福建省三明市管前中学高三物理下学期期末试卷含解析

福建省三明市管前中学高三物理下学期期末试卷含解析一、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1.一轻质直杆BO，其O端用光滑铰链绕于固定竖直杆AO上，B端挂一重物，且系一细绳，细绳跨过杆顶A处的光滑小滑轮，用力F拉住，如下图所示。现将细绳缓慢往左拉，使杆BO与杆AO间的夹角θ逐渐减小，重物则缓慢上升。在此过程中，拉力F及杆BO所受压力FN的大小变化情况，下列判断正确的是（

）A．FN先减小，后增大

B．FN始终增大

C．F先减小，后增大

D．F逐渐减小参考答案：D2.伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法，有力地促进了人类科学认识的发展．利用如图所示的装置做如下实验：小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升．斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时，小球沿右侧斜面上升的最高位置依次为1、2、3．根据三次实验结果的对比，可以得到的最直接的结论是A．如果斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置B．如果小球不受力，它将一直保持匀速运动或静止状态C．如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变D．小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小参考答案：A3.（单选）如图所示，A板发出的电子经加速后，水平射入水平放置的两平行金属板间，金属板间所加电压为之U，电子最终打在光屏P上．只改变某一条件，关于电子的运动，下列说法中正确的是（）A．滑动变阻器滑片向右移动时，电了打在荧光屏上的位置上升B．滑动变阻器滑片向左移动时，电子打在荧光屏上的位置上升C．电压U增大时，电子从发出到打在荧光屏上的时间增大D．电压U增大时，电子打在荧光屏上的速度大小不变参考答案：考点：带电粒子在匀强电场中的运动．专题：带电粒子在电场中的运动专题．分析：滑动触头向右移动时，加速电压增大，加速后速度变大，粒子在偏转电场中运动时间变短，粒子在平行偏转电场方向的位移减小．同理触头向左移动时，加速电压减小，加速后速度变小，粒子在电场中运动时间变长，粒子在平行偏转电场方向的位移增大；当加速电压不变时，偏转电压变化，影响平行电场方向的电场力的大小，也就是影响加速度的大小，粒子在电场中运动时间不变，改变偏转的位移大小．解答：解：电子在加速电场中做加速运动，根据动能定理得：eU′=，则得电子获得的速度为：v=．电子进入偏转电场后做类平抛运动，电子在沿极板方向做匀速直线运动，粒子在电场中运动时间：t=；在平行电场方向做初速度为0的匀加速直线运动，加速度a=，电子在电场方向偏转的位移y=．联立以上各式得：y=又因为偏转电场方向向下，所以电子在偏转电场里向上偏转．A、B：滑动触头向右移动时，加速电压U′变大，由上可知电子偏转位移变小，因为电子向上偏转，故在屏上的位置下降，相反，滑动触头向左移动时，电子打在荧光屏上的位置上升，故A错误，B正确；C、偏转电压U增大时，电子在电场中受到的电场力增大，即电子偏转的加速度a增大，又因为电子加速获得的速度v不变，电子在电场中运动的时间不变，离开电场后做匀速直线运动，由于水平速度不变，运动时间也不变，所以电子从发出到打在荧光屏上的时间不变．故C错误．D、电子在电场中运动的时间不变，a增大，而电子打在屏上的速度为v′=，故电子打在屏上的速度增大．故D错误．故选：B．点评：电子在加速电场作用下做加速运动，要能运用动能定理可得电子获得的速度与加速电场大小间的关系．电子进入偏转电场后，做类平抛运动，运动时间受电场的宽度和进入电场时的速度所决定，电子在电场方向偏转的距离与时间和电场强度共同决定．熟练用矢量合成与分解的方法处理类平抛运动问题．4.如图所示(a)，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一物体(物体与弹簧不连接)，初始时物体处于静止状态．现用竖直向上的拉力F作用在物体上，使物体开始向上做匀加速运动，拉力F与物体位移s的关系如图(b)所示(g＝10m/s2)，则下列结论正确的是A．物体与弹簧分离时，弹簧处于压缩状态B．弹簧的劲度系数为7.5N/cmC．物体的质量为3kgD．物体的加速度大小为5m/s2参考答案：D物体一直匀加速上升，从图象可以看出，物体与弹簧分离后，拉力为30N；刚开始物体处于静止状态，重力和弹力二力平衡；拉力为10N时，弹簧弹力和重力平衡，合力等于拉力，弹簧压缩量为4cm；根据以上条件列式分析如下：物体与弹簧分离时，弹簧恢复原长，故A错误；刚开始物体处于静止状态，重力和弹力二力平衡，有mg=kx

①，拉力F1为10N时，弹簧弹力和重力平衡，合力等于拉力，根据牛顿第二定律，有F1+kx-mg=ma

②，物体与弹簧分离后，拉力F2为30N，根据牛顿第二定律，有F2-mg=ma

③，代入数据解得m=2kg，k=5N/cm，a=5m/s2，故B错误，C错误，D正确；故选D．5.一正弦交流电的电压随时间变化的规律如右图所示。由图可知A．该交流电的电压瞬时值的表达式为u＝100sin25πt（V）B．该交流电的频率为25HzC．该交流电的电压的有效值为100VD．若将该交流电压加在阻值为R＝100Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率为50W参考答案：BD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.某探究性学习小组欲探究光滑斜面上物体的加速度与物体质量及斜面倾角是否有关。实验室提供如下器材：(A)表面光滑的长木板(长度为L)，(B)小车，(C)质量为m的钩码若干个，(D)方木块(备用于垫木板)，(E)米尺，(F)秒表。(1)实验过程：第一步，在保持斜面倾角不变时，探究加速度与质量的关系。实验中，通过向小车放入钩码来改变物体质量，只要测出小车由斜面顶端滑至底端所用时间t，就可以由公式a=

求出a。某同学记录了数据如上表所示：根据以上信息，我们发现，在实验误差范围内质量改变之后平均下滑时间

(填“改变”或“不改变”)，经过分析得出加速度与质量的关系为

。第二步，在物体质量不变时，探究加速度与倾角的关系。实验中通过改变方木块垫放位置来调整长木板的倾角，由于没有量角器，因此通过测量出木板顶端到水平面高度h，求出倾角α的正弦值sinα=h／L。某同学记录了高度和加速度的对应值，并在坐标纸上建立适当的坐标轴后描点作图如下，请根据他所作的图线求出当地的重力加速度g=

m／s2。进一步分析可知，光滑斜面上物体下滑的加速度与倾角的关系为

。参考答案：（1）

（2分）

不改变（2分）斜面倾角一定时，加速度与物体质量无关（2分）7.一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形如图所示，经0．3s时间质点a第一次到达波峰位置，则这列波的传播速度为

m／s，质点b第一次出现在波峰的时刻为

s．参考答案：10m／s（2分）

0．5s（8.（4分）弹性绳沿x轴放置，左端位于坐标原点，用手握住绳的左端，当t＝0时使其开始沿y轴做振幅为8cm的简谐振动，在t＝0.25s时，绳上形成如图所示的波形，则该波的波速为___________cm/s，t＝___________时，位于x2＝45cm的质点N恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置。参考答案：20，2.75解析：由图可知，这列简谐波的波长为20cm，周期T=0.25s×4=1s，所以该波的波速；从t=0时刻开始到N质点开始振动需要时间,在振动到沿y轴正向通过平衡位置需要再经过，所以当t=（2.25+0.5）s=2.75s，质点N恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置。9.一个标有“12V”字样，功率未知的灯泡，测得灯丝电阻R随灯泡两端电压变化的关系图线如图所示，利用这条图线计算：（1）在正常发光情况下，灯泡的电功率P＝________W。（2）若一定值电阻与灯泡串联，接在20V的电压上，灯泡能正常发光，则串联电阻的阻值为________Ω。

参考答案：

答案：24；410.利用光电管产生光电流的电路如图所示。电源的正极应接在端

（填“a”或“b”）；若电流表读数为8μA，则每秒从光电管阴极发射的光电子至少是

个（已知电子电量为l.6×10-19C）。参考答案：答案：a，5×1013分析：要使电子加速，应在A极接高电势，故a端为电源正极。由I＝ne/t，得n=It/e＝5×1013。11.某同学想利用DIS测电风扇的转速和叶片长度，他设计的实验装置如图甲所示.该同学先在每一叶片边缘粘上一小条长为△l的反光材料，当叶片转到某一位置时，光传感器就可接收到反光材料反射的激光束，并在计箅机屏幕上显示出矩形波，如图乙所示.已知屏幕横向每大格表示的时间为5.00×10-3s.则电风扇匀速转动的周期为________s;若用游标卡尺测得△l的长度如图丙所示，则叶片长度为________m.参考答案：4.2×10-2；0.23：图忆中光强-时间图象周期为1.4×10-2s，电风扇匀速转动的周期T＝3×1.4×10-2s。游标卡尺测得△l的长度为35.1mm，反光时间为1.0×10-2s,电风扇叶片顶端线速度υ=35.1m/s，由υ=解得叶片长度L=0.23m12.图甲为一列简谐横波在t＝0.10s时刻的波形图，P是平衡位置为x＝1m处的质点，Q是平衡位置为x＝4m处的质点，图乙为质点Q的振动图象．则波传播的速度为________m/s，t＝0.15s时质点P的运动方向沿y轴________方向(选填“正”或“负”)．参考答案：40负13.在“用打点计时器测速度”的实验中，某同学在打出的纸带上选取了A、B、C三个计数点，如图所示，A、B两点间的时间间隔为

▲

s。现用刻度尺量得AB＝3.90cm，AC＝10.20cm，则纸带经过B、C两点间的平均速度大小为

▲

m/s。参考答案：三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（1）如图游标卡尺的读数为_____

_m，螺旋测微器的读数应为

mm。

（2）为把一满偏电流Ig＝200的电流表A1改装成电压表，需要测量其内阻值。现有三块电流表（量程分别为10mA、500、100）、一个阻值为R0的定值电阻和各种规格的滑动变阻器可供选用。

①在下面给定的四个电路中，实验可采用的是___________；

②为了尽量精确地测量出A1的内阻值，电流表A2应选用量程为___________的电流表；

③若电流表A1和A2的示数分别为I1和I2，则所测电流表的内阻值为___________。

参考答案：（1）10.55mm；（3）6.125；（2）①B

②500

③15.某同学用光电门和数字计时器测量自由落体的重力加速度，实验装置如图所示：①将光电门A、B和电磁铁安装在支架上，调整它们的位置使三者在一条竖直线内.当电磁铁断电释放小球后，小球能顺利通过两个光电门.②将数字计时器通电并调整光电门，当光电门A光路被瞬间切断时，即开始计时；当光电门8的光路被瞬间切断时，则停止计时.实验时先接通电磁铁电源吸住小球，再切断电磁铁电源，小球落下.此时计时器显示的时间即为小球做自由落体运动通过两光电门A、B的时间.实验连续做三次，然后取平均值为Δt.③用直尺测出从小球开始下落的位置到光电门A中心的距离h1及

，则当地重力加速度g的表达式是

(用已知量和测量量表示).参考答案：③从小球开始下落的位置到B光电门中心的距离h2，或光电门A中心到B光电门中心的距离h(2分)四、计算题：本题共3小题，共计47分16.“太空粒子探测器”是由加速、偏转和收集三部分组成，其原理可简化如下：如图1所示，辐射状的加速电场区域边界为两个同心平行半圆弧面，圆心为O，外圆弧面AB的半径为L，电势为φ1，内圆弧面CD的半径为L，电势为φ2．足够长的收集板MN平行边界ACDB，O到MN板的距离OP=L．假设太空中漂浮着质量为m，电量为q的带正电粒子，它们能均匀地吸附到AB圆弧面上，并被加速电场从静止开始加速，不计粒子间的相互作用和其它星球对粒子引力的影响．（1）求粒子到达O点时速度的大小；（2）如图2所示，在边界ACDB和收集板MN之间加一个半圆形匀强磁场，圆心为O，半径为L，方向垂直纸面向内，则发现从AB圆弧面收集到的粒子经O点进入磁场后有能打到MN板上（不考虑过边界ACDB的粒子再次返回），求所加磁感应强度的大小；（3）同上问，从AB圆弧面收集到的粒子经O点进入磁场后均不能到达收集板MN，求磁感应强度所满足的条件．试写出定量反映收集板MN上的收集效率η与磁感应强度B的关系的相关式子．参考答案：解：（1）带电粒子在电场中加速时，由动能定理有：又U=φ1﹣φ2所以：；（2）从AB圆弧面收集到的粒子有2/3能打到MN板上，刚好不能打到MN上的粒子从磁场中出来后速度方向与MN平行，则入射的方向与AB之间的夹角是600，在磁场中运动的轨迹如图1，轨迹圆心角θ=60°根据几何关系，粒子圆周运动的半径为r=L，由牛顿第二定律得：联立解得：；（3）当沿OD方向的粒子刚好打到MN上，则由几何关系可知，由牛顿第二定律得：得：即如图2，设粒子在磁场中运动圆弧对应的圆心角为α，由几何关系可知：MN上的收集效率：．答：（1）粒子到达O点时速度的大小是；（2）所加磁感应强度的大小是；（3）试写出定量反映收集板M