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福建省莆田市私立延宁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.如下图所示,在平面xy内有一沿水平轴x正向传播的简谐横波,波速为3.0m/s,频率为2.5Hz,振幅为8.0×10-2m.已知t=0时刻P点质元的位移为y=4.0×m,速度沿y轴正向。Q点在P点右方9.0×10-1m处,对于Q点的质元来说,

A.在t=0时,位移为y=-4.0×m

B.在t=0时,速度沿y轴负方向

C.在t=0.1s时,位移为y=-4.0×m

D.在t=0.1s时,速度沿y轴正方向参考答案:答案:BC2.如图所示,水平地面上。处于伸直状态的轻绳一端拴在质量为m的物块上,另一端拴在固定于B点的本桩上.用弹簧称的光滑挂钩缓慢拉绳,弹簧称始终与地面平行.物块在水平拉力作用下缓慢滑动.当物块滑动至A位置,时,弹簧称的示数为F.则:A,物块与地面间的动摩擦因数为B.木桩受到绳的拉力始终大于,C.弹簧称的控力保持不变D.弹簧称的拉力一直增大参考答案:AD3.(单选)如图所示,小球用细绳系住放在倾角为θ的光滑斜面上,当细绳由水平方向逐渐向上偏移时,细绳上的拉力将

A.逐渐增大

B.逐渐减小C.先增大后减小D,先减小后增大参考答案:C4.某兴趣小组为测一遥控电动小车的额定功率,进行了如下实验:①用天平测出电动小车的质量为0.4kg;②将电动小车、纸带和打点计时器按如图所示安装;③接通打点计时器(其打点周期为0.02s);④使电动小车以额定功率加速运动,达到最大速度一段时间后关闭小车电源.待小车

静止时再关闭打点计时器(设在整个过程中小车所受的阻力恒定).在上述过程中,打点计时器在纸带上所打的点迹如图甲、乙所示,图中O点是打点计时器打的第一个点.请你分析纸带数据,回答下列问题:(1)该电动小车运动的最大速度为________m/s;(2)该电动小车运动过程中所受的阻力大小为________N;(3)该电动小车的额定功率为________W.参考答案:(1)

1.50

;(2)

1.60

;(3)

2.40

5.公路急转弯处通常是交通事故多发地带.如图,某公路急转弯处是一圆弧,当汽车行驶的速率为vc时,汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势,则在该弯道处,()A.路面外侧高内侧低B.车速只要低于vc,车辆便会向内侧滑动C.当路面结冰时,与未结冰时相比,vc的值变小D.车速虽然高于vc,但只要不超出某一最高限度,车辆便不会向外侧滑动参考答案:AD【考点】向心力.【分析】汽车拐弯处将路面建成外高内低,汽车拐弯靠重力、支持力、摩擦力的合力提供向心力.速率为vc时,靠重力和支持力的合力提供向心力,摩擦力为零.根据牛顿第二定律进行分析.【解答】解:A、路面应建成外高内低,此时重力和支持力的合力指向内侧,可以提供圆周运动向心力.故A正确.B、车速低于vc,所需的向心力减小,此时摩擦力可以指向外侧,减小提供的力,车辆不会向内侧滑动.故B错误.C、当路面结冰时,与未结冰时相比,由于支持力和重力不变,则vc的值不变.故C错误.D、当速度为vc时,静摩擦力为零,靠重力和支持力的合力提供向心力,速度高于vc时,摩擦力指向内侧,只有速度不超出最高限度,车辆不会侧滑.故D正确.故选:AD.二、填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分6.在质量为M的电动机飞轮上,固定着一个质量为m的重物,重物到轴的距离为R,如图所示,为了使电动机不从地面上跳起,电动机飞轮转动的最大角速度不能超过__________。参考答案:

7.如图所示,边长为L的正方形区域abcd内存在着匀强电场,一个质量为m、电量为q、初速度为v0的带电粒子从a点沿ab方向进入电场,不计重力。若粒子恰好从c点离开电场,则电场强度E=______________;粒子离开电场时的动能为______________。参考答案:,mv028.在做研究匀变速直线运动的实验时,某同学得到一条纸带,如图所示,并且每5个计时点取一个计数点,已知每两个计数点间的距离为x,且x1=0.96cm,x2=2.88cm,x3=4.80cm,x4=6.72cm,x5=8.64cm,x6=10.56cm,打点计时器的电源频率为50Hz.此纸带的加速度大小a=

m/s2,打第4个计数点时纸带的速度大小v=

m/s.(结果保留三位有效数字)参考答案:1.92,0.768.【考点】探究小车速度随时间变化的规律.【分析】在匀变速直线运动中,时间中点的速度等于该过程中的平均速度,根据逐差法可以得出加速度.【解答】解:每5个计时点取一个计数点,所以相邻的计数点之间的时间间隔为0.1s用逐差法来计算加速度a=═1.92m/s2.某时刻的瞬时速度等于一段时间内的平均速度v4==0.768m/s故答案为:1.92,0.768.9.后,该矿石中的铀、钍质量之比为___________.参考答案:39:11510.(8分)一辆摩托车能达到的最大速度为30m/s,要想在3min内由静止起沿一条平直公路追上在前面1000m处以20m/s的速度匀速行驶的汽车,则摩托车至少以多大的加速度起动?甲同学的解法是:设摩托车恰好在3min时追上汽车,则at2=vt+s0,代入数据得:a=0.28m/s。乙同学的解法是:设摩托车追上汽车时,摩托车的速度恰好是30m/s,则=2as=2a(vt+s0),代入数据得:a=0.1m/s2。你认为甲、乙的解法正确吗?若错误请说明其理由,并写出正确的解题过程。参考答案:解析:

11.现有一个弹簧测力计(可随便找地方悬挂),一把匀质的长为l的有刻度、零点位于端点的直尺,一个木块及质量不计的细线.试用这些器件设计一实验装置(要求画出示意图),通过一次测量(弹簧测力计只准读一次数),求出木块的质量和尺的质量.(已知重力加速度为g)参考答案:找个地方把弹簧测力计悬挂好,取一段细线做成一环,挂在弹簧测力计的挂钩上,让直尺穿在细环中,环与直尺的接触点就是直尺的悬挂点,它将尺分为长短不等的两段.用细线栓住木块挂在直尺较短的一段上,细心调节直尺悬挂点及木块悬挂点的位置,使直尺平衡在水平位置(为提高测量精度,尽量使二悬挂点相距远些),如图所示.设木块质量为m,直尺质量为M.记下二悬挂点在直尺上的读数x1、x2,弹簧测力计读数G.由平衡条件和图中所设的直尺零刻度线的位置有

(1)

(2)(1)、(2)式联立可得

(3)

(4)给出必要的说明占8分,求出r占10分.12.为了“探究动能改变与合外力做功”的关系,某同学设计了如下实验方案:A.第一步他把带有定滑轮的木板有滑轮的一端垫起,把质量为的滑块通过细绳与质量为的带夹重锤相连,然后跨过定滑轮,重锤夹后连一纸带,穿过打点计时器,将打点计时器固定好。调整木板倾角,直到轻推滑块后,滑块沿木板匀速运动如图甲所示B.第二步保持长木板的倾角不变,将打点计时器安装在长木板靠近滑轮处,取下细绳和重锤,将滑块与纸带相连,使其穿过打点计时器,然后接通电源释放滑块,使之从静止开始加速运动,打出纸带,如图乙所示

打出的纸带如下图:试回答下列问题:①已知O、A、B、C、D、E、F相邻计数的时间间隔为,根据纸带求滑块速度,当打点计时器打点时滑块速度____________,打点计时器打点时滑块速度_____________。②已知重锤质量,当地的重加速度,要测出某一过程合外力对滑块做的功还必须测出这一过程滑块_________(写出物理名称及符号),合外力对滑块做功的表达式W合=____________。③测出滑块运OA段、OB段、OC段、OD段、OE段合外力对滑块所做的功,VA、VB、VC、VD、VE以为纵轴,以W为横轴建坐标系,描点作出图象,可知它是一条过坐标原点的倾斜直线,若直线斜率为,则滑块质量_____________参考答案:①___

______

②___下滑的位移__(写出物理名称及符号),W合=_______。③__________13.已知地球和月球的质量分别为M和m,半径分别为R和r。在地球上和月球上周期相等的单摆摆长之比为________,摆长相等的单摆在地球上和月球上周期之比为________。参考答案:根据可知,所以;根据,解得,所以;。三、简答题:本题共2小题,每小题11分,共计22分14.如图所示,质量m=1kg的小物块静止放置在固定水平台的最左端,质量2kg的小车左端紧靠平台静置在光滑水平地面上,平台、小车的长度均为0.6m。现对小物块施加一水平向右的恒力F,使小物块开始运动,当小物块到达平台最右端时撤去恒力F,小物块刚好能够到达小车的右端。小物块大小不计,与平台间、小车间的动摩擦因数均为0.5,重力加速度g取10m/s2,水平面足够长,求:(1)小物块离开平台时速度的大小;(2)水平恒力F对小物块冲量的大小。参考答案:(1)v0=3m/s;(2)【详解】(1)设撤去水平外力时小车的速度大小为v0,小物块和小车的共同速度大小为v1。从撤去恒力到小物块到达小车右端过程,对小物块和小车系统:动量守恒:能量守恒:联立以上两式并代入数据得:v0=3m/s(2)设水平外力对小物块的冲量大小为I,小物块在平台上运动的时间为t。小物块在平台上运动过程,对小物块:动量定理:运动学规律:联立以上两式并代入数据得:15.(4分)试通过分析比较,具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小。参考答案:粒子的动量,物质波的波长由,知,则。解析:物质波的的波长为,要比较波长需要将中子和电子的动量用动能表示出来即,因为,所以,故。四、计算题:本题共3小题,共计47分16.做匀加速直线运动的物体途中依次经过A、B、C三点,已知AB=BC=(未知),AB段和BC段的平均速度分别为υ1=3m/s、υ2=6m/s,则(1)物体经B点时的瞬时速度υB为多大?(2)若物体的加速度a=2m/s2,试求AC的距离参考答案:17.如图所示,空间有场强E=1.0×102V/m竖直向下的电场,长L=0.8m不可伸长的轻绳固定于O点.另一端系一质量m=0.5kg带电q=5×1C的小球.拉起小球至绳水平后在A点无初速度释放,当小球运动至O点的正下方B点时,绳恰好断裂然后垂直打在同一竖直平面且与水平面成θ=53°、无限大的挡板MN上的C点,g取10m/s2.试求:(1)绳子的最大张力T;(2)A、C两点的电势差UAC.参考答案:【知识点】

动能定理的应用;牛顿第二定律;向心力C2D4E2【答案解析】(1)30N;(2)125V.

解析:(1)A→B由动能定理及圆周运动知识有:(mg+qE)·L=m,T-(mg+qE)=m

解得T=30N.(2)A→C由功能关系及电场相关知识有:

(mg+qE)hAC=mvCsinθ=vB,

UAC=E·hAC.

解得UAC=125V.【思路点拨】(1)根据动能定理求出小球经过最低点时的速度.经过最低点时,由重力和细线的拉力的合力提供小球的向心力,由牛顿第二定律求出细线对小球的拉力;(2)粒子在电场中做类平抛运动,水平方向是匀速直线运动,竖直方向是匀加速直线运动,由此可以求得.本题是带电物体在复合场中圆周运动问题,动能定理和向心力结合是常用的解题方法.粒子垂直进入电场中做的是类平抛运动,考查了学生对类平抛运动的规律的应用.18.如图所示,直角坐标系xOy位于竖直平面内,在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应为B,方向垂直xOy平面向里,电场线平行于y轴。一质量为m、电荷量为q的带正电的小球,从y轴上的A点水平向右抛出,经x轴上的M点进入电场和磁场,恰能做匀速圆周运动,从x轴上的N点第一次离开电场和磁场,MN之间的距离为L,小球过M点时的速度方向与x轴的方向夹角为。不计空气阻力,重力加速度为g,求(1)电场强度E的大小和方向;(2)小球从A点抛出时初速度v0的大小;(3)A点到x轴的高度h.参考答案:(1),方向竖直向上

(2)

(3)(1)小球在电场、磁场中恰能做匀速圆周运动,说明电场力和重力平衡(恒力不能充当圆周运动的向心力),有

②(2分)重力的方向竖直向下,电场力方向只能向上,由于小球带正电,所以电场强度方向竖直向上。(1分)(2)小球做匀速圆周运动,O′为圆心,MN为弦长,,如图所示。设半径为r,由几何关系知

③(2分)小球做匀速圆周运动的向心力由洛仑

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