河南省开封市杜良乡回民中学高三物理期末试题含解析

河南省开封市杜良乡回民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.甲、乙两个质量相同的物体受到竖直向上的拉力作用，从同一高度向上运动，它们的运动图象如图所示，则下列说法正确的是A．在时间内甲的加速度越来越大B．在时刻两物体的高度相同C．在时刻甲所受拉力的瞬时功率大于乙所受拉力的瞬时功率D．在时刻甲所受的拉力大于乙所受的拉力参考答案：C2.图1是探究合力做功和物体速度变化的关系的实验装置，当橡皮筋处于伸长状态时，小车会在橡皮筋的弹力作用下获得速度．设弹力对小车做功为W，小车获得的速度为v，图2中正确且准确表示W与v的关系图象是．参考答案：CD橡皮筋做的功转化为小车动能，由动能定理得：W=mv2﹣0，功W与速度v间的关系为：W=mv2，W与v是二次函数关系，因均为正值；故W﹣v图象是开口向上的抛物线，故AB错误，C正确；m是定值，W与成正比，故D正确；故选：CD3.图甲所示为验证法拉第电磁感应定律的实验装置，与电源连接的线圈Ⅰ中的电流i1按图乙所示的规律变化，电流i1在线圈Ⅰ的内部产生变化的磁场，该磁场磁感应强度B与线圈中电流i1的关系：B=ki1（其中k为常数）．线圈II与电流传感器连接，并通过计算机绘制出线圈II中感应电流i2随时间t变化的图象．若仅将i1变化的频率适当增大，则能正确反映i2﹣t图象变化的是（图中以实线和虚线分别表示调整前、后的i2﹣t图象）（）A． B． C． D．参考答案：D【考点】研究电磁感应现象．【分析】大线圈Ⅰ与多功能电源连接，在每个时间段内电流随时间均匀变化，则产生的磁场均匀变化，根据法拉第电磁感应定律，判断小线圈中电流的变化．当多功能电源输出电流变化的频率适当增大，则产生的感应电动势适当增加．【解答】解：根据法拉第电磁感应定律得，E=NS，因为大线圈中每个时间段内电流均匀变化，则每个时间段内产生的感应电动势不变，则小线圈中每个时间段内感应电流的大小不变．因为多功能电源输出电流变化的频率适当增大，则产生的感应电动势适当增加，感应电流大小适当增加，变化的周期变小．故D正确，ABC错误．故选：D．4.如图所示，轻杆OAB上固定有两个质点ml、m2。杆的左端为轴，将杆从图中水平位置由静止释放。在杆下摆的过程中。下列说法正确的是：（

）

A．OA部分对质点ml不做功

B．AB部分对质点ml做负功

C．AB部分对质点m2做正功

D．AB部分对质点m1和质点m2所做功之和等于零参考答案：

答案：ABCD5.将四块相同的坚固石块垒成圆弧形的石拱，其中第3、4块固定在地基上，第1、2块间的接触面是竖直的，每块石块的两个侧面间所夹的圆心角为30°。假设石块间的摩擦力可以忽略不计，则第1、2块石块间的作用力与第1、3块石块间的作用力的大小之比值为（

）A．

B．

C．

D．参考答案：二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.在一斜面顶端，将甲乙两个小球分别以v和的速度沿同一方向水平抛出，两球都落在该斜面上。甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时速率的A.2倍

B.4倍

C.6倍

D.8倍参考答案：A试题分析

本题考查平抛运动规律、机械能守恒定律及其相关的知识点。解析

设甲球落至斜面时的速率为v1，乙落至斜面时的速率为v2，由平抛运动规律，x=vt，y=gt2，设斜面倾角为θ，由几何关系，tanθ=y/x，小球由抛出到落至斜面，由机械能守恒定律，mv2+mgy=mv12，联立解得：v1=·v，即落至斜面时的速率与抛出时的速率成正比。同理可得，v2=·v/2，所以甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时的速率的2倍，选项A正确。点睛

此题将平抛运动、斜面模型、机械能守恒定律有机融合，综合性强。对于小球在斜面上的平抛运动，一般利用平抛运动规律和几何关系列方程解答。7.某实验小组采用如图所示的装置探究“动能定理”，小车内可放置砝码，实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点计时器工作频率为50Hz．

（1）实验的部分步骤如下，请将步骤②补充完整．

①在小车内放人砝码，把纸带穿过打点计时器限位孔，连在小车后端，用细线跨过定滑轮连接小车和钩码；

②将小车停在打点计时器附近，先

再

，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一列点，关闭电源；

③改变钩码或小车内砝码的数量，更换纸带，重复②的操作，

（2）上图是钩码质量为0．03kg，砝码质量为0．02kg时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点0及A、B、C、D和E五个计数点，可获得各计数点到0点的距离s及对应时刻小车的瞬时速度v（见表1），请将C点的测量结果填在表1中的相应位置．

（3）实验小组根据实验数据绘出了图中的图线（其中△v2=（v2—v20），根据图线可获得的结论是

。要验证“动能定理”，还需要测量的物理量是摩擦力和

。参考答案：8.在如图所示的光电效应现象中，光电管阴极K的极限频率为v0，则阴极材料的逸出功等于_________；现用频率大于v0的光照射在阴极上，若在A、K之间加一数值为U的反向电压时，光电流恰好为零，则光电子的最大初动能为_________；若入射光频率为v（v>v0），则光电子的最大初动能为_________。参考答案：hv0；eU；hv-hv09.（4分）如图所示，是一只电流电压两用表的电路。图中表头的内阻为100欧，满偏电流为500微安，R1、R2的阻值分别是0.1欧和100欧。则它当作电流表使用时，量程是

mA，当作电压表使用时，量程是

V。（两空均保留整数）参考答案：

答案：500mA

50V10.某物理兴趣小组利用学校的数字实验室设计了一个测量小车瞬时速度的实验。设计的实验装置如图所示。将长直木板B支成斜面，小车C的前端固定挡光片P，光电门G固定在木板的侧面A处，让小车在斜面上的同一位置O由静止释放，用光电计时器（未画出）记录挡光片通过光电门时挡光的时间。兴趣小组共准备了宽度不同的五块挡光片，分别做了五次实验（每次实验时挡光片的前沿均与小车的前端对齐），并计算出各次挡光片通过光电门的平均速度。记录的数据如下表所示：实验顺序1250.50.3962495.00.42136137.50.43648174.50.459510212.00.472完成下列作图和填空：（1）根据表中给出的数据，在如图给出的坐标纸上画出图线；（2）由所画出的图线，得出小车的加速度大小为__________;（3）由所画出的图线，得出小车前端过A处的瞬时速度大小为_________m/s。（以上两空均保留3位有效数字）参考答案：（1）（3分）如下图（2）（3分）0.930（0.900-0.960均给分）（3）（3分）0.375（0.360-0.390均给分）11.如图13所示的是“研究小球的平抛运动”时拍摄的闪光照片的一部分，其背景是边长为5cm的小方格，取g＝10m/s2。由此可知：闪光频率为________Hz；小球抛出时的初速度大小为________m/s；从抛出点到C点，小球经过B点时的速度大小是________m/s.参考答案：10；

1.5；

2.512.摩托车手在水平地面转弯时为了保证安全，将身体及车身倾斜，车轮与地面间的动摩擦因数为μ，车手与车身总质量为M，转弯半径为R。为不产生侧滑，转弯时速度应不大于

；设转弯、不侧滑时的车速为v，则地面受到摩托车的作用力大小为

。参考答案：

由静摩擦力提供向心力可得，解得v=，地面受到摩托车的作用力为摩托车的重力与摩擦力的合力。13.一个铀核()放出一个α粒子后衰变成钍核()，其衰变方程为

；已知静止的铀核、钍核和α粒子的质量分别为m1、m2和m3，真空中的光速为c，上述衰变过程中释放出的核能为

。参考答案：（2分）

(m1-m2-m3)c2（2分）三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.为了测一个自感系数很大的线圈L的直流电阻RL，实验室提供以下器材：(A)待测线圈L(阻值约为2，额定电流2A)

(B)电流表A1(量程0．6A，内阻r1=0．2)

(C)电流表A2(量程3．0A，内阻r2约为0．2)

(D)滑动变阻器R1(0～l0)

(E)滑动变阻器R2(0～lk)

(F)定值电阻R3=10

(G)定值电阻R4=100

(H)电源(电动势E约为9V，内阻很小)

(I)单刀单掷开关两只S1、S2，导线若干。

要求实验时，改变滑动变阻器的阻值，在尽可能大的范围内测得多组Al表和A2表的读数I1、I2，然后利用给出的I2-I1图象(如图所示)，求出线圈的电阻RL。①实验中定值电阻应选用

，滑动变阻器应选用

。②请你画完方框中的实验电路图。③实验结束时应先断开开关

。④由I2-I1图象，求得线圈的直流电阻RL=

参考答案：15.某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱形元件的伏安特性，步骤如下：

①用多用表“xl00”倍率的电阻挡测量该元件的电阻时，发现指针偏角过大，此时需换用_________倍率的电阻挡（填：“xl0”或“xlk”），并重新进行________后再进行测量，表盘的示数如图所示，则该电阻的阻值=________．

②该同学想更精确地测量其电阻，现有的器材及其代号和规格如下：待测元件电阻电流表A1（量程O—lOmA，内阻约50）

电流表A2(量程0~50mA，内阻约30)电压表V1(量程0—3V，内阻约30k)

电压表V2(量程0—15V，内阻约50k)直流电源E(电动势4V)滑动变阻器(阻值范围0—50，允许通过的最大电流0.5A)、开关S、导线若干．

③要求较准确地测出其阻值，电流表应选______，电压表应选______（选填电表符号）；

④根据以上仪器，该同学按右图连接实验线路，在实验中发现电流表示数变化范围较小，现请你用笔在图中添加一条线对电路进行修改，使电流表示数的变化范围变大；修改后的电路其测量结果比真实值偏______（选填“大”或“小”）．参考答案：①×10（1分）

欧姆调零（1分）300（1分）

②i

A1

V1（每空一分）

③如图所示（2分）

④小（1分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图甲，单匝圆形线圈c与电路连接，电阻R2两端与平行光滑金属直导轨p1e1f1、p2e2f2连接．垂直于导轨平面向下、向上有矩形匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ，它们的边界为e1e2，区域Ⅰ中垂直导轨并紧靠e1e2平放一导体棒ab．两直导轨分别与同一竖直平面内的圆形光滑绝缘导轨o1、o2相切连接，o1、o2在切点f1、f2处开有小口可让ab进入，ab进入后小口立即闭合．已知：o1、o2的直径和直导轨间距均为d，c的直径为2d；电阻R1、R2的阻值均为R，其余电阻不计；直导轨足够长且其平面与水平面夹角为60°，区域Ⅰ的磁感强度为B0．重力加速度为g．在c中边长为d的正方形区域内存在垂直线圈平面向外的匀强磁场，磁感强度B随时间t变化如图乙所示，ab在t=0～内保持静止．（1）求ab静止时通过它的电流大小和方向；（2）求ab的质量m；（3）设ab进入圆轨道后能达到离f1f2的最大高度为h，要使ab不脱离圆形轨道运动，求区域Ⅱ的磁感强度B2的取值范围并讨论h与B2的关系式．参考答案：（1）ab静止时通过它的电流大小为，ab中电流方向为a→b；（2）ab的质量m为；（3）（ⅰ）当B2≥时，h为．（ⅱ）当B2≤时，ab能滑到圆轨道最高点，h为．：解：（1）由法拉第电磁感应定律得c内感生电动势E=S=d2?①由全电路欧姆定律有E=IR

②（R2被ab短路）联立①②解得：I==③根据楞次定律和右手螺旋定则（或者平衡条件和左手定则）判断知ab中电流方向为a→b④（2）由题意可知导轨平面与水平面夹角为θ=60°，对在t=0～内静止的ab受力分析有mgsinθ=B0Id⑤联立③⑤解得：m==

⑥（3）由题意知t=后，c内的磁感强度减为零，ab滑入区域Ⅱ，由直导轨足够长可知ab进入圆形轨道时已达匀速直线运动，设此时ab为v，其电动势为E2，电流为I2，由平衡条件得mgsinθ=B2I2d

⑦由法拉第电磁感应定律得动生电动势E2=B2dv⑧由全电路欧姆定律有

E2=

⑨（R1、R2并联）联立⑥⑦⑧⑨解得v==

⑩由题意可知ab滑不过圆心等高点或者滑过圆轨道最高点均符合题意，分类讨论如下：（ⅰ）当mg

即B2≥时，ab上滑过程由动能定理得mgh=，即h=（ⅱ）设ab能滑到圆轨道最高点时速度为v1，根据牛顿第二定律应满足mg≤所以当﹣mg（1+cosθ）≥即B2≤时，ab能滑到圆轨道最高点，有h==．答：（1）ab静止时通过它的电流大小为，ab中电流方向为a→b；（2）ab的质量m为；（3）（ⅰ）当B2≥时，h为．（ⅱ）当B2≤时，ab能滑到圆轨道最高点，h为．17.（16分）如图1所示，匀强磁场的磁感应强度B为0.5T.其方向垂直于倾角为30°的斜面向上。绝缘斜面上固定有形状的光滑金属导轨MPN（电阻忽略不计），MP和NP长度均为2.5m，MN连线水平，长为3m。以MN中点O为原点、OP为x轴建立一维坐标系Ox。一根粗细均匀的金属杆CD，长度d为3m、质量m为1kg、电阻R为0.3Ω，在拉力F的作用下，从MN处以恒定的速度，在导轨上沿x轴正向运动（金属杆与导轨接触良好）。g取。（1）求金属杆CD运动过程中产生产生的感应电动势E及运动到处电势差（2）推导金属杆CD从MN处运动到P点过程中拉力F与位置坐标x的关系式，并在图2中画出F-x关系图像（3）求金属杆CD从MN处运动到P点的全过程产生的焦耳热参考答案：（1），（2），图像见解析（3）其中，带入可得关系图像如下图所示（3）外力F所做的功WF等于F-x图线下所围的面积，即杆的重力势能增加量△Ep

△Ep=故全过程产生的焦耳热Q

Q=WF-△Ep=7.5J18.如图