北京大学附属小学高三物理期末试题含解析

北京大学附属小学高三物理期末试题含解析 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. （多选题）如图所示，倾角为θ的斜面体放在水平地面上，质量为m的木块通过轻质细线绕过斜面体顶端的定滑轮与质量为M的铁块相连，整个装置均处于静止状态，已知mgsinθ＞Mg．现将质量为m0的磁铁轻轻地吸放在铁块下端，铁块加速向下运动，斜面体仍保持静止．不计滑轮摩擦及空气阻力．则与放磁铁前相比（　　） A．细线的拉力一定增大 B．细线的拉力可能不变 C．木块所受到合力可能不变 D．斜面体相对地面有向左的运动趋势 参考答案： AD 【考点】牛顿第二定律；物体的弹性和弹力． 【分析】加磁铁前，先对m和M分别进行受力分析，根据共点力平衡条件得出各个力的情况，加磁铁后，再次对m和M分别受力分析，根据牛顿第二定律得出各个力的大小的改变情况． 【解答】解：AB、加磁铁前细线的拉力拉不动木块，加磁铁后，拉着木块加速上滑，故细线的拉力一定变大，故A正确，B错误； C、加磁铁前木块保持静止，合力为零，加磁铁后，木块加速上滑，根据牛顿第二定律，合力不为零，故C错误； D、放磁铁后，由于木块具有沿斜面向右上方的加速度，可对木块和斜面体整体运用牛顿第二定律，其整体受到的外力的合力向右上方，故地面对斜面体有向右的静摩擦力，故斜面体相对与地面有向左滑动的趋势，故D正确； 故选：AD． 2. 如图所示，质量为m1的木块P在质量为m2的长木板ab上滑行，长木板放在水平地面上一直处于静止状态．若ab与地面间的动摩擦因数为μ1，木块P与长木板ab间的动摩擦因数为μ2，则长木板ab受到地面的摩擦力大小为(　　) A．μ1m2g　　　　　　　　　   B．μ2m1g C．μ1(m1＋m2)g          D．μ1m2g＋μ2m1g 参考答案： B 3. 如图所示，一轻质弹簧与质量为m的物体组成弹簧振子，在竖直方向的A、B两点间做简谐运动，O为平衡位置，振子的振动周期为T，某一时刻物体正经过C点向上运动（C点在平衡位置上方h高处），从此时刻开始的半个周期内（    ）        A．重力对物体做功2mgh        B．重力对物体的冲量大小为mgT/2        C．振子的加速度方向始终不变        D．振子所受的回复力（重力和弹力的合力）做功为零 参考答案：      答案：ABD 4. 如图所示，a、b两束不同频率的单色光均以45°的入射角射到玻璃砖的上表面上，入射点分别为A、B。直线OO? 垂直玻璃砖与玻璃砖上表面相交于E点．A、B到E的距离相等。a、b两束光与直线OO? 在同一平面内（图中纸面内）。经过玻璃砖后，a、b两束光相交于图中的P点。则下列判断中正确的是 A．在真空中，a光的传播速度大于b光的传播速度        B．在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度        C．玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率        D．a光比b光更容易发生明显衍射现象 参考答案： D 5. 如图，质量为1.5kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上，质量为0.5kg的物体B由细线悬在天花板上，B与A刚好接触但不挤压．现突然将细线剪断，则剪断后瞬间A、B间的作用力大小为（g取10m/s2）（　　） A．0 B．2.5N C．3.75N D．5N 参考答案： C 【考点】牛顿第二定律；力的合成与分解的运用． 【分析】细线剪断瞬间，先考虑AB整体，根据牛顿第二定律求解加速度；再考虑B，根据牛顿第二定律列式求解弹力；最后根据牛顿第三定律列式求解B对A的压力． 【解答】解：剪断细线前，A、B间无压力，则弹簧的弹力F=mAg=1.5×10=15N，剪断细线的瞬间，对整体分析，整体加速度： a===2.5m/s2， 隔离对B分析：mBg﹣N=mBa， 解得：N=mBg﹣mBa=0.5×10﹣0.5×2.5N=3.75N． 故选：C 二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. 用直升机悬挂一面红旗，在天空中匀速水平飞行。红旗（包括旗杆）质量m，悬挂红旗的细绳质量不计，与竖直方向成θ角。不计直升机螺旋桨引起的气流对红旗的影响，红旗受到的空气阻力为            ；直升机质量M，机身受水平方向的空气阻力f。不考虑空气浮力，直升机螺旋桨受到空气的作用力为             。 参考答案： mgtanθ； 7. 氢原子能级及各能级值如图所示．当大量氢原子从第4能级向第2能级跃迁时，可以释放出　3　种不同频率的光子，所释放的光子最小频率为　　（用普朗克常量h和图中给出的能级值字母表示）． 参考答案： 【考点】： 氢原子的能级公式和跃迁． 【专题】： 原子的能级结构专题． 【分析】： 根据hγ=Em﹣En，可知在何能级间跃迁发出光的频率最小． ： 解：当大量氢原子从第4能级向第2能级跃迁时，可以释放出3种不同频率的光子；分别是n=4向n=3，n=3向n=2，以及n=4向n=2三种． 因为放出的光子能量满足hγ=Em﹣En，知，从n=4能级跃迁到n=3能级发出光的频率最小； 则有：hγ=E4﹣E3，所以：γ=． 故答案为：3； 【点评】： 解决本题的关键知道能级间跃迁放出或吸收光子的能量满足hγ=Em﹣En． 8. 如图所示，处于水平位置的、质量分布均匀的直杆一端固定在光滑转轴O处，在另一端A下摆时经过的轨迹上安装了光电门，用来测量A端的瞬时速度vA，光电门和转轴O的竖直距离设为h。将直杆由图示位置静止释放，可获得一组（vA2，h）数据，改变光电门在轨迹上的位置，重复实验，得到在vA2~h图中的图线①。设直杆的质量为M，则直杆绕O点转动的动能Ek=_____________（用M和vA来表示）。现将一质量m=1kg的小球固定在杆的中点，进行同样的实验操作，得到vA2~h图中的图线②，则直杆的质量M =____________kg。（g=10m/s2） 参考答案： ，0.25 9. 如图所示，一定质量的理想气体发生如图所示的状态变化，状态A与状态B 的体积关系为VA  ▲ VB(选填“大于”、“小于”或“等于”)； 若从A状态到C状态的过程中气体对外做了100J的功，则此过程中____▲___(选填“吸热”或“放热”) 参考答案： 小于           ,   吸热 10. 一物体做匀减速直线运动，初速度为12m/s。该物体在第2S内的位移是6m,此后它还能运动            m. 参考答案：   2m   、  14   11. 为了用弹簧测力计测定木块A和长木板B间的动摩擦因数μ，甲、乙两同学分别设计了如图所示的甲、乙两个试验方案。 （1）为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力大小，你认为方案      更易于操作。 简述理由                                              。 （2）若A和B的重力分别为100N和150N，当甲中A被拉动时，弹簧测力计a示数为60N，b示数为110N，则A、B间的动摩擦因数为       。   参考答案： （1）甲；因为甲方案拉木块时不需要匀速拉动 （2）0.4 12. 一打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下，下图是打出纸带的一段。 ①已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，利用下图给出的数据可求出小车下滑的加速度a = ____________。 ②为了求出小车在下滑过程中所受的阻力，还需测量的物理量有_____________。用测得的量及加速度a表示阻力的计算式是为f = _______________ 。 参考答案： （1）①4.00m/s2 （2分，3.90～4.10m/s2之间都正确） ②小车质量m；斜面上任意两点间距离l及这两点的高度差h。（2分） 13. 如图所示，水平设置的三条光滑平行金属导轨a、b、c位于同一水平面上，a与b、b与c相距均为d=1m，导轨ac间横跨一质量为m=1kg的金属棒MN，棒与三条导轨垂直，且始终接触良好。棒的电阻r=2Ω，导轨的电阻忽略不计。在导轨bc间接一电阻为R=2Ω的灯泡，导轨ac间接一理想电压表。整个装置放在磁感应强度B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下。现对棒MN施加一水平向右的拉力F，使棒从静止开始运动。若施加的水平外力功率恒定，且棒达到稳定时的速度为1.5m/s，则水平外力的功率为            W，此时电压表读数为           V。 参考答案： 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. （8分）气垫导轨工作时能够通过喷出的气体使滑块悬浮从而基本消除掉摩擦力的影响，因此成为重要的实验器材，气垫导轨和光电门、数字毫秒计配合使用能完成许多实验。 现提供以上实验器材：（名称、图像、编号如图所示）  (1）要完成《验证牛顿第二定律》实验 某同学在进行此实验中，在实验中测得了滑块通过光电门1和光电门2的时间分别为t1和 t2，则滑块经过光电门1和光电门2时的速度表达式分别是=           ，=            。为了测定滑块在此装置上运动的加速度大小，还需要测量相关物理量是：                                            （同时写出表示该物理量的字母）。 根据以上实验数据，则加速度的表达式为：                                。 （2）利用以上实验器材还可以完成《验证动量守恒定律》的实验。 为完成此实验，某同学将实验原理设定为：m1v0=(m1+m2)v ①针对此原理，我们应选择的器材编号为：                            ； ②在我们所选的器材中： 器材对应原理中的m1 （填写器材编号） 参考答案： 答案：(1) （1分），（1分）。 两光电门之间的间距L（1分）（2分）；（2）ABC（2分：多选或漏选均得0分）；B（1分） 15. 为了测量一精密金属丝的电阻率： （1）先用多用电表粗测其电阻约为6Ω，然后用螺旋测微器测其直径为 ________mm，      测其长度是132.2mm。 （2）除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下： A．电压表V1(量程3V，内阻约为15kΩ) B．电压表V2(量程l5V，内阻约为75 kΩ) C．电流表A1(量程3A，内阻约为0.2Ω) D．电流表A2 (量程600mA，内阻约为1Ω) E．滑动变阻器R1(0～5Ω，0.6 A)      F．滑动变阻器R2(0～2000Ω，0.1 A) G．输出电压为3V的直流稳压电源E     H．电阻箱    I．开关S，导线若干 为了减小实验误差，需进一步测其电阻而采用伏安法，则上述器材中电压表应选用________ (填序号) ，电流表应选用_________ (填序号)，滑动变阻器应选用________ (填序号)；图乙中最合理的电路图应选择_______。如果金属丝直径为D，长度为L，所测电压为U，电流为I，写出计算电阻率的表达式ρ=________。 参考答案： (1)_0.617(0.616～0.619) __, (2) A ； D ； E ； b ；（只填序号字母) ρ=         四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. 如图所示，一小球自平台上水平抛出，恰好落在邻近平台的一倾角为θ=53°的光滑斜面顶端，并刚好沿光滑斜面下滑，已知斜面顶端与平台的高度差h=0.8m，重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，求： （1）小球水平抛出的初速度v