山西省吕梁市汾阳英雄街中学高三物理期末试卷含解析

山西省吕梁市汾阳英雄街中学高三物理期末试卷含解析一、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.（多选）2012年11月,“歼15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功。图甲为利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图。飞机着舰并成功钩住阻拦索后,飞机的动力系统立即关闭,阻拦系统通过阻拦索对飞机施加一作用力,使飞机在甲板上短距离滑行后停止。某次降落,以飞机着舰为计时零点,飞机在t=0.4s时恰好钩住阻拦索中间位置,其着舰到停止的速度—时间图线如图乙所示。假如无阻拦索,飞机从着舰到停止需要的滑行距离约为1000m。已知航母始终静止,重力加速度的大小为g。则(AC)A.从着舰到停止,飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的B.在0.4~2.5s时间内,阻拦索的张力几乎不随时间变化C.在滑行过程中,飞行员所承受的加速度大小会超过2.5gD.在0.4~2.5s时间内,阻拦系统对飞机做功的功率几乎不变参考答案：AC解析：A、由图象可知，从着舰到停止，飞机在甲板上滑行的距离即为图象与时间所构成的面积，即约为m＝105m，而无阻拦索的位移为1000m，因此飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的，故A正确；B、在0.4s～2.5s时间内，速度与时间的图象的斜率不变，则加速度也不变，所以合力也不变，因此阻拦索的张力的合力几乎不随时间变化，但阻拦索的张力是变化的，故B错误；C、在滑行过程中，飞行员所承受的加速度大小为a＝m/s2＝26.2m/s2＞2.5g，故C正确；D、在0.4s～2.5s时间内，阻拦系统对飞机做功的功率P=FV，虽然F不变，但V是渐渐变小，所以其变化的，故D错误；故选：AC2.小陈在地面上从玩具枪中竖直向上射出初速度为v0的塑料小球，若小球运动过程中受到的空气阻力与其速率成正比，小球运动的速率随时间变化的规律如图所示，t1时刻到达最高点，再落回地面，落地速率为v1，下列说法中正确的是（）A．小球上升过程中的平均速度大于B．小球下降过程中的平均速度大于C．小球射出时的加速度值最大，到达最高点的加速度值为0D．小球的加速度在上升过程中逐渐减小，在下降过程中也逐渐减小参考答案：BD解：A、上升过程若是匀减速直线运动，其平均速度为，而从图中可以看出其面积小于匀减速直线运动的面积，即小球实际上升的位移小于做匀减速上升的位移，而平均速度等于位移与时间之比，故其平均速度小于匀减速运动的平均速度，即小于．故A错误．B、同理，可知小球下降过程中的平均速度大于匀加速下降的平均速度，即大于．故B正确．C、小球抛出时，根据牛顿第二定律得：mg+kv=ma，此时速率最大，可知此时的加速度最大，到最高点时，v=0，加速度a=g，不是0．故C错误．D、上升过程有：mg+kv=ma，v减小，a减小．下降过程有：mg﹣kv=ma，v增大，a减小，故D正确．故选：BD3.（单选）如图甲所示，一理想变压器给一个小灯泡供电．当原线圈输入如图乙所示的正弦交变电压时，额定功率10W的小灯泡恰好正常发光，已知灯泡的电阻为40Ω，图中电压表为理想电表，下列说法正确的是(

)A．变压器输入电压的瞬时值表达式为B．电压表的示数为220VC．变压器原、副线圈的匝数比为11:1D．变压器的输入功率为110W参考答案：C4.如图所示，实线为方向未知的三条电场线，虚线分别为等势线1、2、3，已知MN＝NQ，a、b两带电粒子从等势线2上的O点以相同的初速度飞出。仅在电场力作用下，两粒子的运动轨迹如图所示，则(

)A．a一定带正电，b一定带负电B．a加速度增大，b加速度减小C．MN两点电势差｜UMN｜大于NQ两点电势差｜UNQ｜D．a粒子到达等势线3的动能变化量比b粒子到达等势线1的动能变化量小参考答案：C5.（多选题）小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P的质量与Q的质量之比为2：1，连接P、Q两球的绳长之比为1：2，将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图所示，将两球由静止释放，不计空气阻力．在各自轨迹的最低点时（）A．两球运动至悬点正下方时速度之比为1：2B．两球运动至悬点正下方时向心力之比为5：4C．两球运动至悬点正下方时绳中拉力之比为2：1D．两球运动至悬点正下方时向心加速度之比为1：1参考答案：CD【考点】向心力；线速度、角速度和周期、转速．【分析】从静止释放至最低点，由机械能守恒列式，可知最低点的速度；在最低点由牛顿第二定律可得绳子的拉力和向心加速度．【解答】解：A、对任意一球，设绳子长度为L．小球从静止释放至最低点，由机械能守恒得：mgL=mv2，解得：v=，v∝，则得，P球、Q球的速度比为1：，故A错误．B、向心力=2mg，P的质量与Q的质量之比为2：1，则两球运动至悬点正下方时向心力之比为2：1．故B错误．C、在最低点，拉力和重力的合力提供向心力，由牛顿第二定律得：F﹣mg=，解得，F=3mg，与L无关，与m成正比，所以P球、Q球所受绳的拉力比为2：1，故C正确．D、在最低点小球的向心加速度a向==2g，与L无关，所以P球、Q球的向心加速度比为1：1，故D正确．故选：CD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.为了测量两张纸之间的动摩擦因数，某同学设计了一个实验：如图甲所示，在木块A和木板B上贴上待测的纸，将木板B固定在水平桌面上，沙桶通过细线与木块A相连。(1)调节沙桶中沙的多少，使木块A匀速向左运动。测出沙桶和沙的总质量为m以及贴纸木块A的质量M，则两纸间的动摩擦因数μ= ；(2)在实际操作中，发现要保证木块A做匀速运动比较困难，有同学对该实验进行了改进：实验装置如图乙所示，木块A的右端接在力传感器上(传感器与计算机相连接，从计算机上可读出对木块的拉力)，使木板B向左运动时，质量为M的木块A能够保持静止。若木板B向左匀速拉动时，传感器的读数为F1，则两纸间的动摩擦因数μ=

；当木板B向左加速运动时，传感器的读数为F2，则有F2

F1(填“>”、“=”或“<”)；参考答案：m/M

F1/Mg

=（1）木块A匀速向左运动，由牛顿第二定律得，解得。（2）质量为M的木块A能够保持静止，说明木块受到的摩擦力和传感器对物块的拉力是一对平衡力。不管木板B向左如何拉动，传感器的拉力都跟AB之间的摩擦力大小相等，方向相反，即=F2。7.（5分）一质量为，电量为的带正电质点，以的速度垂直于电场方向从点进入匀强电场区域，并从点离开电场区域。离开电场时的速度为。由此可知，电场中、两点间的电势差____________V；带电质点离开电场时，速度在电场方向的分量为______________。不考虑重力作用。参考答案：答案：，

8.水平放置相互靠近的带电平板上极板带正电，下极板带负电，两极板间电势差为U，一束射线沿两板中央轴线射入，结果发现荧光屏MN位于轴线上方的某处出现亮点，由此可判断组成该射线的粒子所带的电是______电（填“正”或“负”）；若每个粒子所带电量的大小为q，则打到荧光屏上粒子的动能增量最大值为___________（粒子重力不计）．

参考答案：答案：负

uq/29.“探究动能定理”的实验装置如图甲所示，水平桌面上一小车在两条橡皮筋作用下，由静止状态被弹出，橡皮筋对小车做的功记为W0。当用4条、6条、8条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次……实验时，橡皮筋对小车做的功记为2W0、3W0、4W0……，每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出。（1）关于该实验，下列说法正确的是

。A．打点计时器可以用直流电源供电，电压为4~6VB．实验中使用的若干根橡皮筋的原长可以不相等C．每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出D．利用每次测出的小车最大速度vm和橡皮筋做的功W，依次做出W-vm、W-vm2、W-vm3、W2-vm、W3-vm……的图象，直到找出合力做功与物体速度变化的关系。（2）图乙给出了某次在正确操作情况下打出的纸带，从中截取了测量物体最大速度所用的一段纸带，测得O点到A、B、C、D、E各点的距离分别为OA=5.65cm，OB=7.12cm，OC=8.78cm，OD=10.40cm，OE=11.91cm，已知相邻两点打点时间间隔为0.02s，则小车获得的最大速度vm=

m/s。参考答案：①CD②0.8310.某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙．当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态．若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：（1）你认为还需要的实验器材有

（2）实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是

，实验时为保证细线拉力为木块的合外力首先要做的步骤

（3）在（2）的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M.往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m.让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1＜v2）。则本实验最终要验证的数学表达式为

（用题中的字母表示实验中测量得到的物理量）.参考答案：（1）天平，刻度尺（2分）（2）沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量（2分），平衡摩擦力（2分）（3）（3分）（1）实验要验证动能增加量和总功是否相等，故需要求出总功和动能，故还要天平和刻度尺；故答案为：刻度尺、天平；

（2）沙和沙桶加速下滑，处于失重状态，其对细线的拉力小于重力，设拉力为T，根据牛顿第二定律，有

对沙和沙桶，有mg-T=ma

对小车，有T=Ma

解得故当M＞＞m时，有T≈mg

小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，故可以将长木板的一端垫高；

故答案为：沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量，平衡摩擦力；

（3）总功为：mgL，动能增加量为：故答案为：mgL=11.如图所示，真空中有一顶角为75o，折射率为n=的三棱镜．欲使光线从棱镜的侧面AB进入，再直接从侧面AC射出，求入射角θ的取值范围为

▲

。

参考答案：450＜θ＜90012.如图甲所示为测量电动机匀速转动角速度的实验装置，半径不大的圆形卡纸固定在电动机转轴上，在电动机的带动下匀速转动．在圆形卡纸的旁边垂直安装了一个改装了的电火花计时器．(1)请将下列实验步骤按先后排序：________A．使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触B．接通电火花计时器的电源，使它工作起来C．启动电动机，使圆形卡纸转动起来D．关闭电动机，拆除电火花计时器；研究卡纸上留下的一段痕迹(如图乙所示)，写出角速度ω的表达式，代入数据，得出ω的测量值。(2)要得到ω的测量值，还缺少一种必要的测量工具，它是________．A．秒表

B．毫米刻度尺

C．圆规

D．量角器(3)写出角速度ω的表达式，并指出表达式中各个物理量的意义。参考答案：(1)ACBD

(2)D

(3)θ为n个点对应的圆心角，T为时间间隔13.为了探究加速度与力的关系，使用如图所示的气垫导轨装置进行实验．其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间Δt1、Δt2都可以被测量并记录，滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，光电门间距离为x，牵引砝码的质量为m.回答下列问题：

(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其他仪器的情况下，如何判定调节是否到位？答：_______________________________________________________________________(2)若取M＝0.4kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是（

）A．m1＝5g

B．m2＝15gC．m3＝40g

D．m4＝400g(3)在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度的表达式为：__________________________________________(用Δt1、Δt2、D、x表示)．参考答案：三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学用打点计时器研究小车的匀变速直线运动。他将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上，实验时得到如图所示的一条纸带。他在纸带上便于测量的地方选取第一个计时点，在这点下标明A，第六个点下标明B，第十一个点下标明C，第十六个点下标明D，第二十一个点下标明E。测量时发现B点已模糊不清，于是他测得AC长为14.56cm，CD长为11.15cm，DE长为13.73cm，则打C点时小车的瞬时速度大小为

m/s，小车运动的加速度大小为 m/s2。（保留三位有效数字）参考答案：15.（7分）某同学用如图所示的装置测定重力加速度：

（1）电火花计时器的工作电压为______，频率________。（2）打出的纸带如图所示，实验时纸带的______端应和重物相连接。（选填“甲”或“乙”）（3）纸带上1至9各点为计时点，由纸带所示数据可算出实验时的加速度为______m/s2。（4）当地的重力加速度数值为9.8m/s2，请列出测量值与当地重力加速度的值有差异的一个原因__________。参考答案：

答案：（1）交流220V，50Hz；（2分）（2）乙；（1分）（3）9.4；（3分）（4）空气阻力、摩擦阻力；（1分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.17(10分).如图所示,金属杆,在竖直平面内贴着光滑平行金属导轨下滑,导轨的间距,导轨上端接有的电阻,导轨与金属杆的电阻不计,整个装置处于的水平匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面.当金属杆下滑时,每秒钟有的重力势能减少,求杆下滑的速度的大小(不计空气阻力)

参考答案：(1)小球进入第一象限正交\o"全品高考网"的电场和磁场后,在垂直磁场\o"全品高考网"的平面内做圆周运动,说明重力与电场力平衡.设小球所带电荷量为,则有:

(1)解得:

(2)又电场方向竖直向上故小球带正电.

………3分(2)设匀速圆周运动\o"全品高考网"的速度为、轨道半径为由洛伦兹力提供向心力得:

(3)小球恰能通过半圆轨道\o"全品高考网"的最高点并沿轨道运动，则应满足：

(4)由(3)(4)得：

(5)即:\o"全品高考网"的最小距离为：

(6)………5分

(3)小球由运动到\o"全品高考网"的过程中设到达点的速度为,由机械能守恒得：

(7)由(4)(7)解得：

(8)小球从点进入电场区域后,在绝缘光滑水平面上作类平抛运动.设加速度为,则有:沿轴方向有：

(9)沿电场方向有：

(10)由牛顿第二定律得:

(11)时刻小球距点为：

………617.如图所示，在xOy平面的第Ⅱ象限内存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度为E。第Ⅰ和第Ⅳ象限内有一个半径为R的圆，其圆心坐标为（R，0），圆内存在垂直于xOy平面向里的匀强磁场，一带正电的粒子（重力不计）以速度v0从第Ⅱ象限的P点平行于x轴进入电场后，恰好从坐标原点O进入磁场，速度方向与x轴成60°角，最后从Q点平行于y轴射出磁场。P点所在处的横坐标x＝－2R。求：（1）带电粒子的比荷；（2）磁场的磁感应强度大小；（3）粒子从P点进入电场到从Q点射出磁场的总时间。参考答案：（1）；（2）；（3）本题旨在考查带电粒子在匀强磁场中的运动、带电粒子在匀强电场中的运动。（1）粒子在电场中做类似平抛运动，根据分运动公式，有：根据牛顿第二定律，有：水平分运动：联立解得：（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，轨迹如图所示：

由几何关系，图中轨迹圆与磁场圆的两个交点、轨迹圆圆心、磁场圆圆心构成四边形，由于，故是菱形；故：根据牛顿第二定律，有：其中：联立解得：（3）在电场中是类似平抛运动，有：在磁场中是匀速圆周运动，时