河南省开封市水稻中学高三物理期末试卷含解析

河南省开封市水稻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.如图1所示，物体B通过动滑轮悬挂在细绳上，整个系统处于静止状态，动滑轮的质量和一切摩擦均不计。如果将绳的左端由Q点缓慢地向左移到P点，整个系统重新平衡后，绳的拉力F和绳子与竖直方向的夹角θ的变化情况是

A．F变大，θ变大

B．F变小，θ变小

C．F不变，θ变小

D．F不变，θ变大参考答案：A原来整个系统处于静止状态，两侧绳的拉力的合力等于B物体的重力，将绳一端由Q点缓慢地向左移到P点，整个系统重新平衡后，两侧绳的拉力的合力仍等于B物体的重力，由于两侧绳的夹角增大，故两侧绳的拉力变大，即F变大，绳与竖直方向的夹角θ也变大了，选A。2.（单选）如图所示，两平行光滑金属导轨CD、EF间距为L，与电动势为E的电源相连，质量为m、电阻为R的金属棒ab垂直于导轨放置构成闭合回路，回路平面与水平面成θ角，回路其余电阻不计。为使ab棒静止，需在空间施加的匀强磁场磁感强度的最小值及其方向分别为（

）A．，水平向右

B．，垂直回路平面向上C．，竖直向下D．，垂直回路平面向下参考答案：D3.(单选)“儿童蹦极”中，拴在腰间左右两侧的是弹性极好的橡皮绳。如图所示，质量为m的小明静止悬挂时，两橡皮绳的拉力大小均恰为mg，若此时小明左侧橡皮绳在腰间断裂，则小明此时()A．加速度为零，速度为零B．加速度a＝g，沿原断裂橡皮绳的方向斜向下C．加速度a＝g，沿未断裂橡皮绳的方向斜向上D．加速度a＝g，方向竖直向下参考答案：B小明静止时受到重力和两根橡皮条的拉力，处于平衡状态，如图

由于，故两个拉力的合力一定在角平分线上，且在竖直线上，故两个拉力的夹角为，当右侧橡皮条拉力变为零时，左侧橡皮条拉力不变，重力也不变；由于三力平衡时，三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线，故左侧橡皮条拉力与重力的合力与右侧橡皮条断开前的弹力反方向，大小等于，故加速度为，沿原断裂绳的方向斜向下；

4.某点电荷和金属圆环间的电场线颁布如图所示。下列说法正确的是A.a点的电势高于b点的电势B.若将一正试探电荷由a点移到b点，电场力做负功C.c点的电场强度与d点的电场强度大小无法判断D.若将一正试探电荷从d点静止释放，电荷将沿着电场线由d到c参考答案：B5.如图所示是“利用DIS实验系统来研究物体的动能与哪些因素有关”的装置。通过克服摩擦力做功的多少来反映出小车初动能的大小(1)（多选题）下列措施能减小实验误差的是[

]（A）适当减小档光片宽度（B）适当增加档光片宽度（C）选用质量大的摩擦块（D）选用质量小的摩擦块（2）实验中多次改变小车质量m和滑动初速度v得到多组数据后。以mv2为纵坐标，以

为横坐标，可以得到经过原点的倾斜直线。参考答案：(1)AD(2)摩擦块的位移、摩擦块被推动的距离等二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.现测定长金属丝的电阻率。①某次用螺旋测微器测量金属丝直径结果如图所示，其读数是______。②利用下列器材设计一个电路，尽量准确地测量一段金属丝的电阻。这段金属丝的电阻，约为，画出实验电路图，并标明器材代号。电源

（电动势，内阻约为）电流表

（量程，内阻）电流表

（量程，内阻约为）滑动变阻器

（最大阻值，额定电流）开关及导线若干③某同学设计方案正确，测量得到电流表的读数为，电流表的读数为，则这段金属丝电阻的计算式______。从设计原理看，其测量值与真实值相比______（填“偏大”、“偏小”或“相等”）。参考答案：

(1).（均可）

(2).

(3).

相等【详解】根据螺旋测微器的读数法则可知读数为因该实验没有电压表，电流表A1的内阻已知，故用A1表当电压表使用，为了调节范围大，应用分压式滑动变阻器的接法，则点如图如图由电路图可知流过电流为，电阻两端的电压为，因此电阻该实验的电流为真实电流，电压也为真实电压，因此测得值和真实值相等

7.某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案。如图所示，将一个小球和一个滑块用细绳连接，跨在斜面上端。开始时小球和滑块均静止，剪短细绳后，小球自由下落，滑块沿斜面下滑，可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，保持小球和滑块释放的位置不变，调整挡板位置，重复以上操作，直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音。用刻度尺测出小球下落的高度H、滑块释放点与挡板处的高度差h和沿斜面运动的位移。（空气阻力对本实验的影响可以忽略）①滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为________。②滑块与斜面间的动摩擦因数为__________________。③以下能引起实验误差的是________。a．滑块的质量

b．当地重力加速度的大小c．长度测量时的读数误差

d．小球落地和滑块撞击挡板不同时参考答案：①②③cd8.一支300m长的队伍，以1m/s的速度行军，通讯员从队尾以3m/s的速度赶到队首，并立即以原速率返回队尾，求通讯员的位移和路程各是多少？参考答案：675m

225m9.在“研究匀变速直线运动”的实验中，电磁打点计时器使用

（选填“直流”或“交流”）电源，若电源频率为50Hz，则它每隔

秒打一次点．如果每隔5个点取一个计数点，那么相邻计数点间的时间间隔是

．参考答案：交流，0.02，0.12s【考点】探究小车速度随时间变化的规律．【分析】解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项．【解答】解：电磁打点计时器是使用交流电源的计时仪器，当电源的频率为50Hz时，它每隔0.02s打一次点．如果每隔5个点取一个计数点，相邻两个计数点时间间隔为6×0.02s=0.12s故答案为：交流，0.02，0.12s10.一定质量的理想气体状态变化如图。其中a→b是等温过程，气体对外界做功100J；b→c是绝热过程，外界时气体做功150J；c→a是等容过程。则b→c的过程中气体温度_______(选填“升高”、“降低”或“不变”)，a-→b→c→a的过程中气体放出的热量为_______J。参考答案：

(1).升高

(2).50【分析】因为是一定质量的理想气体，所以温度怎么变化内能就怎么变化，利用热力学第一定律结合气体定律逐项分析，即可判断做功和吸放热情况；【详解】过程，因为体积减小，故外界对气体做功，根据热力学第一定律有：，又因为绝热过程故，故，内能增加，温度升高；a→b是等温过程，则，气体对外界做功100J，则，则根据热力学第一定律有：；b→c是绝热过程，则，外界对气体做功150J，则，则根据热力学第一定律有：；由于c→a是等容过程，外界对气体不做功，压强减小，则温度降低，放出热量，由于a→b是等温过程，所以放出的热量等于b→c增加的内能，即，则根据热力学第一定律有：；综上所述，a→b→c→a的过程中气体放出的热量为。【点睛】本题考查气体定律与热力学第一定律的综合运用，解题关键是要根据图象分析好压强P、体积V、温度T三个参量的变化情况，知道发生何种状态变化过程，选择合适的实验定律，注意理想气体的内能与热力学温度成正比以及每个过程中做功的正负。11.第26届国际计量大会决定，质量单位“千克”用普朗克常量定义，“国际千克原器”于2019年5月20日正式“退役”的数值为，根据能量子定义，的单位是______，该单位用国际单位制中的力学基本单位表示，则为______。参考答案：

(1).

(2).【详解】由，能量的单位为，频率的单位为，故h的单位为，又因能量的单位换成力学基本单位可表示为，则h的单位为12.如图所示,有一水平方向的匀强电场,场强大小为900N/C,在电场内一水平面上作半径为10cm的圆,圆上取A、B两点,AO沿E方向,BO⊥OA,另在圆心处放一电荷量为10-9C的正点电荷,则A处场强大小EA=________N/C,B处的场强大小EB=________N/C.参考答案：

(1).0;

(2).;试题分析：根据公式E=k求出点电荷在A、B点处产生的场强大小，再由正点电荷场强和匀强电场场强的合成，根据平行四边形定则求解A、B两点处的场强大小及方向．解：点电荷在A点处产生的场强大小为：E=k=9×109×N/C=900N/C，方向从O→A，则A处场强大小EA=0；同理，点电荷在B点处产生的场强大小也为E=900N/C，方向从O→B；根据平行四边形定则得，则两点的场强是由正点电荷和匀强电场场强的合成，B点的场强大小为：EB=E=×900N/C≈1.27×103N/C；故答案为：0，1.27×103【点评】本题电场的叠加问题，一要掌握点电荷的场强公式E=k；二要能根据据平行四边形定则进行合成．13.如图为一列在均匀介质中沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，波速为4m/s，则质点P此时刻的振动方向沿y轴(正，负)方向，经过s，质点Q通过的路程是m．参考答案：负,

0.6

三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（选修3-4模块）(6分)如图所示，红光和紫光分别从介质1和介质2中以相同的入射角射到介质和真空的界面，发生折射时的折射角也相同。请你根据红光在介质1与紫光在介质2的传播过程中的情况，提出三个不同的光学物理量，并比较每个光学物理量的大小。参考答案：答案：①介质１对红光的折射率等于介质２对紫光的折射率；②红光在介质１中的传播速度和紫光在介质２中的传播速度相等；③红光在介质１中发生全反射的临界角与紫光在介质２中发生全反射的临界角相等。（其它答法正确也可；答对每１条得２分，共6分）15.质量分别为m和3m的A、B两个小球以相同的速率v沿同一直线相向运动，碰后B球停止不动，试求A球碰后的速度，并判断它们之间发生的是弹性碰撞还是非弹性碰撞（说明理由）．参考答案：弹性碰撞取B球碰前的速度方向为正方向，设A球碰后的速度为v′，由动量守恒定律有解得，方向与B球碰前的速度方向相同由于，故碰撞前后的总动能相等，则此碰撞是弹性碰撞四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（15分）飞行时间质谱仪可以对气体分子进行分析。如图所示，在真空状态下，脉冲阀P喷出微量气体，经激光照射产生不同价位的正离子，自a板小孔进入a、b间的加速电场，从b板小孔射出，沿中线方向进入M、N板间的偏转控制区，到达探测器。已知元电荷电量为e，a、b板间距为d，极板M、N的长度和间距均为L。不计离子重力及进入a板时的初速度。（1）当a、b间的电压为U1时，在M、N间加上适当的电压U2，使离子到达探测器。请导出离子的全部飞行时间与比荷K（K=ne/m）的关系式。（2）去掉偏转电压U2，在M、N间区域加上垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度B，若进入a、b间所有离子质量均为m，要使所有的离子均能通过控制区从右侧飞出，a、b间的加速电压U1至少为多少？

参考答案：解析：（1）由动能定理：n价正离子在a、b间的加速度

在a、b间运动的时间

在MN间运动的时间：

离子到达探测器的时间：

（2）假定n价正离子在磁场中向N板偏转，洛仑兹力充当向心力，设轨迹半径为R，由牛顿第二定律离子刚好从N板右侧边缘穿出时，由几何关系：

由以上各式得：

当n=1时取最小值17.如图所示，与水平方向成37角的传送带以恒定速度v=2m/s顺时针方向转动，两传动轮间距L=5m。现将质量为1kg且可视为质点的物块以v0=4m/s的速度沿传送带向上的方向自底端滑上传送带。物块与传送带间的动摩擦因数为=0.5，取g=10，已知sin37=0.6，cos37=0.8，计算时，可认为滑动摩擦力近似等于最大静摩擦力，求物块在传送带上上升的最大高度。参考答案：刚滑上传送带时，物块相对传送带向上运动，受到摩擦力沿传送带向下，将匀减速上滑，直至与传送带等速，由牛顿第二定律得（2分）则（2分）位移（1分）物块与传送带相对静止瞬间，由于最大静摩擦力，相对静止状态不能持续，物块速度会继续减小。此后，物块受到滑动摩擦力沿传送带向上，但合力沿传送带向下，故继续匀减速上升，直至速度为零（1分）由（2分）得（2分）位移（1分）则物块沿传送带上升的最大高度为（2分）18.如图所示，两个带等量异种电荷的点电荷，电荷量均为Q，固定于同一条