山西省晉中市太谷縣侯城鄉(xiāng)第二中學高三物理上學期期末試卷含解析

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.（多選題）如圖，質量為m的小球從斜軌道高h處由靜止滑下，然后沿豎直圓軌道的內(nèi)側運動．已知圓軌道的半徑為R，不計一切摩擦阻力，重力加速度為g．則下列說法正確的是（）A．當h=2R時，小球恰好能到達最高點MB．當h=2R時，小球在圓心等高處P時對軌道壓力為2mgC．當h≤R時，小球在運動過程中不會脫離軌道D．當h=R時，小球在最低點N時對軌道壓力為2mg參考答案：BC【考點】向心力；牛頓第二定律．【分析】使小球能夠通過圓軌道最高點M，那么小球在最高點時應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的最小的速度，再由機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回運動．【解答】解：A、在圓軌道的最高點M，由牛頓第二定律有：mg=m，得：v0=根據(jù)機械能守恒得：mgh=mg?2R+解得：h=2.5R，故A錯誤．B、當h=2R時，小球在圓心等高處P時速度為v，根據(jù)機械能守恒得：mg?2R=mgR+小球在P時，有：N=m聯(lián)立解得N=2mg，則知小球在圓心等高處P時對軌道壓力為2mg，故B正確．C、當h≤R時，根據(jù)機械能守恒得知小球在圓軌道上圓心下方軌道上來回運動，在運動過程中不會脫離軌道，故C正確．D、當h=R時，設小球在最低點N時速度為v′，則有：mgR=在圓軌道最低點，有：N′﹣mg=m解得：N′=3mg，則小球在最低點N時對軌道壓力為3mg，故D錯誤．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，其總長度為，底端固定一勁度系數(shù)為k、原長為的輕彈簧，彈簧另一端與質量為m的物體相連接，物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ隨距底端O點的距離x變化關系如圖乙所示，假設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力(sin37°=0.6，cos37°=0.8)．下列說法正確的是A．不論k為何值，物體都不能靜止在斜面中點B．若，物體只能靜止在斜面中點以下某處C．若，物體只能靜止在斜面中點以上某處D．若，物體能靜止在斜面中點上、下某處參考答案：ABD3.（單選）如圖所示，長方體發(fā)電導管的前后兩個側面是絕緣體，上下兩個側面是電阻可忽略的導體電極，兩極板間距為d,極板面積為S,兩個電極與可變電阻R相連，在垂直前后側面的方向上，有—勻強磁場，磁感應強度大小為B．發(fā)電導管內(nèi)有電阻率為的高溫電離氣體，氣體以速度v向右流動，由于運動的電離氣體，受到磁場的作用，將產(chǎn)生大小不變的電動勢。若不氣體流動時的阻力A.通過電阻R的電流方向為b→aB．若只增大極板間距d，發(fā)電導管的內(nèi)電阻一定減小C.若只增大氣體速度v，發(fā)電導管產(chǎn)生的電動勢一定增大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.為研究太陽系內(nèi)行星的運動，需要知道太陽的質量，已知地球半徑為R，地球質量為m，太陽與地球中心間距為r，地球表面的重力加速度為g地球繞太陽公轉的周期為T．則太陽的質量為（）A． B．C． D．參考答案：D【考點】萬有引力定律及其應用．【分析】地球繞太陽公轉，知道了軌道半徑和公轉周期利用萬有引力提供向心力可列出等式．根據(jù)地球表面的萬有引力等于重力列出等式，聯(lián)立可求解．【解答】解：設T為地球繞太陽運動的周期，則由萬有引力定律和動力學知識得：=根據(jù)地球表面的萬有引力等于重力得：對地球表面物體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動，它們的v-t圖象如圖所示,以下說法正確的是：A.在t1時刻之前兩車已經(jīng)相遇

B.在t1時刻之后兩車才能相遇

C。在t1時刻兩車相遇

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16分6.16．如圖甲所示，是某同學驗證動能定理的實驗裝置。其步驟如下：a．易拉罐內(nèi)盛上適量細沙，用輕繩通過滑輪連接在小車上，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，測出易拉罐和細沙的質量m及小車質量M。c．取下細繩和易拉罐后，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。已知打點計時器的打點頻率為f，重力加速度為g。d．改變細沙質量，重復a、b、c實驗步驟。（1）步驟c中小車所受的合外力為________________。（2）為驗證從O→C過程中小車合外力做功與小車動能變化的關系，測出BD間的距離為x0，OC間距離為x1，則C點的速度為________。需要驗證的關系式為______________________________(用所測物理量的符號表示)。（3）用加細沙的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，它的優(yōu)點是________。A．可以獲得更大的加速度以提高實驗精度B．可以更容易做到m?MC．可以更方便地獲取多組實驗數(shù)據(jù)參考答案：①mg

②

mgx1＝

Cks5u7.做勻加速直線運動的物體，在第3s內(nèi)運動的位移為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末的瞬時速度是

m/s。參考答案：2

36

158.如圖所示，在點電荷+Q的電場中有A、B兩點，將兩正電荷a和b，其中他們的質量4ma=mb，電量2qa=qb，分別從A點由靜止釋放到達B點時，它們的速度大小之比為．參考答案：解：對ab從A到B得過程中分別運用動能定理得：

①②又因為質量4ma=mb，電量2qa=qb，由解得：=故答案為：：19.用一根細繩，一端系住一個質量為m的小球，另一端懸在光滑水平桌面上方h處，繩長l大于h，使小球在桌面上做如右圖所示的勻速圓周運動.若使小球不離開桌面，其轉速最大值是

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量相等的長木板甲和乙上，然后放于光滑的水平桌面上．開始時使甲獲得水平向右、大小為3m/s的速度，乙同時獲得水平向左、大小為2m/s的速度．當乙的速度減為零時，甲的速度為1m/s，方向水平向右．參考答案：：解：設水平向右為正，磁鐵與長木板的總質量為m，根據(jù)動量守恒定律得：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豎直向上拋出一質量為m的球，設球在運動過程中受到的空氣阻力與其速率成正比關系，它運動的速率隨時間變化的規(guī)律如圖所示，在t1時刻到達最高點，再落回地面，落地時速率為v1，且落地前球已做勻速運動。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.某同學利用圖甲所示的實驗裝置，探究物塊在水平桌面上的運動規(guī)律。物塊在重物的牽引下開始運動，重物落地后，物塊再運動一段距離停在桌面上（尚未到達滑輪處）。從紙帶上便于測量的點開始，每5個點取1個計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的距離如圖議所示。打點計時器電源的頻率為50Hz。（1）通過分析紙帶數(shù)據(jù)，可判斷物塊在相鄰計數(shù)點

和

之間某時刻開始減速。（2）物塊減速運動過程中加速度的大小為=

m/s2，若用來計算物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)（g為重力加速度），則計算結果比動摩擦因數(shù)的真實值

（填“偏大”或“偏小”）。參考答案：6

和

7

，

2.0

m/s2

。

偏大

13.某同學用左下圖所示的裝置來探究加速度與力、質量的關系。裝置屮小車J^量為W,鉤碼的總質量為/?

‘①為了盡可能減少摩擦力的影響，計時器最好選用_____式打點計吋器(選填“電磁”或“電火花”）。在沒有鉤碼拖動下，需要將長木扳的右端

,使小車拖動紙帶穿過計時器時能_____②

在_____的條件下，可以認為細繩對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系。③在此實驗中，此同學先接通計時器的電源，再放開小車，小車拖動紙帶運動而得到右上圖所示的一條紙帶，其中0點為小車開始運動吋打下的第一點，A、B、C為紙帶上選定的三個相鄰的計數(shù)點，相鄰的計數(shù)點之間有四個點沒有標出，用刻度尺測得A、B、C三計數(shù)點到O點的距離分別為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）

勻速直線運動（或均勻打點）（2分）②m《M(或鉤碼的總質量遠小于小車的質量)（2分）

M(或小車的質量)（2分）③0.95（2分）三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（簡答）如圖13所示,滑塊A套在光滑的堅直桿上,滑塊A通過細繩繞過光滑滑輪連接物塊B,B又與一輕質彈贊連接在一起，輕質彈簧另一端固定在地面上,’開始用手托住物塊.使繩子剛好伸直處于水平位位置但無張力?，F(xiàn)將A由靜止釋放.當A下滑到C點時(C點圖中未標出)A的速度剛好為零，此時B還沒有到達滑輪位置，已知彈簧的勁度系數(shù)k=100N/m,滑輪質量和大小及摩擦可忽略不計，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的質量mA(2)若滑塊A質量增加一倍,其他條件不變，仍讓滑塊A從靜止滑到C點,則滑塊A到達C點時A、B的速度大小分別是多少？參考答案：（1）

（2）

（3），功能關系．解析：（1）開始繩子無張力，對B分析有kx1=mBg，解得：彈簧的壓縮量x1=0.1m（1分）當物塊A滑到C點時，根據(jù)勾股定理繩伸出滑輪的長度為0.5m，則B上升了0.2m,所以彈簧又伸長了0.1m。（1分）由A、B及彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，又彈簧伸長量與壓縮量相等則彈性勢能變化量為零所以mAgh1=mBgh2（2分）其中h1=0.4m，h2=0.2m所以mA=0.5kg（1分）（2）滑塊A質量增加一倍，則mA=1kg，令滑塊到達C點時A、B的速度分別為v1和v2

由A、B及彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒得（2分）又有幾何關系可得AB的速度關系有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度，再根據(jù)幾何知識求出物體B上升的距離，從而可求出彈簧伸長的長度，然后再根據(jù)能量守恒定律即可求解物體A的質量；題（2）的關鍵是根據(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）試通過分析比較，具有相同動能的中子和電子的物質波波長的大小。參考答案：粒子的動量，物質波的波長由，知，則。解析：物質波的的波長為，要比較波長需要將中子和電子的動量用動能表示出來即，因為，所以，故。四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，在傾角為θ的粗糙斜面上，一個質量為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.靜電場方向平行于x軸，其電勢φ隨x的分布可簡化為如圖所示的折線，圖中φ0和d為已知量。一個帶負電的粒子在電場中以x=0為中心，沿x軸方向做周期性運動。已知該粒子質量為m、電量為-q，其動能與電勢能之和為－A（0<A<qφ0）。忽略重力。求：（1）粒子所受電場力的大?。唬?）粒子的運動區(qū)間；（3）粒子的運動周期。

參考答案：（1）由圖可知，0與d（或-d）兩點間的電勢差為φ0電場強度的大小

（3分）電場力的大小

（3分）（2）設粒子在[-x0，x0]區(qū)間內(nèi)運動，速率為v，由題意得：

由圖可知

由上二式得

（3分）因動能非負，有

得

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

由勻加速直線運動

（2分）

粒子運動周期

（2分）

18.如圖所示，虛線左側有一場強為E1=E的勻強電場，在兩條平行的虛線MN和PQ之間存在著寬為L、電場強度為E2=2E的勻強電場，在虛線PQ右側相距也為L處有一與電場E2平行的屏．現(xiàn)將一電子（電荷量e,質量為m）無初速度放入電場E1中的A點，最后打在右側的屏上，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