河南省平顶山市陵头乡步步高中学高三物理上学期期末试卷含解析

河南省平顶山市陵头乡步步高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.如图所示，A、B为两个相同的双向力传感器，该型号传感器在受到拉力时读数为正，受到压力时读数为负。A连接质量不计的细绳，可沿固定的圆弧形轨道移动。B固定不动，通过光滑铰链连接长0.3m的轻杆。将细绳连接在杆右端O点构成支架。始终保持杆水平，绳与杆的夹角∠AOB用θ表示。用另一绳在O点悬挂一个钩码，两个传感器读数用F1、F2表示。移动传感器A改变θ角，F1、F2的数值相应地发生变化，如表所示。则F11.0010.580…1.002…F2－0.868－0.291…0.865…θ30°60°…150°…A．A传感器对应的是表中力F1B．B传感器对应的是表中力F1C．钩码质量为0.05kgD．钩码质量为0.2kg参考答案：AC设钩码对点O产生竖直向下的拉力为F，当θ为锐角时，该力作用在O点产生两个效果，一个是沿AO方向拉细绳，另一个则是沿OB方向压杆，而当θ为钝角时，则F对细绳和杆都产生拉力，所以A传感器对应的是表格中的力F1，A项正确。如图为θ=30°时力F的分解示意图，由图可知，故kg，C项正确。2.（单选）一列简谐横波沿x轴正向传播，P、Q、R是传播方向上的三个质点，P、Q两质点平衡位置间的距离是sPQ，Q、R两质点平衡位置间的距离是sQR，且sPQ=2sQR。t=0时刻P、Q两个质点在波形上的位置如图所示，若经过0.2s质点Q第一次与t=0时刻质点P的振动情况相同，则A．该简谐横波传播的波速为10m/sB．t=0时刻，质点R的位移是1.5cmC．在某时刻，P、R两质点的振动情况完全相同D．在某一时刻，P质点处在波峰时，Q质点恰处在波谷参考答案：AD3.（单选）按照我国月球探测活动计划，在第一步“绕月”工程圆满完成任务后，将开展第二步“落月”工程，预计在2013年前完成。假设月球半径为R，飞船沿距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ运动，到达轨道的A点，点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道Ⅱ的近月点B再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动。下列判断正确的是A．飞船在轨道Ⅰ上的运行速率是在轨道Ⅲ上运行速率的1/2倍B．飞船在轨道Ⅰ上的运行角速度是在轨道Ⅲ上运行角速度的倍C．飞船在A点点火变轨的瞬间，动能增加D．在轨道Ⅱ上稳定运行时，飞船在A点的线速度等于在B点的线速度参考答案：A4.(单选)均匀介质中两波源S1、S2分别位于x轴上x1＝0、x2＝14m处，质点P位于x轴上xp＝4m处，t＝0时刻两波源同时开始由平衡位置向y轴正方向振动，振动周期均为T＝0．1s，传播速度均为v＝40m／s，波源S1的振幅为A1＝2cm，波源S2的振幅为A2＝3cm，则从t＝0至t＝0．35s内质点P通过的路程为：A．12cm

B．16cm

C．24cm

D．32cm参考答案：B5.（单选）如图所示，一形状不规则、质量分布不均匀的棒，可绕固定转轴O在竖直面内自由转动，当棒自由平衡时下端A恰位于转轴O点正下方。现用水平恒力F作用于A端，在转动角度小于90°的过程中 A．棒的重力力矩先减小后增大B．恒力F的力矩先减小后增大C．棒转动的角速度先增大后减小D．棒上A、B两点线速度方向始终相同参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一斜面AB长为5m，倾角为30°，一质量为2kg的小物体（大小不计）从斜面顶端A点由静止释放，如图所示．斜面与物体间的动摩擦因数为，则小物体下滑到斜面底端B时的速度v=

m／s及所用时间t=

s（g取10m/s2）。参考答案：

5

27.如图所示，物体A、B经无摩擦的定滑轮用细线连在一起，A物体受水平向右的拉力F的作用，此时B以速度v匀速下降，A水平向左运动，当细线与水平方向成300角时，A的速度大小为

．A向左运动的过程中，所受到的摩擦力

（填变大、变小、不变）．参考答案：

变小8.图示为探究牛顿第二定律的实验装置，该装置由气垫导轨、两个光电门、滑块和沙桶等组成。光电门可以测出滑块分别通过两个光电门的瞬时速度，导轨标尺可以测出两个光电门间的距离，另用天平测出滑块和沙桶的质量分别为M和m.下面说法正确的是_______A．用该装置可以测出滑块的加速度B．用该装置探究牛顿第二定律时，要保证拉力近似等于沙桶的重力，因此必须满足m<<MC．可以用该装置验证机械能守恒定律，但必须满足m<<MD．可以用该装置探究动能定理，但不必满足m<<M参考答案：AB9.某实验小组采用图所示的装置探究“动能定理”，图中小车中可放置砝码，实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点针时器工作频率为50Hz．Ⅰ．实验的部分步骤如下：①在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码；②将小车停在打点计时器附近，接通电源，释放小车，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一列点，断开开关；③改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复②的操作。▲

▲

Ⅱ．图是钩码质量为0.03kg，砝码质量为0.02kg时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点O及A、B、C、D和E五个计数点，可获得各计数点到O的距离s及对应时刻小车的瞬时速度v，请将C点的测量结果填在表1中的相应位置（计算结果保留两外有效数字）．Ⅲ．在小车的运动过程中，对于钩码、砝码和小车组成的系统，

做正功，

做负功．▲

▲

Ⅳ．实验小组根据实验数据绘出了图中的图线（其中Δv2=v2-v20），根据图线可获得的结论是

．要验证“动能定理”，还需要测量的物理量是摩擦力和

．▲

▲

表1纸带的测量结果参考答案：Ⅱ．5.07（±0.02）

0.49；

Ⅲ．钩砝的重力

小车受摩擦阻力；Ⅳ．小车初末速度的平方差与位移成正比

小车的质量；10.某同学利用数码相机研究竖直上抛小球的运动情况。数码相机每隔0．05s拍照一次，图7是小球上升过程的照片，图中所标数据为实际距离，则：

（1）图中t5时刻小球的速度v5＝________m/s。

（2）小球上升过程中的加速度a＝________m/s2。

（3）t6时刻后小球还能上升的高度h=________m。参考答案：11.已知地球半径R、自转周期T、地球表面重力加速度g，则其第一宇宙速度为_________。地球同步卫星离地面的高度为___________。参考答案：，12.做匀变速直线运动的小车，牵引一条纸带通过打点计时器，交流电源的频率是50Hz,由纸带上打出的某一点开始,每5点剪下一段纸带（每段纸带时间均为0.1s），按如图所示，每一条纸带下端与X轴相重合，在左边与y轴平行,将纸带粘在坐标系中,则：①所剪的这0.6s内的平均速度是_

m/s②物体运动的加速度是____

m/s2(计算结果保留三位有效数字)参考答案：0.413m/s

0.750m/m213.匀强电场中有M、N、P三点，连成一个直角三角形，MN=4cm，MP=5cm，如图所示，把一个电量为﹣2×10﹣9C的检验电荷从M点移到N点，电场力做功8×10﹣9J，从M点移到P点电场力做功也是8×10﹣9J．则匀强电场的方向由N指向M，电场强度大小为100N/C．参考答案：解：根据电场力做功的公式得：UMN==V=﹣4V，而从M移到P时，电场力做功也为8×10﹣9J，所以UMP=﹣4V，所以N、P两点为等势点，且N点的电势大于M点的电势，即场强方向由N指向M；有：E===100N/C．故答案为：由N指向M，100．三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（4分）一束单色光由左侧时的清水的薄壁圆柱比，图为过轴线的截面图，调整入射角α，光线拾好在不和空气的界面上发生全反射，已知水的折射角为，α的值。

参考答案：解析：当光线在水面发生全放射时有，当光线从左侧射入时，由折射定律有，联立这两式代入数据可得。15.静止在水平地面上的两小物块A、B，质量分别为mA=l.0kg，mB=4.0kg；两者之间有一被压缩的微型弹簧，A与其右侧的竖直墙壁距离l=1.0m，如图所示。某时刻，将压缩的微型弹簧释放，使A、B瞬间分离，两物块获得的动能之和为Ek=10.0J。释放后，A沿着与墙壁垂直的方向向右运动。A、B与地面之间的动摩擦因数均为u=0.20。重力加速度取g=10m/s2。A、B运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。（1）求弹簧释放后瞬间A、B速度的大小；（2）物块A、B中的哪一个先停止？该物块刚停止时A与B之间的距离是多少？（3）A和B都停止后，A与B之间的距离是多少？参考答案：（1）vA=4.0m/s，vB=1.0m/s；（2）A先停止；0.50m；（3）0.91m；分析】首先需要理解弹簧释放后瞬间的过程内A、B组成的系统动量守恒，再结合能量关系求解出A、B各自的速度大小；很容易判定A、B都会做匀减速直线运动，并且易知是B先停下，至于A是否已经到达墙处，则需要根据计算确定，结合几何关系可算出第二问结果；再判断A向左运动停下来之前是否与B发生碰撞，也需要通过计算确定，结合空间关系，列式求解即可。【详解】（1）设弹簧释放瞬间A和B的速度大小分别为vA、vB，以向右为正，由动量守恒定律和题给条件有0=mAvA-mBvB①②联立①②式并代入题给数据得vA=4.0m/s，vB=1.0m/s（2）A、B两物块与地面间的动摩擦因数相等，因而两者滑动时加速度大小相等，设为a。假设A和B发生碰撞前，已经有一个物块停止，此物块应为弹簧释放后速度较小的B。设从弹簧释放到B停止所需时间为t，B向左运动的路程为sB。，则有④⑤⑥在时间t内，A可能与墙发生弹性碰撞，碰撞后A将向左运动，碰撞并不改变A的速度大小，所以无论此碰撞是否发生，A在时间t内的路程SA都可表示为sA=vAt–⑦联立③④⑤⑥⑦式并代入题给数据得sA=1.75m，sB=0.25m⑧这表明在时间t内A已与墙壁发生碰撞，但没有与B发生碰撞，此时A位于出发点右边0.25m处。B位于出发点左边0.25m处，两物块之间的距离s为s=025m+0.25m=0.50m⑨（3）t时刻后A将继续向左运动，假设它能与静止的B碰撞，碰撞时速度的大小为vA′，由动能定理有⑩联立③⑧⑩式并代入题给数据得

故A与B将发生碰撞。设碰撞后A、B的速度分别为vA′′以和vB′′，由动量守恒定律与机械能守恒定律有

联立式并代入题给数据得

这表明碰撞后A将向右运动，B继续向左运动。设碰撞后A向右运动距离为sA′时停止，B向左运动距离为sB′时停止，由运动学公式

由④式及题给数据得sA′小于碰撞处到墙壁的距离。由上式可得两物块停止后的距离四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，一玻璃球体的半径为R，O为球心，AB为直径。来自B点的光线BM在M点射出，出射光线平行于AB，另一光线BN恰好在N点发生全反射。已知∠ABM=30°，求

（1）玻璃的折射率。

（2）球心到BN的距离.参考答案：17.如图所示，在光滑水平地面上有一质量为2m的长木板，其左端放有一质量为m的重物（可视为质点），重物与长木板之间的动摩擦因数为。开始时，长木板和重物都静止，现在给重物以初速度v0，设长木板撞到前方固定的障碍物前，长木板和重物的速度已经相等。已知长木板与障碍物发生弹性碰撞，为使重物始终不从长木板上掉下来，求长木板的长度L至少为多少？（重力加速度为g）参考答案：碰撞前，长木板和重物的共同速度为v1由动量守恒定律得：

（2分）碰撞后瞬间，长木板以v1反弹，最终两者的共同速度为v2由动量守恒定律得：

（2分）对全过程由功能关系得：

（3分）解得：18.图甲为竖直放置的离心轨道，其中圆轨道的半径r=0．50m，在轨道的最低点A处和最高点B处各安装了一个压力传感器(图中未画出)，小球(可视为质点)从斜轨道的不同高度由静止释放，可测出小球在轨道内侧通过这两点时对轨道的压力FA和FB的大小，g取10m／s2。

(1)若不计小球所受的阻力，且小球恰能过B点，求小球通过A点时速度vA的大小。

(2)若不计小球所受的阻力，小球每次都能通过B点，且FB随FA变化的图线如图乙中的a所示，求小球的质量m。

(3)若小球所受阻力不可忽略，小球的质量m=0．15kg，FB随FA变化的图线如图乙中的b所示，求当FA=16N时，小球从A运动到B的过程中损失的机械能△E。参考答案：解：(1)若小球恰能通过B点，设小球通过B时的速度为vB

根据牛顿第二定律，有：mg=m

(1分)

根据机械能守恒定律有：mvA2=mvB2+mg·2r

(1分)

解得：vA=5m／s

(1分)

(2)根据第(1)问及图乙可知：当小球通过A点时的速度vA=5m／s时，小球对轨道压力的大小FA1=6N

(1分)

设小球通过A点时，轨道对小球支持力的大小为FA2。根据牛顿运动定律，有：

FA1=FA2且FA2－mg=m