黑龙江省哈尔滨市荣华高级中学高三物理上学期期末试卷含解析

黑龙江省哈尔滨市荣华高级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.（单选）光滑水平面上的木块受到水平力F1与F2的作用而静止不动．现保持F1恒定不变，F2方向不变，其大小随时间均匀减小到零后再均匀增加到原来大小．在这个过程中，能正确描述木块运动情况的图象是（）A．B．C．D．参考答案：【考点】：牛顿第二定律；匀变速直线运动的图像．【专题】：牛顿运动定律综合专题．【分析】：根据牛顿第二定律，通过合力的变化判断出加速度的变化．从而得出速度随时间的变化规律．：解：物体的加速度a=，因为Fl大小和方向不变，F2方向不变，使F2随时间均匀减小到零，再均匀增加到原来的大小，知加速度先均匀增大，再均匀减小．加速度变化，则速度随时间变化图线为曲线，速度一直增加，故C正确，ABD错误．故选：C．【点评】：本题考查牛顿第二定律的基本运用，知道加速度的方向与合力的方向相同．2.北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统（BDS），是继美全球定位系统（GPS）和俄GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。2012年12月27日，北斗系统空间信号接口控制文件正式版正式公布，北斗导航业务正式对亚太地区提供无源定位、导航、授时服务。北斗卫星导航系统由空间端、地面端和用户端三部分组成。空间端包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星。30颗非静止轨道卫星中有27颗是中轨道卫星，中轨道卫星平均分布在倾角55度的三个平面上，轨道高度约21500公里，静止轨道卫星的高度约为36000公里，地球半径约为6400公里．下列关于北斗导航卫星的说法正确的是:A．静止轨道卫星的向心加速度比中轨道卫星向心加速度大B．静止轨道卫星和中轨道卫星的线速度均大于地球的第一宇宙速度C．静止轨道卫星的周期比中轨道卫星的周期小D．地球赤道上随地球自转物体的向心加速度比静止轨道卫星向心加速度小参考答案：D3.（多选）如图所示，质量m＝20kg和M＝40kg的两物块，叠放在光滑水平面上，其中物块m通过处于水平方向的轻弹簧与竖直墙壁相连，初始时刻，弹簧处于原长状态，弹簧的劲度系数k＝250N/m．现用水平力F作用在物块M上，使其缓慢地向墙壁移动，当移动40cm时，两物块间开始相对滑动，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．在相对滑动前的过程中，取g=10m/s2，下列说法中正确的是A．M受到的静摩擦力保持不变B．刚推动时弹簧的弹性势能等于16JC．开始相对滑动时，推力F的大小等于100ND．动摩擦因数等于0.5参考答案：CD4.（多选）a、b两车在两条平行的直车道上同方向行驶，它们的v﹣t图象如图所示，在t=0时刻，两车间距离为d；t=5s的时刻它们第一次相遇，关于两车之间的关系，下列说法正确的是（）A．t=15s的时刻两车第二次相遇B．t=20s的时刻两车第二次相遇C．在5～15s的时间内，先是a车在前，而后是b车在前D．在5～10s的时间内，两车间距离逐渐变大参考答案：考点：匀变速直线运动的图像．专题：运动学中的图像专题．分析：由图象可知a做匀减速运动，b做匀加速运动，相遇说明在同一时刻两车在同一位置．根据图象与坐标轴围成的面积表示运动的位移，分析ab两车各个时刻的位置情况即可求解．解答：解：A、B、C、由图可知，a做匀减速运动，b做匀加速运动；由题意5s时两物体相遇，说明开始时a在后面，5s时两物体的位置相同；5到10s内a车速度仍大于b车，故a在前；10s～15s时间内，b的速度大于a的速度，但由于开始时落在了a的后面，故还将在a的后面，从t=5s开始到t=15s这一段时间内图线与时间轴围成的面积相等，即位移相等，故15s时两物体再次相遇，故A正确，BC错误；D、t=5s时刻两车第一次相遇，在5～10s的时间内，a的速度大于b的速度，两车间距逐渐变大．故D正确．故选：AD．点评：本题要能根据图象去分析物体的运动过程，关键要抓住图线和时间轴围成的面积表示物体通过的位移，根据速度的大小关系，分析两车间距的变化，知道速度相等时，间距最大．5.（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．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.从地面竖直上抛的小球，空气阻力不计，在抛出后的时刻t1和时刻t2的位移相同，则它抛出时的初速度大小为，在时刻t1时离地面的高度为．参考答案：解：根据竖直上抛运动的对称性，时刻到最高点的时间从抛出点到最高点的时间抛出时的初速度时刻离地面的高度=故答案为：7.一物体沿x轴做直线运动，其位置坐标x随时间t变化的规律为x=15+2t2，（采用SI单位制），则该物体在前2秒内的位移为8m，第5秒末的速度为20m/s．参考答案：【考点】：匀变速直线运动的位移与时间的关系．【专题】：运动学中的图像专题．【分析】：由位移公式和所给定表达式对应项相等，求出初速度以及加速度，再由速度公式分别求出5s时的瞬时速度．由速度公式求出第5秒末的速度．：解：由位移公式x=v0tat2，按时间对应项相等，可得：v0=0，a=4m/s2由v5=at5，得第5秒末的速度为：v5=4×5=20m/s物体在前2秒内的位移为：x=x2﹣x0=15+2t2﹣15=2×22=8m故答案为：8，20【点评】：本题就是对匀变速运动的位移公式和速度公式的直接考查，比较简单．8.2004年7月25日，中国用长征运载火箭成功地发射了“探测2号”卫星．右图是某监测系统每隔2.5s拍摄的关于起始匀加速阶段火箭的一组照片．(1)已知火箭的长度为40m，用刻度尺测量照片上的长度，结果如图所示．则火箭在照片中第2个像所对应时刻的瞬时速度大小v=____________m／s．(2)为探究物体做直线运动过程x随t变化的规律，某实验小组经过实验和计算得到下表的实验数据：根据表格数据，请你在下图所示的坐标系中，用纵、横轴分别选择合适的物理量和标度作出关系图线．并根据图线分析得出物体从AB的过程中x随t变化的定量关系式：________________________．参考答案：(1)42m/s(2)图略（4分）9.一个高能γ光子，经过重核附近时与原子核场作用，能产生一对正负电子，请完成相应的反应方程：_______________．已知电子质量，光在真空中的传播速度为速为，则γ光子的能量至少为___________J．参考答案：

(1).

(2).1.64×10-13J.解：一个高能γ光子，经过重核附近时与原子核场作用，能产生一对正负电子，．

根据质能关系得，γ光子的能量至少为△mc2=2mec2=1.64×10-13J.

10.一水平放置的圆盘绕过其圆心的竖直轴匀速转动。盘边缘上固定一竖直的挡光片。圆盘转动时挡光片从一光电数字计时器的光电门的狭缝中经过，如图所示。光电数字计时器可显示出光线被遮住的时间。挡光片的宽度和圆盘直径分别用螺旋测微器和游标卡尺测得，结果分别是：宽度为_________mm，直径为___________cm。若光电数字计时器所显示的时间为50.0×10-3s，则圆盘转动的角速度为_______rad/s（保留3位有效数字）。

参考答案：答案：8.115

20.240

14.5(14.3-15.0)。由螺旋测微器上的数值可读出：8.000得到宽度的读数；游标卡尺是二十等分的，由图可读出：由主尺读出：20.200，游标尺上读数为：，则圆盘的直径为20.240。由。11.倾角为＝30°的斜面体放在水平地面上，一个重为G的球在水平力F的作用下，静止在光滑斜面上，则水平力F的大小为

；若将力F从水平方向逆时针转过某一角度后，仍保持F的大小，且小球和斜面也仍旧保持静止，则此时水平地面对斜面体的摩擦力f＝[番茄花园23]

。参考答案：12.某实验小组采用如图所示的装置探究“动能定理”，小车内可放置砝码，实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点计时器工作频率为50Hz．

（1）实验的部分步骤如下，请将步骤②补充完整．

①在小车内放人砝码，把纸带穿过打点计时器限位孔，连在小车后端，用细线跨过定滑轮连接小车和钩码；

②将小车停在打点计时器附近，先

再

，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一列点，关闭电源；

③改变钩码或小车内砝码的数量，更换纸带，重复②的操作，

（2）上图是钩码质量为0．03kg，砝码质量为0．02kg时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点0及A、B、C、D和E五个计数点，可获得各计数点到0点的距离s及对应时刻小车的瞬时速度v（见表1），请将C点的测量结果填在表1中的相应位置．

（3）实验小组根据实验数据绘出了图中的图线（其中△v2=（v2—v20），根据图线可获得的结论是

。要验证“动能定理”，还需要测量的物理量是摩擦力和

。参考答案：13.如图所示，质量为m的小球A以速率v0向右运动时跟静止的小球B发生碰撞，碰后A球以的速率反向弹回，而B球以的速率向右运动，则B的质量mB=_______；碰撞过程中，B对A做功为

。参考答案：4.5m

-3mv02/8

动量守恒：；动能定理：。三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.利用图甲所示的电路测量电流表的内阻RA；图中R1、R2为电阻，K1、K2为电键，B是电源（内阻可忽略）.（1）根据图甲所给出的电路原理图，在图乙的实物图上连线.（2）已知R1=140Ω,R2=60Ω.当电键K1闭合、K2断开时，电流表读数为6.4mA;当K1、K2均闭合时，电流表读数为8.5mA.由此可以求出RA=___________Ω.（保留两位有效数字）参考答案：（1）见如下图（4分）

（2）RA=42.8Ω（4分）15.图甲为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图，细线平行于桌面，物块和遮光片的总质量为M、重物的质量为m，遮光片的宽度为d，两光电门之间的距离为s。让物块从光电门A的左侧由静止释放，分别测出遮光片通过光电门A、B所用的时间为tA和tB，用遮光片通过光电门的平均速度表示遮光片竖直中线通过光电门的瞬时速度。（1）如果物块运动的加速度为a，则物块与水平桌面之间动摩擦因数μ为

▲

；A．

B．

C．

D．（2）利用实验中测出的物理量，算出物块运动的加速度a为

▲

；A．

B．

C．

D．（3）遮光片通过光电门的平均速度

▲

（选填“大于”、“等于”或“小于”）遮光片竖直中线通过光电门的瞬时速度，由此会产生误差，请写出一种减小这一误差的方法。答：

▲

。参考答案：（1）A

（2）B

（3）小于，减小遮光片的宽度（1）对m：对M：解得：故选A；（2）由于遮光条通过光电门的时间极短，可以用平均速度表示瞬时速度，故、由运动学的导出公式：解得：；故选B；（3）遮光片通过光电门的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，而物块做加速运动前一半的时间内的位移小于后一半时间内的位移，所以时间到一半时，遮光片的中线尚未到达光电门，所以遮光片通过光电门的平均速度小于遮光片竖直中线通过光电门的瞬时速度．为减小实验的误差，可以减小遮光片的宽度，也可以通过计算，消除理论误差。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（10分）半径为a的圆形区域内有均匀磁场，磁感强度为B＝0.2T，磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环与磁场同心地放置，磁场与环面垂直，其中a＝0.4m，b＝0.6m，金属环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R0＝2Ω，一金属棒MN与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计（1）若棒以v0＝5m/s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径OO’的瞬时（如图所示）MN中的电动势和流过灯L1的电流。（2）撤去中间的金属棒MN将右面的半圆环OL2O’以OO’为轴向上翻转90o，若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为ΔB/Δt＝（4/Ω）T/s，求L1的功率。参考答案：解析：（1）ε1＝B2av＝0.2×0.8×5＝0.8V

①

I1＝ε1/R＝0.8/2＝0.4A

②

（2）ε2＝ΔФ/Δt＝0.5×πa2×ΔB/Δt＝0.32V

③

P1＝(ε-2/2)2/R＝1.28×102W

④17.如图所示，电阻忽略不计的光滑平行导轨MN、PQ倾斜放置，倾角为θ，间距为L，以垂直于导轨的虚线a，b，c为界，a、b间和c与导轨底端间均有垂直于导轨平面向上的均强磁场，磁感应强度均为B，导体棒L1，L2放置在导轨上并与导轨垂直，两棒长均为L，电阻均为R，质量均为m，两棒间用长为d的绝缘轻杆相连，虚线a和b、b和c间的距离也均为d，且虚线c和导轨底端间距离足够长，开始时导体棒L2位于虚线a和b的中间位置，将两棒由静止释放，两棒运动过程中始终与导轨接触并与导轨垂直，棒L2刚要到达虚线c时加速度恰好为零，重力加速度为g，求：（1）由开始释放到L2刚要通过虚线b过程，通过L1的电荷量；（2）导体棒L1刚要到达虚线c时速度大小；（3）从开始运动到导体棒L1刚要到达虚线c整个过程中回路中产生的焦耳热．参考答案：解：（1）根据法拉第电磁感应定律可得：E=，根据闭合电路的欧姆定律可得：I=，根据电荷量的计算公式q=I△t可得：q===；（2）导体棒L1刚要到达虚线c时，线框已经匀速运动，设速度大小为v，此时产生的感应电动势为：E1=BLv，根据闭合电路的欧姆定律可得：I1=，根据共点力的平衡条件可得：BI1L=2mgsinθ，解得：v=；（3）从开始运动到导体棒L1刚要到达虚线c整个过程中，设回路中产生的焦耳热Q，根据能量关系可得：2mgsinθ?=；解得：Q=5mgdsinθ﹣．答：（1）由开始释放到L2刚要通过虚线b过程，通过L1的电荷量为；（2）导体棒L1刚要到达虚线c时速度大小为；（3）从开始运动到导体棒L1刚要到达虚线c整个过程中回路中产生的焦耳热为5mgdsinθ﹣．【考点】导体切割磁感线时的感应电动势