2022-2023學(xué)年北京鐵路第二中學(xué)高三物理期末試卷含解析

2022-2023學(xué)年北京鐵路第二中學(xué)高三物理期末試卷含解析一、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.如圖所示，a、b兩個帶電小球，質(zhì)量分別為、，用絕緣細(xì)線懸掛，兩球靜止時，它們距水平地面的高度均為h（h足夠大），繩與豎直方向的夾角分別為和（），若

剪斷細(xì)線Oc，空氣阻力不計，兩球電量不變，重力加速度取g，則

（

）A．a(chǎn)球先落地，b球后落地

B．落地時，a、b水平速度相等，且向右

C．整個運動過程中，a、b系統(tǒng)的電勢能增加

D．落地時，a、b兩球的動能和為參考答案：D2.如圖所示，一質(zhì)量為的鐵塊套在傾斜放置的桿上，鐵塊與桿之間的動摩擦因數(shù)，且最大靜摩擦力和滑動摩擦力大小相等.桿與水平方向成角，一輕繩一端連接在鐵塊上，一端連在一質(zhì)量的小球上，一水平力作用在小球上，連接鐵塊與繩的輕繩與桿垂直，鐵塊和小球都處于靜止?fàn)顟B(tài)，取g=10m/s2.則A.拉力的大小為N

B.鐵塊所受的摩擦力大小為15NC.若將在圖示的平面內(nèi)沿逆時針方向緩慢地轉(zhuǎn)過300，此過程中鐵塊受到的摩擦力逐漸減小D.若將連接鐵塊與輕繩之間的輕繩突然剪斷，則鐵塊受到的摩擦力將減小參考答案：【知識點】物體的受力分析和共點力平衡。B4【答案解析】D。對小球進(jìn)行受力分析，建立平衡方程得：設(shè)繩對小球的作用力為T，則：

聯(lián)立解得：。由此計算可知A錯；隔離A分析可得：，由此計算可知B答案錯；當(dāng)將在圖示的平面內(nèi)沿逆時針方向緩慢地轉(zhuǎn)過300，整個系統(tǒng)仍保持平衡狀態(tài)，此過程中鐵塊受到的摩擦力大小和方向保持不變，C錯；當(dāng)連接鐵塊與輕繩之間的輕繩突然剪斷，繩對A的作用力迅速為零，A從靜止?fàn)顟B(tài)變?yōu)榛瑒訝顟B(tài)，此時鐵塊受到的摩擦力將減小，D正確，故本題選擇D答案?！舅悸伏c撥】本題重點是對A、B兩物體進(jìn)行受力分析，根據(jù)平衡條件列方程得出各力情況；然后要從動態(tài)平衡分析C答案；對D答案繩剪斷時，繩作用力為零，桿對A垂直桿方向的作用力發(fā)生變化，它的運動狀態(tài)也即將發(fā)生變化，也就是摩擦力大小發(fā)生變化，由此選擇答案。3.如圖，同一均勻介質(zhì)中的一條直線上有相距6m的兩個振幅相等的振源A、B.從0時刻起，A、B同時開始振動，且都只振動了一個周期.圖甲為A的振動圖像，圖乙為B的振動圖像.若A向右傳播的波與B向左傳播的波在0.3s時相遇，則下列說法正確的是：_______A．兩列波的波長都是2mB．兩列波在A、B間的傳播速度均為10m/sC．在兩列波相遇過程中，A、B連線的中點C為振動加強點D．在0.9s時，質(zhì)點B經(jīng)過平衡位置且振動方向向上E．兩個波源振動的相位差為π參考答案：ABE4.（多選）重為50N的物體放在水平面上，物體與水平面的動摩擦因數(shù)為0.2，現(xiàn)用方向相反的水平力F1和F2拉物體，其中F1=15N，如圖所示。要使物體做勻加速運動，則F2的大小可能為A.3NB.10NC.20ND.30N參考答案：AD5.如圖所示,一個小球沿豎直放置的光滑圓形軌道做圓周運動,圓環(huán)的半徑為R,關(guān)于小球的運動情況,下列說法中正確的是(

)A.小球的線速度方向時刻在變化,但總在圓周切線方向上B.小球的加速度方向時刻在變化,但一定是指向圓心的C.小球的線速度的大小總大于或等于D.小球?qū)壍雷畹忘c的壓力大小一定大于重力參考答案：AD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示是用光電門傳感器測定小車瞬時速度的情境，軌道上ac間距離恰等于小車長度，b是ac中點．某同學(xué)采用不同的擋光片做了三次實驗，并對測量精確度加以比較．擋光片安裝在小車中點處，光電門安裝在c點，它測量的是小車前端P抵達(dá)____點（選填a、b或c）時的瞬時速度；若每次小車從相同位置釋放，記錄數(shù)據(jù)如表所示，那么測得瞬時速度較精確的值為_____m/s．參考答案：（1）b

（2分）,

（2）1.90

7.兩個質(zhì)量相等的物體，從地面向上豎直拋出，其動能之比，不計空氣阻力．則它們拋出時動量之比p1:p2＝________，上升的最大高度之比h1:h2＝________。參考答案：

答案：:1，3:18.（1）接通打點計時器電源和讓紙帶開始運動，這兩個操作間的順序關(guān)系是

（填字母序號）A、先接通電源，后讓紙帶運動B、現(xiàn)讓紙帶運動，再接通電源C、讓紙帶運動的同時接通電源D、現(xiàn)讓紙帶運動或先接通電源都可以（2）在研究某物體運動規(guī)律時，打點計時器打下如圖所示的一條紙帶，已知打點計時器使用的交流電頻率為50HZ，相鄰兩計數(shù)點間還有四個打點未畫出，由紙帶上的數(shù)據(jù)可知，打B點時物體的速度v=

，物體運動的加速度a=

（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）參考答案：（1）A；（2）0.16m/s，0.30m/s2．【考點】探究小車速度隨時間變化的規(guī)律．【分析】理解實驗過程應(yīng)當(dāng)先接通電源，在釋放紙帶．如果先釋放紙帶后接通電源，有可能會出現(xiàn)小車已經(jīng)拖動紙帶運動一段距離，電源才被接通，那么紙帶上只有很小的一段能打上點，大部分紙帶沒有打上點，紙帶的利用率太低；紙帶實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度和加速度．【解答】解：（1）如果先釋放紙帶后接通電源，有可能會出現(xiàn)小車已經(jīng)拖動紙帶運動一段距離，電源才被接通，那么紙帶上只有很小的一段能打上點，大部分紙帶沒有打上點，紙帶的利用率太低；所以應(yīng)當(dāng)先接通電源，后讓紙帶運動，故選：A．（2）相鄰兩記數(shù)點間還有四個點未畫出，所以相鄰的計數(shù)點之間的時間間隔為0.1s打E點時物體的速度vB==≈0.16m/s采用逐差法求解加速度根據(jù)運動學(xué)公式得：△x=at2，a===0.30m/s2故答案為：（1）A；（2）0.16m/s，0.30m/s2．9.某同學(xué)做《共點的兩個力的合成》實驗作出如圖（11）所示的圖，其中A為固定橡皮條的固定點，O為橡皮條與細(xì)繩的結(jié)合點，圖中______________是F1、F2合力的理論值，________________是合力的實驗值，需要進(jìn)行比較的是____________________________________，通過本實驗，可以得出結(jié)論：在誤差允許的范圍________________________________是正確的。參考答案：）F；F′；F與F′的大小是否相等，方向是否一致；力合成的平等四邊形定則。10.如圖所示，一根絕緣桿沿豎直方向放置，桿上有一個帶負(fù)電的圓環(huán)，它的質(zhì)量為m、電量為q，與桿間的動摩擦因數(shù)為μ．所在的空間存在著方向都是水平向右的勻強電場與勻強磁場，電場強度大小為E、磁感應(yīng)強度大小為B．現(xiàn)將圓環(huán)從靜止開始釋放，環(huán)將沿桿下落，則圓環(huán)運動過程中的最大加速度為為__________，最大速度為__________。

參考答案：

答案：

11.某同學(xué)用如圖所示裝置“研究物體的加速度與外力關(guān)系”，他將光電門固定在氣墊軌道上的某點B處，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平后，用重力為F的鉤碼，經(jīng)繞過滑輪的細(xì)線拉滑塊，每次滑塊從同一位置A由靜止釋放，測出遮光條通過光電門的時間t。改變鉤碼個數(shù)，重復(fù)上述實驗。記錄的數(shù)據(jù)及相關(guān)計算如下表。實驗次數(shù)12345F/N0.490.981.471.962.45t/（ms）40.428.623.320.218.1t2/（ms）21632.2818.0542.9408.0327.66.112.218.424.530.6（1）為便于分析F與t的關(guān)系，應(yīng)作出

的關(guān)系圖象，并在如圖坐標(biāo)紙上作出該圖線。（2）由圖線得出的實驗結(jié)論是

。

（3）設(shè)AB間的距離為s，遮光條的寬度為d，請你由實驗結(jié)論推導(dǎo)出物體的加速度與外力的關(guān)系

。

參考答案：（1）

圖略（2）與成正比（3）推導(dǎo)過程：在誤差允許范圍內(nèi)，物體質(zhì)量一定時，加速度與外力成正比12.如圖為一小球做平拋運動的閃光照片的一部分，圖中背景方格的邊長均為5cm，如果取g=10m/s2，那么（1）閃光頻率是__________Hz。（2）小球運動中水平分速度的大小是__________m/s。（3）小球經(jīng)過B點時的速度大小是__________m/s。參考答案：（1）10Hz

（2）1.5m/s

（3）2.5m/s。13.為了探究木塊A和B之間的動摩擦因數(shù)，某同學(xué)設(shè)計了一個實驗，圖甲為實驗裝置示意圖，該同學(xué)在實驗中的主要操作有：A．用彈簧秤測出木塊A的重力為G＝6.00N

B．用彈簧秤測出木板B的重力為G′＝9.25NC．按圖甲所示安裝器材，安裝過程中用手按住木塊和木板

D．松開按住木塊和木板的手讓其運動，并即刻讀出彈簧秤的示數(shù)(1)該同學(xué)的上述操作中有一個步驟是多余的，有一個步驟存在錯誤，多余的步驟是__▲__，存在錯誤的步驟是__▲__。(填步驟序號)(2)在聽取意見后，該同學(xué)按正確方法操作，讀數(shù)時彈簧秤的指針位置如圖乙所示，其示數(shù)為__▲__N，根據(jù)該同學(xué)的測量數(shù)據(jù)，可得到A和B之間的動摩擦因數(shù)為__▲__。參考答案：1）B

D

(2)2.10

0.35三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.將下圖中的電磁鐵連入你設(shè)計的電路中（在方框內(nèi)完成），要求：A．電路能改變電磁鐵磁性的強弱；B．使小磁針靜止時如圖所示。參考答案：（圖略）要求畫出電源和滑動變阻器，注意電源的正負(fù)極。15.(3-5模塊)(5分)有兩個質(zhì)量為m的均處于基態(tài)的氫原子A、B，A靜止，B以速度v0與之發(fā)生碰撞．己知：碰撞前后二者的速度均在一條直線上，碰撞過程中部分動能有可能被某一氫原子吸收。從而該原子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，然后，此原子向低能級態(tài)躍遷，并發(fā)出光子．如欲碰后發(fā)出一個光子，則速度v0至少需要多大？己知氫原子的基態(tài)能量為E1(E1<0)。參考答案：解析：，--------------(1分)

，--------------(1分)

，--------------(1分)

--------------(2分)四、計算題：本題共3小題，共計47分16.

（14分）將一個動力傳感器連接到計算機上，我們就可以測量快速變化的力，某一小球用一條不可伸長的輕繩連接，繩的另端固定在懸點上，當(dāng)小球在豎直面內(nèi)來回擺動時，用動力傳感器測得繩子對懸點的拉力隨時間變化的曲線如圖所示，取重力加速度g=10m/s2，求繩子的最大偏角θ。

參考答案：解析：設(shè)小球的質(zhì)量為m，繩子長度為L，繩子拉力的最小值和最大值各為F1和F2，小球擺至最高點時，繩子拉力最小F1=mgCosθ…（1）

（3分）

小球擺至最低點時，繩子拉力最大

F2—mg=m

…（2）（3分）

擺動過程小球機械能守恒

）…（3）（3分）

由以上各式得：cosθ==0.5…（4）（3分）

θ=600…（5）

（2分）17.（16分）如圖（甲）所示，一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道間距L＝0.20m，電阻R＝10W，有一質(zhì)量為1kg的導(dǎo)體桿放在軌道上，與兩軌道垂直，桿及軌道的電阻皆可忽略不計，整個裝置處于垂直軌道面向下的勻強磁場中，現(xiàn)用一外力F沿軌道方向拉桿，使之做勻加速運動，測得力F與時間t的關(guān)系如圖（乙）所示，試求：

（1）桿運動的加速度a。（2）磁場的磁感應(yīng)強度B。（3）導(dǎo)體桿運動到第20s時，電阻R的電功率。（4）若改為恒定拉力作用，但仍要導(dǎo)體棒以該加速度做勻加速運動，在不斷開電路也不撤去磁場的情況下，你對該裝置能提出什么合理的改進(jìn)措施，請做簡要說明。參考答案：解析：（1）t=0時，v=0，F(xiàn)=ma，得a＝1m/s2。（2）由，得，B＝5T。（3）v＝at＝20m/s，P＝（F拉－ma）v，代入數(shù)據(jù)得：P＝40W。（4）根據(jù)F－＝ma，可以讓導(dǎo)軌間距逐漸增大，L∝，或者加隨距離變化的磁場B∝。18.（22分）物體A的質(zhì)量M＝1kg，靜止在光滑水平面上的平板車B的質(zhì)量為m＝0.5kg、長L＝2m。某時刻A以V0＝4m/s向右的初速度滑上木板B的上表面，在A滑上B的同時，給B施加一個水平向右的拉力。忽略物體A的大小，已知A與B之間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，取重力加速度g=10m/s2。試求：

（1）若F=15N，物體A在小車上運動時相對小車滑行的最大距離；（2）如果要使A不至于從B上滑落，拉力F大小應(yīng)滿足的條件。參考答案：解析：（1）物體A滑上木板B以后，作勻減速運動有μmg=maA

得aA=μg=2m/s2木板B作加速運動，有F+μmg=MaB，得：aB=14m/s2

兩者速度相同時，有V0-aAt=aBt，得：t=0.25s

A滑行距離：SA=V0t-aAt2=mB滑行距離：