湖北省荆门市钟祥第二中学高三物理期末试卷含解析

湖北省荆门市钟祥第二中学高三物理期末试卷含解析 一、 选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意 1. （单选）如图，一辆轿车正在水平路面上转弯时，下列说法正确的是（　　） 　 A． 水平路面对轿车弹力的方向斜向上 　 B． 轿车受到的向心力来源于静摩擦力 　 C． 轿车受到的向心力是重力、支持力和牵引力的合力 　 D． 轿车加速度的方向一定垂直于运动路线的切线方向 参考答案： 考点： 向心力；摩擦力的判断与计算． 专题： 匀速圆周运动专题． 分析： 汽车拐弯时做圆周运动，在竖直方向上摩托车受重力和支持力平衡，靠水平路面对车轮的静摩擦力提供向心力 解答： 解：A、水平路面对车身的弹力方向垂直于路面竖直向上．故A错误． BC、汽车做圆周运动靠水平路面对车轮的静摩擦力提供向心力．故B正确，C错误． D、一辆轿车正在水平路面上转弯时，一定有指向圆心的向心加速度，故轿车加速度的方向一定不垂直于运动路线的切线方向，故D错误 故选：B． 点评： 解决本题的关键知道在竖直方向上汽车受重力和支持力平衡，靠水平路面对车轮的静摩擦力提供向心力． 2. 如图所示，导体棒ab两个端点分别接在两个竖直放置、电阻不计、半径相等的金属圆环上，圆环通过电刷与导线c、d相接。c、d两个端点接在匝数比的变压器原线圈两端，变压器副线圈接一个滑动变阻器，匀强磁场的磁感应强度为B，方向竖直向下，导体棒ab长为L（电阻不计），绕与ab平行的水平轴（也是两圆环的中心轴）OO′以角速度ω匀速转动。如果变阻器的阻值为R时，通过电流表的读数为I，则   A．变阻器上消耗的功率为P=10I2R  B．变压器原线圈两端的电压U1=10IR C．取ab在环的最低端时t=0，则棒ab中感应电流的表达式是 D．ab沿环转动过程中受到的最大安培力 参考答案： D 3. 质点做直线运动的位移x与时间t的关系为x＝5t＋t2(各物理量均采用国际制单位)，则该质点 A．第1 s内的位移是5 m                   B．前2 s内的平均速度是6 m/s C. 任意相邻的1 s 内位移差都是1 m         D. 任意1 s内的速度增量都是2 m/s 参考答案： D 4. 在如图所示的位移(x)一时间(t)图象和速度(v)一时间(t)图象中，给出的四条图线甲、乙、丙、丁分别代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况，则下列说法正确的（       ） A．甲车做曲线运动，乙车做直线运动 B．0～t1时间内，甲车通过的路程大于乙车通过的路程 C．丙、丁两车在t2时刻相距最远 D．0～t2时间内丙、丁两车的平均速度相等 参考答案： 5. （单选）已知通电长直导线周围某点的磁感应强度，即磁感应强度B与导线中的电流I成正比、与该点到导线的距离r成反比。如图所示，两根平行长直导线相距为R，通以大小、方向均相同的电流。规定磁场垂直纸面向里为正方向，在0-R区间内磁感应强度B随x变化的图线可能是     （       ） 参考答案： C 二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. 物理课上，老师利用图甲所示的装置探究了加速度与力的关系，得到加速度与物体所受合力成正比的结论。某同学在实验室也找来了器材再次探究加速度与力的关系。他将质量为M的小车、总质量为m的小桶及钩码按如图甲所示组装好，他根据实验数据，作出a-F图线如图乙所示。经检查他的数据记录及作图均无误。请你分析：                                             甲                                乙 （1）图线没有坐标原点的原因是__________________________________； （2）图线上部弯曲的原因是_______________________________。 参考答案： 见解析 （1）没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够 （2分） （2）没有满足M>>m的实验条件 （2分） 中档，探究牛顿第二定律实验原理和条件。 考查：实验能力。②理解实验原理和方法。能够控制实验条件，排除实验故障，正确进行观察、测量、记录实验现象和实验数据。     ③分析和处理实验数据，对实验结果进行描述和解释，对误差进行初步分析和讨论，评价实验结论。 7. 将质量为5kg的铅球（可视为质点）从距沙坑表面1.25m高处由静止释放，从铅球接触沙坑表面到陷入最低点所经历的时间为0.25s，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2。则铅球对沙子的平均作用力大小为            N，方向           。 参考答案：    150   N,   竖直向下   。 8. 在“研究平抛物体运动”的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L=1.25cm。若小球在平抛运动途中的几个位置中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为vo=　　　　　　（用L、g表示），]其值是　　　　　（取g=9.8m/s2），小球在b点的速率是　　　　　　。（结果都保留两位有效数字） 参考答案：   0.70m/s    0.88m/s 9. 如图所示，有若干个相同的小钢球从斜面的某一位置每隔0.1s无初速度地释放一颗，连续释放若干个小球后，对准斜面上正在滚动的若干小球拍摄到如图的照片，可得AB＝15cm、BC＝20cm。试求Ａ球上面还有    颗正在滚动的小球。 参考答案： 2解析：小球运动的加速度 。 　　小球B的速度　　 　　B球已运动时间 　　设在A球上面正在滚动的小球的颗数为n　　则颗 　　取整数n=2颗，即A球上面还有2颗正在滚动的小球。 10. 传感器是自动控制设备中不可缺少的元件。右图是一种测定位移的电容式传感器电路。在该电路中，闭合开关S一小段时间后，使工件（电介质）缓慢向左移动，则在工件移动的过程中，通过电流表G的电流           （填“方向由a至b”、 “方向由b至a”或“始终为零”） 参考答案： 方向由a至b 11. 一斜面AB长为5m，倾角为30°，一质量为2kg的小物体（大小不计）从斜面顶端A点由静止释放，如图所示．斜面与物体间的动摩擦因数为，则小物体下滑到斜面底端B时的速度       m／s及所用时间        s．（g取10 m/s2） 参考答案： 12. （4分）一根电阻丝接入100V的恒定电流电路中，在1min内产生的热量为Q，同样的电阻丝接入正弦交变电流的电路中，在2min内产生的热量也为Q，则该交流电压的峰值是            。     参考答案：     答案：100V 13. 一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在t＝0时刻波刚好传播到x＝6 m处的质点A，如图所示，已知波的传播速度为48 m/s。请回答下列问题： ①从图示时刻起再经过________ s，质点B第一次处于波峰； ②写出从图示时刻起质点A的振动方程为________ cm。 参考答案： ①0.5　② ①B点离x=0处波峰的距离为△x=24m， 当图示时刻x=0处波峰传到质点B第一次处于波峰， 则经过时间为 ②波的周期为， 图示时刻，A点经过平衡向下运动， 则从图示时刻起质点A的振动方程为 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. （4分）下列图甲中螺旋则微器读数为            mm。图乙中游标卡尺（游标尺上有50个等分刻度）读数为            cm。     参考答案： 答案：1.995mm;  1.094cm 15. 某同学在实验室测二节干电池的电动势E和内电阻r；可以提供器材有： A.待测干电池（电动势约3V，内阻约1.5Ω） B.电流表A1（量程0.6A，内阻r1约0.5Ω） C.电流表A2（量程1mA，内阻r2=200Ω）[来源: D.滑动电阻器R1（0～20Ω，2.5A） E.电阻箱R2：最大值9999Ω 以及开关、导线若干   为了尽可能准确地测量待测电源的电动势和内阻，请解答说明下列问题 （1）因现有器材中没有电压表，该同学用电阻箱R3与电流表    ▲   （选填“A1”或“A2”）    串联改装为电压表，来测量路端电压。 （2）该同学根据自己设计实验方案，请你用铅笔完成实物图的连接。 （3）测量得到的路端电压与电流的各组数据用实心圆点标于坐标图上，如图甲所示。 根据各点表示的数据，在图上用铅笔描出U—I图线。由此求得：E=___▲_V，r=__▲___Ω。（均保留2位有效数字） 参考答案： .(1) A2 (2) 如图 (3)3.0  1.7 [来源: 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. 在如图所示的光滑水平面上，小明站在静止的小车上用力向右推静止的木箱，木箱最终以速度v向右匀速运动．已知木箱的质量为m，人与车的质量为2m，木箱运动一段时间后与竖直墙壁发生弹性碰撞，反弹回来后被小明接住．求：     ①推出木箱后小明和小车一起运动的速度v1的大小； ②小明接住木箱后三者一起运动的速度v2的大小． 参考答案： 见解析 （2）解：①取向左为正方向，由动量守恒定律有 0=2mv1- mv（2分） 得（1分） ②小明接木箱的过程中动量守恒，有（2分） 解得（1分） 17. 如图甲所示，两平行金属板接有如图乙所示随时间t变化的电压U，两板间电场可看作均匀的，且两金属板外无电场，两金属板长L＝0.2 m，两板间距离d＝0.2 m．在金属板右侧边界MN的区域有一足够大的匀强磁场，MN与两板中线OO′垂直，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里．现有带正电的粒子流沿两板中线OO′连续射入电场中，已知每个粒子速度v0＝105 m/s，比荷＝108 C/kg，重力忽略不计，在每个粒子通过电场区域的极短时间内，电场可视作是恒定不变的． (1)试求带电粒子射出电场时的最大速度； (2)任意时刻从电场射出的带电粒子，进入磁场时在MN上的入射点和在MN上出射点的距离是一确定的值s，试通过计算写出s 的表达式（用字母m、v0、q、B表示）． 参考答案： （1）。方向：斜向右上方或斜向右下方，与初速度方向成45°夹角；（2）s，距离s与粒子在磁场中运行速度的大小无关，s为定值。 【详解】（1）偏转电压由0到200V的变化中，粒子流可能都能射出电场，也可能只有部分粒子能射出电场，设偏转的电压为U0时，粒子刚好能经过极板的右边缘射出，则： 解得U0＝100V 知偏转电压为100V时，粒子恰好能射出电场，且速度最大。 根据动能定理得， 。 方向：斜向右上方或斜向右下方，与初速度方向成45°夹角。 （2）设粒子射出电场速度方向与MN间夹角为θ．粒子射出电场时速度大小为： 在磁场中， 解得R 因此粒子射进磁场点与射出磁场点间距离为：s。 由此可看出，距离s与粒子在磁场中运行速度的大小无关，s为定值。 18. 如图，在直角坐标系xOy平面内，虚线MN平行于y轴，N点坐标（﹣L，0），MN与y轴之间有沿y轴正方向的匀强电场，在第四象限的某区域有方向垂直于坐标平面的矩形有界匀强磁场（图中未画出）．现有一质量为m、电荷量为e的电子，从虚线MN上的P点，以平行于x轴正方向的初速度v0射入电场，并从y轴上A点（0，0.5L）射出电场，射出时速度方向与y轴负方向成30°角，此后，电子做匀速直线运动，进入磁场并从矩形有界磁场边界上Q点（，﹣l）射出，速度沿x轴负方向，不计电子重力，求： （1）匀强电场的电场强度E的