河南省焦作市温县祥云中学高三物理期末试题含解析

河南省焦作市温县祥云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.（多选）如图所示，电源电动势E=8V，内阻为r=0.5Ω，“3V，3W”的灯泡L与电动机M串联接在电源上，灯泡刚好正常发光，电动机刚好正常工作，电动机的线圈电阻R0=1.5Ω．下列说法中正确的是（）A．通过电动机的电流为1AB．电源的输出功率是8WC．电动机消耗的电功率为3WD．电动机的输出功率为3W参考答案：考点：电功、电功率．专题：恒定电流专题．分析：A、由灯泡铭牌可知，灯泡额定电压是3V，额定功率是3W，由电功率公式的变形公式可以求出灯泡额定电流，由串联电路特点可以求出通过电机的电流．BC、求出路端电压，然后由P=UI求出电源的输出功率和电动机消耗的功率．D、由串联电路特点求出电动机电压，由P=UI求出电动机输入功率，由P=I2R求出电动机热功率，电动机输入功率与热功率之差是电动机的输出功率．解答：解：A、灯泡L正常发光，通过灯泡的电流：，电动机与灯泡串联，通过电动机的电流IM=IL=1（A），故A正确；B、路端电压：U=E﹣Ir=7.5（V），电源的输出功率：P=UI=7.5（W），电源消耗的功率为P热=I2r=12×0.5=0.5W，故BC错误；D、电动机两端的电压：UM=U﹣UL=4.5（V）；电动机的输出功率：P输出=UMIM﹣IM2R=3W，故D正确；故选：AD．点评：电动机是非纯电阻电路，输出功率等于输入功率与热功率之差；要注意功率公式的适用条件．2.一条足够长的浅色水平传送带自左向右匀速运行。现将一个木炭包无初速地放在传送带的最左端，木炭包在传送带上将会留下一段黑色的径迹。下列说法中正确的是A、黑色的径迹将出现在木炭包的在侧B、木炭包的质量越大，径迹的长度越长C、传送带运动的速度越大，径迹的长度越短D、木炭包与传送带间动摩擦因数越大，径迹的长度越短参考答案：3.有一个电流表G，内阻Rg=30W，满偏电流Ig=1mA，要把它改装成为量程为0～3V的电压表，关于改装方法和改装后的电压表内阻，下列说法正确的是【

】A．并联一个0.05W的电阻，电压表内阻是0.05W

B．并联一个2970W的电阻，电压表内阻是3000WC．串联一个0.05W的电阻，电压表内阻是0.05W

D．串联一个2970W的电阻，电压表内阻是3000W参考答案：D4.如图所示，弹簧秤一端固定在墙壁上，另一端与小木块A相连，当用力加速抽出长木板B的过程中，观察到弹簧秤的示数为4.0N，若匀速抽出木板B，弹簧秤的示数大小（

）A．一定大于4.0N

B．一定等于4.0NC．一定小于4.0N

D．一定为零参考答案：B当用力加速抽出木板B时，A物体保持静止，故可知A受B的摩擦力f=F=4.0N；因A对B物体的压力不变，故A、B间的摩擦力不会发生变化，故匀速拉动时摩擦力也为4.0N；物体A在弹簧秤的作用下仍保持静止，故弹簧秤对A的拉力仍为4.0N，即弹簧秤的示数大小仍等于4.0N。5.如图丙所示，一质量分布均匀的梯子，重为G1，斜搁在光滑的竖直墙上，重为G2的人沿梯子从底端A开始匀速向上走，人的重心离地的高度h逐渐增大，整个过程梯子不滑动。如图丁所示为力F随高度h变化的函数图像，则下列关于力F的说法中正确的是：（）A

F为墙面对梯子上端B施加的力

B

F为人对梯子施加的力C

F为梯子对地面施加的弹力

D

F为梯子对地面施加的摩擦力参考答案：AD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，一储油圆桶，底面直径与桶高均为d．当桶内无油时，从某点A恰能看到桶底边缘上的某点B．当桶内油的深度等于桶高的一半时，在A点沿AB方向看去，看到桶底上的C点，C、B相距，由此可得油的折射率n=

；光在油中传播的速度

．（结果可用根式表示）参考答案：7.如图所示，质量m＝0.10kg的小物块，在粗糙水平桌面上做匀减速直线运动，经距离l＝1.4m后，以速度v＝3.0m/s飞离桌面，最终落在水平地面上。已知小物块与桌面间的动摩擦因数m＝0.25，桌面高h＝0.45m，g取10m/s2．则小物块落地点距飞出点的水平距离s＝

m，物块的初速度v0＝

m/s。参考答案：0.904.08.(1)小明用电源频率为50Hz的电磁打点计时器（含复写纸）做“探究质量一定时，加速度与合力的关系”实验。①在不挂配重，平衡摩擦力过程中，打点计时器打出的一条纸带如图（乙）所示，纸带A端与小车相连。要使小车做匀速直线运动，垫木应向____移动。②打点计时器打A、C两点过程中，小车通过的距离为____cm。③打B点时小车的速度是__________m/s④打AC两点过程中，小车的平均加速度大小为____m/s2。

（保留小数点后两位数字）参考答案：①垫木应向_____左_____移动。②小车通过的距离为16.18-16.21cm。③小车的速度是____3.9-4.1______m/s④小车的平均加速度大小为____0.49-0.51_____m/s29.如图，在斜面顶端先后水平抛出同一小球，第一次小球落到斜面中点，第二次小球落到斜面底端。则两次小球运动时间之比t1∶t2=___；两次小球落到斜面上时动能之比EK1∶EK2=_____。参考答案：；

10.

（6分）伽利略通过研究自由落体和物块沿光滑斜面的运动，首次发现了匀加速运动规律。伽利略假设物块沿斜面运动与物块自由下落遵从同样的法则，他在斜面上用刻度表示物块滑下的路程，并测出物块通过相应路程的时间，然后用图线表示整个运动过程，图中OA表示测得的时间，矩形OAED的面积表示该时间内物块经过的路程，则图中OD的长度表示

。P为DE的中点，连接OP且延长交AE的延长线于B，则AB的长度表示

。参考答案：

答案：平均速度，物体的末速度

11.相对论论认为时间和空间与物质的速度有关；在高速前进中的列车的中点处，某乘客突然按下手电筒，使其发出一道闪光，该乘客认为闪光向前、向后传播的速度相等，都为c，站在铁轨旁边地面上的观察者认为闪光向前、向后传播的速度_______（填“相等”、“不等”）。并且，车上的乘客认为，电筒的闪光同时到达列车的前、后壁，地面上的观察者认为电筒的闪光先到达列车的______（填“前”、“后”）壁。参考答案：相等

后12.一质量kg的物体在水平外力的作用下在水平面上运动，已知在t=0时物体处于直角坐标系的坐标原点且沿y方向的初速度为0，运动过程中物体的位置坐标与时间的关系为，则物体在t=10s时速度大小为

m/s；t=10s时水平外力的大小为

N。参考答案：5；0.813.在距离地面某高处，将小球以速度沿水平方向抛出，抛出时小球的动能与重力势能相等。小球在空中飞行到某一位置A时位移与水平方向的夹角为（不计空气阻力），则小球在A点的速度大小为________________，A点离地高度为________________。参考答案：，三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图是验证机械能守恒定律的实验。小圆柱由一根不可伸长的轻绳拴住，轻绳另一端固定。将轻绳拉至水平后由静止释放。在最低点附近放置一组光电门，测出小圆柱运动到最低点的挡光时间△t，再用游标卡尺测出小圆柱的直径d，如图，重力加速度为g．则（1）小圆柱的直径d=

cm；

（2）测出悬点到圆柱重心的距离，若等式=_

_成立，说明小圆柱下摆过程机械能守恒。

（3）该装置还可以用来验证小圆柱作圆周运动在最低点向心力的公式，方法是若在悬点O安装一个拉力传感器，测出绳子上的拉力F，则实验时还需要测量的物理量是

（用文字和字母表示）。参考答案：（1）1.02cm;（1分）（2）（2分）（3）小圆柱的质量（2分）15.（3分）用游标卡尺测量某一工件的长度，如右图所示，读得长度L=

cm。

参考答案：

答案：10.015（3分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图，水平地面和半圆轨道面均光滑，质量为m的小车静止在地面上，小车上表面与半径为R的半圆轨道最低点P切线相平,质量为mB的物体B静止在P点。现有一质量为mA的物体A以初速度v0滑上小车左端，当A与小车共速时，小车还未与墙壁碰撞，小车与墙壁碰撞时即被粘在墙壁上，已知滑块与小车表面的动摩擦因数为μ，mA=mB=m，物体A、B可视为质点，重力加速度为g。试求：（1）物体A与小车共速时的速度大小；（2）小车的最小长度L；（3）当物体A与B发生弹性碰撞后，欲使B碰后在圆轨道运动时不脱离圆轨道，小车的长度L应在什么范围内。参考答案：解：（1）物体A在小车上面运动，把小车与物体A看做一系统，合外力为零，满足动量守恒，有：mAV0=(mA+mB)V共

且mA=mB=m

(3分)解得V共=

.(1分)(2)若物体A与小车达到共同速度时，恰好运动到小车的右端，此情况下小车的长度是最小长度，由系统动能定理有：

解得小车的最小长度L=

……………(1分)（3）假设物体A与小车达到共同速度时，距离小车右端为S，小车粘到墙壁上之后，物体A开始做匀减速直线运动，直到P点是速度为Vt，由动能定理得：得出：

………….(1分)（i）欲保证A能滑到P点，务必Vt≥0则≥0，得S≤

此情况下小车长度

………….(1分)（ii）物体A运动到P点时与B发生弹性碰撞，满足动量和动能守恒守恒：mAVt=mAvA+mBVB

………….(1分)

………….(1分)

其中vA、VB为碰后A、B的速度，解得VA=0,VB=Vt

此后物体B沿着轨道做圆周运动，若滑块恰能滑过圆的最高点，设滑至最高点的速度为VB0，临界条件为：

……ks5u…（1分）根据机械能守恒，有：

联立各式解得：S=

…ks5u…（1分）这种情况下小车的长度为：

…………（1分）（iii）若滑块恰好滑至圆弧即Ｔ点时就停止，则滑块也能沿圆轨道运动而不脱离圆轨道．根据机械能守恒，有：

……（1分）联立解得：S=

这种情况下小车的长度为：

……………（1分）

综上所述，滑块能沿圆轨道运动而不脱离圆轨道，半圆轨道的半径必须满足：<≤

或

……………（1分）17.如图所示，一个质量m=1kg的长木板静止在光滑的水平面上，并与半径为R=1.8m的光滑圆弧形固定轨道接触（但不粘连），木板的右端到竖直墙的距离为s=0.08m；另一质量也为m的小滑块从轨道的最高点由静止开始下滑，从圆弧的最低点A滑上木板。设长木板每次与竖直墙的碰撞时间极短且无机械能损失。木板的长度可保证物块在运动的过程中不与墙接触。已知滑块与长木板间的动摩擦因数=0.1，g取10m/s2。试求：（1）滑块到达A点时对轨道的压力大小；（2）当滑块与木板达到共同速度（）时，滑块距离木板左端的长度是多少？参考答案：【知识点】牛顿第三定律动能定理匀变速运动规律C2E2A2【答案解析】（1）30N（2）17.96m解析：从物块开始滑动到A由动能定理得:mgR=.得在A点对物块由牛顿第三定律得由牛顿第三定律得在A点对轨道的压力（2）物块滑上木板后，在摩擦力作用下，木板从静止开始做匀加速运动，设木板加速度为a，经历时间T后与墙第一次碰撞，碰撞时的速度为，则联立解得：T=0.4s在物块与木板两者达到共同速度前，在每次碰撞之间，木板受到物块对它的摩擦力作用而做加速度恒定的匀变速直线运动，因而木板与墙相碰后将返回至初态，所用时间也为T，设在物块与木板两者达到共同速度v前木板共经历n次碰撞，则有式中是碰撞n次后木板从起始位置至达到共同速度时所需要的时间，求解上式得，由于n是整数，故n=7

共同末速度v=0.2m/s对物块对木板所以【思路点拨】（1）根据动能定理求得到达A点速度，然后根据支持力减去重力提供向心力，从而