河北省保定市育英高级中学高三物理期末试题含解析

河北省保定市育英高级中学高三物理期末试题含解析一、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.)如图所示，在矩形ABCD区域内，对角线BD以上的区域存在有平行于AD向下的匀强电场，对角线BD以下的区域存在有垂直于纸面的匀强磁场(图中未标出)，矩形AD边长为L，AB边长为2L.一个质量为m、电荷量为＋q的带电粒子(重力不计)以初速度v0从A点沿AB方向进入电场，在对角线BD的中点P处进入磁场，并从DC边上以垂直于DC边的速度离开磁场(图中未画出)，求：(1)带电粒子经过P点时速度v的大小和方向；(2)电场强度E的大小；(3)磁场的磁感应强度B的大小和方向．参考答案：)解：(1)带电粒子在电场中做类平抛运动，则水平方向：L＝v0t竖直方向：＝t得vy＝v0(2分)则P点的速度为v＝v0(1分)速度与水平方向的夹角为θ，tanθ＝＝1，所以θ＝45°(1分)(2)vy＝at，a＝，L＝v0t，解得E＝(4分)(3)由几何关系可知，粒子在磁场中转过的圆心角为45°(1分)由几何关系得r＝L(2分)粒子在磁场中做匀速圆周运动，qvB＝m(1分)得B＝(1分)磁场方向垂直纸面向外．2.（多选）如图甲所示，一小物块放在升降机的底板上，随升降机一起由静止开始在竖直方向做匀变速直线运动，每次运动距离均相同。物块对升降机底板的压力为F、升降机的末速度大小为v，图象如图乙所示，当地重力加速度为g。则以下说法的是

A．物块的质量为

B．b=2a

C．每次运动高度为

D．当时，木块一定处于完全失重状态参考答案：AB3.如图甲所示，为测定物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x与斜面倾角的关系，将某一物体每次以不变的初速率沿足面向上推出，调节斜面与水平方向的夹角，实验测得x与斜面倾角的关系如图乙所示，g取10m／s2，根据图象可求出(

)A.物体的初速率B.物体与斜面间的动摩擦因数C.取不同的倾角，物体在斜面上能达到的位移x的最小值D.当某次时，物体达到最大位移后将沿斜面下滑参考答案：C解：A、由图可知，当θ=90°时物体做竖直上抛运动，位移为x=1.80m；由竖直上抛运动规律可知:v02=2gh，代入数据解得v0=6m/s，故A错误.B、当θ=0°时，位移为x=2.40m；由动能定理可得：，代入数据解得：μ=0.75，故B错误.C、由动能定理得：，解得：，当θ+α=90°时，sin(θ+α)=1；此时位移最小，x=1.44m；故C正确.D、若θ=30°时，物体的重力沿斜面向下的分力为，最大静摩擦力为,小球达到最高点后,不会下滑，故D错误.故选C.【点睛】本题综合考查动能定理、受力分析及竖直上抛运动；并键在于先明确图象的性质，再通过图象明确物体的运动过程；结合受力分析及动能定理等方法求解．4.质量为m的物体从静止开始，以a=g的加速度沿倾角为30°的斜面上滑到高度为h的位置，对该过程下列说法中正确的是A．物体的机械能增加mgh

B．物体的机械能减少mghC．重力对物体做功mgh

D．物体的动能增加mgh参考答案：D5.（单选）静电计是在验电器的基础上制成的，用萁指针张角的大小来定性显示其相互绝缘的金属球与外壳之问的电势差大小，如图所示A、B是平行板电容器的两个金属板，G为静电计，极板B固定，A可移动，开始时开关S闭合．静电计指针张开一定角度，则下列说法正确的是（）A．断开S后，将A向左移动少许，静电计指针张开的角度减小B．断开S后，在A、B间插入一电介质，静电计指针张开的角度增大C．断开S后，将A向上移动少许，静电计指针张开的角度增大D．保持S闭合，将变阻器滑动触头向右移动，静电计指针张开的角度减小参考答案：解：A、断开电键，电容器带电量不变，将A向左移动少许，则d增大，根据C=知，电容减小，根据U=知，电势差增大，指针张角增大．故A错误．B、断开S后，在A、B间插入一电介质，根据C=知，电容增大，根据U=知，电势差减小，则指针张角减小，故B错误．C、断开S后，将A向上移动少许，根据C=知，电容减小，根据U=知，电势差增大，则指针张角变大．故C正确．D、保持开关闭合，电容器两端的电势差不变，变阻器仅仅充当导线功能，滑动触头滑动不会影响指针张角，故D错误．故选：C．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，将两条完全相同的磁铁（磁性极强）分别固定在质量相等的小车上，水平面光滑，开始时甲车速度大小为3m/s，方向水平向右，乙车速度大小为2m/s，方向水平向左，两车在同一直线上，当乙车的速度为零时，甲车速度为________m/s，方向________。参考答案：1

水平向右7.某人在某行星表面以速率v竖直上抛一物体，经时间t落回手中，已知该行星的半径为R，则能在这个行星表面附近绕该行星做匀速圆周运动的卫星所具有的速率为

参考答案：8.我国道路安全部门规定：高速公路上行驶的最高时速为120km/h。交通部门提供下列资料：路面动摩擦因数干沥青0.7干碎石路面0.6～0.7湿沥青0.32～0.4资料一：驾驶员的反应时间：0.3～0.6s资料二：各种路面与轮胎之间的动摩擦因数（见右表）根据以上资料，通过计算判断汽车在高速公路上行驶时的安全距离最接近A．100m

B．200m

C．300m

D．400m参考答案：B9.黑洞是一种密度极大的天体，从黑洞发出的光子都无法挣脱引力而射出．若在某黑洞表面可以不断的发射出一种频率为γ的光子，光子贴着黑洞表面射出后恰可以沿着黑洞表面做匀速圆周运动，运行周期为T，引力常量为G，则此黑洞的平均密度为

参考答案：10.质点做直线运动，其s-t关系如图所示，质点在0-20s内的平均速度大小为_____m/s，质点在_____s（精确到秒）时的瞬时速度约等于它在6-20s内的平均速度。参考答案：0.8

10或14s11.如图所示，在边长为a的等边三角形区域内有匀强磁场B，其方向垂直纸面向外，一个阻值为R、边长为a的等边三角形导线框架EFG正好与上述磁场区域的边界重合，现使导线框以周期T绕其中心O点在纸面内匀速转动，经过导线框转到图中虚线位置，则在这时间内平均感应电动势=Ba2，通过导线框任一截面的电量q=Ba2．参考答案：考点：导体切割磁感线时的感应电动势．专题：电磁感应与电路结合．分析：本题的关键是根据几何知识求出时间内磁通量的变化△?，再根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律求出平均感应电动势和平均感应电流，由q=It求电荷量．解答：解：两等边三角形所夹的小三角形为等边三角形，小三角形高为：h=根据对称性可知，小三角形的底边长为：，则小三角形的面积为S=a2根据法拉第电磁感应定律可知：Ba2有：q==Ba2故答案为：Ba2；Ba2点评：求平均感应电动势时应用E=，q=来求．12.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.在“探究恒力做功与物体的动能改变量的关系”的实验中备有下列器材：A.打点计时器；B.天平；C秒表；D.低压交流电源；E.电池；F.纸带；G.细线、砝码、小车、砝码盘；H.薄木板．①其中多余的器材是____________，缺少的器材是__________________．②测量时间的工具是__________________；测量质量的工具是____________________．③如图实所示是打点计时器打出的小车(质量为m)在恒力F作用下做匀加速直线运动的纸带．要测量的数据已用字母表示在图中，打点计时器的打点周期为T.请分析，利用这些数据能否验证动能定理？若不能，请说明理由；若能，请写出需验证的表达式．_________________________________________________________________________________参考答案：）①C、E

毫米刻度尺②A

B③能从A到B的过程中，恒力做的功为WAB＝FsAB物体动能的变化量为EkB－EkA＝mv－mv＝m()2－m()2＝m只要验证FsAB＝m即可．优点：A、B两点的距离较远，测量时的相对误差较小；缺点：只进行了一次测量验证，说服力不强．三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（09年大连24中质检）（选修3—4）（5分）半径为R的半圆柱形玻璃，横截面如图所O为圆心，已知玻璃的折射率为，当光由玻璃射向空气时，发生全反射的临界角为45°．一束与MN平面成45°的平行光束射到玻璃的半圆柱面上，经玻璃折射后，有部分光能从MN平面上射出．求①说明光能从MN平面上射出的理由?

②能从MN射出的光束的宽度d为多少?参考答案：解析：①如下图所示，进入玻璃中的光线a垂直半球面，沿半径方向直达球心位置O，且入射角等于临界角，恰好在O点发生全反射。光线a右侧的光线（如：光线b）经球面折射后，射在MN上的入射角一定大于临界角，在MN上发生全反射，不能射出。光线a左侧的光线经半球面折射后，射到MN面上的入射角均小于临界角，能从MN面上射出。（1分）最左边射向半球的光线c与球面相切，入射角i=90°折射角r=45°。故光线c将垂直MN射出（1分）

②由折射定律知（1分）

则r=45°

（1分）

所以在MN面上射出的光束宽度应是

（1分）15.如图所示，质量均为m=1kg的A、B两物体通过劲度系数为k=100N/m的轻质弹簧拴接在一起，物体A处于静止状态。在A的正上方h高处有一质量为的小球C，由静止释放，当C与A发生弹性碰撞后立刻取走小球C，h至少多大，碰后物体B有可能被拉离地面？参考答案：h≥0.45m设C与A碰前C的速度为v0，C与A碰后C的速度为v1，A的速度为v2，开始时弹簧的压缩量为H。对C机械能守恒：

C与A弹性碰撞：对C与A组成的系统动量守恒：

动能不变：

解得：

开始时弹簧的压缩量为：

碰后物体B被拉离地面有弹簧伸长量为：

则A将上升2H，弹簧弹性势能不变，机械能守恒：

联立以上各式代入数据得：

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.质量为m＝0.8kg的砝码悬挂在轻绳PA和PB的结点上并处于静止状态。PA与竖直方向的夹角37°，PB沿水平方向。质量为M＝10kg的木块与PB相连，静止于倾角为37°的斜面上，如图所示。（取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8）求：（1）轻绳PB拉力的大小；（2）木块所受斜面的摩擦力和弹力大小.参考答案：（1）6N

（2）64.8N76.4N如图甲所示分析P点受力，由平衡条件可得：FA

cos37°=mgFA

sin37°=FB可解得：FB=6

N（2）再分析G2的受力情况如图乙所示由物体的平衡条件可得：Ff=Mgsin37°+FB′cos37°FN+FB′sin37°=Mg

cos37°由牛顿第三定律，有FB′=FB可求得：Ff=64.8

N、FN=76.4

N。17.一列简谐横波在均匀介质中沿x轴正方向传播，波源位于坐标原点，在t=0时刻波源开始振动，在t=3s时刻的波形如图所示．求：①该波沿x方向传播的速度；②7s内x=2m处质点运动的路程．参考答案：解：①根据②由图，得λ=4m周期经2s位于x=2m质点开始起振

实际振动时间所以x=2m处质点运动的路程：s=4A+A=5A=50cm答：①该波沿x方向传播的速度为1m/s；②7s内x=2m处质点运动的路程为50cm．【考点】横波的图象．【分析】（1）根据求波传播速度；（2）先求出x=2m处质点实际振动的时间，质点振动一个周期通过的路程为4A，根据振动时间和周期之间的关系即可求出质点运动的路程；18.（8分）正方形金属线框abcd，每边长=0.1m，总质量m=0.1kg，回路总电阻Ω，用细线吊住，线的另一端跨过两个定滑轮，挂着一个质量为M=0.14kg的砝码。线框上方为一磁感应强度B=0.5T的匀强磁场区，如图，线框abcd在砝码M的牵引下做加速运动，当线框上边ab进入磁场后立即做匀速运动。接着线框全部进入磁场后又做加速运动（g=10m/s2）。问：（1）线框匀速上升的速度多大？此时磁场对线框的作用力多大？（2）线框匀速上升过程中，重物M做功多少？其中有多少转变为电能？参考答案：解析：（1）当线框上边