山西省晋中市太谷县侯城乡第二中学高三物理上学期期末试卷含解析

山西省晋中市太谷县侯城乡第二中学高三物理上学期期末试卷含解析一、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.（多选题）如图，质量为m的小球从斜轨道高h处由静止滑下，然后沿竖直圆轨道的内侧运动．已知圆轨道的半径为R，不计一切摩擦阻力，重力加速度为g．则下列说法正确的是（）A．当h=2R时，小球恰好能到达最高点MB．当h=2R时，小球在圆心等高处P时对轨道压力为2mgC．当h≤R时，小球在运动过程中不会脱离轨道D．当h=R时，小球在最低点N时对轨道压力为2mg参考答案：BC【考点】向心力；牛顿第二定律．【分析】使小球能够通过圆轨道最高点M，那么小球在最高点时应该是恰好是由物体的重力作为物体的向心力，由向心力的公式可以求得此时的最小的速度，再由机械能守恒可以求得高度h．球不脱离轨道，也可在圆轨道上圆心下方轨道上来回运动．【解答】解：A、在圆轨道的最高点M，由牛顿第二定律有：mg=m，得：v0=根据机械能守恒得：mgh=mg?2R+解得：h=2.5R，故A错误．B、当h=2R时，小球在圆心等高处P时速度为v，根据机械能守恒得：mg?2R=mgR+小球在P时，有：N=m联立解得N=2mg，则知小球在圆心等高处P时对轨道压力为2mg，故B正确．C、当h≤R时，根据机械能守恒得知小球在圆轨道上圆心下方轨道上来回运动，在运动过程中不会脱离轨道，故C正确．D、当h=R时，设小球在最低点N时速度为v′，则有：mgR=在圆轨道最低点，有：N′﹣mg=m解得：N′=3mg，则小球在最低点N时对轨道压力为3mg，故D错误．故选：BC．2.（多选）如图甲，倾角为37°的斜面是由一种特殊材料制作而成，其总长度为，底端固定一劲度系数为k、原长为的轻弹簧，弹簧另一端与质量为m的物体相连接，物体与斜面间的动摩擦因数μ随距底端O点的距离x变化关系如图乙所示，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力(sin37°=0.6，cos37°=0.8)．下列说法正确的是A．不论k为何值，物体都不能静止在斜面中点B．若，物体只能静止在斜面中点以下某处C．若，物体只能静止在斜面中点以上某处D．若，物体能静止在斜面中点上、下某处参考答案：ABD3.（单选）如图所示，长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极，两极板间距为d,极板面积为S,两个电极与可变电阻R相连，在垂直前后侧面的方向上，有—匀强磁场，磁感应强度大小为B．发电导管内有电阻率为的高温电离气体，气体以速度v向右流动，由于运动的电离气体，受到磁场的作用，将产生大小不变的电动势。若不气体流动时的阻力A.通过电阻R的电流方向为b→aB．若只增大极板间距d，发电导管的内电阻一定减小C.若只增大气体速度v，发电导管产生的电动势一定增大D.若只增大电阻R的阻值，则电阻R消耗的电功率一定增大参考答案：C4.为研究太阳系内行星的运动，需要知道太阳的质量，已知地球半径为R，地球质量为m，太阳与地球中心间距为r，地球表面的重力加速度为g地球绕太阳公转的周期为T．则太阳的质量为（）A． B．C． D．参考答案：D【考点】万有引力定律及其应用．【分析】地球绕太阳公转，知道了轨道半径和公转周期利用万有引力提供向心力可列出等式．根据地球表面的万有引力等于重力列出等式，联立可求解．【解答】解：设T为地球绕太阳运动的周期，则由万有引力定律和动力学知识得：=根据地球表面的万有引力等于重力得：对地球表面物体m′有=m′g两式联立得M=故选D．5.（单选）甲乙两车在公路上从同地出发沿同一方向做直线运动，它们的v-t图象如图所示,以下说法正确的是：A.在t1时刻之前两车已经相遇

B.在t1时刻之后两车才能相遇

C。在t1时刻两车相遇

D.两车不可能相遇参考答案：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.16．如图甲所示，是某同学验证动能定理的实验装置。其步骤如下：a．易拉罐内盛上适量细沙，用轻绳通过滑轮连接在小车上，小车连接纸带。合理调整木板倾角，让小车沿木板匀速下滑。b．取下轻绳和易拉罐，测出易拉罐和细沙的质量m及小车质量M。c．取下细绳和易拉罐后，换一条纸带，接通电源，让小车由静止释放，打出的纸带如图乙(中间部分未画出)，O为打下的第一点。已知打点计时器的打点频率为f，重力加速度为g。d．改变细沙质量，重复a、b、c实验步骤。（1）步骤c中小车所受的合外力为________________。（2）为验证从O→C过程中小车合外力做功与小车动能变化的关系，测出BD间的距离为x0，OC间距离为x1，则C点的速度为________。需要验证的关系式为______________________________(用所测物理量的符号表示)。（3）用加细沙的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是________。A．可以获得更大的加速度以提高实验精度B．可以更容易做到m?MC．可以更方便地获取多组实验数据参考答案：①mg

②

mgx1＝

Cks5u7.做匀加速直线运动的物体，在第3s内运动的位移为10m，第5s内的位移是14m，则物体的加速度大小为m/s2，前5s内的位移是m，第5s末的瞬时速度是

m/s。参考答案：2

36

158.如图所示，在点电荷+Q的电场中有A、B两点，将两正电荷a和b，其中他们的质量4ma=mb，电量2qa=qb，分别从A点由静止释放到达B点时，它们的速度大小之比为．参考答案：解：对ab从A到B得过程中分别运用动能定理得：

①②又因为质量4ma=mb，电量2qa=qb，由解得：=故答案为：：19.用一根细绳，一端系住一个质量为m的小球，另一端悬在光滑水平桌面上方h处，绳长l大于h，使小球在桌面上做如右图所示的匀速圆周运动.若使小球不离开桌面，其转速最大值是

参考答案：10.如图所示，将两根完全相同的磁铁分别固定在质量相等的长木板甲和乙上，然后放于光滑的水平桌面上．开始时使甲获得水平向右、大小为3m/s的速度，乙同时获得水平向左、大小为2m/s的速度．当乙的速度减为零时，甲的速度为1m/s，方向水平向右．参考答案：：解：设水平向右为正，磁铁与长木板的总质量为m，根据动量守恒定律得：mv1+mv2=mv33m﹣2m=mv3代入数据得：v3=1m/s，方向水平向右．故答案为：1m/s，水平向右．11.从地面以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的球，设球在运动过程中受到的空气阻力与其速率成正比关系，它运动的速率随时间变化的规律如图所示，在t1时刻到达最高点，再落回地面，落地时速率为v1，且落地前球已做匀速运动。则球受到的空气阻力与其速率之比k=___________，球上升的最大高度H=_________________。参考答案：，12.某同学利用图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律。物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上（尚未到达滑轮处）。从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图议所示。打点计时器电源的频率为50Hz。（1）通过分析纸带数据，可判断物块在相邻计数点

和

之间某时刻开始减速。（2）物块减速运动过程中加速度的大小为=

m/s2，若用来计算物块与桌面间的动摩擦因数（g为重力加速度），则计算结果比动摩擦因数的真实值

（填“偏大”或“偏小”）。参考答案：6

和

7

，

2.0

m/s2

。

偏大

13.某同学用左下图所示的装置来探究加速度与力、质量的关系。装置屮小车J^量为W,钩码的总质量为/?

‘①为了尽可能减少摩擦力的影响，计时器最好选用_____式打点计吋器(选填“电磁”或“电火花”）。在没有钩码拖动下，需要将长木扳的右端

,使小车拖动纸带穿过计时器时能_____②

在_____的条件下，可以认为细绳对小车的拉力近似等于钩码的总重力，在控制_____不变的情况下，可以探究加速度与力的关系。③在此实验中，此同学先接通计时器的电源，再放开小车，小车拖动纸带运动而得到右上图所示的一条纸带，其中0点为小车开始运动吋打下的第一点，A、B、C为纸带上选定的三个相邻的计数点，相邻的计数点之间有四个点没有标出，用刻度尺测得A、B、C三计数点到O点的距离分别为xA=42.05cm，xB=51.55cm,xC=62.00cm,则小车的加速度大小为a=_____m/s2参考答案：①电火花（1分）

垫高（1分）

匀速直线运动（或均匀打点）（2分）②m《M(或钩码的总质量远小于小车的质量)（2分）

M(或小车的质量)（2分）③0.95（2分）三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（简答）如图13所示,滑块A套在光滑的坚直杆上,滑块A通过细绳绕过光滑滑轮连接物块B,B又与一轻质弹贊连接在一起，轻质弹簧另一端固定在地面上,’开始用手托住物块.使绳子刚好伸直处于水平位位置但无张力。现将A由静止释放.当A下滑到C点时(C点图中未标出)A的速度刚好为零，此时B还没有到达滑轮位置，已知弹簧的劲度系数k=100N/m,滑轮质量和大小及摩擦可忽略不计，滑轮与杆的水平距离L=0.3m,AC距离为0.4m，mB=lkg,重力加速度g=10m/s2。试求：(1)滑'块A的质量mA(2)若滑块A质量增加一倍,其他条件不变，仍让滑块A从静止滑到C点,则滑块A到达C点时A、B的速度大小分别是多少？参考答案：（1）

（2）

（3），功能关系．解析：（1）开始绳子无张力，对B分析有kx1=mBg，解得：弹簧的压缩量x1=0.1m（1分）当物块A滑到C点时，根据勾股定理绳伸出滑轮的长度为0.5m，则B上升了0.2m,所以弹簧又伸长了0.1m。（1分）由A、B及弹簧组成的系统机械能守恒，又弹簧伸长量与压缩量相等则弹性势能变化量为零所以mAgh1=mBgh2（2分）其中h1=0.4m，h2=0.2m所以mA=0.5kg（1分）（2）滑块A质量增加一倍，则mA=1kg，令滑块到达C点时A、B的速度分别为v1和v2

由A、B及弹簧组成的系统机械能守恒得（2分）又有几何关系可得AB的速度关系有vAcosθ=vB（1分）其中θ为绳与杆的夹角且cosθ=0.8解得：（1分）（1分）（1）首先由物体静止条件求出弹簧压缩的长度，再根据几何知识求出物体B上升的距离，从而可求出弹簧伸长的长度，然后再根据能量守恒定律即可求解物体A的质量；题（2）的关键是根据速度合成与分解规律求出物体B与A的速度关系，然后再根据能量守恒定律列式求解即可．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.如图所示，在倾角为θ的粗糙斜面上，一个质量为m的物体被水平力F推着静止于斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，且μ＜tanθ，求力F的取值范围。参考答案：17.静电场方向平行于x轴，其电势φ随x的分布可简化为如图所示的折线，图中φ0和d为已知量。一个带负电的粒子在电场中以x=0为中心，沿x轴方向做周期性运动。已知该粒子质量为m、电量为-q，其动能与电势能之和为－A（0<A<qφ0）。忽略重力。求：（1）粒子所受电场力的大小；（2）粒子的运动区间；（3）粒子的运动周期。

参考答案：（1）由图可知，0与d（或-d）两点间的电势差为φ0电场强度的大小

（3分）电场力的大小

（3分）（2）设粒子在[-x0，x0]区间内运动，速率为v，由题意得：

由图可知

由上二式得

（3分）因动能非负，有

得

（3分）（3）考虑粒子从-x0处开始运动的四分之一周期根据牛顿第二定律，粒子的加速度

由匀加速直线运动

（2分）

粒子运动周期

（2分）

18.如图所示，虚线左侧有一场强为E1=E的匀强电场，在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为L、电场强度为E2=2E的匀强电场，在虚线PQ右侧相距也为L处有一与电场E2平行的屏．现将一电子（电荷量e,质量为m）无初速度放入电场E1中的A点，最后打在右侧的屏上，AO连线与屏垂直，垂足为O,求：(1)电子从释放到打到屏上所用