高三物理上学期期末试卷含解析

2021年河北省保定市定州英才实验中学高三物理上学期期末试卷含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1.如图所示，某区域电场线左右对称分布，M、N为对称线上两点。下列说法正确的是A．M点电势一定高于N点电势B．M点场强一定大于N点场强C．正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能D．将电子从M点移动到N点，电场力做正功参考答案：答案：AC解析：电场线是描述电场的一种直观手段，沿电场线的方向电势逐渐降低，A正确；从图中可以看出这是两个正点电荷所形成的电场。所以M点电势高于N点电势。电场强度由电场线的蔬密来反映，电场线密的地方，电场强，反之电场弱。所以N点电场强。电场力做正功，电势能减少，电场力做负功，电势能增加。一个正电荷从M点运动到N点的过程中，电场力做正功，电势能减少，所以C正确。2.（多选）一汽车在路面情况相同的公路上直线行驶，下面关于车速．惯性．质量和滑行路程的讨论，正确的是（

）Ａ．车速越大，它的惯性越大

Ｂ．质量越大，它的惯性越大Ｃ．车速越大，刹车后滑行路程越长Ｄ．车速越大，刹车后滑行的路程越长，所以惯性越大参考答案：BC3.（单选）如图，电灯的灯丝电阻为2Ω，电池电动势为2V，内阻不计，线圈匝数足够多，其直流电阻为3Ω．先合上电键K，过一段时间突然断开K，则下列说法中正确的是（）A．电灯立即变暗再熄灭，且电灯中电流方向与K断开前方向相同B．电灯立即变暗再熄灭，且电灯中电流方向与K断开前方向相反C．电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与K断开前方向相同D．电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与K断开前方向相反参考答案：考点：自感现象和自感系数．分析：断开S，线圈L将产生自感现象，且与电灯构成一闭合回路，通过电灯的电流向上，与断开前的电流方向相反，线圈直流电阻比灯泡大，断开前通过线圈是电流小于通过灯泡的电流．解答：解：断开S，线圈中电流将要减小，产生自感电动势，相当于电源，且与电灯构成一闭合回路，形成自感电流，根据楞次定律可知，此时通过电灯的电流向上，与断开前的电流方向相反；因线圈直流电阻比灯泡大，断开前通过线圈是电流小于通过灯泡的电流，即电灯会突然比原来暗一下再熄灭，B正确，ACD错误．故选：B．点评：本题考查了电感线圈对电流突变时的阻碍作用，要能根据楞次定律判断电流的方向，分析通过灯泡电流大小变化，判断灯泡是否能闪亮一下．4.（单选）如图所示，质量为的木块在质量为M的长木板上受到水平向右的拉力F作用向右滑行，长木板处于静止状态。已知木块与木板间的动摩擦因数为，木板与地面间的动摩擦因数为。下列说法正确的是A．木板受到地面的摩擦力的大小一定是B．木板受到地面的摩擦力的大小一定是C．当时，木板发生运动D．无论怎样改变F的大小，木板都不可能运动参考答案：【知识点】摩擦力的判断与计算．B2【答案解析】D解析：A、m所受M的滑动摩擦力大小f1=μ1mg，方向水平向左，根据牛顿第三定律得知：木板受到m的摩擦力方向水平向右，大小等于μ1mg．M处于静止状态，水平方向受到m的滑动摩擦力和地面的静摩擦力，根据平衡条件木板受到地面的摩擦力的大小是μ1mg．故AB错误．

C、由于木板相对于地面是否刚滑动不清楚，地面的静摩擦力不一定达到最大，则木板受到地面的摩擦力的大小不一定是μ2（m+M）g．故C错误．

D、由题，分析可知，木块对木板的摩擦力f1不大于地面对木板的最大静摩擦力，当F改变时，f1不变，则木板不可能运动．故D正确．

故选：D．【思路点拨】m对M的压力等于mg，m所受M的滑动摩擦力f1=μmg，方向水平向左，M处于静止状态，水平方向受到m的滑动摩擦力和地面的静摩擦力，根据平衡条件分析木板受到地面的摩擦力的大小和方向．5.如图所示，理想变压器的输入端通过灯泡L1与输出电压稳定的正弦交流电源相连，副线圈通过导线与两个相同的灯泡L2和L3相连，开始时开关S处于断开状态．当S闭合后，所有灯泡都能发光，下列说法中正确的是A.灯泡L1变亮B.灯泡L2变亮C.原线圈两端电压不变D.副线圈两端电压变大参考答案：A开关S闭合，负载增加一并联电路，总电阻减小，所以副线圈电流增大，根据变流规律，可知原线圈电流I1增大，L1变亮，所以A正确；灯泡L1的电压增大，由于输入的正弦交流电压稳定，即U不变，根据U=，可得原线圈的电压U1减小，副线圈电压U2跟着减小，L2变暗，所以B、C、D错误。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.1宇宙中存在一些离其它恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统（假设三颗星的质量均为m，引力常量为G），通常可忽略其它星体对它们的引力作用。已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：第一种形式是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在同一半径为R的圆轨道上运行，则两颗运动星体的运动周期为

；第二种形式是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行，周期与第一种形式相同，则三颗星之间的距离为

。参考答案：

；

7.汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上发生滑动，可以明显的看出滑动的痕迹，即常说的刹车线，由刹车线长短可以得知汽车刹车前的速度大小，因此刹车线的长度是分析交通事故的一个重要依据。若汽车刹车后以5m/s2的加速度运动，刹车线长10m，则可知汽车在紧急刹车前的速度的大小是

m/s。参考答案：8.为了验证“当质量一定时，物体的加速度与它所受的合外力成正比”，一组同学用图甲所示的装置进行实验，并将得到的实验数据描在图乙所示的坐标图中．(1)在图乙中作出a－F图线．(2)由a－F图线可以发现，该组同学在实验操作中遗漏了____________这个步骤．(3)根据a－F图线可以求出系统的质量是________(保留两位有效数字)．参考答案：9.如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形。已知x＝0处的质点振动周期为0.2s，该简谐波的波速为_____m/s，x＝2m处的质点在0.15s时偏离平衡位置的位移为_____cm。参考答案：

(1).20

(2).－10【分析】由图读出波长，由公式求出波速；波向x轴正方向传播，运用波形的平移法判断质点在0.15s时的位置，即可求出其位移；【详解】由题可知波形周期为：，波长为：，根据公式可知波速为：；，由波形图可知经过，x＝2m处的质点处于波谷处，则此时刻偏离平衡位置的位移为。【点睛】本题由波动图象读出波长、周期求出波速，同时注意波形的平移法是波的图象中常用的方法，要熟练掌握。10.（1）在一次探究活动中，某同学用如图（a）所示的装置测量铁块A与放在光滑水平桌面上的金属板B之间的动摩擦因数，已知铁块A的质量mA=1.5㎏，用水平恒力F向左拉金属板B，使其向左运动，弹簧秤示数的放大情况如图所示，g取10m/s2，则A、B间的动摩擦因数=

（2）该同学还设计性地将纸带连接在金属板B的后面，通过打点计时器连续打下一些计时点，取时间间隔为0.1s的几个点，如图（b）所示，各相邻点间距离在图中标出.则在打C点时金属板被拉动的速度=

m/s.（结果保留两位有效数字）参考答案：（1）0.29～0.30（3分）

（2）0.80（3分）11.由于水的表面张力，荷叶上的小水滴总是球形的．在小水滴表面层中，水分子之间的相互作用总体上表现为_____（选填“引力”或“斥力”）．分子势能Ep和分子间距离r的关系图象如图所示，能总体上反映小水滴表面层中水分子Ep的是图中______（选填“A”“B”或“C”）的位置．参考答案：

(1).引力

(2).C【详解】由于在小水滴表面层中，水分子间的距离大于，所以水分子之间的相互作用总体上表现为引力，由于当分子间距离为时，分子间作用力为0，分子势能最小即图中的B点，由于表面层中分子间距大于，所以能总体反映小水滴表面层中水分子势能的是C位置。12.如图所示，放置在竖直平面内的圆轨道AB，O点为圆心，OA水平，OB竖直，半径为m。在O点沿OA抛出一小球，小球击中圆弧AB上的中点C，vt的反向延长线与OB的延长线相交于D点。已知重力加速度g=10m/s2。小球运动时间为_________，OD长度h为_________。参考答案：s，2m13.某同学设计了如下实验方案用来‘验证牛顿运动定律’:

(1)如图甲所示，将木板有定滑轮的一端垫起，把滑块通过细绳与带夹的重锤相连，然后跨过定滑轮，重锤下夹一纸带，穿过打点计时器。调整木板倾角，直到轻推滑块后，滑块沿木板匀速运动。

(2)如图乙所示，保持长木板的倾角不变，将打点计时器安装在长木板上靠近滑轮处，取下细绳和重锤，将滑块与纸带相连，使其穿过打点计时器，然后接通电源释放滑块，使之由静止开始加速运动。打点计时器使用的交流电的频率为50Hz，打出的纸带如图丙所示，A,B,C,D,E是纸带上五个计数点。

①图乙中滑块下滑的加速度为_______。(结果保留两位有效数字)

②若重锤质量为m，滑块质量为M,重力加速度为g，则滑块加速下滑受到的合力为________。

③某同学在保持滑块质量不变的情况下，通过多次改变滑块所受合力，由实验数据作出的a-F，图象如图丁所示，则滑块的质量为______kg.(结果保留两位有效数字)参考答案：三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.有一电流表A，量程为1mA，内阻r1约为100Ω，要求测量其内阻．可选用器材有：电阻箱R1，最大阻值为99999.9Ω；滑动变阻器甲，最大阻值为10kΩ；滑动变阻器乙，最大阻值为2kΩ；电源E，电动势约为6V，内阻不计；开关2个，导线若干．采用的测量电路图如图所示，实验步骤如下：①断开S1和S2，将R调到最大；②合上S1，调节R使A表满偏；③保持R不变，合上S2，调节R1使A表半偏，此时可以认为A表的内阻r1＝R1.在上述可供选择的器材中，可变电阻R应该选择___(选填“甲”或“乙”)；认为内阻r1＝R1，此结果与r1的真实值相比____(选填“偏大”、“偏小”或“相等”)．参考答案：甲

偏小15.（12分）某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池。该同学想测量一下这个电池的电动势E和内电阻，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱（最大阻值为9.999，科当标准电阻用）一只电流表（量程=0.6A,内阻）和若干导线。①请根据测定电动势E内电阻的要求，设计图4中器件的连接方式，画线把它们连接起来。②接通开关，逐次改变电阻箱的阻值,读处与对应的电流表的示数I,并作记录,当电阻箱的阻值时，其对应的电流表的示数如图5所示。处理实验数据时,首先计算出每个电流值I的倒数;再制作R-坐标图，如图6所示，图中已标注出了（）的几个与测量对应的坐标点，请你将与图5实验数据对应的坐标点也标注在图6中上。③在图6上把描绘出的坐标点练成图线。④根据图6描绘出的图线可得出这个电池的电动势E=

V,内电阻

。参考答案：①见答图4②见答图6③见答图6④1.5（1.46~1.54）；0.3（0.25~0.35）解析：根据闭合电路欧姆定律，测量电源的电动势和内电阻，需要得到电源的路端电压和通过电源的电流，在本实验中没有电压表，但是可以用电阻箱和电流表串联充当电压表，测量电源的路端电压，通过电流表的电流也是通过电源的电流，所以只需要将电流表和电阻箱串联接在电源两端即可。实物图的连接如答图4所示。由闭合电路欧姆定律有：E=I（R+r+rg），解得：，根据R-1/I图线可知：电源的电动势等于图线的斜率，内阻为纵轴负方向的截距减去电流表的内阻。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（16分）绝缘细绳的一端固定在天花板上，另一端连接着一个带负电的电量为q、质量为m的小球，当空间建立水平方向的匀强电场后，绳稳定处于与竖直方向成θ=600角的位置，如图所示。（1）求匀强电场的场强E；（2）若细绳长为L，让小球从θ=300的A点释放，王明同学求解小球运动至某点的速度的过程如下：据动能定理

-mgL（1—cos300）+qELsin300=

得：你认为王明同学求的是最低点O还是θ=600的平衡位置处的速度，正确吗？请详细说明理由或求解过程。参考答案：解析：（1）小球在θ=600角处处于平衡，则Eq=mgtanθ

（1分）

得

（3分）

方向水平向左

（1分）

（2）王明同学的求解不正确

（1分）因为小球在θ=600处处于平衡，因此小球从θ=300的A点释放，它不会往A点的左边运动，而是以θ=600处为中心、以A点为端点来回摆动，即小球不会运动至最低点O

（3分）

王明同学的求解实际上也不是小球运动到θ=600的平衡位置处的速度。

（1分）

平衡位置处的速度的正确求解应该是：据动能定理有

（4分）

联解得

（2分）17.（8分）如图所示，光滑圆柱体被固定在水平平台上，质量为ml的小球用轻绳跨过圆柱与小球m2相连，开始时将m1放在平台上，两边轻绳竖直，m1和m2分别由静止开始上升和下降。当ml上升到圆柱体的最高点时，绳子突然断了，发现m1恰能做平抛运动，则m2应为ml的多少倍?参考答案：解析：由牛二定律：若m1恰能平抛，则（3分）

当m1上升2R到圆柱体最高点时，m2下降