河北省邯郸市2020届高三物理上学期期末考试试题（含解析）VIP

河北省邯郸市2020届高三物理上学期期末考试试题（含解析）一、选择题：本题共10小题，共40分，其中1-6小题是单选题，在每小题给出的四个选项中只有一项符合题目要求；7-10小题是多选题，在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分1.汽车和汽车静止在水平地面上，某时刻汽车开始倒车，结果汽车撞到了停在它正后方的汽车，汽车上装有智能记录仪，能够测量并记录汽车前面的物体相对于汽车自身的速度。在本次碰撞中，如果汽车的智能记录仪测得碰撞前瞬间汽车的速度大小为，已知汽车的质量是汽车质量的2倍，碰撞过程可视为弹性碰撞，则碰后瞬间汽车相对于地面的速度大小为a. b. c. d. 【答案】c【解析】【详解】两汽车发生弹性碰撞，碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，设碰撞后a、b的速度分别为v1、v2，以碰撞前a的速度方向为正方向，设b的质量为m，则a的质量为2m，由动量守恒定律，有2mv02mv1+mv2由机械能守恒定律，有解得v1v0a. 碰后瞬间汽车相对于地面的速度大小为，与分析不一致，故a错误；b. 碰后瞬间汽车相对于地面的速度大小为，与分析不一致，故b错误；c. 碰后瞬间汽车相对于地面的速度大小为，与分析相一致，故c正确；d. 碰后瞬间汽车相对于地面的速度大小为，与分析不一致，故d错误。故选c.2.如图所示，两条光滑的平行导轨水平放置，导轨间接有一个定值电阻，金属杆垂直于导轨放置且与导轨接触良好，匀强磁场的方向竖直向下。若金属杆与导轨之间的摩擦及金属杆与导轨的电阻均忽略不计，现给金属杆一个向右的初速度，则金属杆在磁场中的运动速度与时间的关系图象正确的是a. b. c. d. 【答案】c【解析】【详解】金属杆运动过程中受向左的安培力，其大小为 对金属杆，根据牛顿第二定律，有a 金属杆做加速度逐渐减小的减速运动， vt图象的斜率逐渐减小。a. 与时间关系图象，与分析不一致，故a错误；b. 与时间的关系图象，与分析不一致，故b错误；c. 与时间的关系图象，与分析相一致，故c正确；d. 与时间的关系图象，与分析不一致，故d错误。故选c.3.一带负电的粒子仅在电场力作用下从点开始沿轴正向运动，、，是轴上的三个点，和关于以点对称，从到该电场的电势随位移变化的关系如图所示，则下列说法正确的是 a. 点电场强度为零b. 、间场强方向与、间场强方向相反c. 从到整个运动过程中，粒子经过点时速度最大d. 从到整个运动过程中，粒子做匀加速直线运动【答案】d【解析】【详解】a.根据电场强度与电势差的关系ued，知x图象的斜率表示电场强度e，a点电势为零，但a点的电场强度不为零，故a错误。b.o、a间图象斜率与a、b间图象斜率相同，则o、a间与a、b间场强大小、方向均相同，故b错误。cd.电场方向沿x轴负方向，粒子受到的电场力方向沿x轴正方向，从o到b整个运动过程中，粒子所受到的电场力大小和方向不变，做匀加速直线运动，粒子经过b点时速度最大，故c错误，d正确。故选d.4.目前，我国正在大力推行系统，是全自动电子收费系统，车辆通过收费站时无须停车，这种收费系统每车收费耗时不到两秒，其收费通道的通行能力是人工收费通道的5至10倍，如图甲所示，在收费站自动栏杆前，后的地面各自铺设完全相同的传感器线圈、，两线圈各自接入相同的电路，如图乙所示，电路、端与电压有效值恒定的交变电源连接，回路中流过交变电流，当汽车接近或远离线圈时，线圈的自感系数发生变化，线圈对交变电流的阻碍作用发生变化，使得定值电阻的、两端电压就会有所变化，这一变化的电压输入控制系统，控制系统就能做出抬杆或落杆的动作，下列说法正确的是a. 汽车接近线圈时，、两端电压升高b. 汽车离开线圈时，、两端电压升高c. 汽车接近线圈时，、两端电压升高d. 汽车离开线圈时，、两端电压降低【答案】b【解析】【详解】ac.汽车上有很多钢铁，当汽车接近线圈时，相当于给线圈增加了铁芯，所以线圈的自感系数增大，感抗也增大，在电压不变的情况下，交流回路的电流将减小，所以r两端的电压减小，即 c、d 两端的电压将减小，故ac错误；bd.同理，汽车远离线圈时，相当于线圈的感抗减小，交流回路的电流增大，c、d 两端得电压将增大。故 b正确，d错误。故选b.5.如图所示，在水平推力作用下，物体静止在倾角为的粗糙斜面上，当水平推力为时刚好不下滑，然后增大水平推力的值，当水平推力为时刚好不上滑。设滑动摩擦力等于最大静摩擦力，物块与斜面之间的动摩擦因数为，则下列关系式成立的是（ ）a. b. c. d. 【答案】d【解析】【详解】当物体恰好不下滑时，沿斜面方向刚好平衡，则有mgsin45f0cos45+fn垂直于斜面方向，有fnmgcos45+f0sin45解得f0同理，当物体恰好不上滑时有f解得fa.，与分析结果不一致，故a错误；b.与分析结果不一致，故b错误；c.与分析结果不一致，故c错误；d.与分析结果相一致，故d正确。故选d.6.如图所示，虚线、之间为匀强电场，上方和的下方分别有垂直于纸面向里的匀强磁场和，且，一不计重力的带电粒子从上的点垂直于向上射出，经过磁场偏转后垂直于方向从点进入电场，穿越电场后，从点再次进入磁场，经过磁场偏转后以垂直于的速度打到点，若，则粒子从到克服电场力做的功与其从点出发时的初动能之比为（ ）a. b. c. d. 【答案】a【解析】【详解】设粒子在电场上方和下方的速率分别为v1、v2，在上方和下方磁场中轨道半径分别为r1、r2，则r1r2根据题意b2b1，r12r2 ，解得v1v2在电场中，根据动能定理可得wmv12-mv22=mv12=a.，与分析结果相一致，故a正确b.，与分析结果不一致，故b错误；c.，与分析结果不一致，故c错误；d.，与分析结果不一致，故d错误。故选a.7.如图所示是“电容式加速度传感器”原理图，电容器的一个金属极弹性金属片板固定在绝缘底座上，另一块极板用弹性金属片制成，当这种加速度传感器用在上下移动的升降机中时，通过测量电容的变化就能感知升降机加速度的变化情况。设升降机加速度为零时电容器的电容为，下列说法正确的是（ ）a. 当升降机加速上升时，b. 当升降机减速上升时，c. 当升降机减速下降时，d. 当升降机加速下降时，【答案】ad【解析】【分析】平行板电容器的决定式为c=，加速、减速会影响两金属片之间的距离d，由此可以判断。【详解】a.当升降机加速上升时，加速度方向向上，弹簧片向下弯曲，电容变大，即 cc0，故a正确； b.当升降机减速上升时，加速度方向向下，弹簧片向上弯曲，电容变小，即 cc0，故b错误； c.当升降机减速下降时，加速度方向向上，弹簧片向下弯曲，电容变大，即 cc0，故c错误；d.当升降机加速下降时，加速度方向向下，弹簧片向上弯曲，电容变小，即 cc0，故d正确。 故选ad.8.如图所示，可视为质点的小球用不可伸长的结实的细线悬挂起来，将细线水平拉直后从静止释放小球，小球运动到最低点时的动量为、重力的功率为、绳子拉力为，向心加速度为；若改变小球质量或悬线长度，仍将细线水平拉直后从静止释放小球，下列说法正确的是a. 若仅将小球质量变为原来的2倍，则最低点的动量变为原来的2倍b. 若仅将小球质量变为原来的2倍，则最低点的重力功率变为原来的2倍c. 若仅增加悬线长度，则最低点时绳子拉力不变d. 若仅增加悬线长度，则最低点时向心加速度增大【答案】ac【解析】【详解】a.由机械能守恒定律可知，若仅将小球的质量变为原来的2倍，小球到最低点的速度v不变，由pmv可知，最低点的动量p将变为原来的2倍，故a正确；b.在最低点时速度的方向为水平方向，与重力方向垂直，重力的功率为零，所以小球的重力功率p不变仍然为零，故b错误；c.在最低点绳子的拉力为f，由牛顿第二定律可得则f3mg可见在最低点时绳子的拉力与绳长无关，故c正确； d.小球最低点时的向心加速度与绳长l无关，故d错误。 故选ac.9.已知某行星的半径为，该行星的一颗卫星围绕行星做匀速圆周运动，环绕周期为，卫星到行星表面的距离也等于，引力常量为，不考虑行星的自转，则下列说法正确的是（ ）a. 行星表面的重力加速度为b. 行星的质量为c. 该行星的第一宇宙速度为d. 卫星绕行星做圆周运动的线速度为【答案】bd【解析】【详解】ab.在行星的表面万有引力等于重力mg卫星绕行星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力其中r2r，联立解得行星表面重力加速度g行星的质量 m故a错误，b正确； c.该行星的第一宇宙速度v1=故c错误；d.卫星绕行星做匀速圆周运动的线速度v故d正确。故选bd.10.交流发电机的线圈绕垂直干匀强磁场的水平轴逆时针匀速转动，每秒转动10转，线圈从图示位置开始计时，电流表的示数为1a，已知线圈匝数为500匝，线圈内阻，外接电阻，以下判断正确的是（ ）a. 图示时刻交变电流方向为b. 通过线圈磁通量的最大值为c. 时线圈磁通量的变化率d. 时外接电阻所消耗的电功率为【答案】ab【解析】【详解】a.由右手定则可知，图示时刻电流方向为：adcba，故a正确。 b.电动势的有效值ei（r+r）1（9.0+1.0）10v电动势的峰值em e=10v感应电动势峰值emnbs，通过线圈磁通量的最大值mbs=代入数据解得mwb故b正确。 c、线圈做圆周运动的角速度2n20rad/s从图示位置开始计时，电动势的瞬时值表达式eemsin（t+90）emcost10cos20t (v)ts 时，感应电动势瞬时值：e10v，此时磁通量的变化率故c错误；d.求电功率应用有效值，ts时外接电阻r所消耗的电功率故d错误。故选ab.二、实验题：本题共2小题，共15分11.在“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中，由于弹簧自身重力的影响，弹簧平放时的长度与竖直悬挂时的长度有明显不同，某同学进行了如下操作：先将弹簧平放在桌面上，用刻度尺测得弹簧的长度为；再将弹簧的一端固定在铁架台上，弹簧自然下垂，然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧的一侧，刻度尺零刻度线与弹簧上端对齐，并使弹簧下端的指针恰好落在刻度尺上，将指针指示的刻度值记作；弹簧下端挂一个的砝码时，指针指示的刻度值记作；弹簧下端挂两个的砝码时，指针指示的刻度值记作；测量记录如表：请回答下列问题（1）用力学实验中常用的“逐差法”处理实验数据，能够减小因为长度测量带来的误差，则每增加砝码的弹簧平均伸长量可表示为_。（用表中的代表符号表示）（2）根据表中数据计算，该同学所用弹簧的劲度系数_；弹簧自身的重力_。取，结果保留3位有效数字）【答案】 (1). (2). 28.4n/m (3). 0.156n【解析】【详解】（1）1根据题意有：l4l13l，同理：l5l23l，l6l33l，因此每增加砝码的弹簧平均伸长量l（2）2弹簧的劲度系数为：=28.4n/m3弹簧自身重力为g0k（l1l0）28.4（1.701.15）102n0.156n12.某同学欲测量电流表的内阻，实验室有如下实验器材：待测电流表（量程为06ma，内阻约）电流表g2（量程为060ma，内阻约）定值电阻（阻值为滑动变阻器（阻值范围为）滑动变阻器（阻值范围为）电源（电动势约为开关、导线若干请回答下列问题：（1）实验过程中，要求电表示数从零开始变化，则滑动变阻器应选用_（填“”或“” （2）为尽可能精确测量电流表的内阻，请在虚线框中画出实验电路原理图_。（3）利用上述实验电路，测量多组数据，图甲为实验过程中某次电流表的示数，其示数为_。（4）若实验中读得表和g2表的读数为和，根据多组数据作出图象，如图乙所示，图线的斜率为，则表的内阻_（用、表示）。【答案】 (1). r2 (2). (3). 3.60 (4). （k1）r0【解析】【详解】（1）1由于电流表示数从零开始变化，滑动变阻器采用分压接法，为了便于调节，因而选择阻值小的滑动变阻器，故选r2。（2）2由于题目没有电压表，而提供的电流表电阻未知，根据题意可知需要定值电阻作为电压表使用，此时需要知道通过定值电阻的电流，滑动变阻器采用分压接法； 故采用实验电路图如图所示： （3）3电流表的最小刻度为 0.1ma，估读到下一位，故电流计读数为3.60ma。（4）4根据电路图和欧姆定律得： i1r1（i2i1）r0整理得结合图象可得：k，解得g1表的内阻r1（k1）r0三、计算题：本题共3小题，共45分13.如图所示，坐标系所在平面存在与轴同方向的匀强电场，是轴上的一点、是轴上的一点，质量为、电荷量为的正电荷经过点时速度方向与轴正方向成角，速度大小为，当该电荷运动到点时速度方向与轴正方向夹角也为，电荷所受重力忽略不计，求：（1）电荷运动到点时的速度大小；（2）设点的电势为零，则点的电势是多少。【答案】（1）v1；（2）-【解析】【详解】（1）设带电粒子在n点的速度大小为v2。 垂直于电场方向是匀速运动，因此v2sin30=v1cos 30电荷运动到点时的速度大小v2v1（2）电荷从m运动到n只有电场力做功，根据动能定理，有qumnm（v22v12）m、n 两点间的电势差umn设n点的电势为n，umnmn，由题知m=0，则n=-答：（1）电荷运动到n点时的速度大小是v1；（2）设m点的电势为零，则n点的电势是-。14.如图所示，是长为、倾角的倾斜轨道，是长为、倾角的倾斜轨道，为水平轨道，各轨道之间平滑连接。小物块从轨道的顶端由静止下滑，小物块与各轨道间的动摩擦因数均为。已知，重力加速度取，求：（1）小物块在段下滑加速度大小；（2）为了保证小物块不滑离轨道，轨道至少多长；（3）小物块从开始下滑到停止全程所用的时间。【答案】（1）5m/s2；（2）57.6m；（3）10.8s。【解析】【详解】（1）物块从a到b，根据牛顿第二定律，有mgsin1mgcos1ma1小物块在ab段下滑的加速度大小a1=5m/s2（2）从a到b物块做匀加速直线运动，有vb=从b到c，根据牛顿第二定律，得mgsin2mgcos2=ma2小物块在bc段下滑的加速度大小a22m/s2由 vc2vb22a2l2，代入数据解，物块到达c点的速度vc=24m/s从c点到停止，有所以，为了保证小物块不滑离cd轨道，cd轨道至少长 （3）从a到b用时间从b到c用的时间从c到停下用时为小物块从开始下滑到停止全程所用的总时间tt1+t2+t3=10.8s答：（1）小物块在ab段下滑的加速度大小是5m/s2；（2）为了保证小物块不滑离cd轨道，cd轨道至少长57.6m；（3）小物块从开始下滑到停止全程所用的时间是10.8s。15.如图所示，倾角为的光滑斜面固定在水平面上，一质量为的小物块受到