山西省太原市柳杜乡中学高三物理期末试卷含解析

山西省太原市柳杜乡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3所示，固定在竖直面内的光滑圆环半径为R，圆环上套有质量分别为m和2m的小球A、B（均可看作质点），且小球A、B用一长为2R的轻质细杆相连，在小球B从最高点由静止开始沿圆环下滑至最低点的过程中（已知重力加速度为g），下列说法正确的是（）A．B球减少的机械能等于A球增加的机械能B．B球减少的重力势能等于A球增加的重力势能C．B球的最大速度为D．B球克服细杆所做的功为

(图3)参考答案：ACD2.（多选题）如图所示，均匀导体围成等腰闭合三角形线圈abc，底边与匀强磁场的边界平行，磁场的宽度大于三角形的高度．线圈从磁场上方某一高度处由静止开始竖直下落，穿过该磁场区域，不计空气阻力．则下列说法中正确的是（）A．线圈进磁场的过程中，可能做匀速直线运动B．线圈底边进、出磁场时线圈的加速度可能一样C．线圈出磁场的过程中，可能做先减速后加速的直线运动D．线圈底边进、出磁场时，线圈所受安培力可能大小相等，方向不同参考答案：BC【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．【分析】分析线框的运动过程，根据线框受力情况分析判断线框速度随时间变化的关系．根据牛顿第二定律，分析加速度变化情况；【解答】解：A、如果匀速，因为有效切割长度越小来越小，安培力会越来越小，不可能匀速运动，故A错误；B、如果线圈比较高，进入磁场后先减速后加速，可能导致进磁场的速度和出磁场的速度是一样的，安培力，速度一样，安培力一样，根据牛顿第二定律，，加速度一样，故B正确；C、如果出磁场时，安培力比重力大，那么线圈先减速，但是在减速的过程中，上面比较窄，安培力会越来越小，最终必然是一个先减速后加速的直线运动，故C正确；D、线圈进出磁场时的速度可能相等，根据，安培力大小可能相等，安培力都是向上的，阻碍线圈向下运动的，所以安培力方向相同，故D错误；故选：BC3.火星也是绕太阳运行的行星之一，且火星周围也有卫星绕其运行。如果要通过观测求得火星的质量，则需要测量的物理量有A．火星绕太阳运动的周期和轨道半径B．火星的卫星绕火星运动的周期和轨道半径C．火星绕太阳运动的周期和火星的卫星绕火星运动的轨道半径D．火星的卫星绕火星运动的周期和火星绕太阳运动的轨道半径参考答案：B4.如图，金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上，在ef右侧存在有界匀强磁场B，磁场方向垂直导轨平面向下，在ef左侧的无磁场区域cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面内。当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动后，A．圆环内产生变大的感应电流，圆环有收缩的趋势B．圆环内产生变大的感应电流，圆环有扩张的趋势C．圆环内产生变小的感应电流，圆环有收缩的趋势D．圆环内产生变小的感应电流，圆环有扩张的趋势参考答案：C5.如图所示，P是一偏振片，P的透振方向（用带有箭头的实线表示）为竖直方向。下列四种入射光束中，哪种光束照射P时，在P的另一侧观察不到透射光A．太阳光

B．沿竖直方向振动的光C．沿水平方向振动的光

D．沿与竖直方向成45°角振动的光参考答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图为用拉力传感器和速度传感器探究“加速度与物体受力的关系”实验装置。用拉力传感器记录小车受到拉力的大小，在长木板上相距L=48.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器，分别记录小车到达A、B时的速率。

(1)实验主要步骤如下：①将拉力传感器固定在小车上；②调整长木板的倾斜角度，以平衡小车受到的摩擦力，让小车在不受拉力作用时能在木板上做

运动；③把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；④接通电源后自C点释放小车，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力F的大小及小车分别到达A、B时的速率vA、vB；⑤改变所挂钩码的数量，重复④的操作。(2)下表中记录了实验测得的几组数据，是两个速度传感器记录速率的平方差，则加速度的表达式a=

，请将表中第3次的实验数据填写完整（结果保留三位有效数字）；

次数F（N）（m2/s2）a（m/s2）10.600.770.8021.04]1.611.6831.422.34

42.003.483.6352.624.654.8463.005.495.72

3)由表中数据在坐标纸上描点并作出a～F关系图线；

(4)对比实验结果与理论计算得到的关系图线(图中已画出理论图线)，造成上述偏差的原因是

。参考答案：．⑴匀速直线(2分)

⑵(2分),

2.44(2分)

⑶如图(2分)（不描点扣1分）⑷没有完全平衡摩擦力(2分)7.在共点力合成的实验中，根据实验数据画出力的

图示，如图所示．图上标出了F1、F2、F、F′'四个力，其中

（填上述字母）不是由弹簧秤直接测得的．若F与F′

的

_基本相等，

_基本相同，说明共点

力合成的平行四边行定则得到了验证．参考答案：

大小

方向本实验是通过两个弹簧秤的拉力作出的平行四边形得出合力，只要合力与实际的拉力重合，则实验成功；由图可知F′是由平行四边形定则得出的，故F′不是由弹簧秤直接测得的；F是通过一个弹簧秤测出的，故只要F与F′的大小和方向基本相同即可8.如图甲所示，垂直纸面向里的有界匀强磁场磁感应强度B=1.0T，质量为m=0.04kg、高h=0.05m、总电阻R=5Ω、n=100匝的矩形线圈竖直固定在质量为M=0.08kg的小车上，小车与线圈的水平长度l相同．当线圈和小车一起沿光滑水平面运动，并以初速度v1=10m/s进入磁场，线圈平面和磁场方向始终垂直。若小车运动的速度v随车的位移x变化的v－x图象如图乙所示，则根据以上信息可知

（

）

A．小车的水平长度l=15cm

B．磁场的宽度d=35cm

C．小车的位移x=10cm时线圈中的电流I=7A

D．线圈通过磁场的过程中线圈产生的热量Q=1.92J参考答案：C9.汽车沿半径为R的圆跑道行驶，跑道路面水平，与路面作用的摩擦力的最大值是车重的0.1倍，要使汽车不致冲出跑道，车速最大不能超过

。如果汽车是做匀速圆周运动，在转半圈的过程中路面作用的静摩擦力对汽车做功值为

。（g=10m/s2）参考答案：

答案：

010.右图为小车做直线运动的s－t图，则小车在BC段做______运动，图中B点对应的运动状态的瞬时速度大小是______m/s。参考答案：匀速，1.6~1.9

11.如图所示，一根足够长轻绳绕在半径为R的定滑轮上，绳的下端挂一质量为m的物体。物体从静止开始做匀加速直线运动，经过时间t定滑轮的角速度为ω，此时物体的速度大小为________，物体对绳的拉力大小为________。参考答案：答案：；12.用原子核的人工转变方法可以将两个氘核聚变成一个氚核，其核反应方程是__________________________，在1kg氘核中含有的原子核的个数为____________．（阿伏加德罗常数为6.02×1023）

参考答案：

答案：

3.01×1026个13.如右图所示，AB为竖直固定金属棒，金属杆BC重为G。长为L，并可绕过B点垂直纸面的水平轴无摩擦转动，AC为轻质金属线，DABC＝37°，DACB＝90°，在图示范围内有一匀强磁场，其磁感应强度与时间成正比：B＝kt，整个回路总电阻为R，则回路中感应电流I＝

，当t=

时金属线AC中拉力恰为零。（已知，）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3－3（含2－2））（6分）一定质量的气体，从外界吸收了500J的热量，同时对外做了100J的功，问：①物体的内能是增加还是减少?变化了多少？(400J;400J)

②分子势能是增加还是减少？参考答案：解析：①气体从外界吸热：Q＝500J，气体对外界做功：W＝－100J

由热力学第一定律得△U=W+Q=400J

(3分)

△U为正，说明气体内能增加了400J

(1分)

②因为气体对外做功，所以气体的体积膨胀，分子间的距离增大，分子力做负功，气体分子势能增加。（2分）15.（选修3-3模块）（4分）如图所示，绝热隔板S把绝热的气缸分隔成体积相等的两部分，S与气缸壁的接触是光滑的．两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b．气体分子之间相互作用可忽略不计．现通过电热丝对气体a缓慢加热一段时间后，a、b各自达到新的平衡状态．试分析a、b两部分气体与初状态相比，体积、压强、温度、内能各如何变化？参考答案：

答案:

气缸和隔板绝热，电热丝对气体a加热，a温度升高，体积增大，压强增大，内能增大；（2分）

a对b做功，b的体积减小，温度升高，压强增大，内能增大。（2分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图甲所示，两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L1＝1m，导轨平面与水平面成θ＝30°角，上端连接阻值R＝1．5Ω的电阻；质量为m＝0．2kg、阻值r＝0．5Ω的金属棒ab放在两导轨上，距离导轨最上端为L2＝4m，棒与导轨垂直并保持良好接触。整个装置处于一匀强磁场中，该匀强磁场方向与导轨平面垂直，磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示。为保持ab棒静止，在棒上施加了一平行于导轨平面的外力F，g=10m/s2求：（1）当t＝2s时，外力F1的大小；（2）当t＝3s前的瞬间，外力F2的大小和方向；（3）请在图丙中画出前4s外力F随时间变化的图像（规定Ｆ方向沿斜面向上为正）；参考答案：【知识点】导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律；法拉第电磁感应定律；电磁感应中的能量转化．J2L2L3【答案解析】（1）0；（2）0.5N，方向沿斜面向下；（3）如图所示．解析：（1）当t=2s时，回路中产生的感应电动势为：

E=，

B2=1T，应电流为：

I=；

根据楞次定律判断可知，ab所受的安培力沿轨道向上；

ab棒保持静止，受力平衡，设外力沿轨道向上，则由平衡条件有：

mgsin30°-B2IL1-F1=0

可解得：F1=mgsin30°-B2IL1=0.2×10×sin30°-1×1×1=0

（2）当t=3s前的瞬间，由图可知，B3=1.5T，设此时外力沿轨道向上，则根据平衡条件得：

F2+B3IL1-mg

sin30°=0

则得：F2=mgsin30°-B3IL1=0.2×10×sin30°-1.5×1×1=-0.5N，负号说明外力沿斜面向下．

（3）规定F方向沿斜面向上为正，在0-3s内，根据平衡条件有：

mgsin30°-BIL1-F=0而B=0.5t（T）

则得：F=mgsin30°-BIL1=0.2×10×sin30°-0.5T×1×1=1-0.5T（N）

当t=0时刻，F=1N．在3-4s内，B不变，没有感应电流产生，ab不受安培力，则由平衡条件得：F=mgsin30°=0.2×10×sin30°N=1N

画出前4s外力F随时间变化的图象如图所示．【思路点拨】（1）由图知，0-3s时间内，B均匀增大，回路中产生恒定的感应电动势和感应电流，根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律求出感应电流，由平衡条件求解t=2s时，外力F1的大小．（2）与上题用同样的方法求出外力F2的大小和方向．（3）由B-t图象得到B与t的关系式，根据平衡条件得到外力F与t的关系式，再作出图象．解决本题的关键掌握法拉第电磁感应定律、平衡条件、安培力公式和能量守恒定律等等电磁学和力学规律，得到解析式，再画图象是常用的思路，要多做相关的训练．17.在水平的足够长的固定木板上，一小物块以某一初速度开始滑动，经一段时间t后停止．现将该木板改置成倾角为45°的斜面，让小物块以相同的初速度沿木板上滑．若小物块与木板之间的动摩擦因数为．则小物块上滑到最高位置所需时间与t之比为多少？参考答案：木板水平时，小物块的加速度，设滑行初速度为，则滑行时间为；木板改成后，小物块上滑的加速度，滑行时间，因此18.如图所示，一光滑的半圆形轨道处于竖直平面内，并和一粗糙的斜面相接，其半径大小为R=0.4m，直径BC在竖直方向上，一小物体放在斜面上的A点，离水平面高度为h=3m，小物体与斜面之间的动摩擦因数为μ=0.5，斜面倾角θ=37o。已知sin37o=0.6，cos37o=0.8，重力加速度g=10m/s2，现在把小物体从静止开始自由释放，求：（1）小物体运动到斜面底端B点时速度的大小？（2）证明小物体