河北省保定市高碑店镇高碑店中学高三物理期末试卷含解析

河北省保定市高碑店镇高碑店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.用平行于斜面向下的拉力F将一个物体沿斜面往下拉动后，拉力的大小等于摩擦力，则A．物体做匀速运动B．物体做匀加速运动C．物体的机械能不变D．物体的机械能减少参考答案：BC物体运动过程中，支持力不做功，拉力做的正功等于摩擦力做的负功，即除重力外，其余力做的功相互抵消，为零，机械能不变；沿斜面方向，物体所受的合外力等于重力沿斜面向下的分力，故做匀加速运动。本题应选BC.2..如图所示，虚线所示的圆是某电场中某等势面。a,b两个带电粒子以相同的速度，从电场中P点沿等势面的切线方向飞出，粒子仅在电场力作用下的运动轨迹如图中实线所示.则在开始运动的一小段时间内(粒子在图示区域内).下列说法正确的是(

)A.a粒子的加速度逐渐变大.b粒子的加速度逐渐变小B.a粒子的动能逐渐减小.b粒子的动能逐渐增大C.电场力对a,b两粒子都做正功D.a的电势能增大b的电势能减小参考答案：C3.9．（单选）图中L是绕在铁芯上的线圈，它与电阻R、R0、开关和电池E构成闭合回路，开关S1和S2开始都处在断开状态。设在t=0时刻，接通开关S1，经过一段时间，在t=t1。时刻，再接通开关S2，则能较准确表示电阻R两端的电势差Uab随时间t变化的图线是

参考答案：A4.如图3所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为F的拉力作用，而左端的情况各不相同：①中弹簧的左端固定在墙上，②中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用，③中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动，④中弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动。若认为弹簧的质量都为零，以l1、l2、l3、l4依次表示四个弹簧的伸长量，则有

（

）A．l2＞l1

B．l4＞l3

C．l2＝l4

D．l1＞l3

参考答案：C5.在地球（看作质量均匀分布的球体）上空有许多同步卫星，下面说法中正确的是（

）A．它们的质量可能不同 B．它们的速度可能不同C．它们的向心加速度可能不同

D．它们离地心的距离可能不同参考答案：答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.人造地球卫星在运行过程中由于受到微小的阻力，轨道半径将缓慢减小。在此运动过程中，卫星所受万有引力大小将

(填“减小”或“增大”)；其速度将

(填“减小”或“增大”)。

参考答案：增大，增大

7.用如图1实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒，m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律，图2给出的是实验中获取的一条纸带；0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图2中未标出）．计数点的距离如图2所示，已知m1=50g、m2=150g，则（已知当地重力加速度g=9.8m/s2，结果保留两位有效数字）（1）在纸带上打下计数点5时的速度v=

m/s；（2）在打点0～5过程中系统动能的增量△Ek=

J，系统势能的减少量△Eφ=

J．由此得出的结论是

．参考答案：（1）2.4；（2）0.58；0.59，在误差允许范围内，m1、m2组成系统机械能守恒．【考点】验证机械能守恒定律．【分析】（1）匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，由此可以求出打下计数点5时的速度．（2）根据物体的初末动能大小可以求出动能的增加量，根据物体重力做功和重力势能之间的关系可以求出系统重力势能的减小量，比较动能增加量和重力势能减小量之间的关系可以得出机械能是否守恒．【解答】解：（1）由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出点5的瞬时速度：v5=．（2）在0～5过程中系统动能的增量：△EK=（m1+m2）v52=×0.2×2.42J≈0.58J．系统重力势能的减小量为：△Ep=（m2﹣m1）gx=0.1×9.8×（0.384+0.216）J≈0.59J，由此可知在误差允许范围内，m1、m2组成系统机械能守恒．故答案为：（1）2.4；（2）0.58；0.59，在误差允许范围内，m1、m2组成系统机械能守恒．8.（5分）重力势能实际上是万有引力势能在地面附近的近似表达式，其更精确的表达式为，式中G为万有引力恒量，M为地球质量，m为物体质量，r为物体到地心的距离，并以无穷远处引力势能为零。现有一质量为m的地球卫星，在离地面高度为H处绕地球做匀速圆周运动，已知地球半径为R，地球表面处的重力加速度为g，地球质量未知，则卫星做匀速圆周运动的线速度为

，卫星运动的机械能为

。参考答案：；9.（5分）质量为的小钢球以的水平速度抛出，下落时撞击一钢板，撞后速度恰好反向，则钢板与水平面的夹角_____________。刚要撞击钢板时小球动量的大小为_________________。（取）参考答案：

答案：，

10.（2）（6分）在“验证牛顿第二定律”的实验中，实验装置如图，有一位同学保持小车质量不变的情况下，通过实验测量作出了图乙、丙两幅图。①A图线不通过坐标原点的原因是_______________________.②A图上部弯曲的原因是______________________________.③B图线在纵轴上有截距的原因是_______________________.参考答案：①没有平衡摩擦，或平衡摩擦不够

②砂和砂桶的总质量不满足远小于小车和砝码的总质量…③平衡摩擦力太过…11.某光电管的阴极K用截止频率为ν0的金属钠制成，光电管阳极A和阴极K之间的正向电压为U，普朗克常量为h，电子的电荷量为e．用频率为ν的紫外线照射阴极，有光电子逸出，光电子到达阳极的最大动能是

；若在光电管阳极A和阴极K之间加反向电压，要使光电子都不能到达阳极，反向电压至少为

．参考答案：12.（13分）如（a）图，质量为Ｍ的滑块Ａ放在气垫导轨B上，Ｃ为位移传感器，它能将滑块Ａ到传感器Ｃ的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示滑块Ａ的位移－时间（s-t）图象和速率－时间（v-t）图象。整个装置置于高度可调节的斜面上，斜面的长度为了、高度为。（取重力加速度g=9.8m/s2，结果可保留一位有效数字）

（1）现给滑块Ａ一沿气垫导轨向上的初速度，Ａ的v-t图线如（b）图所示。从图线可得滑块Ａ下滑时的加速度a=

m/s2,摩擦力对滑块Ａ运动的影响

。（填“明显，不可忽略”或“不明显，可忽略”）（2）此装置还可用来验证牛顿第二定律。实验时通过改变

，可验证质量一定时，加速度与力成正比的关系；实验时通过改变

，可验证力一定时，加速度与质量成反比的关系。（3）将气垫导轨换成滑板，滑块Ａ换成滑块Ａ’，给滑块Ａ’一沿滑板向上的初速度，Ａ’的s-t图线如（c）图。图线不对称是由于造成的，通过图线可求得滑板的倾角θ＝（用反三角函数表示），滑块与滑板间的动摩擦因数μ＝。

参考答案：答案：（1）6

不明显，可忽略（2）斜面高度h

滑块A的质量M及斜面的高度h，且使Mh不变

（3）滑动摩擦力

解析：（1）从图像可以看出，滑块上滑和下滑过程中的加速度基本相等，所以摩擦力对滑块的运动影响不明显，可以忽略。根据加速度的定义式可以得出（2）牛顿第二定律研究的是加速度与合外力和质量的关系。当质量一定时，可以改变力的大小，当斜面高度不同时，滑块受到的力不同，可以探究加速度与合外力的关系。由于滑块下滑加速的力是由重力沿斜面向下的分力提供，所以要保证向下的分力不变，应该使不变，所以应该调节滑块的质量及斜面的高度，且使Mh不变。

（3）滑板与滑块间的滑动摩擦力比较大，导致图像成抛物线形。从图上可以读出，滑块上滑和下滑时发生位移大小约为。上滑时间约为，下滑时间约为，上滑时看做反向匀加速运动，根据运动学规律有：，根据牛顿第二定律有。下滑时，有，

联立解得，13.在光滑水平面上，有一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框abcd，在水平外力的作用下，从静止开始沿垂直磁场边界方向做匀加速直线运动，穿过匀强磁场，平行磁场区域的宽度大于线框边长，如图甲所示．测得线框中产生的感应电流i的大小和运动时间t的变化关系如图乙所示．已知图象中四段时间分别为△t1、△t2、△t3、△t4．在△t1、△t3两段时间内水平外力的大小之比1：1；若已知△t2：△t3：△t4=2：2：1，则线框边长与磁场宽度比值为7：18．参考答案：考点：导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的能量转化．专题：电磁感应——功能问题．分析：线框未进入磁场时没有感应电流，水平方向只受外力作用．可得△t1、△t3两段时间内水平外力的大小相等．设线框加速度a，bc边进入磁场时速度v，根据运动学位移公式得到三段位移与时间的关系式，即可求出则线框边长与磁场宽度比值．解答：解：因为△t1、△t3两段时间无感应电流，即无安培力，则线框做匀加速直线运动的合外力为水平外力．所以△t1、△t3两段时间内水平外力的大小相等．即水平外力的大小之比为1：1．设线框加速度a，bc边进入磁场时速度v，△t2=△t3=2△t4=2△t，线框边长l，磁场宽L根据三段时间内线框位移，得：

v?2△t+a（2△t）2=l

v?4△t+a（4△t）2=L

v?5△t+a（5△t）2=l+L解得：=故答案为：1：1，7：18．点评：此题是电磁感应与电路、力学知识的综合，根据图象上获取的信息，结合E=Blv分析线框的运动情况是解题的关键．三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学用如图所示的装置探究小车加速度与合外力的关系。图中小车A左端连接一纸带并穿过打点计时器B的限位孔，右端用一轻绳绕过滑轮系于拉力传感器C的下端，A、B置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上。不计绳与滑轮的摩擦及滑轮的质量。实验时，先接通电源再释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点。该同学在保证小车A质量不变的情况下，通过改变P的质量来改变小车A所受的外力，由传感器和纸带测得的拉力F和加速度a数据如下表所示。（1）第4次实验得到的纸带如图所示，O、A、B、C和D是纸带上的五个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，A、B、C、D四点到O点的距离如图。打点计时器电源频率为50Hz。根据纸带上数据计算出小车加速度a为

m/s2（计算结果保留小数点后两位）。⑵在实验中，

（选填“需要”或“不需要”）满足重物P的质量远小于小车A的质量。⑶根据表中数据，在图示坐标系中做出小车加速度a与力F的关系图象。⑷根据图象推测，实验操作中重要的疏漏是

。参考答案：（10分）（1）0.43

由纸带数据计算得：，。

(3分)

(2)不需要

(3分)

根据题意可知不需要满足重物P的质量远小于小车A的质量。（3）作图正确

(2分)由表格描点让大多数点通过连接直线进行作图。（4）没有平衡摩擦力或者摩擦力平衡不足

(答出其中一点即给2分)由作图可知，直线没有通过原点，是没有平衡摩擦力或者摩擦力平衡不足。15.在探究规格为“4.0V

2．OW”的小灯泡L的伏安特性曲线实验中，可供选用的器材如下：小灯泡L：“4.0V．2.0W”；电流表A1：量程3.0A，内阻约为0.1Ω；电流表A2：量程0.6A，内阻约为0.2Ω；电压表V：量程3.0V，内阻RV=9.0kΩ；定值电阻R1：阻值2.0kΩ；定值电阻R2：阻值4.5kΩ；定值电阻R3：阻值12.0kΩ定值电阻R4：阻值18.0kΩ滑动变阻器R：阻值范围0～10Ω，；学生电源E：电动势6.0V，内阻不计；开关S及导线若干．（1）电流表应选

，定值电阻选

（在R1、R2、R3、R4中选一个）．（2）在方框中画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号．（3）小雨同学采用同样的方法进行实验，检查实验电路连接正确，然后闭合开关，调节滑动变阻器滑动头，发现电流表和电压表指针始终不发生偏转．在不断开电路的情况下，检查电路故障，应使用多用电表

（选填“欧姆×10”、“直流电压10V”或“直流电流2.5mA”）挡，检查过程中将多用电表的红、黑表笔与电流表“+”、“﹣”接线柱接触时，多用电表指针发生较大偏转，说明电路故障是

．参考答案：解：（1）根据待测元件规格“4V，2.0W”可知，额定电流约为I===0.5A；故电流表应选A2；因电压表量程为3V，小于灯泡的额定电压，故为了能完成测量，采用串联一定值电阻的方式来扩大量程，且改装后量程略大于4V即可；根据改装原理可知，串联电阻至少应为R==3KΩ；故选择R2（2）待测元件电阻为R===8Ω；相对改装后的电压表为小电阻，所以电流表应用外接法，又变阻器采用分压式接法，故原理图如图所示（3）闭合开关，调节滑动变阻器滑动头，发现电流表和电压表指针始终不发生偏转，说明电路中有断路；不断开电路进行测量时，只能采用电压表进行；且电压表量程要大于电源电压；故选用8V的直流电压表进行测量；查过程中将多用电表的红、黑表笔与电流表“+”、“﹣”接线柱接触时，多用电表指针发生较大偏转，说明电路故障是电流表断路．故答案为：（1）A2；R2（2）如图（3）直流电压10V；电流表断路．【考点】描绘小电珠的伏安特性曲线．【分析】（1）根据待测元件的额定电流选择电流表，根据改装原理可明确应选用的定值电阻；（2）要描绘待测元件的伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，根据待测元件电阻阻值与电表内阻间的关系确定电流表的接法，然后连接实物电路图．（3）在不断开电源的情况下，一般应用直流电压表检查电路故障；当电压表并联在某段电路两端时，如果电压表示数为零，说明该部分电路短路或该部分电路完好而在该部分电路之外存在断路；如果电压表示数较大，接近电源电动势，说明该部分电路断路．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（10分）如图所示，某要乘雪橇从雪坡经A点滑到B点，接着沿水平路面滑至C点停止。人与雪橇的总质量为70kg。右表中记录了沿坡滑下过程中的有关数据，开始时人与雪橇距水平路面的高度h=20m，请根据右表中的数据解决下列问题：

（1）人与雪橇从A到B的过程中，损失的机械能为多少？

（2）设人与雪橇在BC段所受阻力恒定，求阻力的大小。

（3）人与雪橇从B运动到C的过程中所对应的距离。（取g=10m/s2）

参考答案：解析：（1）从A到B的过程中，人与雪橇损失的机械能为

（2分）

代入数据解得△E=9.1×103J

（1分）

（2）人与雪橇在BC段做减速运动的加速度大小

（1分）

根据牛顿第二定律有

（1分）

解得

N

（2分）

（3）由动能定理得

（2分）

代入数据解得

x=36m

（1分）17.如图，一质量为M的物块静止在桌面边缘，桌面离水平地面的高度为h.一质量为m的子弹以水平速度v0射入物块后，以水平速度v0/2射出．重力加速度为g.，试求：①此过程中系统损失的机械能；②此后物块落地点离桌面边缘的水平距离．参考答案：①设子弹穿过物块后物块的速度为v，由动量守恒得mv0＝m＋Mv

①

（2分）解得v＝v0

②系统的机械能损失为

ΔE＝mv－

③

（2分）由②③式得ΔE＝mv

④

（2分）②设物块下落到地面所需时间为t，落地点距桌面边缘的水平距离为x，则h＝gt2

⑤

（1分）x＝vt