2020年河北省石家庄市平山德才中学高三物理期末试题含解析

1、2020年河北省石家庄市平山德才中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. 想象在载人飞船上有一个可测定竖直方向加速度的装置，其原理简化如图，连接在竖直弹簧上的重物与滑动变阻器的滑动头连接，该装置在地面上静止时其电压表的指针指在表盘中央的零刻度处，在零刻度的两侧分别标上对应的正、负加速度值。关于这个装置在“神舟七号”载人飞船发射、运行和回收过程中示数的判断正确的是飞船在竖直加速升空的过程中，如果电压表的示数为正，则飞船在竖直减速返回地面的过程中，电压表的示数仍为正飞船在竖直加速升空的过程中，如果电压表的示数为正，则飞船在竖直减速返

2、回地面的过程中，电压表的示数为负飞船在圆轨道上运行时，电压表的示数为零飞船在圆轨道上运行时，电压表示数所对应的加速度应约为9.8m/s2参考答案：ad2. 在不久的将来，我国将发射一颗火星探测器“萤火一号”对火星及其周围的空间环境进行探测，已知火星质量与地球质量之比为p，火星半径与地球半径之比为q，地球表面重力加速度为g，地球半径为r，则“萤火一号”环绕火星做圆周运动的最大速率为         a     b     c &

3、#160; d参考答案：a3. （2014秋?崂山区校级期中）一物体做匀减速直线运动，初速度大小为10m/s，加速度大小为1m/s2，则物体在停止运动前2s内的平均速度大小为（）a1m/sb5.5m/sc5m/sd0.5m/s参考答案：a解：物体在最后2s的位移x=at2=×1×22=2m；则最后2s的平均速度为=1m/s；故选：a4. （单选）如图所示，一些商场安装了智能化的台阶式自动扶梯为了节约能源，在没有乘客乘行时，自动扶梯以较小的速度匀速向左上方运行，当有乘客乘行时自动扶梯经过先加速再匀速两个阶段运行则电梯在运送乘客的过程中（）a乘客始终受摩擦力作用b乘客经历先超重

4、再失重c乘客对扶梯的作用力先指向右下方，再竖直向下d因为动摩擦因数未知，所以不能确定参考答案：考点：摩擦力的判断与计算；超重和失重版权所有专题：摩擦力专题分析：加速运动阶段，扶梯对乘客有水平向右的摩擦力和竖直向上的支持力（支持力大于重力，乘客处于超重状态），二者的合力即扶梯对乘客的作用力指向左上方；匀速运动阶段，扶梯对乘客只有竖直向上的支持力（支持力等于重力，乘客既不超重，也不失重），扶梯对乘客的作用力竖直向上根据牛顿第三定律，分析乘客对扶梯的作用力方向解答：解：a、匀速运动阶段，扶梯对乘客只有竖直向上的支持力，没有摩擦力故a错误b、加速运动阶段，扶梯对乘客的支持力大于重力，乘客处于超重状态；

5、匀速运动阶段，扶梯对乘客的支持力等于重力，乘客既不超重，也不失重故b错误c、d加速运动阶段，扶梯对乘客有水平向左的摩擦力和竖直向上的支持力，扶梯对乘客的作用力指向左上方；匀速运动阶段，扶梯对乘客的作用力竖直向上根据牛顿第三定律分析可知：乘客对扶梯的作用力先指向右下方，再竖直向下故c正确，d错误故选：c点评：本题考查物体的运动情况分析物体受力情况的能力要注意的是匀速运动过程，扶梯对乘客没有摩擦力5. （单选）k介子衰变的方程为：k0，其中k介子和介子带负的元电荷e，0介子不带电。一个k介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧ap，衰变后产生的介子的轨迹为圆弧pb，两轨迹在p点相切，它们

6、的半径rk-与r-之比为2:1。0介子的轨迹未画出。由此可知的动量大小与0的动量大小之比为（       ）a1:1       b1:2       c1:3      d1:6参考答案：c二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6. 物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数。实验装置如图甲所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与穿

7、过电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。打点计时器使用的交流电源的频率为50 hz。开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列点。图乙给出的是实验中获取的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出连续的5个计数点a、b、c、d、e，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），测出各计数点到a点之间的距离如图所示。请完成下列小题：  (l)根据图中数据计算：打c点时滑块的速度的大小为_m/s；  滑块的加速度a=_（保留两位有效数字）；  若在计算过程中不小心将交流电的频率当成60hz，则计算出的加速

8、度值将_   （填“偏大”、“偏小”或“不变”）。  (2)为了测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的是_。a木板的长度lb木板的质量c滑块的质量d.托盘和砝码的总质量e滑块运动的时间t(3)滑块与木板间的动摩擦因数_(用被测物理量的字母表示，重力加速度为g)参考答案：7. 用金属制成的线材（如钢丝、钢筋）受到的拉力会伸长，17世纪英国物理学家胡克发现，金属丝或金属杆在弹性限度内的伸长与拉力成正比，这就是著名的胡克定律这个发现为后人对材料的研究奠定了重要的基础现有一根用新材料制成的金属杆，长为4m，横截面积为0. 8 cm2，设计要求它受到拉力后的伸长不超过原长的

9、1/1 00,由于这一拉力很大，杆又较长，直接测试有困难，就选用同种材料制成样品进行测试，通过测试取得数据如右图：(1)根据测试结果，推导出线材伸长x与材料的长度l、材料的横截面积s及拉力f的函数关系为x=            （用所给字母表示,比例系数用k表示）。 (2)在寻找上述关系中，运用               科学研究方法。

10、0;       参考答案：（其中k为比例系数）；  (2)控制变量法8. 如图，为测量作匀加速直线运动小车的加速度，将宽度均为b的挡光片a、b固定在小车上，测得二者间距为d。 (1)当小车匀加速经过光电门时，测得两挡光片先后经过的时间和，则小车加速度                    。(2)(多选题)为减小实验误差，可采

11、取的方法是(        )    (a)增大两挡光片宽度          (b)减小两挡光片宽度(c)增大两挡光片间距          (d)减小两挡光片间距 参考答案：（1）  (2)b，c  9. 如图所示为研究光电效应规律的实验电路，利用此装置也可以进行普朗克常量的测量。只要

12、将图中电源反接，用已知频率1、2的两种色光分别照射光电管，调节滑动变阻器已知电子电量为e，要能求得普朗克常量h，实验中需要测量的物理量是                                      

13、0;           ；计算普朗克常量的关系式h=                  (用上面的物理量表示)。参考答案：10. 如图，框架abc由三根长度均为l、质量均为m的均匀细棒组成，a端用光滑铰链铰接在墙壁上。现用竖直方向的力f作用在c端，使ab边处于竖直方向且保持平衡，则力f的大小为   

14、;     。若在c点施加的作用力改为大小为1.5mg、方向始终垂直于ac边的力f，使框架从图示位置开始逆时针转动，运动过程中当框架具有最大动能时，力f 所做的功为_。参考答案：mg，0.25mgl  11. 气球以10m/s的速度匀速竖直上升，从气球上掉下一个物体，经17s到达地面。物体刚脱离气球时气球的高度h=_（g取10m/s2）参考答案：12. 如图所示，两端封闭的均匀玻璃管竖直放置，管中间有一段水银柱将管中气体分成体积相等的两部分，管内气体的温度始终与环境温度相同。一段时间后，发现下面气体的体积比原来大了，则可以判断环境温度 

15、0;    了（填“升高”或“降低”），下面气体压强的变化量       上面气体压强的变化量（填“大于”、“等于”或“小于”）。  参考答案：升高  ； 等于13. 某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：（1）你认为还需要的实验器材有 

16、;                                  （2）实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是         &

17、#160;                               ，实验时为保证细线拉力为木块的合外力首先要做的步骤              

18、          （3）在（2）的基础上，某同学用天平称量滑块的质量m.往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m.让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距l和这两点的速度大小v1与v2（v1v2）。则本实验最终要验证的数学表达式为                 

19、;                            （用题中的字母表示实验中测量得到的物理量）.参考答案：（1）天平，刻度尺（2分）（2）沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量（2分），平衡摩擦力（2分）（3）（3分）（1）实验要验证动能增加量和总功是否相等，故需要求出总功和动能，故还要天平和刻度尺；故答案为：刻度尺、天平；（2

20、）沙和沙桶加速下滑，处于失重状态，其对细线的拉力小于重力，设拉力为t，根据牛顿第二定律，有对沙和沙桶，有 mg-t=ma对小车，有 t=ma解得故当mm时，有tmg小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，故可以将长木板的一端垫高；故答案为：沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量，平衡摩擦力；（3）总功为：mgl，动能增加量为：故答案为：mgl=三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14. 一列简谐横波在t=时的波形图如图（a）所示，p、q是介质中的两个质点，图（b）是质点q的振动图像。求（i）波速及波的传播方向；（ii）质点

21、q的平衡位置的x坐标。参考答案：（1）波沿负方向传播；    （2）xq=9 cm本题考查波动图像、振动图像、波动传播及其相关的知识点。（ii）设质点p、q平衡位置的x坐标分别为、。由图（a）知，处，因此   由图（b）知，在时q点处于平衡位置，经，其振动状态向x轴负方向传播至p点处，由此及式有 由式得，质点q的平衡位置的x坐标为  15. 如图甲所示，将一质量m=3kg的小球竖直向上抛出，小球在运动过程中的速度随时间变化的规律如图乙所示，设阻力大小恒定不变，g=10m/s2，求（1）小球在上升过程中受到阻力的大小f（2）小球在4s末

22、的速度v及此时离抛出点的高度h参考答案：（1）小球上升过程中阻力f为5n；（2）小球在4秒末的速度为16m/s以及此时离抛出点h为8m考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的图像专题：牛顿运动定律综合专题分析：（1）根据匀变速直线运动的速度时间公式求出小球上升的加速度，再根据牛顿第二定律求出小球上升过程中受到空气的平均阻力（2）利用牛顿第二定律求出下落加速度，利用运动学公式求的速度和位移解答：解：由图可知，在02s内，小球做匀减速直线运动，加速度大小为： 由牛顿第二定律，有：f+mg=ma1代入数据，解得：f=6n（2）2s4s内，小球做匀加速直线运动，其所受阻力方向与重力方向相反，设加速度的大小

23、为a2，有：mgf=ma2即 4s末小球的速度v=a2t=16m/s依据图象可知，小球在 4s末离抛出点的高度： 答：（1）小球上升过程中阻力f为5n；（2）小球在4秒末的速度为16m/s以及此时离抛出点h为8m点评：本题主要考查了牛顿第二定律及运动学公式，注意加速度是中间桥梁四、计算题：本题共3小题，共计47分16. 如图所示，物体a放在足够长的木板b上，木板b静止于水平面.t=0时，电动机通过水平细绳以恒力f拉木板b，使它做初速度为零、加速度ab=1.0m/s2的匀加速直线运动.已知a的质量ma和b的质量mb均为2.0kg，a、b之间的动摩擦因数1=0.05，b与水平面之间的动摩擦因数2=

24、0.1，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等，重力加速度g取10m/s2.求(1)物体a刚运动时的加速度aa;(2)t=1.0s时，电动机的输出功率p;(3)若t=1.0s时，将电动机的输出功率立即调整为p=5w，并在以后的运动过程中始终保持这一功率不变，t=3.8s时物体a的速度为1.2m/s.则在t=1.0s到t=3.8s这段时间内木板b的位移为多少? ：参考答案：【知识点】动能定理的应用；牛顿第二定律c2 e2【答案解析】（1）0.5m/s2；（2）7w；（3）3.03m解析： （1）物体a在水平方向上受到向右的摩擦力，由牛顿第二定律得1mag=maaa 代入数据解得aa=0.5 m/s

25、2 （2）t=l.0 s时，木板b的速度大小为v1=abt 木板b所受拉力f，由牛顿第二定律有fmag一2（ma+mb）g=mbab 电动机输出功率p1=fv1 由并代入数据解得p=7 w （3）电动机的输出功率调整为5w时，设细绳对木板b的拉力为f'，则p'=f'v1 代入数据解得f'=5 n 木板b受力满足f'1mag2（ma+mb）g=0 所以木板b将做匀速直线运动，而物体a则继续在b上做匀加速直线运动直到a、b速度相等。设这一过程时间为t'，有v1=aa（t+t'）这段时间内b的位移s1=v1t' a、b速度相同后，由于f

26、'>2（ma+mb）g且电动机输出功率恒定，a、b将一起做加速度逐渐减小的变加速运动，由动能定理得   联立并代入数据解得 木板b在t=1.0 s到t=3.8 s这段时间的位移s=s1+s2=3.03 m（或取s=3.0 m）【思路点拨】（1）对物体a进行受力分析，水平方向只受摩擦力，根据牛顿第二定律就出a；（2）电动机的输出功率p=fv，对b进行受力分析，水平方向受到拉力f、地面对b的摩擦力、a对b的摩擦力，对b运用牛顿第二定律可解除f，根据运动学公式求出v，即可求得p；（3）电动机的输出功率调整为5w时，根据p=fv，求出f，对b进行受力分析，得出b受平衡

27、力，所以b做匀速运动，而物体a则继续在b上做匀加速直线运动直到a、b速度相等，算出时间，算出位移s1，速度相同后，由于f2（ma+mb）g且电动机输出功率恒定，a、b将一起做加速度逐渐减小的变加速运动，根据动能定理求出位移s2，木板b在t=1.0s到t=3.8s这段时间的位移s=s1+s2本题对受力分析的要求较高，要能根据受力情况判断运动情况，或根据运动情况判断受力情况，难度较大17. (18分) 如图所示，把中心带有小孔的平行放置的两个圆形金属板m和 n，连接在电压恒为u的直流电源上。一个质量为m，电荷量为q的微观正粒子，以近似于静止的状态，从m板中心的小孔进入电场，然后又从n板中心的小孔穿出，再进入磁感应强度为b的足够宽广的匀强磁场做中运动。 那么：(1)该粒子从n板中心的小孔穿出时的速度有多大？(2)该粒子在磁场中受到的洛仑兹力是多大？(3)若圆形板n的半径为，如果该粒子返回后能够直接打在圆形板n的右侧表面上，那么该磁场的磁感应强度b至少为多大？参考答案：解析：（1）（共6分）粒子进入电场的过程，有