2021年河北省邯鄲市武安第四中學(xué)高三物理上學(xué)期期末試題含解析

2021年河北省邯鄲市武安第四中學(xué)高三物理上學(xué)期期末試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.我國自行研制發(fā)射的“風(fēng)云一號”“風(fēng)云二號”氣象衛(wèi)星的軌道是不同的.“風(fēng)云一號”是極地圓形軌道衛(wèi)星，其軌道平面與赤道平面垂直，周期為12h;“風(fēng)云二號”是同步軌道衛(wèi)星，其圓軌道平面就是赤道平面，周期為24h.兩顆衛(wèi)星相比(

)A.“風(fēng)云一號”離地面較高

B.“風(fēng)云一號”角速度較小C.“風(fēng)云二號”向心加速度較大

D.“風(fēng)云二號”線速度較小

參考答案：D2.（多選）如圖所示，發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后經(jīng)點火,使其沿橢圓軌道2運行，最后再次點火,將衛(wèi)星送入同步軌道3.軌道1、2相切于Q點，軌道2、3相切于P點（如圖所示）則當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3軌道正常運行時，以下說法正確的是A．衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率B．衛(wèi)星在軌道3上的角速度小于在軌道1上的角速度C．衛(wèi)星在軌道1上的經(jīng)過Q點時的加速度大于它在軌道2上經(jīng)過Q點時的加速度D．衛(wèi)星在軌道2上的經(jīng)過P點時的加速度等于它在軌道3上經(jīng)過P點時的加速度 參考答案：．BD。根據(jù)知A錯，B對；離地心距離相同的點受到地球的萬有引力相同，加速度相同，C錯，D對。3.放在水平地面上的物體受到水平拉力的作用，在0~6s內(nèi)其速度與時間圖象和拉力的功率與時間圖象如圖所示，則物體的質(zhì)量為（取g=10m/s2）A．

B．

C．

D．參考答案：B4.x軸上有兩個點電荷Q1和Q2，Q1和Q2之間各點對應(yīng)的電勢高低如圖中曲線所示,p點位于這兩個點電荷位置連線中點右側(cè).下列判斷中正確的是

A．電勢最低的P點所在處的電場強(qiáng)度為零B．Q1和Q2一定是同種電荷，但不一定是正電荷C．Q1所帶電量值一定大于Q2所帶電量值[來源:學(xué)|科|網(wǎng)Z|X|X|K]D．Q1和Q2之間各點的電場方向都指向P點參考答案：ACD5.如圖所示,地面上A、B兩處的中點處有一點光源S，甲觀察者站在光源旁,乙觀察者乘坐速度為v（接近光速）的光火箭沿AB方向飛行.兩觀察者身邊各有一只事先在地面校準(zhǔn)了的相同的時鐘.下列對相關(guān)現(xiàn)象的描述中，正確的是（

）A.甲測得的AB間的距離大于乙測得的AB間的距離B.甲認(rèn)為飛船中的鐘變慢了，乙認(rèn)為甲身邊的鐘變快了C.甲測得光速為c，乙測得的光速為c-vD.當(dāng)光源S發(fā)生一次閃光后，甲認(rèn)為A、B兩處同時接收到閃光，乙則認(rèn)為A先接收到閃光參考答案：A【分析】利用相對論的重要結(jié)論，如時間變慢、長度收縮假說、質(zhì)速關(guān)系式和質(zhì)能關(guān)系式分析現(xiàn)象.【詳解】A．由愛因斯坦的長度收縮原理，可知運動的速度v越大，測出的距離越短，則乙測得的AB間的距離小于甲測得的AB間的距離；故A正確.B．由時間變慢假說，可知運動的速度v越大，時間變慢，即乙測得的時間變長；故B錯誤.C．根據(jù)愛因斯坦的光速不變原理，可知甲乙在兩種不同的參考系里測出的光速都為c；故C錯誤.D．甲乙在兩種不同的參考系里測出的光速都為c,距離恒定，則AB兩處都是同時接收到閃光；故D錯誤.故選A.【點睛】本題考查了愛因斯坦的相對論知識，明確不同參考系中光速不變，在接近光速的參考系中時間變慢，長度變短，質(zhì)量變大.二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示，將一定質(zhì)量的氣體密封在燒瓶內(nèi)，燒瓶通過細(xì)玻璃管與注射器和裝有水銀的U形管連接，最初豎直放置的U形管兩臂中的水銀柱等高，燒瓶中氣體體積為400ml，現(xiàn)用注射器緩慢向燒瓶中注水，穩(wěn)定后兩臂中水銀面的高度差為25cm，已知大氣壓強(qiáng)為75cmHg柱，不計玻璃管中氣體的體積，環(huán)境溫度不變，求：

①共向玻璃管中注入了多大體積的水？

②此過程中氣體____（填“吸熱”或“放熱”），氣體的內(nèi)能

（填“增大”、“減小”或“不變”）參考答案：7.在研究彈簧的形變與外力的關(guān)系的實驗中，將彈簧水平放置測出其自然長度，然后豎直懸掛讓其自然下垂，在其下端豎直向下施加外力F，實驗過程是在彈簧的彈性限度內(nèi)進(jìn)行的.用記錄的外力F與彈簧的形變量作出的F－圖線如下圖1所示，由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為

。圖線不過原點的原因是由于

。參考答案：8.（4分）如圖所示，圖甲為熱敏電阻R的電阻值隨溫度變化的圖象，圖乙為用此熱敏電阻R和繼電器組成的一個簡單恒溫箱溫控電路，繼電器線圈的電阻為=99，當(dāng)線圈的電流大于或等于20mA時，繼電器的銜鐵被吸合。為繼電器線圈供電的電池的電動勢E=9.0V，內(nèi)阻r=1。圖中的“電源”是恒溫箱加熱器的電源．問：

(1)應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在

（填“A、B端”或“C、D端”)；

(2)如果要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持50℃，可變電阻的阻值應(yīng)調(diào)節(jié)為

。參考答案：

答案：(1)A、B；(2)2609.汽車的速度計顯示的是

的大小。（填“瞬時速度”或“平均速度”）參考答案：瞬時速度10.如圖8-13所示，質(zhì)量為0.1g的小球，帶有5×10－4C的正電荷，套在一根與水平成37o的細(xì)長絕緣桿上，球與桿間的動摩擦因數(shù)為0.5，桿所在空間有磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.4T的勻強(qiáng)磁場，小球由靜止開始下滑的最大加速度為

m/s2，最大速率為______多少？（g=10m/s2）參考答案：6m/s2

=10m/s11.(6分)質(zhì)量為2kg的物體在水平面上運動時,受到與運動方向相同的拉力F的作用,物體與地面之間的動摩擦因數(shù)為0.4,在拉力由10N逐漸減小到零但物體仍在運動的過程中,F為

N時物體的加速度的大小最大,為

m/s2；當(dāng)F為

N時，物體的速度最大。(g=10m/s2)參考答案：

0，4，812.氣墊導(dǎo)軌可以在導(dǎo)軌和滑塊之間形成一薄層空氣膜，使滑塊和導(dǎo)軌間的摩擦幾乎為零，如圖所示，讓滑塊從氣墊導(dǎo)軌是某一高度下滑，滑塊上的遮光片的寬度為s，當(dāng)遮光片通過電門時與光電門相連的數(shù)字毫秒器顯示遮光時間為t，則庶光片通過光電門的平均速度為v= （1）關(guān)于這個平均速度，有如下討論： A．這個平均速度不能作為實驗中遮光片通過光電門時滑塊的瞬時速度 B．理論上，遮光片寬度越窄，遮光片通過光電門的平均越接近瞬時速度 C．實驗中所選遮光片并非越窄越好，還應(yīng)考慮測量時間的精確度，遮光片太窄，時間測量精度就會降低，所測瞬時速度反而不準(zhǔn)確 D．實驗中，所選遮光片越寬越好，這樣時間的測量較準(zhǔn)，得到的瞬時速度將比較準(zhǔn)確，這些討論中，正確的是：

； （2）利用這一裝置可驗證機(jī)械能守桓定律。滑塊和遮光片總質(zhì)量記為M（kg），若測出氣墊導(dǎo)軌總長L0、遮光片的寬度s，氣墊導(dǎo)軌兩端到桌面的高度差h、滑塊從由靜止釋放到經(jīng)過光時門時下滑的距離L和遮光時間t，這一過程中：滑塊減少的重力勢能的表達(dá)式為：

，滑塊獲得的動能表達(dá)式為：

；參考答案：（1）BC

（2）

知道光電門測量滑塊瞬時速度的原理，能根據(jù)已知的運動學(xué)公式求出速度進(jìn)而計算物體的動能是解決本題的關(guān)鍵。13.2009年諾貝爾物理學(xué)獎得主威拉德·博伊爾和喬治·史密斯主要成就是發(fā)明了電荷耦合器件（CCD）圖像傳感器。他們的發(fā)明利用了愛因斯坦的光電效應(yīng)原理。如圖所示電路可研究光電效應(yīng)規(guī)律。圖中標(biāo)有A和K的為光電管，其中K為陰極，A為陽級。理想電流計可檢測通過光電管的電流，理想電壓表用來指示光電管兩端的電壓?，F(xiàn)接通電源，用光子能量為10.5eV的光照射陰極K，電流計中有示數(shù)，若將滑動變阻器的滑片P緩慢向右滑動，電流計的讀數(shù)逐漸減小，當(dāng)滑至某一位置時電流計的讀數(shù)恰好為零，讀出此時電壓表的示數(shù)為6.0V；現(xiàn)保持滑片P位置不變，光電管陰極材料的逸出功為________，若增大入射光的強(qiáng)度，電流計的讀數(shù)________（填“為零”或“不為零”）。參考答案：4.5eV

為零三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.在做研究勻變速直線運動運動實驗中。首先調(diào)整好儀器，接通打點計時器的電源，松開小車，使小車下滑。打點計時器會在紙帶上打出一系列小點。下圖是某同學(xué)實驗中獲得的一條紙帶。(1)已知打點計時器電源頻率為50Hz，則紙帶上打相鄰兩點的時間間隔為_①______S。（2）ABCD是紙帶上四個計數(shù)點，每兩個相鄰計數(shù)點間有四個點沒有畫出。從圖中讀出A、B兩點間距s=__②______cm；C點對應(yīng)的速度是__③________m/s；勻變速直線運動的加速度a=_______④____m/s2(v、a的計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。參考答案：（1）①0.02

S（2）②

0.70

cm③

0.100

m/s④

1.00m/s2。15.（4分）為了研究原子的結(jié)構(gòu)，盧瑟福和他的同事做了如圖所示的α粒子散射實驗，金箔是圖中的________，顯微鏡是圖中的________。（選填“A”、“B”、“C”或“D”）參考答案：答案：B；D四、計算題：本題共3小題，共計47分16.一物體以4m/s的速度滑上光滑斜面做勻減速直線運動,途經(jīng)A、B兩點，已知物體在A點時的速度是B點時速度的2倍，由B點再經(jīng)過0.5s物體滑到頂點C點時速度恰好為零,已知AB=75cm,求：（1）斜面的長度；（2）物體由底端D點滑到B點時所需要的時間。參考答案：解:(1)A-B過程:

B-C過程:由

得斜面長度(2)由

17.如圖所示，AB為固定在豎直平面內(nèi)粗糙傾斜軌道，BC為光滑水平軌道，CD為固定在豎直平面內(nèi)的光滑圓弧軌道，且AB與BC通過一小段光滑弧形軌道相連，BC與弧CD相切．已知AB長為L=10m，傾角θ=37°，BC長s=4m，CD弧的半徑為R=2m，O為其圓心，∠COD=143°．整個裝置處在水平向左的勻強(qiáng)電場中，電場強(qiáng)度大小為E=1×103N/C．一質(zhì)量為m=0.4kg、電荷量為q=+3×10-3C的物體從A點以初速度vA=15m/s沿AB軌道開始運動．若物體與軌道AB間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2，物體運動過程中電荷量不變．求：

（1）物體在AB軌道上運動時，重力和電場力對物體所做的總功；

（2）物體到達(dá)B點的速度；

（3）通過計算說明物體能否到達(dá)D點．參考答案：解析：：（1）物體所受重力和電場力的合力大小為合力與豎直方向的夾角為α，則：得：α=37°即合力與軌道AB垂直，所以物體在軌道AB上運動時重力和電場力對物體做的總功為W=0（2）在AB段上物體所受摩擦力：對AB段運動使用動能定理：解得：（3）D點為CD軌道上的等效最高點，設(shè)物體能到D點，其速度為vD對物體由B到D的過程由動能定理得：解得：設(shè)物體恰能到D點時速度為v0，由牛頓第二定律得：解得故因此物體恰好能到達(dá)D點18.如圖，將邊長為L，質(zhì)量為M，總電阻為r的正方形銅框abcd豎直向上拋出，穿過寬度為h，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，磁場方向水平且與銅框平面垂直，銅框向上ab邊離開磁場時的速度剛好是dc邊進(jìn)入磁場時速度的一半，銅框離開磁場后繼續(xù)上升一段高度，然后落下，并勻速進(jìn)入磁場，整個過程中始終存在大小恒定的空氣阻力f，且銅框不發(fā)生轉(zhuǎn)動，求：（1）銅框在下落階段勻速進(jìn)入磁場的速度v2。

（2）銅框在上升階段通過磁場產(chǎn)生的焦耳熱Q。參考答案：解：（1）線框下落階段勻速進(jìn)入磁場時，F(xiàn)+

f

=Mg