广东省汕尾市陆河县河口中学高三物理上学期期末试题含解析

广东省汕尾市陆河县河口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.(单选)如图所示，内壁光滑的半球形容器固定放置，其圆形顶面水平。两个完全相同的小球a、b分别沿容器内壁，在不同的水平面内做匀速圆周运动。下列判断正确的是A．a对内壁的压力小于b对内壁的压力B．a的周期小于b的周期C．a的角速度小于b的角速度 D．a的向心加速度与b的向心加速度大小相等参考答案：B2.如图所示，一些商场安装了智能化的台阶式自动扶梯。为了节约能源，在没有乘客乘行时，自动扶梯以较小的速度匀速向左上方运行，当有乘客乘行时自动扶梯经过先加速再匀速两个阶段运行。则电梯在运送乘客的过程中

A．乘客始终受摩擦力作用

B．乘客经历先超重再失重

C．乘客对扶梯的作用力先指向右下方，再竖直向下D．扶梯对乘客的作用力始终竖直向上参考答案：C3.如图所示，质量为m的滑块B以初速度v0沿斜面体表面向下运动，此时斜面体A受到地面的摩擦力方向向左．斜面体A始终静止在水平地面上．则下列说法中正确的是（）A．滑块B下滑的过程中的加速度方向一定沿斜面向上B．斜面体的斜面一定是粗糙的C．滑块B下滑的过程中对其施加沿斜面向下的恒力F，A所受地面摩擦力仍然不变D．滑块B下滑的过程中对其施加沿斜面向下的恒力F，则A所受地面摩擦力的一定变大参考答案：C【考点】摩擦力的判断与计算．【分析】斜面体受到地面的摩擦力方向向右可知，斜面体对物体B是有摩擦的，而F是沿斜面向下的，对摩擦力没有影响，加上后A的受力情况没有发生变化，再对B进行受力分析即可判断加速度的方向．【解答】解：A、如果B能在重力作用下有向下的加速度，那么A和B作为整体这时受到的合外力必然沿斜面向下．这就要求，A必然受到地面水平向左的摩擦力，与题目吻合，所以B加速沿斜面向下，A错误；B、斜面体受到地面的摩擦力方向向左可知，斜面体对物体B可以有摩擦，也可以没有，施加的力F是沿斜面向下的，对A的压力和摩擦力没有影响，A的受力情况没有发生变化，所以斜面体A所受地面摩擦力的方向一定向左，大小也不变，故C正确BD错误；故选：C4.（多选）如图所示，放在桌面上的A、B、C三个物块重均为100N，小球P重20N，作用在B的水平力F=20N，整个系统静止，则（）A．A和B之间的摩擦力是20NB．B和C之间的摩擦力是20NC．物块C受五个力作用D．C与桌面间摩擦力为20N参考答案：考点：共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．版权所有专题：共点力作用下物体平衡专题．分析：先对结点受力分析，由共点力的平衡可求得绳子对3的拉力；再将1、2、3作为整体受力分析，由共点力的平衡可求得3与地面间的摩擦力．解答：解：A、对A用隔离法受力分析，根据平衡条件知水平方向不受外力，即AB之间没有摩擦力；所以A错误；B、对B用隔离法进行受力分析，根据平衡条件B受C对它的摩擦力f=F=20N，根据牛顿第三定律：B对C的摩擦力也等于20N．所以B正确．C、结点受P的拉力及两绳子的拉力；如图所示，由几何关系可知，绳子对C的拉力F1=GP=40N；对整体受力分析，整体受重力、支持力、两拉力；根据平衡条件，在水平方向：F+f=F1，得：f=20N方向向左，故C与桌面间的摩擦力为20N，对C用隔离法受力分析，受重力、桌面的支持力、B对它的压力、B对它的摩擦力、绳子拉力，桌面对它的摩擦力共6个力的作用，所以C错误D正确．故选：BD．点评：整体法与隔离法在共点力的平衡中经常用到，在解题时要注意灵活选取；正确的研究对象的选取可在解题中起到事半功倍的效果．5.（多选）如图所示，光滑水平面OB与足够长粗糙斜面BC交于B点．轻弹簧左端固定于竖直墙面，现将质量为m1的滑块压缩弹簧至D点，然后由静止释放，滑块脱离弹簧后经B点滑上斜面，上升到最大高度，并静止在斜面上．不计滑块在B点的机械能损失；换用相同材料质量为m2的滑块（m2＞m1）压缩弹簧至同一点D后，重复上述过程，下列说法正确的是（）A．两滑块到达B点的速度相同B．两滑块沿斜面上升的最大高度相同C．两滑块上升到最高点过程克服重力做的功相同D．两滑块上升到最高点过程机械能损失相同参考答案：解：A、两滑块到B点的动能相同，但速度不同，故A错误；B、两滑块在斜面上运动时加速度相同，由于速度不同，故上升高度不同．故B错误；C、两滑块上升到最高点过程克服重力做的功为mgh，由能量守恒定律得：EP=mgh+μmgcosθ×，所以，mgh=，故两滑块上升到最高点过程克服重力做的功相同，故C正确；D、由能量守恒定律得：EP=mgh+μmgcosθ×，其中，E损=μmghcotθ，结合C分析得，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.（3分）一电子具100eV的动能、从A点垂直电场线方向飞入匀强电场，当从B点飞出时与场强方向恰成150°，如图所示，则A、B两点间的电势差为______V。参考答案：

3007.如右图所示，用均匀金属丝折成边长为0.1m的正方形框架abcd能以ab边为轴无摩擦地转动，框架每边质量都是2.5g，电阻都是0.2Ω，aa/与bb/是在同一水平面上的两条平行光滑的金属导轨，并分别与金属框架连接于a和b处，导轨的电阻不计。阻值为0.2Ω的金属棒mn平放在两导轨上且与导轨垂直，整个装置处于B=1T、方向竖直向上的匀强磁场中，若导体mn作匀速运动后能使框架abcd平衡在与竖直方向成α=45°角的位置上，此时cd中的电流大小为

A，导体mn的速度大小为

。参考答案：

0.5

7

8.如图所示，在点电荷+Q的电场中有A、B两点，将两正电荷a和b，其中他们的质量4ma=mb，电量2qa=qb，分别从A点由静止释放到达B点时，它们的速度大小之比为．参考答案：解：对ab从A到B得过程中分别运用动能定理得：

①②又因为质量4ma=mb，电量2qa=qb，由解得：=故答案为：：19.如图3所示，A、B两轮半径之比为1：3，两轮边缘挤压在一起，在两轮转动中，接触点不存在打滑的现象，则两轮边缘的线速度大小之比等于______。A轮的角速度与B轮的角速度大小之比等于______。参考答案：1∶1，（2分）

3∶1（2分）不存在打滑的轮边缘线速度相等，大小之比等于1∶1，根据，则。10.在探究“加速度与力、质量的关系”的活动中：①某同学在接通电源进行实验之前，将实验器材组装如图所示。请你指出该装置中的错误或不妥之处（只要答出其中的两点即可）：

，

。②改正实验装置后，该同学顺利地完成了实验。下图是他在实验中得到的一条纸带，图中相邻两计数点之间的时间间隔为0.1s，由图中的数据可算得小车的加速度a为

m/s2。（结果取两位有效数字）参考答案：）打点计时器不应使用干电池，应使用交流电源；实验中没有平衡小车的摩擦力；小车初始位置离打点计时器太远（只要答出其中的两点即可）2）0.19~0.20内均正确11.为“验证牛顿第二定律”，某同学设计了如下实验方案：A．实验装置如图甲所示，一端系在滑块上的轻质细绳通过转轴光滑的轻质滑轮，另一端挂一质量为m＝0.5kg的钩码，用垫块将长木板的有定滑轮的一端垫起．调整长木板的倾角，直至轻推滑块后，滑块沿长木板向下做匀速直线运动；B．保持长木板的倾角不变，取下细绳和钩码，接好纸带，接通打点计时器的电源，然后让滑块沿长木板滑下，打点计时器打下的纸带如图乙所示．请回答下列问题：(1)图乙中纸带的哪端与滑块相连_______________________________________________________________________．(2)图乙中相邻两个计数点之间还有4个打点未画出，打点计时器接频率为50Hz的交流电源，根据图乙求出滑块的加速度a＝________m/s2.(3)不计纸带与打点计时器间的阻力，滑块的质量M＝________kg.(g取9.8m/s2)参考答案：(1)取下细绳和钩码后，滑块加速下滑，随着速度的增加点间距离逐渐加大，故纸带的右端与滑块相连．(2)由Δx＝aT2，得a＝＝m/s2＝1.65m/s2.(3)匀速下滑时滑块所受合外力为零，撤去钩码滑块所受合外力等于mg，由mg＝Ma得M＝2.97kg.12.为了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的砝码．实验测出了砝码质量m与弹簧长度l的相应数据，其对应点已在图上标出．(g＝9.8m/s2)(1)作出m－L的关系图线；(2)弹簧的劲度系数为__________N/m(结果保留三位有效数字)．参考答案：(1)如图所示(2)根据图象的斜率可以求得弹簧的劲度系数：Δmg＝kΔl，则k＝g＝×9.8N/m＝0.261N/m(在0.248N/m～0.262N/m之间均正确)13.如图所示，矩形线圈面积为S,匝数为N,电阻为r，线圈接在阻值为R的电阻两端，其余电阻不计，线圈绕OO轴以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中匀速转动，电阻R两端电压的有效值为________，在线圈从图示位置（线圈平面与磁场平行）转过90的过程中，通过电阻R的电荷量为________参考答案：三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（选修3-4）（6分）如图所示，己知平行玻璃砖的折射率，厚度为。入射光线以入射角60°射到玻璃砖的上表面，经玻璃砖折射从下表面射出，出射光线与入射光线平行，求两平行光线间距离。（结果可用根式表示）参考答案：解析：∵n=

∴r=300

（2分）

光路图如图所示

∴L1=d/cosr=

（2分）

∴L2=L1sin300=

（2分）15.（选修3—4）（7分）如图甲所示为一列简谐横波在t＝2s时的波形图，图乙是这列波中P点的振动图线，求该波的传播速度的大小，并判断该波的传播方向。

参考答案：解析：依题由甲图知该波的波长为……………(1分)

由乙图知该波的振动周期为……………(1分)

设该波的传播速度为V，有……………(1分)

又由乙图知，P点在此时的振动方向向上，……………(1分)

所以该波的传播方向水平向左。……………(2分)四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图，AB是水平光化轨道，BC是与AB相切的位于竖直平面内、半径R=0.4m的半圆形光滑轨道，两个小球MN间有压缩的轻短弹簧，整体锁定静止在轨道AB上（两小球与弹簧端接触但不栓接）．某时刻解除锁定，两小球被弹开，此后N小球恰能沿半圆形轨道通过其最高点C．已知M、N的质量分别为0.1kg和0.2kg，g=10m/s2，小球可视为质点．求：（1）小球恰好通过C点时的速度大小（2）小球N从最高点平抛后落到AB轨道上的D点到B点的距离（3）刚过轨道B点时受到圆轨道的支持力大小（4）解除锁定前，弹簧的弹性势能．参考答案：解：（1）由题意可知，小球在最高点C时，只有重力提供向心力，所以有：mg=m得：vC===2m/s（2）小球过C点后做平抛运动，则有：t====0.4sD点到B点的距离为：SDB=vCt=2×0.4m=0.8m（3）小球N由B到C满足机械能守恒定律，则有：+2mgR=代入数据解得：vB=2m/s由圆周运动的规律可知：N﹣mg=m代入数据解得：N=12N（4）弹簧解锁过程中，M、N组成的系统动量守恒，取向右为正方向，由动量守恒定律得：mNvB﹣mMvM=0代入数据得：vM=4m/s由能量守恒定律可知：Ep=mNvB2+mMvM2．代入数据解得：Ep=6J答：（1）小球恰好通过C点时的速度大小是2m/s．（2）小球N从最高点平抛后落到AB轨道上的D点到B点的距离是0.8m．（3）刚过轨道B点时受到圆轨道的支持力大小是12N．（4）解除锁定前，弹簧的弹性势能是6J．【分析】（1）N小球恰能沿半圆形轨道通过其最高点C，由重力充当向心力，由牛顿第二定律和向心力公式结合求小球恰好通过C点时的速度．（2）小球N离开C点后做平抛运动，由分运动的规律求出落地点D点到B点的距离．（3）小球N从B运动到C的过程，遵守机械能守恒，由机械能守恒定律求得小球N通过B点时的速度．在B点，由合力提供向心力，由牛顿第二定律求轨道对小球N的支持力．（4）解除锁定弹簧的过程，由动量守恒定律和能量守恒定律结合求弹簧的弹性势能．17.为了解决高楼救险中云梯高度不够高的问题，可在消防云梯上再伸出轻便的滑杆。被困人员使用安全带上的挂钩挂在滑杆上、沿滑杆下滑到消防云梯上逃生。通常滑杆由AO、OB两段直杆通过光滑转轴在O处连接，滑杆A端用挂钩钩在高楼的固定物上，且可绕固定物自由转动，B端用铰链固定在云梯上端，且可绕铰链自由转动，以便调节被困人员滑到云梯顶端的速度大小。设被困人员在调整好后的滑杆上下滑时滑杆与竖直方向的夹角保持不变，被困人员可看作质点、不计过O点时的机械能损失。已知AO长L1=6m、OB长L2=12m、竖直墙与云梯上端点B的水平距离d=13.2m，被困人员安全带上的挂钩与滑杆AO间、滑杆OB间的动摩擦因数均为μ=5/6。为了安全被困人员到达云梯顶端B点的速度不能超过6m／s，取g=10m/s2。（1）现测得OB与竖直方向的夹角为53o，此时AO与竖直方向的夹角是多少？分析判断这种条件下被困人员滑到B点是否安全。（sin37o=0.6,cos37o=0.8）（2）若云梯顶端B点与竖直墙间的水平距离保持不变，求能够被安全营救的被困人员与云梯顶端