山西省晉中市太谷縣侯城鄉(xiāng)第二中學(xué)高三物理上學(xué)期期末試卷含解析

山西省晉中市太谷縣侯城鄉(xiāng)第二中學(xué)高三物理上學(xué)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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.（多選題）如圖，質(zhì)量為m的小球從斜軌道高h(yuǎn)處由靜止滑下，然后沿豎直圓軌道的內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)．已知圓軌道的半徑為R，不計(jì)一切摩擦阻力，重力加速度為g．則下列說(shuō)法正確的是（）A．當(dāng)h=2R時(shí)，小球恰好能到達(dá)最高點(diǎn)MB．當(dāng)h=2R時(shí)，小球在圓心等高處P時(shí)對(duì)軌道壓力為2mgC．當(dāng)h≤R時(shí)，小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不會(huì)脫離軌道D．當(dāng)h=R時(shí)，小球在最低點(diǎn)N時(shí)對(duì)軌道壓力為2mg參考答案：BC【考點(diǎn)】向心力；牛頓第二定律．【分析】使小球能夠通過(guò)圓軌道最高點(diǎn)M，那么小球在最高點(diǎn)時(shí)應(yīng)該是恰好是由物體的重力作為物體的向心力，由向心力的公式可以求得此時(shí)的最小的速度，再由機(jī)械能守恒可以求得高度h．球不脫離軌道，也可在圓軌道上圓心下方軌道上來(lái)回運(yùn)動(dòng)．【解答】解：A、在圓軌道的最高點(diǎn)M，由牛頓第二定律有：mg=m，得：v0=根據(jù)機(jī)械能守恒得：mgh=mg?2R+解得：h=2.5R，故A錯(cuò)誤．B、當(dāng)h=2R時(shí)，小球在圓心等高處P時(shí)速度為v，根據(jù)機(jī)械能守恒得：mg?2R=mgR+小球在P時(shí)，有：N=m聯(lián)立解得N=2mg，則知小球在圓心等高處P時(shí)對(duì)軌道壓力為2mg，故B正確．C、當(dāng)h≤R時(shí)，根據(jù)機(jī)械能守恒得知小球在圓軌道上圓心下方軌道上來(lái)回運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不會(huì)脫離軌道，故C正確．D、當(dāng)h=R時(shí)，設(shè)小球在最低點(diǎn)N時(shí)速度為v′，則有：mgR=在圓軌道最低點(diǎn)，有：N′﹣mg=m解得：N′=3mg，則小球在最低點(diǎn)N時(shí)對(duì)軌道壓力為3mg，故D錯(cuò)誤．故選：BC．2.（多選）如圖甲，傾角為37°的斜面是由一種特殊材料制作而成，其總長(zhǎng)度為，底端固定一勁度系數(shù)為k、原長(zhǎng)為的輕彈簧，彈簧另一端與質(zhì)量為m的物體相連接，物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ隨距底端O點(diǎn)的距離x變化關(guān)系如圖乙所示，假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力(sin37°=0.6，cos37°=0.8)．下列說(shuō)法正確的是A．不論k為何值，物體都不能靜止在斜面中點(diǎn)B．若，物體只能靜止在斜面中點(diǎn)以下某處C．若，物體只能靜止在斜面中點(diǎn)以上某處D．若，物體能靜止在斜面中點(diǎn)上、下某處參考答案：ABD3.（單選）如圖所示，長(zhǎng)方體發(fā)電導(dǎo)管的前后兩個(gè)側(cè)面是絕緣體，上下兩個(gè)側(cè)面是電阻可忽略的導(dǎo)體電極，兩極板間距為d,極板面積為S,兩個(gè)電極與可變電阻R相連，在垂直前后側(cè)面的方向上，有—?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．發(fā)電導(dǎo)管內(nèi)有電阻率為的高溫電離氣體，氣體以速度v向右流動(dòng)，由于運(yùn)動(dòng)的電離氣體，受到磁場(chǎng)的作用，將產(chǎn)生大小不變的電動(dòng)勢(shì)。若不氣體流動(dòng)時(shí)的阻力A.通過(guò)電阻R的電流方向?yàn)閎→aB．若只增大極板間距d，發(fā)電導(dǎo)管的內(nèi)電阻一定減小C.若只增大氣體速度v，發(fā)電導(dǎo)管產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)一定增大D.若只增大電阻R的阻值，則電阻R消耗的電功率一定增大參考答案：C4.為研究太陽(yáng)系內(nèi)行星的運(yùn)動(dòng)，需要知道太陽(yáng)的質(zhì)量，已知地球半徑為R，地球質(zhì)量為m，太陽(yáng)與地球中心間距為r，地球表面的重力加速度為g地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期為T．則太陽(yáng)的質(zhì)量為（）A． B．C． D．參考答案：D【考點(diǎn)】萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用．【分析】地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)，知道了軌道半徑和公轉(zhuǎn)周期利用萬(wàn)有引力提供向心力可列出等式．根據(jù)地球表面的萬(wàn)有引力等于重力列出等式，聯(lián)立可求解．【解答】解：設(shè)T為地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的周期，則由萬(wàn)有引力定律和動(dòng)力學(xué)知識(shí)得：=根據(jù)地球表面的萬(wàn)有引力等于重力得：對(duì)地球表面物體m′有=m′g兩式聯(lián)立得M=故選D．5.（單選）甲乙兩車在公路上從同地出發(fā)沿同一方向做直線運(yùn)動(dòng)，它們的v-t圖象如圖所示,以下說(shuō)法正確的是：A.在t1時(shí)刻之前兩車已經(jīng)相遇

B.在t1時(shí)刻之后兩車才能相遇

C。在t1時(shí)刻兩車相遇

D.兩車不可能相遇參考答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.16．如圖甲所示，是某同學(xué)驗(yàn)證動(dòng)能定理的實(shí)驗(yàn)裝置。其步驟如下：a．易拉罐內(nèi)盛上適量細(xì)沙，用輕繩通過(guò)滑輪連接在小車上，小車連接紙帶。合理調(diào)整木板傾角，讓小車沿木板勻速下滑。b．取下輕繩和易拉罐，測(cè)出易拉罐和細(xì)沙的質(zhì)量m及小車質(zhì)量M。c．取下細(xì)繩和易拉罐后，換一條紙帶，接通電源，讓小車由靜止釋放，打出的紙帶如圖乙(中間部分未畫出)，O為打下的第一點(diǎn)。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率為f，重力加速度為g。d．改變細(xì)沙質(zhì)量，重復(fù)a、b、c實(shí)驗(yàn)步驟。（1）步驟c中小車所受的合外力為_(kāi)_______________。（2）為驗(yàn)證從O→C過(guò)程中小車合外力做功與小車動(dòng)能變化的關(guān)系，測(cè)出BD間的距離為x0，OC間距離為x1，則C點(diǎn)的速度為_(kāi)_______。需要驗(yàn)證的關(guān)系式為_(kāi)_____________________________(用所測(cè)物理量的符號(hào)表示)。（3）用加細(xì)沙的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，它的優(yōu)點(diǎn)是________。A．可以獲得更大的加速度以提高實(shí)驗(yàn)精度B．可以更容易做到m?MC．可以更方便地獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)參考答案：①mg

②

mgx1＝

Cks5u7.做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體，在第3s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移為10m，第5s內(nèi)的位移是14m，則物體的加速度大小為m/s2，前5s內(nèi)的位移是m，第5s末的瞬時(shí)速度是

m/s。參考答案：2

36

158.如圖所示，在點(diǎn)電荷+Q的電場(chǎng)中有A、B兩點(diǎn)，將兩正電荷a和b，其中他們的質(zhì)量4ma=mb，電量2qa=qb，分別從A點(diǎn)由靜止釋放到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，它們的速度大小之比為．參考答案：解：對(duì)ab從A到B得過(guò)程中分別運(yùn)用動(dòng)能定理得：

①②又因?yàn)橘|(zhì)量4ma=mb，電量2qa=qb，由解得：=故答案為：：19.用一根細(xì)繩，一端系住一個(gè)質(zhì)量為m的小球，另一端懸在光滑水平桌面上方h處，繩長(zhǎng)l大于h，使小球在桌面上做如右圖所示的勻速圓周運(yùn)動(dòng).若使小球不離開(kāi)桌面，其轉(zhuǎn)速最大值是

參考答案：10.如圖所示，將兩根完全相同的磁鐵分別固定在質(zhì)量相等的長(zhǎng)木板甲和乙上，然后放于光滑的水平桌面上．開(kāi)始時(shí)使甲獲得水平向右、大小為3m/s的速度，乙同時(shí)獲得水平向左、大小為2m/s的速度．當(dāng)乙的速度減為零時(shí)，甲的速度為1m/s，方向水平向右．參考答案：：解：設(shè)水平向右為正，磁鐵與長(zhǎng)木板的總質(zhì)量為m，根據(jù)動(dòng)量守恒定律得：mv1+mv2=mv33m﹣2m=mv3代入數(shù)據(jù)得：v3=1m/s，方向水平向右．故答案為：1m/s，水平向右．11.從地面以初速度v0豎直向上拋出一質(zhì)量為m的球，設(shè)球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的空氣阻力與其速率成正比關(guān)系，它運(yùn)動(dòng)的速率隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示，在t1時(shí)刻到達(dá)最高點(diǎn)，再落回地面，落地時(shí)速率為v1，且落地前球已做勻速運(yùn)動(dòng)。則球受到的空氣阻力與其速率之比k=___________，球上升的最大高度H=_________________。參考答案：，12.某同學(xué)利用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，探究物塊在水平桌面上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。物塊在重物的牽引下開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，重物落地后，物塊再運(yùn)動(dòng)一段距離停在桌面上（尚未到達(dá)滑輪處）。從紙帶上便于測(cè)量的點(diǎn)開(kāi)始，每5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖議所示。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為50Hz。（1）通過(guò)分析紙帶數(shù)據(jù)，可判斷物塊在相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)

和

之間某時(shí)刻開(kāi)始減速。（2）物塊減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度的大小為=

m/s2，若用來(lái)計(jì)算物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)（g為重力加速度），則計(jì)算結(jié)果比動(dòng)摩擦因數(shù)的真實(shí)值

（填“偏大”或“偏小”）。參考答案：6

和

7

，

2.0

m/s2

。

偏大

13.某同學(xué)用左下圖所示的裝置來(lái)探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。裝置屮小車J^量為W,鉤碼的總質(zhì)量為/?

‘①為了盡可能減少摩擦力的影響，計(jì)時(shí)器最好選用_____式打點(diǎn)計(jì)吋器(選填“電磁”或“電火花”）。在沒(méi)有鉤碼拖動(dòng)下，需要將長(zhǎng)木扳的右端

,使小車拖動(dòng)紙帶穿過(guò)計(jì)時(shí)器時(shí)能_____②

在_____的條件下，可以認(rèn)為細(xì)繩對(duì)小車的拉力近似等于鉤碼的總重力，在控制_____不變的情況下，可以探究加速度與力的關(guān)系。③在此實(shí)驗(yàn)中，此同學(xué)先接通計(jì)時(shí)器的電源，再放開(kāi)小車，小車拖動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)而得到右上圖所示的一條紙帶，其中0點(diǎn)為小車開(kāi)始運(yùn)動(dòng)吋打下的第一點(diǎn)，A、B、C為紙帶上選定的三個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有標(biāo)出，用刻度尺測(cè)得A、B、C三計(jì)數(shù)點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為xA=42.05cm，xB=51.55cm,xC=62.00cm,則小車的加速度大小為a=_____m/s2參考答案：①電火花（1分）

墊高（1分）

勻速直線運(yùn)動(dòng)（或均勻打點(diǎn)）（2分）②m《M(或鉤碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量)（2分）

M(或小車的質(zhì)量)（2分）③0.95（2分）三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（簡(jiǎn)答）如圖13所示,滑塊A套在光滑的堅(jiān)直桿上,滑塊A通過(guò)細(xì)繩繞過(guò)光滑滑輪連接物塊B,B又與一輕質(zhì)彈贊連接在一起，輕質(zhì)彈簧另一端固定在地面上,’開(kāi)始用手托住物塊.使繩子剛好伸直處于水平位位置但無(wú)張力?，F(xiàn)將A由靜止釋放.當(dāng)A下滑到C點(diǎn)時(shí)(C點(diǎn)圖中未標(biāo)出)A的速度剛好為零，此時(shí)B還沒(méi)有到達(dá)滑輪位置，已知彈簧的勁度系數(shù)k=100N/m,滑輪質(zhì)量和大小及摩擦可忽略不計(jì)，滑輪與桿的水平距離L=0.3m,AC距離為0.4m，mB=lkg,重力加速度g=10m/s2。試求：(1)滑'塊A的質(zhì)量mA(2)若滑塊A質(zhì)量增加一倍,其他條件不變，仍讓滑塊A從靜止滑到C點(diǎn),則滑塊A到達(dá)C點(diǎn)時(shí)A、B的速度大小分別是多少？參考答案：（1）

（2）

（3），功能關(guān)系．解析：（1）開(kāi)始繩子無(wú)張力，對(duì)B分析有kx1=mBg，解得：彈簧的壓縮量x1=0.1m（1分）當(dāng)物塊A滑到C點(diǎn)時(shí)，根據(jù)勾股定理繩伸出滑輪的長(zhǎng)度為0.5m，則B上升了0.2m,所以彈簧又伸長(zhǎng)了0.1m。（1分）由A、B及彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，又彈簧伸長(zhǎng)量與壓縮量相等則彈性勢(shì)能變化量為零所以mAgh1=mBgh2（2分）其中h1=0.4m，h2=0.2m所以mA=0.5kg（1分）（2）滑塊A質(zhì)量增加一倍，則mA=1kg，令滑塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)A、B的速度分別為v1和v2

由A、B及彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒得（2分）又有幾何關(guān)系可得AB的速度關(guān)系有vAcosθ=vB（1分）其中θ為繩與桿的夾角且cosθ=0.8解得：（1分）（1分）（1）首先由物體靜止條件求出彈簧壓縮的長(zhǎng)度，再根據(jù)幾何知識(shí)求出物體B上升的距離，從而可求出彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度，然后再根據(jù)能量守恒定律即可求解物體A的質(zhì)量；題（2）的關(guān)鍵是根據(jù)速度合成與分解規(guī)律求出物體B與A的速度關(guān)系，然后再根據(jù)能量守恒定律列式求解即可．15.（4分）試通過(guò)分析比較，具有相同動(dòng)能的中子和電子的物質(zhì)波波長(zhǎng)的大小。參考答案：粒子的動(dòng)量，物質(zhì)波的波長(zhǎng)由，知，則。解析：物質(zhì)波的的波長(zhǎng)為，要比較波長(zhǎng)需要將中子和電子的動(dòng)量用動(dòng)能表示出來(lái)即，因?yàn)?，所以，故。四、?jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，在傾角為θ的粗糙斜面上，一個(gè)質(zhì)量為m的物體被水平力F推著靜止于斜面上，物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，且μ＜tanθ，求力F的取值范圍。參考答案：17.靜電場(chǎng)方向平行于x軸，其電勢(shì)φ隨x的分布可簡(jiǎn)化為如圖所示的折線，圖中φ0和d為已知量。一個(gè)帶負(fù)電的粒子在電場(chǎng)中以x=0為中心，沿x軸方向做周期性運(yùn)動(dòng)。已知該粒子質(zhì)量為m、電量為-q，其動(dòng)能與電勢(shì)能之和為－A（0<A<qφ0）。忽略重力。求：（1）粒子所受電場(chǎng)力的大小；（2）粒子的運(yùn)動(dòng)區(qū)間；（3）粒子的運(yùn)動(dòng)周期。

參考答案：（1）由圖可知，0與d（或-d）兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為φ0電場(chǎng)強(qiáng)度的大小

（3分）電場(chǎng)力的大小

（3分）（2）設(shè)粒子在[-x0，x0]區(qū)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)，速率為v，由題意得：

由圖可知

由上二式得

（3分）因動(dòng)能非負(fù)，有

得

（3分）（3）考慮粒子從-x0處開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的四分之一周期根據(jù)牛頓第二定律，粒子的加速度

由勻加速直線運(yùn)動(dòng)

（2分）

粒子運(yùn)動(dòng)周期

（2分）

18.如圖所示，虛線左側(cè)有一場(chǎng)強(qiáng)為E1=E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在兩條平行的虛線MN和PQ之間存在著寬為L(zhǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度為E2=2E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在虛線PQ右側(cè)相距也為L(zhǎng)處有一與電場(chǎng)E2平行的屏．現(xiàn)將一電子（電荷量e,質(zhì)量為m）無(wú)初速度放入電場(chǎng)E1中的A點(diǎn)，最后打在右側(cè)的屏上，AO連線與屏垂直，垂足為O,求：(1)電子從釋放到打到屏上所用