湖北省武漢市新洲第三中學高三物理期末試題含解析

湖北省武漢市新洲第三中學高三物理期末試題含解析一、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.（多選）在xOy平面上以O為圓心、半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)，存在磁感應強度為B的勻強磁場，磁場方向垂直于xOy平面．一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子，從原點O以初速度v沿y軸正方向開始運動，經(jīng)時間t后經(jīng)過x軸上的P點，此時速度與x軸正方向成θ角，如圖所示．不計重力的影響，則下列關系一定成立的是（）A．若r＜，則0°＜θ＜90°B．若r≥，則t≥C．若t=，則r=D．若r=，則t=參考答案：考點：帶電粒子在勻強磁場中的運動．專題：帶電粒子在磁場中的運動專題．分析：根據(jù)帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動的過程中，洛倫茲力提供向心力，即可求出粒子運動的半徑與周期；結合幾何關系即可求得其他．解答：解：粒子在磁場中運動時，洛倫茲力提供向心力，得：所以粒子在磁場中運動的半徑：粒子運動的周期：A、若r＜2R=，則粒子運動的軌跡如圖1，粒子從第一象限射出磁場，射出磁場后做直線運動，所以0°＜θ＜90°．故A正確；B、C、D、若r≥2R=，則粒子運動的軌跡如圖2，粒子一定是垂直與x軸經(jīng)過x軸，所以粒子在第一象限中運動的時間是半個周期，所以t==．故BC錯誤，D正確．故選：AD點評：帶電粒子在磁場中由洛倫茲力提供做勻速圓周運動，同時結合數(shù)學幾何關系來構建長度關系．注意運動圓弧的半徑與磁場半徑的區(qū)別．2.(多選)如圖所示，直線a和曲線b分別是在平直公路上由同一地點出發(fā)行駛的汽車a和b的位移時間(x－t)圖線。由圖可知A．a(chǎn)車做直線運動，b車做曲線運動B．在時刻t2，a、b兩車運動方向相反C．在t1到t2這段時間內(nèi)，b車的速率一直比a車的速率大D．在t1到t2這段時間內(nèi)(不含t1

t2)，b在a的前方參考答案：BD3.木星有一顆叫做“HELENE”的衛(wèi)星，它繞木星做圓周運動的軌道半徑和月球繞地球的軌道半徑大致相同，而公轉周期卻是月球繞地球公轉周期的十分之一。由此可推測．木星質(zhì)量大約是地球質(zhì)量的多少倍（

）

A．10倍

B．1×102倍

C．1×103倍

D．1×104倍參考答案：

答案：B

4.物體在勻速下降過程中遇到水平方向吹來的風，若風速越大，則物體（

）A．下落的時間越短

B．下落的時間越長C．落地時的速度越小

D．落地時速度越大參考答案：D5.（單選）若戰(zhàn)機從航母上起飛滑行的距離相同，牽引力相同，則A．攜帶彈藥越多，加速度越大B.加速度相同，與攜帶彈藥的多少無關C.攜帶燃油越多，獲得的起飛速度越大D．攜帶彈藥越多，滑行時間越長參考答案：D二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示，地面上某區(qū)域存在著勻強電場，其等勢面與地面平行等間距．一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電小球以水平方向的初速度v0由等勢線上的O點進入電場區(qū)域，經(jīng)過時間t，小球由O點到達同一豎直平面上的另一等勢線上的P點．已知連線OP與水平方向成45°夾角，重力加速度為g，則OP兩點的電勢差為________．參考答案：7.磁電式電流表（表頭）最基本的組成部分是磁鐵和放在磁鐵兩極之間的線圈，由于線圈的導線很細，允許通過的電流很弱，所以在使用時還要擴大量程．已知某一表頭G，內(nèi)阻Rg=30Ω，滿偏電流Ig=5mA，要將它改裝為量程為0～3A的電流表，所做的操作是并聯(lián)（填“串”或者“并”）一個0.05Ω的電阻．參考答案：考點：磁電式電表原理．分析：把電流表改裝成大量程電流表，應給電流表并聯(lián)一個電阻，阻值R并=，I為量程．解答：解：改裝成電流表是要擴大電流的量程，使用并聯(lián)電路的分流原理；要并聯(lián)的阻值為：R并===0.05Ω；故答案為：并，0.05．點評：改裝成電流表要并聯(lián)電阻分流，電阻值等于滿偏電壓除以所分最大電流，改裝成電壓表要串聯(lián)電阻分壓，電阻值等于量程除以滿偏電流減去原內(nèi)阻．8.現(xiàn)要驗證“當合外力一定時，物體運動的加速度與其質(zhì)量成反比”這一物理規(guī)律。給定的器材如下：一傾角可以調(diào)節(jié)的長斜面（如圖）、小車、計時器一個、刻度尺、天平、砝碼、鉤碼若干。實驗步驟如下（不考慮摩擦力的影響），在空格中填入適當?shù)墓交蛭淖帧＂儆锰炱綔y出小車的質(zhì)量m②讓小車自斜面上方一固定點A1從靜止開始下滑到斜面底端A2，記下所用的時間t。③用刻度測量A1與A2之間的距離s。則小車的加速度a＝

。④用刻度測量A1相對于A2的高度h。則小車所受的合外力F＝

。⑤在小車中加鉤碼，用天平測出此時小車與鉤碼的總質(zhì)量m，同時改變h，使m與h的乘積不變。測出小車從A1靜止開始下滑到斜面底端A2所需的時間t。請說出總質(zhì)量與高度的乘積不變的原因______________________________。⑥多次測量m和t，以m為橫坐標，以

（填t或t2）為縱坐標，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作圖。如能得到一條____________線，則可驗證“當合外力一定時，物體運動的加速度與其質(zhì)量成反比”這一規(guī)律。參考答案：③

④；⑤為了使各次測量中，小車所受的合外力不變；⑥t；過原點的傾斜直線

9.如圖所示，物理興趣小組用如圖測物塊A與桌面間動摩擦因數(shù)μ，按圖連接好裝置，托住A，繩恰繃直．由P點靜止釋放，B落地后不反彈，最終m停在Q點．測出B下落高度h，和PQ間距離s．已知A．B質(zhì)量均為m，則μ=

，若考慮定滑輪的轉動的動能，測量值____真實值．（選填偏大、不變、偏?。﹨⒖即鸢福海黄蟆究键c】探究影響摩擦力的大小的因素．【分析】在B下落過程中，對整體受力分析，根據(jù)動能定理求得落地的速度，B落地后，對A受力分析，根據(jù)動能定理，即可求得摩擦因數(shù)；由于在運動過程中有空氣阻力，即可判斷【解答】解：在B落地瞬間前，在整個過程中根據(jù)動能定理可知B落地后，對A有動能定理可知聯(lián)立解得μ=由于在下落過程中沒有考慮空氣阻力，故測量值比真實值偏大故答案為：；偏大10.某同學設計了如圖所示的裝置來探究加速度與力的關系．彈簧測力計固定在一合適的木板上，桌面的右邊緣固定一支表面光滑的鉛筆以代替定滑輪，細繩的兩端分別與彈簧測力計的掛鉤和礦泉水瓶連接．在桌面上畫出兩條平行線MN、PQ，并測出間距d.開始時將木板置于MN處，現(xiàn)緩慢向瓶中加水，直到木板剛剛開始運動為止，記下彈簧測力計的示數(shù)F0，以此表示滑動摩擦力的大小．再將木板放回原處并按住，繼續(xù)向瓶中加水后，記下彈簧測力計的示數(shù)F1，然后釋放木板，并用秒表記下木板運動到PQ處的時間t.

(1)木板的加速度可以用d、t表示為a＝____________；為了減小測量加速度的偶然誤差可以采用的方法是(一種即可)__________．(2)改變瓶中水的質(zhì)量重復實驗，確定加速度a與彈簧測力計示數(shù)F1的關系．下列圖象能表示該同學實驗結果的是____________．

(3)用加水的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，它的優(yōu)點是________．A．可以改變滑動摩擦力的大小B．可以更方便地獲取多組實驗數(shù)據(jù)C．可以比較精確地測出摩擦力的大小D．可以獲得更大的加速度以提高實驗精度參考答案：(1)由于木板做初速度為零的勻加速直線運動，由d＝at2，得加速度a＝，減小偶然誤差的常用方法是多次測量，求平均值．(2)由牛頓第二定律可得F1－F0＝ma，解得a＝.此實驗要求水的質(zhì)量必須遠小于木板的質(zhì)量．當?shù)V泉水瓶中水的質(zhì)量逐漸增大到一定量后，圖象將向下彎曲，所以能夠表示該同學實驗結果的圖象是圖C(3)由于水的質(zhì)量可以幾乎連續(xù)變化，所以可以比較精確地測出摩擦力的大小，可以方便地獲取多組實驗數(shù)據(jù)，所以選項B、C正確．11.客運電梯簡化模型如圖甲所示，電梯的加速度a隨時間t變化的關系如圖乙所示。已知電梯在t=0時由靜止開始上升，電梯總質(zhì)最m=2.0×103kg，忽略一切阻力。電梯在上升過程中受到的最大拉力F=

N，電梯在前2s內(nèi)的速度改變量△v=

m/s。參考答案：2.2×104，1.512.重的木塊用水平力壓在豎直墻上靜止不動，已知，木塊與墻的動摩擦因數(shù)，此時墻對木塊的摩擦力的大小是___；若撤去力F，木塊沿墻下滑，則此時墻對木塊的摩擦力大小是____。參考答案：10N

013.如圖所示的電路中，電源電動勢E=6V，內(nèi)電阻r=1Ω，M為一小電動機，其內(nèi)部線圈的導線電阻RM=2Ω。R為一只保護電阻，R=3Ω。電動機正常運轉時，電壓表（可當作理想電表）的示數(shù)為1.5V，則電源的輸出功率為

W，電動機的輸出功率為Ｗ。

參考答案：2.5；1.5

15三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.質(zhì)量為m=4kg的小物塊靜止于水平地面上的A點，現(xiàn)用F=10N的水平恒力拉動物塊一段時間后撤去，物塊繼續(xù)滑動一段位移停在B點，A、B兩點相距x=45m，物塊與地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2．g取10m/s2．求：（1）撤去力F后物塊繼續(xù)滑動的時間t；（2）物塊在力F作用過程發(fā)生的位移x1的大?。畢⒖即鸢福海?）撤去力F后物塊繼續(xù)滑動的時間為3s；（2）物塊在力F作用過程發(fā)生的位移x1的大小36m解：設F作用時間為t1，之后滑動時間為t，前段加速度大小為a1，后段加速度大小為a2（1）由牛頓第二定律可得：F﹣μmg=ma1μmg=ma2且：a1t1=a2t可得：a1=0.5m/s2，a2=2m/s2，t1=4t（a1t12+a2t2）=x解得：t=3s（2）由（1）可知，力F作用時間t1=4t=12x1=a1t12==36m答：（1）撤去力F后物塊繼續(xù)滑動的時間為3s；（2）物塊在力F作用過程發(fā)生的位移x1的大小36m15.（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。現(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16.2011年3月11日，日本大地震以及隨后的海嘯給日本帶來了巨大的損失．災后某中學的部分學生組成了一個課題小組，對海嘯的威力進行了模擬研究，他們設計了如下的模型：如圖甲,在水平地面上放置一個質(zhì)量為m=4kg的物體，讓其在隨位移均勻減小的水平推力作用下運動，推力F隨位移x變化的圖象如圖乙所示，已知物體與地面之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.5，g=10m/s2．（1）運動過程中物體的最大加速度為多少？（2）在距出發(fā)點什么位置時物體的速度達到最大？（3）物體在水平面上運動的最大位移是多少？參考答案：（1）20m/s2

（2）3.2m（3）10m17.如圖所示，條形區(qū)域Ⅰ和Ⅱ內(nèi)分別存在方向垂直于紙面向外和向里的勻強磁場，磁感應強度B的大小均為0.3T，AA′、BB′、CC′、DD′為磁場邊界，它們相互平行，條形區(qū)域的長度足夠長，磁場寬度及BB′、CC′之間的距離d=1m。一束帶正電的某種粒子從AA′上的O點以沿與AA′成60°角、大小不同的速度射入磁場，當粒子的速度小于某一值v0時，粒子在區(qū)域Ⅰ內(nèi)的運動時間t0=4×10-6s；當粒子速度為v1時，剛好垂直邊界BB′射出區(qū)域Ⅰ。取π≈3，不計粒子所受重力。求：（1）粒子的比荷；（2）速度v0和v1的大小；（3）速度為v1的粒子從O到DD′所用的時間。

參考答案：（1）若粒子的速度小于某一值v0時，則粒子不能從BB′離開區(qū)域Ⅰ，只能從AA′邊離開區(qū)域Ⅰ，無論粒子速度大小，在區(qū)域Ⅰ中運動的時間相同，軌跡如圖所示（圖中只畫了一個粒子的軌跡）。粒子在區(qū)域Ⅰ內(nèi)做圓周運動的圓心角為=240°，運動時間（3分）又（2分）解得

C/kg或C/kg

(2分)（2）當粒子速度為v0時，粒子在區(qū)域I內(nèi)的運動軌跡剛好與BB′邊界相切，此時有R0+R0sin=d

(2分)，又

(1分)得m/s(1分)當粒子速度為v1時，剛好垂直邊界BB′射出區(qū)域Ⅰ，此時軌跡所對圓心角φ2=