山西省太原市愛物中學(xué)高三物理期末試題含解析

山西省太原市愛物中學(xué)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.（單選）如圖所示，質(zhì)量為m的小球，用OB和O′B兩根輕繩吊著，兩輕繩與水平天花板的夾角分別為30°和60°，這時OB繩的拉力大小為F1，若燒斷O′B繩，當(dāng)小球運(yùn)動到最低點C時，OB繩的拉力大小為F2，則F1∶F2等于A．1∶1

B．1∶2

C．1∶3 D．1∶4參考答案：D2.圖甲中的三個裝置均在水平面內(nèi)且處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，足夠長的光滑導(dǎo)軌固定不動，其中圖2中電容器不帶電。現(xiàn)使導(dǎo)體棒ab以水平初速度v0向右運(yùn)動，導(dǎo)體棒ab在運(yùn)動過程中始終與導(dǎo)軌垂直，且接觸良好。某同學(xué)定性畫出了導(dǎo)體棒ab的v-t圖像，如圖乙所示。則他畫出的是（

）A．圖1中導(dǎo)體棒ab的v-t圖象

B．圖2中導(dǎo)體棒ab的v-t圖象C．圖3中導(dǎo)體棒ab的v-t圖象

D．圖2和圖3中導(dǎo)體棒ab的v-t圖象參考答案：B3.物體在萬有引力場中具有的勢能叫做引力勢能。若取兩物體相距無窮遠(yuǎn)時的引力勢能為零，一個質(zhì)量為m0的質(zhì)點到質(zhì)量為M0的引力源中心的距離為r0時，其萬有引力勢能（式中G為引力常數(shù)）。一顆質(zhì)量為m的人造地球衛(wèi)星以半徑為r1的圓形軌道環(huán)繞地球勻速飛行，已知地球的質(zhì)量為M，要使此衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動的軌道半徑增大為r2，則衛(wèi)星上的發(fā)動機(jī)所消耗的最小能量為：（假設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量始終不變，不計空氣阻力及其它星體的影響）：A．

B．C．

D．參考答案：A4.一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，O為波源且t＝0開始沿y軸負(fù)方向起振，如圖所示是t＝0.2s末x＝0至4m范圍內(nèi)的波形圖，虛線右側(cè)的波形未畫出。已知圖示時刻x=2m處的質(zhì)點第一次到達(dá)波峰，則下列判斷中正確的是（

）（A）這列波的周期為0.2s，振幅為10cm（B）這列波的波長為8m，波速為40m/s（C）t＝0.7s末，x＝10m處質(zhì)點的位置坐標(biāo)為（10m，10cm）（D）t＝0.7s末，x＝24m處的質(zhì)點加速度最大且沿y軸負(fù)方向參考答案：AB5.一列以速度v勻速行駛的列車內(nèi)有一水平桌面，桌面上A處有一相對桌面靜止的小球。由于列車運(yùn)動狀態(tài)的改變，車廂中的旅客發(fā)現(xiàn)小球沿如圖（俯視圖）中的虛線從A點運(yùn)動到B點，則由此可以判斷列車的運(yùn)動情況是A．減速行駛，向南轉(zhuǎn)彎

B．減速行駛，向北轉(zhuǎn)彎C．加速行駛，向南轉(zhuǎn)彎

D．加速行駛，向北轉(zhuǎn)彎參考答案：

答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.一汽艇在相距2km的甲乙兩碼頭之間往返航行，逆水時用1.5h，順?biāo)畷r用1h，則往返一次的平均速度為________，平均速率為_________。參考答案：0，0.8km/h7.某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲探究恒力做功與物體動能變化的關(guān)系，他們在實驗室組裝了一套如圖所示的裝置，另外他們還找到打點計時器以及學(xué)生電源、天平、刻度尺、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小桶和沙子若干。并將小車連接上紙帶，用細(xì)線通過滑輪掛上小沙桶。

（1）某同學(xué)的實驗步驟如下：用天平稱量小車的質(zhì)量M和沙與桶的總質(zhì)量m。讓沙桶帶動小車加速運(yùn)動，用打點計時器記錄其運(yùn)動情況，在打點計時器打出的紙帶上取兩點，測出這兩點的間距L，算出這兩點的速度v1與v2。

①本實驗裝置圖（準(zhǔn)備放開小車時刻）中有什么缺點或錯誤？②要完成本實驗，還缺哪些重要實驗步驟？

③本實驗認(rèn)為小車所受合外力等于沙桶重力，則應(yīng)控制的實驗條件是什么？

。

（2）在實驗操作正確的前提下，若挑選的一條點跡清晰的紙帶如下圖所示，已知相鄰兩個點間的時間間隔為T，從A點到B、C、D、E、F點的距離依次為s1、s2、s3、s4、s5（圖中未標(biāo)s3、s4、s5），則由此可求得紙帶上由B點到E點所對應(yīng)過程中，合外力對小車所做的功W=____；該小車動能改變量的表達(dá)式為△EK=

（結(jié)果用題中已知物理量的符號表示）；若滿足

．則動能定理得證。參考答案：8.如圖所示，一物體在平行于斜面向上的恒力F作用下，由靜止從底端沿光滑的斜面向上做勻加速直線運(yùn)動，經(jīng)時間t力F做功為60J，此后撤去恒力F，物體又經(jīng)時間t回到出發(fā)點。若以地面為零勢能點，則當(dāng)物體回到出發(fā)點時的動能為____________J，在撤去恒力F之前，當(dāng)物體的動能為7J時，物體的機(jī)械能為____________J。參考答案：60；28

9.如圖甲所示是一平面上晶體物質(zhì)微粒的排列情況，圖中三條等長線AB、AC、AD上物質(zhì)微粒的數(shù)目不同，由此得出晶體具有

的性質(zhì)。如圖乙所示，液體表面層分子比較稀疏，分子間距離大于分子平衡距離r0，因此表面層分子間作用表現(xiàn)為

。參考答案：

各向異性

；

引力

10.如圖所示，一長為的木板，傾斜放置，傾角為45°，現(xiàn)有一彈性Z球，從與木板上端等高的某處自由釋放，小球落到木板上反彈時，速度大小不變，碰撞前后，速度方向與木板的夾角相等，欲使小球一次碰撞后恰好落到木板下端，則小球釋放點距木板上端的水平距離為___________。參考答案：L/511.B．若兩顆人造地球衛(wèi)星的周期之比為T1∶T2＝2∶1，則它們的軌道半徑之比R1∶R2＝＿＿＿＿，向心加速度之比a1∶a2＝＿＿＿＿。參考答案：∶1

1∶2由開普勒定律，R1∶R2＝∶＝∶1.由牛頓第二定律，G=ma，向心加速度之比a1∶a2＝R22∶R12＝1∶2。12.(8分）（1）如圖在傾角為θ的斜面頂端A處以速度V0水平拋出一小球，落在斜面上的某一點B處，設(shè)空氣阻力不計，求（1）小球從A運(yùn)動到B處所需的時間_________；（2）從拋出開始計時到小球離斜面的距離最大經(jīng)過的時間是_________？參考答案：13.質(zhì)量是2kg的物體，從足夠高處自由落下，經(jīng)過5ｓ重力對物體做功的平均功率是______Ｗ；5s末的瞬時功率是______Ｗ。（取g＝10ｍ／s2）參考答案：500；1000

三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（選修3-3）（6分）如圖所示，用面積為S的活塞在汽缸內(nèi)封閉著一定質(zhì)量的空氣，活塞質(zhì)量為m，在活塞上加一恒定壓力F，使活塞下降的最大高度為?h，已知此過程中氣體放出的熱量為Q，外界大氣壓強(qiáng)為p0，問此過程中被封閉氣體的內(nèi)能變化了多少？

參考答案：解析：由熱力學(xué)第一定律△U=W+Q得

△U=（F+mg+P0S）△h－Q

（6分）15.如圖甲所示，斜面傾角為θ=37°，一寬為d=0.65m的有界勻強(qiáng)磁場垂直于斜面向上，磁場邊界與斜面底邊平行。在斜面上由靜止釋放一矩形金屬線框，線框沿斜面下滑，下邊與磁場邊界保持平行。取斜面底部為重力勢能零勢能面，從線框開始運(yùn)動到恰好完全進(jìn)入磁場的過程中，線框的機(jī)械能E和位移x之間的關(guān)系如圖乙所示，圖中①、②均為直線段。已知線框的質(zhì)量為M=0.1kg，電阻為R=0.06Ω．（取g=l0m·s-2,sin37°=0.6,

cos37°=0.8)求：(1)線框與斜面間的動摩擦因數(shù)μ；(2)線框剛進(jìn)入磁場到恰好完全進(jìn)入磁場所用的時間t：(3)線框穿越磁場的過程中，線框中的最大電功率Pm。參考答案：0.5；1/6s；0.54W【詳解】（1）由能量守恒定律，線框減小的機(jī)械能等于克服摩擦力做功，則其中x1=0.36m；解得μ=0.5（2）金屬線框進(jìn)入磁場的過程中，減小的機(jī)械能等于克服摩擦力和安培力做的功，機(jī)械能均勻減小，因此安培力也是恒力，線框做勻速運(yùn)動，速度為v1v12=2ax1解得a=2m/s2v1=1.2m/s其中

x2為線框的側(cè)邊長，即線框進(jìn)入磁場過程中運(yùn)動的距離，可求出x2=0.2m，則（3）線框剛出磁場時速度最大，線框內(nèi)電功率最大由可求得v2=1.8m/s根據(jù)線框勻速進(jìn)入磁場時：可得FA=0.2N又因為可得將v2、B2L2帶入可得：四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖（a）輪軸的輪半徑為2r，軸半徑為r，它可以繞垂直于紙面的光滑水平軸O轉(zhuǎn)動，圖（b）為輪軸的側(cè)視圖．輪上繞有細(xì)線，線下端系一質(zhì)量為M的重物，軸上也繞有細(xì)線，線下端系一質(zhì)量為m的金屬桿．在豎直平面內(nèi)有間距為L的足夠長平行金屬導(dǎo)軌PQ、MN，在QN之間連接有阻值為R的電阻，其余電阻不計．磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌平面垂直．開始時金屬桿置于導(dǎo)軌下端，將重物由靜止釋放，重物最終能勻速下降，運(yùn)動過程中金屬桿始終與導(dǎo)軌接觸良好．（1）當(dāng)重物M勻速下降時，細(xì)繩對金屬桿m的拉力T多大？（2）重物M勻速下降的速度v多大？（3）對一定的B，取不同的M，測出相應(yīng)的M作勻速運(yùn)動時的v值，得到實驗圖線如圖（c），圖中畫出了磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B1和B2時的兩條實驗圖線，根據(jù)實驗結(jié)果計算比值．參考答案：考點： 導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢；法拉第電磁感應(yīng)定律．專題： 電磁感應(yīng)與電路結(jié)合．分析： （1）重物勻速下降時，金屬桿勻速上升，合力都是為零．由滑輪與力的關(guān)系得：Mg?2r=T?r對重物也進(jìn)行受力分析，即可得出細(xì)繩對金屬桿的拉力；（2）首先根據(jù)輪軸原理，得出M與金屬桿的速度關(guān)系．重物最終勻速下降，金屬桿勻速上升，對金屬桿進(jìn)行受力分析得出金屬桿的受力關(guān)系，即可求解重物M勻速下降的速度；（3）根據(jù)第1題v的表達(dá)式，分析v﹣M圖象的斜率，結(jié)合圖象求出斜率，即可得到B1和B2的比值．解答： 解：（1）金屬棒達(dá)到勻速運(yùn)動時，重物也勻速運(yùn)動，對于重物，有T=Mg又有滑輪與力的關(guān)系得：Mg?2r=T?rT=2Mg

…①（2）金屬棒達(dá)到勻速運(yùn)動時，由平衡條件得：

對于金屬桿，有T=F1+mg

…②桿所受的安培力：F1=BIL…③回路中的感應(yīng)電流為…④桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：E=BLv由③④⑤得：…⑤通過滑輪的繩子兩端，M與m之間的速度關(guān)系：vM=2vm…⑥由①②⑥可求速度：…⑦（3）由⑦式得出v﹣M的函數(shù)關(guān)系式：vM=kM+b，從圖象上獲取數(shù)據(jù)，得到直線B1的斜率：vM=kM+b，所以：可見由圖線可得同理：故有：，所以得：答：（1）當(dāng)重物M勻速下降時，細(xì)繩對金屬桿m的拉力T是2Mg；（2）重物M勻速下降的速度；（3）圖中畫出了磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B1和B2時的兩條實驗圖線，根據(jù)實驗結(jié)果計算比值=點評： 本題中運(yùn)用F=BIL、I=、E=BLv推導(dǎo)安培力的表達(dá)式是求解的關(guān)鍵步驟，再運(yùn)用數(shù)學(xué)知識分析圖象的信息，得到B1和B2的比值，中等難度．17.一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉在可導(dǎo)熱的氣缸內(nèi)，活塞相對于底部的高度為h，可沿氣缸無摩擦地滑動。取一小盒沙子緩慢地倒在活塞的上表面上。沙子倒完時，活塞下降了h/4。再取相同質(zhì)量的一小盒沙子緩慢地倒在活塞的上表面上。外界大氣的壓強(qiáng)和溫度始終保持不變，求此次沙子倒完時活塞距氣缸底部的高度。參考答案：18.如圖所示，裝置BO′O可繞豎直軸O′O轉(zhuǎn)動，可視為質(zhì)點的小球A與兩細(xì)線連接后分別系于B、C兩點，裝置靜時細(xì)線AB水平，細(xì)線AC與豎直方向的夾角θ=37o.已知小球的質(zhì)量m=1kg，細(xì)線AC長L＝1m，B點距轉(zhuǎn)軸的水平和距C點豎直距離相等.（重力加速度g取10m/s2，sin37o=0.6，cos37o=0.8）（1）若裝置勻速轉(zhuǎn)動的角速度為ω1時，細(xì)線AB上的張力為0而細(xì)線AC與豎直方向的夾角仍為37°，求角速度ω1的大小；（2）若裝置勻速轉(zhuǎn)動的角速度為ω2時，細(xì)線AB剛好豎直，且張力為0，求此時角速度ω2的大?。唬?）裝置可以以不同的角速度勻速轉(zhuǎn)動，試通過計算在坐標(biāo)圖中畫出細(xì)線AC上張力T隨角速度的平方ω2變化的關(guān)系圖像．參考答案：（