河北省承德市市第二中學(xué)高三物理上學(xué)期期末試題含解析

河北省承德市市第二中學(xué)高三物理上學(xué)期期末試題含解析一、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(xiàng)符合題意1.（多選）一斜劈被兩個小樁A和B固定在光滑的水平地面上，然后在斜面上放一物體C，如圖3所示．下列判斷正確的是()A．若A和B均未受到斜劈的擠壓，則C一定處于靜止?fàn)顟B(tài)B．若A和B均未受到斜劈的擠壓，則C可能在沿斜面勻速下滑C．若只有A受到斜劈的擠壓，則C一定在沿斜面加速下滑D．若只有B受到斜劈的擠壓，則C可能在沿斜面加速下滑參考答案：BD2.（多選題）如圖1所示，一輕彈簧下端固定在水平面上，上端放置一小物體，小物體處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)對小物體施一豎直向上的拉力F，使小物體向上做勻加速直線運(yùn)動，拉力F與物體位移x的關(guān)系如圖2所示，a、b、c均為已知量，重力加速度為g，彈簧始終在彈性限度內(nèi)．則下列結(jié)論正確的是（）A．開始時彈簧的壓縮量為cB．物體與彈簧分離時，彈簧處于壓縮狀態(tài)C．物體的加速度大小為D．物體從開始運(yùn)動到離開彈簧的過程經(jīng)過的時間為參考答案：AD【考點(diǎn)】牛頓第二定律；胡克定律．【分析】物體一直勻加速上升，從圖象可以看出，物體與彈簧分離后，拉力為b；剛開始物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，重力和彈力二力平衡；拉力為a時，彈簧彈力和重力平衡，合力等于拉力，彈簧壓縮量為c；根據(jù)以上條件列式分析即可．【解答】解：A、剛開始物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，重力和彈力二力平衡，彈簧的壓縮量：x=c，故A正確．B、物體與彈簧分離時，彈簧恢復(fù)原長，故B錯誤；C、開始時，由平衡條件得：mg=kx①拉力F1為a時，彈簧彈力和重力平衡，合力等于拉力，根據(jù)牛頓第二定律有：F1+kx﹣mg=ma′②物體與彈簧分離后，拉力F2為b，根據(jù)牛頓第二定律有：F2﹣mg=ma′③解得，物體的質(zhì)量：m=，彈簧的勁度系數(shù)：k=，加速度：a′=，故C錯誤；D、從物體開始運(yùn)動到離開彈簧過程，物體的位移為：c，由勻變速直線運(yùn)動的位移公式得：c=a′t2，解得，運(yùn)動時間：t=，故D正確；故選：AD3.如圖，在光滑水平面上放著質(zhì)量分別為m和2m的A、B兩個物塊，現(xiàn)用外力緩慢向左推B使彈簧壓縮，此過程中推力做功W。然后撤去外力，則（

）

A．從開始到A離開墻面的過程中，墻對A的沖量為0

B．當(dāng)A離開墻面時，B的動量大小為

C．A離開墻面后，A的最大速度為

D．A離開墻面后，彈簧的最大彈性勢能為參考答案：CD物塊A離開墻面前墻對A有彈力，這個彈力雖然不做功，但對A有沖量，因此系統(tǒng)機(jī)械能守恒而動量不守恒，選項(xiàng)A錯誤；撤去力F后，B向右運(yùn)動，彈簧彈力逐漸減小，當(dāng)彈簧恢復(fù)原長時，A開始脫離墻面，這一過程機(jī)械能守恒，即滿足：

①，當(dāng)A離開墻面時，B的動量大小為，選項(xiàng)B錯誤；A脫離墻面后速度逐漸增加，B速度逐漸減小，此過程中彈簧逐漸伸長，當(dāng)A、B速度相同時，彈簧彈性勢能最大，這一過程系統(tǒng)動量和機(jī)械能均守恒，有：動量守恒：2mvB=（m+2m）v

②，機(jī)械能守恒：EPmax=(2m)-(m+2m)v2

③，由①②③可解得：EPmax=，所以D正確；由于A脫離墻面后系統(tǒng)動量和機(jī)械能均守恒，有，，解得，又，故A離開墻面后，A的最大速度為選項(xiàng)C正確。4.如圖所示，一固定光滑桿與水平方向夾角為θ，將一質(zhì)量為m1的小環(huán)套在桿上，通過輕繩懸掛一個質(zhì)量為m2的小球，靜止釋放后，小環(huán)與小球保持相對靜止以相同的加速度a一起下滑，此時繩子與豎直方向夾角為β，則下列說法正確的是(

)A.桿對小環(huán)的作用力大于m1g+m2g

B.m1不變，則m2越大，β越小C.θ＝β，與m1、m2無

D.若桿不光滑，β可能大于θ

參考答案：C5.（單選題）如圖所示，某段滑雪雪道傾角為30°，總質(zhì)量為m（包括雪具在內(nèi)）的滑雪運(yùn)動員從距底端高為h處的雪道上由靜止開始勻加速下滑，加速度為g/3，在他從上向下滑到底端的過程中，下列說法正確的是（

）A．運(yùn)動員減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能B．運(yùn)動員獲得的動能為mgh/3C．運(yùn)動員克服摩擦力做功為2mgh/3D．下滑過程中系統(tǒng)減少的機(jī)械能為mgh/3參考答案：D二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.已知地球的質(zhì)量為M，萬有引力恒量為G，地球半徑為R．用以上各量表示，在地球表面附近運(yùn)行的人造地球衛(wèi)星的第一宇宙速度v=．參考答案：解：設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量是m，地球的第一宇宙速度是v，由牛頓第二定律可得：G=m，解得：v=；故答案為：．7.（19分）（1）同學(xué)們利用如題6圖1所示方法估測反應(yīng)時間。首先，甲同學(xué)捏住直尺上端，使直尺保持豎直狀態(tài)，直尺零刻度線位于乙同學(xué)的兩指之間。當(dāng)乙看見甲放開直尺時，立即用手指捏直尺，若捏住位置的刻度讀數(shù)為，則乙同學(xué)的反應(yīng)時間為

（重力加速度為）。基于上述原理，某同學(xué)用直尺制作測量反應(yīng)時間的工具，若測量范圍為0～0.4s，則所用直尺的長度至少為

cm（取10m/s2）；若以相等時間間隔在該直尺的另一面標(biāo)記出表示反應(yīng)時間的刻度線，則每個時間間隔在直尺上對應(yīng)的長度是

的（選填“相等”或“不相等”）.參考答案：，80，不相等試題分析：①在人的反應(yīng)時間內(nèi)直尺做自由落體運(yùn)動，有，解得；②反應(yīng)時間最長為，需要直尺的長度為；③自由落體運(yùn)動從計時開始連續(xù)相等時間的位移為1:4:9:16，而相等時間內(nèi)的位移為1:3:5:7，故長度不相等?？键c(diǎn)：本題考查研究自由落體運(yùn)動的規(guī)律。8.一枚靜止時長30m的火箭以0.6c的速度從觀察者的身邊掠過，火箭上的人測得火箭的長度為

m，觀察者測得火箭的長度為

m。參考答案：30m，24m9.1905年愛因斯坦提出的狹義相對論是以狹義相對性原理和

這兩條基本假設(shè)為前提的；在相對于地面以0.8c運(yùn)動的光火箭上的人觀測到地面上的的生命進(jìn)程比火箭上的生命進(jìn)程要（填快或慢）。參考答案：光速不變原理，慢10.如圖甲所示，利用打點(diǎn)計時器測量小車沿斜面下滑時所受阻力的示意圖，小車拖在斜面上下滑時，打出的一段紙帶如圖乙所示，其中O為小車開始運(yùn)動時打出的點(diǎn)。設(shè)在斜面上運(yùn)動時所受阻力恒定。(1)已知打點(diǎn)計時器使用的交流電頻率為50Hz，則小車下滑的加速度α=

▲

m/s2，打E點(diǎn)時小車速度=

▲

m/s（均取兩位有效數(shù)字）。(2)為了求出小車在下滑過程中所受的阻力，可運(yùn)用牛頓運(yùn)動定律或動能定理求解，在這兩種方案中除知道小車下滑的加速度a、打E點(diǎn)時速度、小車質(zhì)量m、重力加速度g外，利用米尺還需要測量哪些物理量，列出阻力的表達(dá)式。方案一：需要測量的物理量

▲

，阻力的表達(dá)式（用字母表示）

▲

；方案二：需要測量的物理量

▲

，阻力的表達(dá)式（用字母表示）

▲

。參考答案：量斜面的長度L和高度H,

(前1分,后2分)

方案二:測量斜面長度L和高度H,還有紙帶上OE距離S,11.用圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證牛頓第二定律．①完成平衡摩擦力的相關(guān)內(nèi)容：（i）取下砂桶，把木板不帶滑輪的一端墊高，接通打點(diǎn)計時器電源，

（選填“靜止釋放”或“輕推”）小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動．（ii）如果打出的紙帶如圖(b)所示，則應(yīng)

（選填“增大”或“減小”）木板的傾角，反復(fù)調(diào)節(jié)，直到紙帶上打出的點(diǎn)跡

，平衡摩擦力才完成．②某同學(xué)實(shí)驗(yàn)時得到如圖(c)所示的a—F圖象，則該同學(xué)驗(yàn)證的是：在

條件下，

成正比．參考答案：（2）（10分）①（i）輕推（ii）減小，間隔均勻（之間的距離大致相等）②小車質(zhì)量一定，它的加速度與其所受的合力成正比．12.如圖所示，一豎直輕桿上端可以繞水平軸O無摩擦轉(zhuǎn)動，輕桿下端固定一個質(zhì)量為m的小球，力F=mg垂直作用于輕桿的中點(diǎn)，使輕桿由靜止開始轉(zhuǎn)動，若轉(zhuǎn)動過程保持力F始終與輕桿垂直，當(dāng)輕桿轉(zhuǎn)過的角度θ=30°時，小球的速度最大；若輕桿轉(zhuǎn)動過程中，力F的方向始終保持水平方向，其他條件不變，則輕桿能轉(zhuǎn)過的最大角度θm=53°．參考答案：【考點(diǎn)】：動能定理的應(yīng)用；向心力．【專題】：動能定理的應(yīng)用專題．【分析】：（1）由題意可知：F始終對桿做正功，重力始終做負(fù)功，隨著角度的增加重力做的負(fù)功運(yùn)來越多，當(dāng)重力力矩等于F力矩時速度達(dá)到最大值，此后重力做的負(fù)功比F做的正功多，速度減??；（2）桿轉(zhuǎn)到最大角度時，速度為零，根據(jù)動能定理即可求解．：解：（1）力F=mg垂直作用于輕桿的中點(diǎn)，當(dāng)輕桿轉(zhuǎn)過的角度θ時，重力力矩等于F力矩，此時速度最大，則有：mgL=mgLsinθ解得sinθ=所以θ=30°（2）桿轉(zhuǎn)到最大角度時，速度為零，根據(jù)動能定理得：mv2=FL﹣mgLsinθ所以FLsinθ﹣mgL（1﹣cosθ）=0﹣0解得：θ=53°故答案為：30°；53°【點(diǎn)評】：本題主要考查了力矩和動能定理得直接應(yīng)用，受力分析是解題的關(guān)鍵，難度適中．13.質(zhì)量為4.0kg的物體A靜止在水平桌面上，另一個質(zhì)量為2.0kg的物體B以5.0m/s的水平速度與物體A相碰。碰后物體B以1.0m/s的速度反向彈回，則系統(tǒng)的總動量為_________kg·m/s，碰后物體A的速度大小為__________m/s。參考答案：10，3

三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.螺線管通電后，小磁針靜止時指向如圖所示，請在圖中標(biāo)出通電螺線管的N、S極，并標(biāo)出電源的正、負(fù)極。參考答案：N、S極1分電源+、-極15.（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(xì)繩繞過光滑滑輪連接物塊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。現(xiàn)將A由靜止釋放.當(dāng)A下滑到C點(diǎn)時(C點(diǎn)圖中未標(biāo)出)A的速度剛好為零，此時B還沒有到達(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，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(dāng)物塊A滑到C點(diǎn)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(jī)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(zhì)量增加一倍，則mA=1kg，令滑塊到達(dá)C點(diǎn)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(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(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．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示,MN和PQ是兩根放在豎直面內(nèi)且足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌,相距為2L。左側(cè)是水平放置長為6L、間距為L的平行金屬板,且連接電阻R。金屬板右半部、ef右側(cè)區(qū)域均處在磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中。質(zhì)量為M、電阻也為R的導(dǎo)體棒ab與導(dǎo)軌接觸良好。棒ab在ef左側(cè)O處受水平向右的力作用,由靜止開始向右運(yùn)動,在某一時刻恰好進(jìn)入ef右側(cè)區(qū)域且以速度v0勻速運(yùn)動,同時從金屬上板左端邊緣水平向右射入電量為q帶負(fù)電油滴能在金屬板左半部勻速向右運(yùn)動,不計其他電阻。(1)求通過電阻R的電流I和兩端的電壓U；(2)若要求油滴能從金屬板間飛出,求油滴射入的速率u的范圍：(3)若棒在進(jìn)入ef右側(cè)區(qū)域前,所受水平向右的力與移動的距離成正比,求力與移動距離的比值K。參考答案：解：（1）棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢

…（2分）

根據(jù)歐姆定律

（1分）（1分），

…（1分）（2）對油滴在金屬板左半部運(yùn)動，列力平衡方程

…（1分）

…（1分）油滴進(jìn)入金屬板右半部，做勻速圓周運(yùn)動，洛侖茲力提供向心。

…（1分）

…（1分）①最小半徑（1分），油滴從金屬板左側(cè)飛出最大速率（1分）②最大半徑（1分），

…（1分）油滴從金屬板右側(cè)飛出最小速率

…（1分）

所以，油滴射入的速率范圍

，

…（1分）（3）對棒，依題意，由動能定理

…（2分）

…（1分）17.如圖甲所示裝置中，左側(cè)是寬度為L的有界磁場，磁場方向垂直紙面向內(nèi)。M、N為水平放置的平行導(dǎo)體板，長度為L，間距為d，加上電壓后不考慮電場邊緣效應(yīng)，O1O2為兩極板的中線。P是足夠大的熒光屏，且屏與極板右邊緣的距離也為L。質(zhì)量為m、電荷量為e的電子從磁場左側(cè)圖示位置進(jìn)入磁場，速度大小為v0，方向與水平成角。經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)后，速度沿水平方向從O1位置進(jìn)入MN板間區(qū)域，求：（1）磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B大?。唬?）若極板M、N間加恒定電壓，電子經(jīng)過電場偏轉(zhuǎn)后正好打中屏上的A點(diǎn)，A點(diǎn)與極板M的同一水平線上，求M、N間所加電壓U。（3）若M、N間所加電壓按如圖乙所示周期性變化，要使電子磁場后在t=0時刻進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場后水平擊中A點(diǎn)，試確定偏轉(zhuǎn)電場電壓U0以及周期T分別應(yīng)該滿足的條件。參考答案：18.如圖所示，一質(zhì)量m=0.4kg的小物塊，以v0=2m/