湖北省襄阳市城关第一中学高三物理上学期期末试题含解析

湖北省襄阳市城关第一中学高三物理上学期期末试题含解析一、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）电荷量相等的两点电荷在空间形成的电场有对称美。如图所示，真空中固定两个等量异种点电荷A、B，AB连线中点为O。在A、B所形成的电场中，以O点为圆心半径为R的圆面垂直AB连线，以O为几何中心的边长为2R的正方形平面垂直圆面且与AB连线共面，两个平面边线交点分别为e、f，则下列说法正确的是 A．在a、b、c、d、e、f六点中找不到任何两个场强和电势均相同的点 B．将一电荷由e点沿圆弧egf移到f点电场力始终不做功 C．将一电荷由a点移到圆面内任意一点时电势能的变化量相同 D．沿线段eof移动的电荷，它所受的电场力是先减小后增大参考答案：BC2.一轻杆一端固定质量为m的小球，以另一端O为圆心，使小球在竖直平面内作半径为R的圆周运动，如图所示，则(

).A．小球过最高点时，杆所受弹力可以为零B．小球过最高点时的最小速度是C．小球过最高点时，杆对球的作用力可以与球所受重力方向相反，此时重力一定小于杆对球的作用力D．小球过最低点时，杆对球的作用力可以跟小球所受重力的方向相同参考答案：A3.如图所示，处于水平地面上的滑块上表面为一光滑的半圆型槽。图示为某一时刻，一小球（可视为质点）在半圆型槽的位置，已知该时刻小球相对滑块静止，小球与圆心的连线与竖直方向成角，则由此可以得出的结论是A．小球受到的弹力大小一定为mgcosB．小球受到的合力大小一定为mg/cosC．小球加速度大小可能为gtanD．小球的加速度可能为gsin参考答案：CD4.（选修3—3、2—2模块）下列叙述正确的是（

）

A．只要知道水的摩尔质量和水分子的质量，就可以计算出阿伏伽德罗常数．

B．只要知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，就可以算出气体分子的体积．

C．悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显．

D．当分子间的距离增大时，分子间的引力变大而斥力减小参考答案：答案：AC5.（单选）甲图中a、b是电流相等的两直线电流，乙图中c、d是电荷量相同的两正点电荷，O为两电流（或电荷）连线的中点，在O点正上方有一电子，以较小的速度v射向O点，不计电子重力．则电子（）A．在甲图中将做变速运动B．在乙图中将做往复运动C．在乙图中向O点运动时，加速度一定减小D．在乙图中到达O点时动能最小，电势能最大参考答案：考点：电场的叠加．专题：电场力与电势的性质专题．分析：根据安培定则判断出磁场的方向，根据左手定则判断出电子运动中受力方向，根据电子受到的电场力的特点判断出电子在电场中的运动特点解答：解：A、甲图中ab在电子运动的方向上产生的磁场的合磁场的方向都向下，与电子运动的方向相同，所以电子不受洛伦兹力的作用将做匀速直线运动．故A错误；B、乙图中，cd的连线上，O点上方的电场方向向上，O点下方的电场的方向向下，电子在O点上方受到的电场力的方向向下，在O点的下方受到的电场力的方向向上，所以电子先做加速运动，后做减速运动，将在某一范围内做往复运动．故B正确；C、乙图中，cd的连线上，O点的电场强度是0，O点上方的电场方向向上，O点下方的电场的方向向下，从O点向两边电场强度的电场线增大，后减小，所以乙图中的电子在向O点运动的过程中，加速度不一定在减小．故C错误；D、乙图中，cd的连线上，O点上方的电场方向向上，O点下方的电场的方向向下，所以O点的电势最高；电子带负电，乙图中的电子在O点动能最大，电势能最小．故D错误．故选：B．点评：该题考查常见的磁场与常见电场的特点，这是考查的重点内容之一，要牢记．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，小车的顶棚上用绳线吊一小球，质量为m，车厢底板上放一个质量为M的木块，当小车沿水平面匀加速向右运动时，小球悬线偏离竖直方向30°，木块和车厢保持相对静止，则小车运动的加速度为------____________，小球对悬线的拉力为_____________，木块受到的摩擦力为______________。参考答案：答案：，，7.一个质量为m、直径为d、电阻为R的金属圆环，在范围很大的磁场中沿竖直方向下落，磁场的分布情况如图所示，已知磁感应强度竖直方向的分量By的大小只随高度变化，其随高度y变化关系为（此处k为比例常数，且），其中沿圆环轴线的磁场方向始终竖直向上，在下落过程中金属圆环所在的平面始终保持水平，速度越来越大，最终稳定为某一数值，称为收尾速度．俯视观察，圆环中的感应电流方向为（顺时针，逆时针）；圆环收尾速度的大小为．参考答案：顺时针

;8.一列简谐波波源的振动图象如图所示，则波源的振动方程y=

cm；已知这列波的传播速度为1.5m/s，则该简谐波的波长为

m。参考答案：；3试题分析：从振动图象可知，，角速度，振幅A=20cm振动方程，根据考点：考查了横波图像，波长、波速及频率的关系【名师点睛】解决本题的关键是可以由振动图象获取相应信息，以及熟练掌握公式、，难度不大，属于基础题．9.如图所示，质量均为m的a、b两木块叠放在水平面上，a受到斜向上与水平面成θ角的力F作用，b受到斜向下与水平面成θ角的力F作用，两力在同一竖直平面内，此时两木块保持静止，则水平面对b的支持力可能

2mg（填“大于”“小于”或“等于”）

参考答案：等于10.一只排球在A点被竖直抛出，此时动能为20J，上升到最大高度后，又回到A点，动能变为12J，假设排球在整个运动过程中受到的阻力大小恒定，A点为零势能点，则在整个运动过程中，排球的动能变为10J时，其重力势能的可能值为________、_________。参考答案：8J

8/3J11.如图所示，边长为L=0.2m的正方形线框abcd处在匀强磁场中，线框的匝数为N=100匝，总电阻R=1Ω，磁场方向与线框平面的夹角θ=30°，磁感应强度的大小随时间变化的规律B=0.02+0.005t（T），则线框中感应电流的方向为

，t=16s时，ab边所受安培力的大小为

N。参考答案：

adcba

；

0.02

N。12.某兴趣小组为了测一遥控电动小车的额定功率，进行了如下实验：①用

测出电动小车的质量为0.4kg；②将电动小车、纸带和打点计时器正确安装；③先接通

，再接通

（填“打点计时器”或“电动小车”）；④达到最大速度一段时间后关闭小车电源，待小车静止时再关闭打点计时器（设小车在整个过程中所受阻力恒定）．在上述过程中，打点计时器在纸带上所打的部分点迹如图所示．请你分析纸带数据，回答下列问题：①该电动小车运动的最大速度为

m/s；（保留两位有效数字）

②该电动小车的额定功率为

W．（保留两位有效数字）参考答案：①天平

③打点计时器

电动小车①该电动小车运动的最大速度为

1.5

m/s；②该电动小车的额定功率为

1.2

W．13.物体A、B的质量之比为mA:mB=4:1，使它们以相同的初速度沿水平地面滑行，若它们受到的阻力相等，那么它们停下来所用的时间之比为tA:tB=______，若两物体与地面的动摩擦因数相同，那么它们停下来所用的时间之比为tA:tB=______参考答案：4:1;1:1三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.利用计算机和力传感器可以比较精确地测量作用在挂钩上的力，并能得到挂钩所受的拉力随时间变化的关系图象，实验过程中挂钩位置可认为不变。某同学利用力传感器和单摆小球来验证机械能守恒，实验步骤如下：①如图甲所示，固定力传感器M；②取一根不可伸长的细线，一端连接一小铁球，另一端穿过固定的光滑小圆环O，并固定在传感器M的挂钩上(小圆环刚好够一根细线通过)；③让小铁球自由悬挂并处于静止状态，从计算机中得到拉力随时间变化的关系图象如图乙所示；④让小铁球以较小的角度在竖直平面内的A、B之间摆动，从计算机中得到拉力随时间变化的关系图象如图丙所示。请回答以下问题：(1)小铁球的重量为_____。(2)为了验证小铁球在最高点A和最低点处的机械能是否相等，则____。A．一定得测出小铁球的质量mB．一定得测出细线离开竖直方向的最大偏角θC．一定得知道当地重力加速度g的大小及图乙和图丙中的F0、F1、F2的大小D．只要知道图乙和图丙中的F0、F1、F2的大小(3)若已经用实验测得了第(2)小问中所需测量的物理量，则为了验证小铁球在最高点A和最低点处的机械能是否相等，只需验证____等式是否成立即可。(用题中所给物理量的符号来表示)参考答案：（1）1.0（2）D（3）3F0=F1+2F2【详解】(1)由于重力加速度未知，则有小铁球静止时，绳子的拉力F0，可知，小球的重力G＝mg＝F0；小球在最低点，由牛顿第二定律则有：F2－F0＝m，因此有F0l(1－cosθ)＝mv2＝(F2－F0)l；对A点受力分析得：F0cosθ＝F1，即有3F0＝2F1＋F2，由上可知，故D正确，ABC错误。故选D。(2)根据机械能守恒的表达式有：mgl（1-cosθ）＝mv2结合以上分析，则有3F0＝2F1＋F2。15.图（a）为“用DIS描绘电场的等势线”的实验装置图，实验过程有如下操作步骤：①将其中一个探针与导电纸上某一基准点接触，然后在导电纸上移动另一个探针，寻找若干个与此基准点的电势差为零的点，并将这些点压印在白纸上．②在一块平整的木板上，自下而上依次铺放白纸、复写纸、导电纸，用图钉固定．③取出白纸画出各条等势线．④合上电键．⑤在导电纸上放两个与它接触良好的圆柱形电极（图中A、B），并将两个电极分别与电源的正负极相连．⑥重复步骤，找出其它4个基准点的等势点．⑦用探针压印的方法把A、B的位置标记在白纸上．在两电极的连线上选取间距大致相等的5个点作为基准点，用探针把它们的位置压印在白纸上．（1）本实验的原理是利用导电纸上形成的稳恒电流场场来模拟静电场；（2）将每一步骤前的序号按正确的操作顺序填写：②⑤⑦④①⑥③；（3）实验中，在两个电极的连线上选取间距相等的a、b、c、d、e五个点作基准点，如图（b）所示，测得a、b两点间的电压为U1，b、c两点间的电压为U2，则U1大于U2（选填“大于”、“小于”或“等于”）．参考答案：考点： 用描迹法画出电场中平面上的等势线．专题： 实验题．分析： （1）本题要理解电场等势线描绘的方法，采用了恒定电流场来模拟静电场．（2）根据实验中的实验原理、方法及实验要求进行正确安装和操作实验．（3）根据等量异种电荷电场线的分布情况，确定出a、b两点间的场强与b、c两点间的场强大小，由U=Ed分析U1与U2的大小．解答： 解：（1）本实验的原理是利用导电纸上形成的稳恒电流场模拟静电场．（2）正确的操作顺序是：②⑤⑦④①⑥③．（3）根据等量异种电荷电场线的分布情况可知，a、b两点间电场线比b、c两点间电场线密，则a、b两点间的场强较大，由U=Ed可知，U1大于U2．故答案为：（1）稳恒电流场．（2）②⑤⑦④①⑥③．（3）大于．点评： 本题关键要掌握实验的原理：用电流场模拟静电场，能根据实验原理来安排实验步骤．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图（a），M、N、P为直角三角形的三个顶点，∠M=37°，MP中点处固定一电量为Q的正点电荷，MN是长为a的光滑绝缘杆，杆上穿有一带正电的小球（可视为点电荷），小球自N点由静止释放，小球的重力势能和电势能随位置x（取M点处x=0）的变化图象如图（b）所示，取sin37°=0.6，cos37°=0.8．（1）图（b）中表示电势能随位置变化的是哪条图线？（2）求势能为E1时的横坐标x1和带电小球的质量m；（3）已知在x1处时小球与杆间的弹力恰好为零，求小球的电量q；（4）求小球运动到M点时的速度．参考答案：考点： 匀强电场中电势差和电场强度的关系；电势能．分析： （1）判断出电荷Q产生的电场分布，判断出正电荷下滑过程中电场力做功情况，即可判断出电势能的变化；（2）判断出x1的位置，利用E1=mgh即可求的质量；（3）根据受力分析利用垂直于斜面方向合力为零即可求的电荷量；（4）利用动能定理求的速度解答： 解：（1）根据Q电荷的电场线的分布可知电场力先对带电小球做负功，后做正功，故电势能先增大后减小，故图（b）中表示电势能随位置变化的是图线Ⅱ（2）势能为E1时，距M点的距离为x1=acos37°??cos37°=0.32a

x1处重力势能E1=mgx1sin37°

m===（3）在x1处，根据受力分析可知k=mgcos37°，其中r=x1tan37°=0.24a

带入数据，得q=（4）根据动能定理，mgasin37°+E2﹣E0=mv2带入数据，得v=答：（1）图（b）中表示电势能随位置变化的是II图线（2）势能为E1时的横坐标x1为0.32a，带电小球的质量m为；（3）已知在x1处时小球与杆间的弹力恰好为零，小球的电量q；（4）小球运动到M点时的速度．点评： 分析磁场的分布情况及小球的运动情况，通过电场力做功来判断电势能的变化从而判断出图象，再根据平衡条件和动能定理进行处理．17.一物体从静止开始做匀加速直线运动，加速度的大小