河北省邢台市清河中学高三物理上学期期末试卷含解析

河北省邢台市清河中学高三物理上学期期末试卷含解析 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. 发射人造卫星是将卫星以一定的速度送入预定轨道。发射场一般选择在尽可能靠近赤道的地方，如图这样选址的优点是，在赤道附近     A．地球的引力较大 B．地球自转线速度较大 C．重力加速度较大 D．地球自转角速度较大 参考答案： B 2. （单选）如图所示，A、B两物块的质量分别为2m和m，静止叠放在水平地面上．A、B间的动摩擦因数为μ，B与地面间的动摩擦因数为μ．最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g．现对A施加一水平拉力F，则下列说法中错误的是（　　） 　 A． 当F＜2μmg 时，A、B都相对地面静止 　 B． 当F=μmg时，A的加速度为μg 　 C． 当F＞3μmg时，A相对B滑动 　 D． 无论F为何值，B的加速度不会超过μg 参考答案： 解：A、设B对A的摩擦力为f1，A对B的摩擦力为f2，地面对B的摩擦力为f3，由牛顿第三定律可知f1与f2大小相等，方向相反，f1和f2的最大值均为2μmg，f3的最大值为μmg．故当0＜F≤μmg时，A、B均保持静止；继续增大F，在一定范围内A、B将相对静止以共同的加速度开始运动，故A错误； C、设当A、B恰好发生相对滑动时的拉力为F′，加速度为a′，则对A，有F′﹣2μmg=2ma′，对A、B整体，有F′﹣μmg=3ma′，解得F′=3μmg，故当μmg＜F≤3μmg时，A相对于B静止，二者以共同的加速度开始运动；当F＞3μmg时，A相对于B滑动．C正确． B、当F=μmg时，A、B以共同的加速度开始运动，将A、B看作整体，由牛顿第二定律有F﹣μmg=3ma，解得a=，B正确． D、对B来说，其所受合力的最大值Fm=2μmg﹣μmg=μmg，即B的加速度不会超过μg，D正确． 因选不正确的，故选：A 3. 美国宇航局2011年12月5日宣布，他们发现了太阳系外第一颗类似地球的、可适合居住的行星——“开普勒-22b”，它每290天环绕着一颗类似于太阳的恒星运转一周，距离地球约600光年，体积是地球的2.4倍．已知万有引力常量和地球表面的重力加速度， 根据以上信息，下列说法中正确的是  A．若能观测到该行星的轨道半径，可求出该行星所受的万有引力  B．若已知该行星的密度和半径，可求出该行星的轨道半径  C．根据地球的公转周期与轨道半径，可求出该行星的轨道半径  D．若该行星的密度与地球的密度相等，可求出该行星表面的重力加速度 参考答案： D 4. （多选）关于物理学发展，下列表述正确的有（   ） A．伽利略通过斜面实验得出自由落体运动位移与时间的平方成正比 B．牛顿提出了三条运动定律，发表了万有引力定律，并利用扭秤装置比较准确地测出了引力常量 C．笛卡儿明确指出：除非物体受到力的作用，物体将永远保持其静止或运动状态，永远不会使自己沿曲线运动，而只保持在直线上运动。 D．伽利略科学思想方法的核心是把实验和逻辑推理和谐地结合起来，从而有力地推进了人类科学认识的发展。 参考答案： ACD 5. （单选）如图所示，半径为R、内径很小的光滑半圆管竖直放置，两个质量均为m的小球A、B以不同的速度进入管内．A通过最高点C时，对管壁上部压力为3mg，B通过最高点C时，对管壁上下部均无压力，则A、B两球落地点间的距离为（　　） 　 A． R B． 2R C． 3R D． 0.5R 参考答案： 考点： 向心力；平抛运动．. 专题： 匀速圆周运动专题． 分析： 对两个球分别受力分析，根据合力提供向心力，求出速度，此后球做平抛运动，正交分解后，根据运动学公式列式求解即可． 解答： 解：两个小球在最高点时，受重力和管壁的作用力，这两个力的合力作为向心力，离开轨道后两球均做平抛运动，A、B两球落地点间的距离等于它们平抛运动的水平位移之差． 对A球：3mg+mg=m，解得 vA=2 对B球：mg=m，解得 vB= 由平抛运动规律可得落地时它们的水平位移为： sA=vAt=vA=4R sB=vBt=vB=2R 得：sA﹣sB=2R 故选：B． 点评： 本题是向心力知识和平抛运动的综合应用，关键要正确分析受力，确定向心力的来源． 二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. 某同学在研究性学习中，利用所学的知识解决了如下问题：一轻质弹簧竖直悬挂于某一深度为h＝30.0 cm且开口向下的小筒中(没有外力作用时弹簧的下端位于筒内，测力计的挂钩可以同弹簧的下端接触)，如图甲所示，若本实验的长度测量工具只能测量露出筒外弹簧的长度l，现要测出弹簧的原长l0和弹簧的劲度系数，该同学通过改变l而测出对应的弹力F，作出F－l图象如图乙所示，则弹簧的劲度系数为k＝________ N/m，弹簧的原长l0＝_________cm 参考答案： (1)(2分)    200  N/m，(2分)  20  cm 7. （4分）如图所示，甲、乙、丙、丁四种情况，光滑斜面的倾角都是α，球的质量都是m，球都是用轻绳系住处于平衡状态，则球对斜面压力最大的是           图情况；球对斜面压力最小的是          图情况。 参考答案： 乙、丙 8. 如图所示，A和B的质量分别是1 kg和2 kg，弹簧和悬线的质量不计，在A上面的悬线烧断的瞬间，A的加速度等于            B的加速度等于                参考答案： 30m/s2，0 9. 两列简谐波分别沿x轴正方向和负方向传播，波速均为υ＝0.4m/s，波源的振幅均为A＝2cm。如图所示为t＝0时刻两列波的图像，此刻平衡位置在x＝0.2m和x＝0.8m的P、Q两质点恰好开始振动。质点M的平衡位置位于x＝0.5m处。则两列波相遇的时刻为t＝______s，当t＝2.0s时质点M运动的路程为_______cm。 参考答案： 0.75，20 10. 某实验小组设计了如图(a)所示的实验装置研究加速度和力的关系。 (1)在该实验中必须采用控制变量法，应保持______________不变，用_____________作为  小车所受的拉力。 (2)如图(b)是某次实验打出的纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6为计数点，相邻两计数点间还有4个打点未画出。从纸带上测出。则木块加速度大小=__________m／s2(保留2位有效数字)。 (3)通过改变钩码的数量，多次重复测量，可得小车运动的加速度a与所受拉力F的关系图象。在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条图线，如图(c)所示。图线——(选填“①”或“②”)是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的。 (4)随着钩码的数量增大到一定程度，图(c)中的图线明显偏离直线，造成此误差的主要原因是___________。 A．小车与轨道之间存在摩擦           B．导轨保持了水平状态 C．所挂钩码的总质量太大                     D．所用小车的质量太大 (5)根据图(c)可求出小车质量m=__________kg。 参考答案： 11. 如图所示，质量为m、带电量为q的负点电荷A仅在磁场力作用下以速度v在磁感强度为B的匀强磁场中沿顺时针方向作匀速圆周运动，则磁场方向垂直于纸面向_____（选填“里”或“外”），电荷A作圆周运动的半径r =__________。 参考答案： 答案：里， 12. 如图所示是某一电荷在匀强磁场中做匀速圆周运动时的轨迹，若该电荷是负电荷，其绕行的方向是沿____________针方向；如果已知该电荷的荷质比，要求匀强磁场的磁感强度，则还必须已知的一个物理量是_________________ ．（写出该物理量的名称） 参考答案：     答案：顺   周期(或频率或角速度) 13. 一辆汽车在一条平直公路上行驶，第1s内通过的位移是8m，第2s内通过的位移是20m，第3s内通过的位移是30m，第4s内通过的位移是10m，则汽车在最初2s内的平均速度是__________m/s，中间2s内的平均速度是__________m/s，全部时间内的平均速度是__________m/s. 参考答案： 14 25 17 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. 小明在实验室采用如图所示装置探究“物体的加速度a与物体所受外力F、物体质量M间的关系"时，设小车及车中的驻码的总质量为M，砂及砂桶的总质量为m。 (1)      在做该实验时，小明将砂及砂桶的重力视为绳子对小车的拉力大小，他这样认为的条件是________________________________________________________________； (2)小明做该实验的具体操作步骤如下.以下做法正确的是（    ） A.平衡摩擦力时.应将砂及砂桶用细绳通过定滑轮系在小车上 B.每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力 C.实验时.先放幵小车，再接通打点计时器的电源 D.用天平测出m以及小车质量M，小车运动的加速度可直接用公式求出 (3)若保持小车及车中的砝码质量M—定，探究加速度a与所受外力F的关系，由于操作不当.得到的a-F关系图象如图所示.其原因是:______________________________。 参考答案： (1)m远小于M　（2分）(2)B　（3分）(3)m过大(或M过小)，造成m不是远小于M　（3分） 【解析】本题考查实验“物体的加速度a与物体所受外力F、物体质量M间的关系”。(1)实验中的实际加速度为a＝，实验时把mg当成对M的拉力，即忽略m对加速度的影响，使加速度约为a＝，显然需m远小于M； (2)平衡摩擦力的实质是，让小车重力的下滑分力平衡摩擦力Mgsinθ＝μMgcosθ①，只需将纸带挂上，不需施加其他外力，A错；由①式可知B对；每次实验时应先接通打点计时器的电源，再放开小车，C错；小车的加速度应由小车后面拖动的纸带上打出的点计算出，D错； (3)若m远小于M则a＝mg，斜率基本不变，若m过大(或M过小)，则m不能忽略，a＝mg，随m的增大斜率减小。   15. 质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上。用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O，如图所示。用T表示绳OB段拉力的大小，在O点向左移动的过程中 A．T逐渐变大，F逐渐变大       B．T保持不变，F逐渐变大 C．T逐渐变大，F逐渐变小       D．T逐渐变小，F逐渐变小 参考答案： B 【名师点睛】掌握共点力平衡条件是正确解决本题的关键，本题中注意对缓慢拉动所隐含的在拉动过程中物体始终处于平衡状态条件的挖掘。 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. (8分)在真空中，半径的圆形区域内有匀强磁场，方向如图所示，磁感应强度B=0.2 T，一个带正电的粒子以初速度从磁场边界上直径ab的一端a射入磁场，已知该粒子的比荷，不计粒子重力．   (1)求粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径；   (2)若要使粒子飞离磁场时有最大偏转角，求入射时与ab的夹角及粒子的最大偏转角． 参考答案：     37°  74° 带电粒子在磁场中运动时有 则 （2）粒子在磁场偏转角越大，圆心角越大，而粒子的速度大小一定时，轨迹半径是一定的，当轨迹对应的弦在最大时，轨迹所对应的圆心角最大，偏转角即最大，根据几何知识得知，当粒子从b点射出磁场时，此时轨迹的弦最长，恰好等于圆形区域的直径，则有     得 由几何知识得，偏转角β=2θ=74°；由几何知识得，偏转角β=2θ=74° 17. 一质量为m=2kg的小滑块，从半径R=1.2