湖北省隨州市廣水第二高級中學高三物理上學期期末試卷含解析

湖北省隨州市廣水第二高級中學高三物理上學期期末試卷含解析一、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.如圖所示，一根細線下端拴一個金屬小球P，細線的上端固定在金屬塊Q上，Q放在帶小孔的水平桌面上。小球在某一水平面內(nèi)做勻速圓周運動（圓錐擺）?，F(xiàn)使小球改到一個更高一些的水平面上做勻速圓周運動（圖上未畫出），兩次金屬塊Q都保持在桌面上靜止。則后一種情況與原來相比較，下面的判斷中正確的是（

）A．Q受到桌面的支持力變大

B．Q受到桌面的靜摩擦力變大C．小球P運動的角速度變大D．小球P運動的周期變大參考答案：C2.帶電量與質(zhì)量都相同的兩個粒子，以不同速率垂直于磁感線方向射入同一勻強磁場中，兩粒子運動的軌跡如圖所示，關于兩個粒子的運動速率v、在磁場中的運動時間t及圓周運動周期T、角速度的表達正確的是

A．

B．

C．

D．參考答案：ABD3.把一重為G的物體，用一個水平的推力F=kt（k為恒量，t為時間）壓在豎直且足夠高的平整的墻上，如圖所示，若物體和豎直墻壁間的動摩擦因數(shù)為μ，則從t=0開始有（

）A．物體在運動過程中所受摩擦力等于G時其速度達到最大值B．物體所受摩擦力等于G時，開始做勻速直線運動C．物體在運動過程中所受摩擦力的最大值等于GD．物體在豎直墻上先做加速運動后做減速運動直至靜止，其運動時間為參考答案：A4.如圖甲所示，理想變壓器的原線圈匝數(shù)匝，副線圈匝數(shù)匝，電阻，V是交流電壓表，原線圈加上如圖乙所示的交流電，則下列說法正確的是A.加在原線圈上交流電壓瞬時值的表達式為B.在時，電壓表的示數(shù)為20VC.在時，電壓表的示數(shù)為0D.電阻R上消耗的電功率為0.8W參考答案：D5.(多選)將地面上靜止的貨物豎直向上吊起，貨物由地面運動至最高點的v－t圖象如下圖所示．以下判斷正確的是（

）A．前3s內(nèi)貨物處于超重狀態(tài) B．3s末貨物運動至最高點C．第3s末至第5s末的過程中，貨物靜止

D．前3s內(nèi)與最后2s內(nèi)貨物的平均速度相同參考答案：BD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示是勻強電場中的一組等勢面,若A、B、C、D相鄰兩點間的距離都是2cm,則電場的場強為__________V/m,到A點距離為1.5cm的P點電勢為__________V.參考答案：

(1).;

(2).-2.5;根據(jù)電場線與等勢線垂直，并且由高電勢指向低電勢，作出電場線的分布情況如圖所示．

場強的大小P點到B點的距離為x=0.5cm=0.005m，P點的電勢：φp=-Exsin60°=-×0.005×sin60°V=-2.5V【點睛】解決本題關鍵要理解電場線與等勢線、場強與電勢差的關系、電勢與電勢能的關系等基本關系，注意公式U=Ed中d是兩點沿電場線方向的距離．7.如圖所示，兩個質(zhì)量相等而粗糙程度不同的物體m1和m2，分別固定在一細棒的兩端，放在一傾角為α的斜面上，設m1和m2與斜面的摩擦因數(shù)為μ1和μ2，并滿足tanα=

，細棒的質(zhì)量不計，與斜面不接觸，試求兩物體同時有最大靜摩擦力時棒與斜面上最大傾斜線AB的夾角θ的余弦值（最大靜摩擦力依據(jù)滑動摩擦力公式計算）參考答案：8.某興趣小組用如題1圖所示裝置驗證動能定理．（1）有兩種工作頻率均為50Hz的打點計時器供實驗選用：A．電磁打點計時器B．電火花打點計時器為使紙帶在運動時受到的阻力較小，應選擇_______（選填“A”或“B”）．（2）保持長木板水平，將紙帶固定在小車后端，紙帶穿過打點計時器的限位孔．實驗中，為消除摩擦力的影響，在砝碼盤中慢慢加入沙子，直到小車開始運動．同學甲認為此時摩擦力的影響已得到消除．同學乙認為還應從盤中取出適量沙子，直至輕推小車觀察到小車做勻速運動．看法正確的同學是_____（選填“甲”或“乙”）．（3）消除摩擦力影響后，在砝碼盤中加入砝碼．接通打點計時器電源，松開小車，小車運動．紙帶被打出一系列點，其中的一段如題2圖所示．圖中紙帶按實際尺寸畫出，紙帶上A點的速度vA=______m/s．（4）測出小車的質(zhì)量為M，再測出紙帶上起點到A點的距離為L．小車動能的變化量可用ΔEk=算出．砝碼盤中砝碼的質(zhì)量為m，重力加速度為g；實驗中，小車的質(zhì)量應______（選填“遠大于”“遠小于”或“接近”）砝碼、砝碼盤和沙子的總質(zhì)量，小車所受合力做的功可用W=mgL算出．多次測量，若W與ΔEk均基本相等則驗證了動能定理．參考答案：

(1).B

(2).乙

(3).0.31（0.30~0.33都算對）

(4).遠大于【詳解】(1)為使紙帶在運動時受到的阻力較小，應選電火花打點計時器即B；(2)當小車開始運動時有小車與木板間的摩擦為最大靜摩擦力，由于最大靜摩擦力大于滑動摩擦力，所以甲同學的看法錯誤，乙同學的看法正確；(3)由圖可知，相鄰兩點間的距離約為0.62cm，打點時間間隔為0.02s，所以速度為；(4)對小車由牛頓第二定律有：，對砝碼盤由牛頓第二定律有：聯(lián)立解得：，當時有：，所以應滿足：。9.如圖所示，有若干個相同的小鋼球從斜面的某一位置每隔0.1s無初速度地釋放一顆，連續(xù)釋放若干個小球后，對準斜面上正在滾動的若干小球拍攝到如圖的照片，可得AB＝15cm、BC＝20cm。試求Ａ球上面還有

顆正在滾動的小球。參考答案：2解析：小球運動的加速度。

小球B的速度

B球已運動時間

設在A球上面正在滾動的小球的顆數(shù)為n則顆取整數(shù)n=2顆，即A球上面還有2顆正在滾動的小球。10.一質(zhì)量為M=1.2kg的物塊靜止在光滑水平桌面上，一質(zhì)量為m=20g的子彈以水平速度v0=100m/s射入物塊，在很短的時間內(nèi)以水平速度10m/s穿出．則子彈穿出木塊時，子彈動量改變量的大小為1.8kg?m/s，木塊獲得的水平初速度大小為1.5m/s．參考答案：考點：動量守恒定律．分析：子彈穿過木塊的過程系統(tǒng)動量守恒，應用動量的計算公式與動量守恒定律可以求出動量的該變量與木塊的速度．解答：解：子彈動量的該變量：△p=mv﹣mv0=0.020×10﹣0.020×100=﹣1.8kg?m/s，負號表示方向；子彈穿過木塊過程系統(tǒng)動量守恒，以子彈的初速度方向為正方向，由動量守恒定律得：mv0=mv+Mv′，代入數(shù)據(jù)解得：v′=1.5m/s；故答案為：1.8；1.5．點評：本題考查了求動量的變化量、求速度，應用動量的計算公式、動量守恒定律即可正確解題．11.如圖所示，虛線框內(nèi)存在一沿水平方向、且與紙面垂直的勻強磁場。現(xiàn)通過圖示裝置來測量該磁場的磁感應強度大小、并判定其方向。所用器材已在圖中給出，其中D為位于紙面內(nèi)的U形金屬框，其底邊水平，長度為L，兩側(cè)邊豎直且等長；直流電源電動勢為E，內(nèi)阻為r；R為電阻箱；S為開關。此外還有細沙、天平和若干輕質(zhì)導線。已知重力加速度為g。先將開關S斷開，在托盤內(nèi)加放適量細沙，使D處于平衡狀態(tài)，然后用天平稱出細沙質(zhì)量m1。閉合開關S，將電阻箱阻值調(diào)節(jié)至R1=r，在托盤內(nèi)重新加入細沙，使D重新處于平衡狀態(tài)，用天平稱出此時細沙的質(zhì)量為m2且m2＞m1。（1）磁感應強度B大小為___________，方向垂直紙面____________（選填“向里”或“向外”）；

（2）將電阻箱阻值調(diào)節(jié)至R2=2r，則U形金屬框D_________（選填“向下”或“向上”）加速，加速度大小為___________。六．計算題（共50分）參考答案：（1），向外；（2）向上，12.如圖所示，勻強磁場中有一個電荷量為q的正離子，自a點沿半圓軌道運動，當它運動到b點時，突然吸收了附近若干電子，接著沿另一半圓軌道運動到c點，已知a、b、c點在同一直線上，且ac=ab，電子電荷量為e，電子質(zhì)量可忽略不計，則該離子吸收的電子個數(shù)為（）A． B． C． D．參考答案：B【考點】帶電粒子在勻強磁場中的運動．【專題】定量思想；方程法；比例法；帶電粒子在磁場中的運動專題．【分析】根據(jù)題干中的信息，找出在虛線兩側(cè)運動時的半徑，利用洛倫茲力提供向心力列式，即可解答正離子吸收的電子的個數(shù)．【解答】解：由a到b的過程，軌跡半徑為：r1=…①此過程洛倫茲力提供向心力，有：qvB=m…②在b附近吸收n個電子，因電子的質(zhì)量不計，所以正離子的速度不變，電量變?yōu)閝﹣ne，有b到c的過程中，軌跡半徑為：r2==…③洛倫茲力提供向心力，有：（q﹣ne）vB=m…④聯(lián)立①②③④得：n=選項B正確，ACD錯誤故選：B13.用氦氖激光器進行雙縫干涉實驗，已知所用雙縫間的距離為d=0.1mm，雙縫到屏的距離為L=6.0m，測得屏上干涉條紋中相鄰明條紋的間距是3.8cm，氦氖激光器發(fā)出的紅光的波長是

m；假如把整個干涉裝置放入折射率為的水中，這時屏上的明條紋間距是 cm。(結果保留三位有效數(shù)字)參考答案：三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖所示，在平面直角坐標系中有一個垂直紙面向里的圓形勻強磁場，其邊界過原點O和y軸上的點A（0，L）．一質(zhì)量為m、電荷量為e的電子從A點以初速度v0平行于x軸正方向射入磁場，并從x軸上的B點射出磁場，射出B點時的速度方向與x軸正方向的夾角為60°．求：（1）勻強磁場的磁感應強度B的大?。唬?）電子在磁場中運動的時間t．參考答案：答：（1）勻強磁場的磁感應強度B的大小為；（2）電子在磁場中運動的時間t為考點： 帶電粒子在勻強磁場中的運動；牛頓第二定律；向心力．專題： 帶電粒子在磁場中的運動專題．分析： （1）電子在磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律可以求出磁感應強度．（2）根據(jù)電子轉(zhuǎn)過的圓心角與電子做圓周運動的周期可以求出電子的運動時間．解答： 解：（1）設電子在磁場中軌跡的半徑為r，運動軌跡如圖，可得電子在磁場中轉(zhuǎn)動的圓心角為60°，由幾何關系可得：r﹣L=rcos60°，解得，軌跡半徑：r=2L，對于電子在磁場中運動，有：ev0B=m，解得，磁感應強度B的大小：B=；（2）電子在磁場中轉(zhuǎn)動的周期：T==，電子轉(zhuǎn)動的圓心角為60°，則電子在磁場中運動的時間t=T=；答：（1）勻強磁場的磁感應強度B的大小為；（2）電子在磁場中運動的時間t為．點評： 本題考查了電子在磁場中的運動，分析清楚電子運動過程，應用牛頓第二定律與周期公式即可正確解題．15.（選修模塊3－4）如圖所示是一種折射率n=1.5的棱鏡用于某種光學儀器中?，F(xiàn)有一束光線沿MN的方向射到棱鏡的AB界面上，入射角的大小。求光在棱鏡中傳播的速率及此束光線射出棱鏡后的方向（不考慮返回到AB面上的光線）。

參考答案：解析：由得（1分）

由得，（1分）

由＜，可知C＜45°（1分）

而光線在BC面的入射角＞C，故光線在BC面上發(fā)生全反射后，垂直AC面射出棱鏡。（2分）

四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，從A點以的水平速度拋出一質(zhì)量的小物塊（可視為質(zhì)點），當物塊運動至B點時，恰好沿切線方向進入光滑圓弧軌道BC，經(jīng)圓孤軌道后滑上與C點等高、靜止在粗糙水平面的長木板上，圓弧軌道C端切線水平。已知長木板的質(zhì)量M=4kg,A、B兩點距C點的高度分別為H=0.6m、h=0.15m，R=0.75m，物塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)，長木板與地面間的動摩擦因數(shù)。求：（1）小物塊運動至B點時的速度大小和方向；（2）小物塊滑動至C點時，對圓弧軌道C點的壓力；（3）長木板至少為多長，才能保證小物塊不滑出長木板？參考答案：⑴物塊做平拋運動：H－h(huán)=gt2

（2分）設到達C點時豎直分速度為vy：vy＝gt（1分）=5m/s（1分）方向與水平面的夾角為θ：tanθ＝vy/v0＝3/4，即θ=37°

（1分）⑵從A至C點，由動能定理得mgH=（2分）設C點受到的支持力為FN，則有FN－mg=（1分）由上式可得v2=m/s

FN=47.3N

（1分）根據(jù)牛頓第三定律可知，物塊m對圓弧軌道C點的壓力大小為47.3N（1分）⑶由題意可知小物塊m對長木板的摩擦力f=μ1mg=5N（1分）長木板與地面間的最大靜摩擦力近似等于滑動摩擦力f′=μ2(M+m)g=10N（1分）因f<f′，所以小物塊在長木板上滑動時，長木板靜止不動（1分）小物塊在長木板上做勻減速運動，至長木板右端時速度剛好為0則長木板長度至少為l==2.8m

（2分）17.單板滑雪U型池如圖所示，由兩個完全相同的1/4圓弧滑道AB、CD和水平滑道BC構成，圓弧滑道的半徑R=4m，B、C分別為圓弧滑道的最低點，B、C間的距離s=7.5m，假設某次比賽中運動員經(jīng)過水平滑道B點時水平向右的速度v0=16m/s，運動員從B點運動到C點所用的時間t＝0.5s，從D點躍起時的速度vD=8m/s．設運動員連同滑板的質(zhì)量m=50kg，忽略空氣阻力的影響，已知圓弧上A、D兩點的切線沿豎直方向，重力加速度g取10m/s2．求：

(1)運動員在B點對圓弧軌道的壓力．（2）運動員從D點躍起后在空中完成運動的時間．（3）運動員從C點到D點運動的過程中