北京中国建筑第一工程局子弟中学高三物理上学期期末试题含解析

北京中国建筑第一工程局子弟中学高三物理上学期期末试题含解析一、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）在如图所示的倾角为θ的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小均为B的强磁场区域，区域I的磁场方向垂直斜面向上，区域II的磁场方向垂直斜面向下，磁场的宽度HP及PN均为L，一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，t1时刻ab边刚越过GH进入磁场I区域，此时导线框恰好以速度v1做匀速直线运动；t2时刻ab边下滑到JP与MN的中间位置，此时导线框又恰好以速度v2做匀速直线运动。重力加速度为g，下列说法中正确的是(

)

A．当ab边刚越过JP时，导线框具有加速度大小为a=gsinθB．导线框两次匀速直线运动的速度v1:v2=4：1C．从t1到t2的过程中，导线框克服安培力做功的大小等于重力势能的减少D．从t1到t2的过程中，有机械能转化为电能参考答案：BD2.如图所示的直角三角板紧贴在固定的刻度尺上方，一支铅笔沿三角板直角边向上做匀速直线运动同时，三角板沿刻度尺向右匀加速运动，下列关于铅笔尖的运动及其留下的痕迹的判断，其中正确的有A.笔尖留下的痕迹是一条倾斜的直线B.笔尖留下的痕迹是一条曲线C.在运动过程中，笔尖的速度方向始终保持不变D.在运动过程中，笔尖的加速度方向始终保持不变参考答案：BD由题可知，铅笔尖既随三角板向右匀加速运动，又沿三角板直角边向上做匀速运动，其运动轨迹是向下弯曲的抛物线．故A错误，B正确．在运动过程中，笔尖运动的速度方向是轨迹的切线方向，时刻在变化．故C错误．笔尖竖直方向的加速度为零，水平方向加速度的方向水平向右，则根据运动的合成规律可知，笔尖运动的加速度方向始终水平向右，保持不变．故D正确．3.宇宙飞船绕地球作匀速圆周运动，若已知飞船绕地球飞行的周期T、地球的半径R和地面附近的重力加速度g，则由以上物理量不能计算出的物理量是①飞船离地面的高度；

②飞船的飞行速率；

③飞船所受的向心力

④飞船所处高度处的重力加速度A．①③

B．②④

C．③

D．①②参考答案：

C4.（多选）一端装有定滑轮的粗糙斜面体放在地面上，A、B两物体通过细绳连接，并处于静止状态(不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦)，如图所示.现用水平力F作用于物体B上，缓慢拉开一小角度，此过程中斜面体与物体A仍然静止.则下列说法正确的是(

)A．水平力F不变B．物体A所受斜面体的摩擦力一定变大C．物体A所受的合力不变D．斜面体所受地面的支持力一定不变参考答案：CD5.（单选）如图示，一个小滑块由左边斜面上A1点由静止开始下滑，又在水平面上滑行，接着滑上右边的斜面，滑到D1速度减为零，假设全过程中轨道与滑块间的动摩擦因素不变，不计滑块在转弯处受到撞击的影响，测得A1、D1两点连线与水平方向的夹角为θ1，若将物体从A2静止释放，滑块到D2点速度减为零，A2D2连线与水平面夹角为θ2，则（

）A.θ2＜θ1

B.θ2＞θ1

C.θ2=θ1

D.无法确定参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.我们绕发声的音叉走一圈会听到时强时弱的声音，这是声波的现象；如图是不同频率的水波通过相同的小孔所能达到区域的示意图，则其中水波的频率最大的是图．参考答案：:干涉，

C7.设地球的半径为R0，质量为m的卫星在距地面2R0高处做匀速圆周运动，地面的重力加速度为g，则卫星的加速度为

，卫星的周期为

。参考答案：1

0.16

8.如图为悬挂街灯的支架示意图，横梁BE质量为6kg，重心在其中点。直角杆ADC重力不计，两端用铰链连接。已知BE=3m，BC=2m，∠ACB=30°，横梁E处悬挂灯的质量为2kg，则直角杆对横梁的力矩为_______N·m，直角杆对横梁的作用力大小为_______N。（重力加速度g=l0m/s2）参考答案：150

150

9.如图所示，质量为m1的滑块置于光滑水平地面上，其上有一半径为R的光滑圆弧。现将质量为m2的物体从圆弧的最高点自由释放，在物体下滑过程中m1和m2的总机械能________（选填“守恒”或“不守恒”），二者分离时m1、m2的速度大小之比为___________。参考答案：守恒，10.用实验探究单摆的周期与摆长的关系，为使单摆周期的测量值更精确，测量n次全振动的时间t，n应适当

(选填"大"或"小")些；改变摆线长，测量多组摆长l和相应的振动周期T的数据，用图象处理数据.要得到线性图象，应选用

(选填"T-l"、"T-l2"或"T2-l")图象.参考答案：11.一列简谐波在t=0.8s时的图象如图甲所示，其x=0处质点的振动图象如图乙所示，由图象可知：简谐波沿x轴

▲

方向传播（填“正”或“负”），波速为

▲

m／s，t=10.0s时刻，x=4m处质点的位移是

▲

m．参考答案：负（1分）

5（2分）

-0.0512.置于铅盒中的放射源发射的、和三种射线，由铅盒的小孔射出。在小孔外放一张铝箔，铝箔后的空间有一匀强电场。射线进入电场后，变为a、b两束，射线a沿原来方向行进，射线b发生了偏转，如图所示，则图中的射线a为

射线，射线b为

射线。参考答案：

13.一个人由高H=20m的高台上将质量为m=0.5kg的小球以v0=16m/s的初速度竖直向上抛出，则人对小球所做的功为________J；小球落地时速度大小为24m/s，整个过程中小球克服空气阻力做功为________J。（g=10m/s2）参考答案：答案：64J；20J。

三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图为“研究电磁感应现象”的实验装置．（1）将图中所缺导线补接完整．（2）如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上电键后：A．将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将

．（填“向左偏转一下”或“向右偏转一下”或“不偏转”）B．原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针

．（填“向左偏转一下”或“向右偏转一下”或“不偏转”）参考答案：解：（1）探究电磁感应现象实验电路分两部分，要使原线圈产生磁场必须对其通电，故电源、开关、滑动变阻器、原线圈组成闭合电路，灵敏电流计与副线圈组成另一个闭合电路，如图所示：（2）闭合开关，穿过副线圈的磁通量增大，灵敏电流表的指针向右偏；A、闭合电键，将原线圈迅速插入副线圈时，磁场方向不变，穿过副线圈的磁通量增大，灵敏电流计指针将向右偏转．B、原线圈插入副线圈后，由电路图可知，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，原线圈电流变小，穿过副线圈的磁场方向不变，但磁通量变小，灵敏电流计指针将左偏转．故答案为：（1）电路图如图所示．（2）向右偏转一下；向左偏转一下．【考点】研究电磁感应现象．【分析】（1）注意该实验中有两个回路，一是电源、电键、变阻器、小螺线管串联成的回路，二是电流计与大螺线管串联成的回路，据此可正确解答．（2）磁场方向不变，磁通量的变化不变时电流方向不变，电流表指针偏转方向相同，磁通量的变化相反时，电流表指针方向相反．15.为了“探究加速度与力、质量的关系”，现提供如图甲所示的实验装置：（1）以下实验操作正确的是

A．将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在砝码及砝码盘的牵引下恰好做匀速运动B．调节滑轮的高度，使细线与木板平行C．先接通电源后释放小车D．实验中小车的加速度越大越好（2）在实验中，得到一条如图乙所示的纸带，已知相邻计数点间的时间间隔为T=0.1S，且间距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出分别为3.09cm、3.43cm、3.77cm、4.10cm、4.44cm、4.77cm，则小车的加速度a=

m/s2（结果保留两位有效数字）．（3）有一组同学保持小车及车中的砝码质量一定，探究加速度a与所受外力F的关系，他们在轨道水平及倾斜两种情况下分别做了实验，得到了两条a﹣F图线，如图丙所示．图线

是在轨道倾斜情况下得到的（填“①”或“②”）；小车及车中砝码的总质量m=

kg．参考答案：（1）BC；（2）0.33～0.34；（3）①；

0.5．【考点】探究加速度与物体质量、物体受力的关系．【专题】实验题；定量思想；推理法；牛顿运动定律综合专题．【分析】（1）平衡摩擦力就是让小车在无拉力的作用下做匀速直线运动，让重力沿斜面的分力等于小车受到的摩擦力．（2）从纸带上求加速度可以用逐差法求解．（3）由图象可知，当F=0时，a≠0．也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度，该同学实验操作中平衡摩擦力过大，即倾角过大，根据F=ma得a﹣F图象的斜率k=．【解答】解：（1）A、平衡摩擦力就是让小车在无拉力的作用下做匀速直线运动，让重力沿斜面的分力等于小车受到的摩擦力．所以平衡时应为：将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动，故A错误；B、为了使绳子拉力代替小车受到的合力，需要调节滑轮的高度，使细线与木板平行，故B正确；C、使用打点计时器时，先接通电源后释放小车，故C正确；D、试验中小车的加速度不是越大越好，加速度太大，纸带打的点太少，不利于测量，故D错误．故选：BC（2）由匀变速运动的规律得：s4﹣s1=3aT2s5﹣s2=3aT2s6﹣s3=3aT2联立得：（s4+s5+s6）﹣（s1+s2+s3）=9aT2解得：a===0.33m/s2，（3）由图象可知，当F=0时，a≠0．也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度，该同学实验操作中平衡摩擦力过大，即倾角过大，平衡摩擦力时木板的右端垫得过高．所以图线①是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的．根据F=ma得a﹣F图象的斜率k=，由a﹣F图象得图象斜率k=2，所以m=0.5kg．故答案为：（1）BC；（2）0.33～0.34；（3）①；

0.5．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（19分）如图所示，离子源A产生的初速为零、带电量均为e、质量不同的正离子被电压为U0的加速电场加速后匀速通过准直管，垂直射入匀强偏转电场，偏转后通过极板HM上的小孔S离开电场，经过一段匀速直线运动，垂直于边界MN进入磁感应强度为B的匀强磁场。已知HO＝d，HS＝2d，＝90°。（忽略粒子所受重力）（1）求偏转电场场强E0的大小以及HM与MN的夹角φ；（2）求质量为m的离子在磁场中做圆周运动的半径；（3）若质量为4m的离子垂直打在NQ的中点S1处，质量为16m的离子打在S2处。求S1和S2之间的距离以及能打在NQ上的正离子的质量范围。参考答案：解析：（1）正离子被电压为U0的加速电场加速后速度设为V1，设对正离子，应用动能定理有eU0＝mV12，

正离子垂直射入匀强偏转电场，作类平抛运动受到电场力F＝qE0、产生的加速度为a＝，即a＝，垂直电场方向匀速运动，有2d＝V1t，沿场强方向：Y＝at2，联立解得E0＝又tanφ＝，解得φ＝45°；（2）正离子进入磁场时的速度大小为V2＝，

正离子在匀强磁场中作匀速圆周运动，由洛仑兹力提供向心力，qV2B＝，解得离子在磁场中做圆周运动的半径R＝2；（3）根据R＝2可知，质量为4m的离子在磁场中的运动打在S1，运动半径为R1＝2，质量为16m的离子在磁场中的运动打在S2，运动半径为R2＝2，又ON＝R2－R1，由几何关系可知S1和S2之间的距离ΔS＝－R1，联立解得ΔS＝4(－)；由R′2＝(2R1)2+(R′－R1)2解得R′＝R1，再根据R1＜R＜R1，解得m＜mx＜25m。17.一辆值勤的警车停在直公路边，当警员发现从他旁边以的速度匀速行驶的货车有违章行为时，决定去追赶，经警车发动起来，以加速度做匀加速运动，试问：

（1）在警车追上货车之前，两车间的最大距离是多少？

（2）若警车能达到的最大速度是，达到最大速度后匀速运动。则警车发动起来后至少要多长的时间才能追上违章的货车？参考答案：（1）在警车追上货车之前，两车速度相等时，两车间的距离最大，设警车发动起来后两车速度相等，两车间的距离最大为

则

4分（2）若警车的最大速度是，则警车发动起来后加速时间为，加速位移为则

所以警车还没追上货车，这以后匀速运动追赶

3分设再经时间追上：则

解得

2分

所以警车发动起来后追上货车经历的时间为18.在校运会上，100米迎面接力赛成为一大亮点．比赛中某同学接棒后，开始以a1=4m/s2的加速度匀加速起跑，一段时间后达到最大速度，接着以最大速度持续奔跑10s，再以大小为a2=2m/s2的加速度做匀减速直线运动跑到终点，速度为4m/s，完成交接棒．则：（1）该同学在奔跑中的最大速度vm是多少？（2）该同学跑完100米的时间t是多少？参考答案：考点：匀变速