河北省邯郸市魏县回隆镇中学高三物理期末试题含解析

河北省邯郸市魏县回隆镇中学高三物理期末试题含解析一、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.如图所示，是一火警报警器的一部分电路示意图。其中R2为用半导体热敏材料（其阻值随温度的升高而迅速减小）制成的传感器，电流表A为值班室的显示器，a、b之间接报警器。当传感器R2所在处出现火情时，显示器A的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是

A．I变大，U变大

B．I变小，U变小

C．I变小，U变大

D．I变大，U变小参考答案：2.下列关于速度与加速度的各种说法中，正确的是（

）

A.速度越大，加速度越大

B.速度很大时，加速度可以为零

C.速度变化越大，则加速度越大

D.速度方向一定不能与加速度方向垂直参考答案：B3.气球以10m/s的速度匀速上升，某时刻在气球正下方距气球5m处有石子以20m/s的速度竖直上抛，不计阻力，g＝10m/s2（）

A．石子恰能击中气球

B．石子一定不能击中气球

C．若气球速度增大，石子一定能击中气球

D．若气球速度减小，石子可能不能击中气球参考答案：A4.（多选）高层建筑已成为许多大城市亮丽的风景，而电梯是高层建筑必配的设施。某同学将一轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上，弹簧下端悬挂一个小铁球，如图所示。在电梯运行时，该同学发现轻弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量大了，这一现象表明（

）A．电梯一定是在下降

B．该同学处于超重状态C．电梯的加速度方向一定是竖直向下

D．该同学对电梯地板的压力大于其重力参考答案：BD5.1970年4月24日，我国自行设计、制造的第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功，开创了我国航天事业的新纪元。“东方红一号”的运行轨道为椭圆轨道，其近地点M和远地点N的高度分别为439km和2384km，则

A．卫星在M点的势能大于N点的势能

B．卫星在M点的角速度大于N点的角速度

C．卫星在M点的加速度大于N点的加速度

D．卫星在N点的速度大于7.9km/s参考答案：BC二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.在探究“加速度与力、质量的关系”的活动中：①某同学在接通电源进行实验之前，将实验器材组装如图所示。请你指出该装置中的错误或不妥之处（只要答出其中的两点即可）：

，

。②改正实验装置后，该同学顺利地完成了实验。下图是他在实验中得到的一条纸带，图中相邻两计数点之间的时间间隔为0.1s，由图中的数据可算得小车的加速度a为

m/s2。（结果取两位有效数字）参考答案：）打点计时器不应使用干电池，应使用交流电源；实验中没有平衡小车的摩擦力；小车初始位置离打点计时器太远（只要答出其中的两点即可）2）0.19~0.20内均正确7.某同学用测力计研究在竖直方向运行的电梯运动状态。他在地面上用测力计测量砝码的重力，示数为G。他在电梯中用测力计仍测量同一砝码的重力，发现测力计的示数小于G，由此判断此时电梯的运动状态可能是_______________________________。参考答案：加速向下运动或减速向上运动。测力计的示数减小，砝码所受的合力方向向下，根据牛顿第二定律得知，加速度向下，砝码处于失重状态，而速度方向可能向上，也可能向下，所以电梯可能的运动状态是减速上升或加速下降．故答案为：减速上升或加速下降．8.在静电场中，一个带电量q=2.0×10-9C的负电荷从A点移动到B点，在这过程中，电场力做功8.0×10-5J，则A、B两点间的电势差UAB=

V参考答案：UAB=-4×104V9.某同学设计了“探究加速度与物体所受合力及质量的关系”实验。图（a）为实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有细砂的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力等于细砂和小桶的总重量，小车运动的加速度可用纸带上打出的点求得。①图（b）为某次实验得到的纸带，已知实验所用电源的频率为50Hz，根据纸带可求出小车的加速度大小为__________。（结果保留2位有效数字）②在“探究加速度与质量的关系”时，保持细砂和小桶质量不变，改变小车质量，分别记录小车加速度与其质量的数据。在分析处理时，该组同学产生分歧：甲同学认为应该根据实验中测得的数据作出小车加速度与其质量的图象，乙同学则认为应该作出与其质量倒数的图像。两位同学都按照自己的方案将实验数据在坐标系中进行了标注，但尚未完成图象（如下图所示）。你认为同学__________（填“甲”、“乙”）的方案更合理。③在“探究加速度与合力的关系”时，保持小车的质量不变，改变小桶中细砂的质量，该同学根据实验数据作出了加速度与合力的图线如图（c），该图线不通过坐标原点的原因是______________________________。参考答案：10.如图所示，AB是一根裸导线，单位长度的电阻为R0，一部分弯曲成半径为r0的圆圈，圆圈导线相交处导电接触良好。圆圈所在区域有与圆圈平面垂直的均匀磁场，磁感强度为B。导线一端B点固定，A端在沿BA方向的恒力F作用下向右缓慢移动，从而使圆圈缓慢缩小。设在圆圈缩小过程中始终保持圆的形状，导体回路是柔软的，在此过程中F所作功全部变为

，此圆圈从初始的半径r0到完全消失所需时间T为

。参考答案：感应电流产生的焦耳热，11.在河面上方20m的岸上有人用长绳栓住一条小船，开始时绳与水面的夹角为．人以恒定的速率v＝3m/s拉绳，使小船靠岸，那么s后小船前进了_________m，此时小船的速率为_____m/s．参考答案：19.6；5

12.一定质量的理想气体，状态从A→B→C→D→A的变化过程可用如图所示的p－V的图描述，图中p1、p2、V1、V2和V3为已知量。(1)气体状态从A到B是______过程(填“等容”、“等压”或“等温”)；(2)状态从B到C的变化过程中，气体的温度______(填“升高”、“不变”或“降低”)；(3)状态从C到D的变化过程中，气体______(填“吸热”或“放热”)；(4)状态从A→B→C→D的变化过程中，气体对外界所做的总功为________。参考答案：(1)等压

(2)降低

(3)放热

(4)p1(V3－V1)－p2(V3－V2)13.如图，电源电动势E=3V，内阻r=1Ω，电阻R1=2Ω，滑动变阻器总电阻R=16Ω，在滑片P从a滑到b的过程中，电流表的最大示数为1A，滑动变阻器消耗的最大功率为0.75W．参考答案：考点：闭合电路的欧姆定律；电功、电功率．专题：恒定电流专题．分析：分析电路明确电路结构，再根据闭合电路欧姆定律求得电流表的最大示数；由功率公式可知当内外电阻相等时功率达最大．解答：解：由图可知，滑动变阻器两端相互并联后与R1串联，当滑动变阻器短路时，电流表示数最大，则最大电流I===1A；把保护电阻看做电源的内阻，电源与保护电阻等效于电源，滑动变阻器是外电路，滑片P从a滑到b的过程中，电路外电阻R先变大后变小，等效电源电动势E不变，由P=可知，滑动变阻器消耗的电功率先变小后变大，当内外电路电阻相等时，外电路功率最大，即当R=r+R1=1+2=3Ω时，外电路功率最大，故此时滑动变阻器消耗的功率为：P===0.75W；故答案为：1；0.75．点评：本题考查闭合电路欧姆定律及功率公式的应用，要注意等效内阻法的应用，明确当内外电阻相等时，外部功率最大．三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.(8分)如图所示，有四列简谐波同时沿x轴正方向传播，波速分别是v、2v、3v和4v，a、b是x轴上所给定的两点，且ab＝l。在t时刻a、b两点间四列波的波形分别如图所示，则由该时刻起a点出现波峰的先后顺序依次是图

；频率由高到低的先后顺序依次是图

。参考答案：

BDCA

DBCA15.如图所示，质量为m带电量为+q的小球静止于光滑绝缘水平面上，在恒力F作用下，由静止开始从A点出发到B点，然后撤去F，小球冲上放置在竖直平面内半径为R的光滑绝缘圆形轨道，圆形轨道的最低点B与水平面相切，小球恰能沿圆形轨道运动到轨道末端D，并从D点抛出落回到原出发点A处．整个装置处于电场强度为E=的水平向左的匀强电场中，小球落地后不反弹，运动过程中没有空气阻力．求：AB之间的距离和力F的大小．参考答案：AB之间的距离为R，力F的大小为mg．考点： 带电粒子在匀强电场中的运动；牛顿第二定律；平抛运动；动能定理的应用．专题： 带电粒子在电场中的运动专题．分析： 小球在D点，重力与电场力的合力提供向心力，由牛顿第二定律即可求出D点的速度，小球离开D时，速度的方向与重力、电场力的合力的方向垂直，小球做类平抛运动，将运动分解即可；对小球从A运动到等效最高点D过程，由动能定理可求得小球受到的拉力．解答： 解：电场力F电=Eq=mg

电场力与重力的合力F合=mg，方向与水平方向成45°向左下方，小球恰能到D点，有：F合=解得：VD=从D点抛出后，只受重力与电场力，所以合为恒力，小球初速度与合力垂直，小球做类平抛运动，以D为原点沿DO方向和与DO垂直的方向建立坐标系（如图所示）．小球沿X轴方向做匀速运动，x=VDt

沿Y轴方向做匀加速运动，y=at2a==所形成的轨迹方程为y=直线BA的方程为：y=﹣x+（+1）R解得轨迹与BA交点坐标为（R，R）AB之间的距离LAB=R从A点D点电场力做功：W1=（1﹣）R?Eq

重力做功W2=﹣（1+）R?mg；F所做的功W3=F?R有W1+W2+W3=mVD2，有F=mg答：AB之间的距离为R，力F的大小为mg．点评： 本题是动能定理和向心力知识的综合应用，分析向心力的来源是解题的关键．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，电阻不计、间距L=1m、足够长的光滑金属导轨ab、cd与水平面成θ=37°角，导轨平面矩形区域efhg内分布着磁感应强度的大小B=1T，方向垂直导轨平面向上的匀强磁场，边界ef、gh之间的距离D=1.4m．现将质量m=0.1kg、电阻R=Ω的导体棒P、Q相隔△t=0.2s先后从导轨顶端由静止自由释放，P、Q在导轨上运动时始终与导轨垂直且接触良好，P进入磁场时恰好匀速运动，Q穿出磁场时速度为2.8m/s．已知重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，求（1）导轨顶端与磁场上边界ef之间的距离S；（2）从导体棒P释放到Q穿出磁场的过程，回路中产生的焦耳热Q总．参考答案：解：（1）设P进磁场时的速度为v1，由法拉第电磁感应定律E=BLv1由闭合电路欧姆定律I=P所受的安培力F=BIL

P匀速运动，则有F=mgsinθ

联立解得v1=2m/s

由牛顿第二定律a=gsinθ

由运动学公式S=解得S=m≈0.33m

（2）P进入磁场以速度v1匀速运动△t=0.2s后，Q恰好进入磁场，速度也为v1=2m/s．之后，P、Q以加速度a匀加速运动，P出磁场以后继续以加速度a匀加速运动，而Q在安培力作用下减速运动，直到穿出磁场区域．P在磁场中匀速运动的位移x1=v1t

此过程回路产生的焦耳热Q1=mgx1sinθ

P、Q一起匀加速运动的位移x2=D﹣x1设P刚好出磁场时，P、Q的速度为v，由运动学公式v2﹣v12=2ax2解得v=4m/s

Q出磁场时的速度为v2=2.8m/s，运动的位移x3=x1．

Q减速运动过程中回路产生的焦耳热

Q2=mgx3sinθ+﹣所以，全过程回路中的焦耳热为Q总=Q1+Q2=0.888J

答：（1）导轨顶端与磁场上边界ef之间的距离S为0.33m；（2）从导体棒P释放到Q穿出磁场的过程，回路中产生的焦耳热Q总为0.888J．【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；焦耳定律．【专题】电磁感应与电路结合．【分析】（1）P进入磁场时恰好匀速运动，根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、安培力公式推导出P所受的安培力与速度的关系，再由P受力平衡，求出P进入磁场时的速度，最后由牛顿第二定律和运动学公式结合求解S．（2）分析两棒的运动情况：P进入磁场以速度v1匀速运动△t=0.2s后，Q恰好进入磁场，速度也为v1=2m/s．之后，P、Q以加速度a匀加速运动，P出磁场以后继续以加速度a匀加速运动，而Q在安培力作用下减速运动，直到穿出磁场区域．分段求解回路中产生的热量，从而得到总热量．17.为了测量小木板和斜面间的动摩擦因数，某同学设计了如下的实验．在小木板上固定一个弹簧秤（弹簧秤的质量可不计)，弹簧秤下吊一个光滑小球。将木板连同小球一起放在斜面上。如图12所示，木板固定时，弹簧秤的示数为F1，放手后木板沿斜面下滑，稳定时弹簧秤的示数是F2，测得斜面的倾角为θ．由测量的数据可以计算出小木板跟斜面间动摩擦因数为多少?参考答案：设小球的质量为m，木扳与小球的总质量为M，木板与斜面间的动摩擦因数为μ

由题意得：F1＝mgsinθ

①

放手后，木板和小球沿斜面向下匀加速运动，由牛顿第二定律得：Mgsinθ－μMgcosθ=Ma②对小球有：mgsinθ－F2＝ma③解①②③得μ＝选做题Sm=1.25m(2)

V=4m/s

;

1.16s≤t≤2.1s18.如图所示，物体A放在足够长的木板B上，木板B静止于水平面.t=0时，电动机通过水平细绳以恒力F拉木板B，使它做初速度为零、加速度aB=1.0m/s2的匀加速直线运动.已知A的质量mA和B的质量mB均为2.0kg，A、B之间的动摩擦因数μ1=0.05，B与水平面之间的动摩擦因数μ2=0.1，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等，重力加速度g取10m/s2.求(1)物体A刚运动时的加速度aA;

(2)t=1.0s时，电动机的输出功率P;

(3)若t=1.0s时，将电动机的输出功率立即调整为P′=5W，并在以后的运动过程中始终保持这一功率不变，t=3.8s时物体A的速度为1.2m/s.则在t=1.0s到t=3.8s这段时间内木板B的位移为多少?：参考答案：【知识点】动能定理的应用；牛顿第二定律．C2E2【答案解析】（1）0.5m/s2；（2）7W；（3）3.03m．解析：（1）物体A在水平方向上受到向右的摩擦力，由牛顿第二定律得μ1mAg=mAaA①

代入数据解得aA=0.5m/s2②

（2）t=l.0s时，木板B的速度大小为v1=aBt③

木板B所受拉力F，由牛顿第二定律有F－μmAg一μ2（mA+mB）g=mBaB④