河北省石家庄市第三十五中学高三物理期末试卷含解析

河北省石家庄市第三十五中学高三物理期末试卷含解析一、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.如图1所示，一个物体放在粗糙的水平地面上。在t=0时刻，物体在水平力F作用下由静止开始做直线运动。在0到t0时间内物体的加速度a随时间t的变化规律如图2所示。已知物体与地面间的动摩擦因数处处相等。则

A．t0时刻，力F等于0

B．在0到t0时间内，力F大小恒定C．在0到t0时间内，物体的速度逐渐变大D．在0到t0时间内，物体的速度逐渐变小参考答案：C2.许多科学家在物理学发展过程中作出了重要的贡献，下列说法符合物理学史实的是

A．牛顿发现了万有引力定律，并通过实验测出引力常量

B．奥斯特发现了电流的磁效应，并得出电磁感应定律

C．伽利略通过实验，为牛顿第一定律的建立奠定基础

D．哥白尼提出了日心说，并发现行星沿椭圆轨道运行的规律参考答案：C3.（单选）如图所示，在火星与木星轨道之间有一小行星带．假设该带中的小行星只受到太阳的引力，并绕太阳做匀速圆周运动．下列说法正确的是（）A．太阳对小行星的引力相同B．各小行星绕太阳运动的周期小于一年C．小行星带内侧小行星的向心加速度值大于小行星带外侧小行星的向心加速度值D．小行星带内各小行星圆周运动的线速度值大于地球公转的线速度值参考答案：考点：万有引力定律及其应用；向心力．专题：万有引力定律的应用专题．分析：小行星绕太阳做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据半径关系分析选项即可．解答：解：小行星绕太阳做匀速圆周运动，万有引力提供圆周运动向心力知：A、太阳对小行星的引力F=，由于各小行星轨道半径质量均未知，故不能得出太阳对小行星的引力相同的结论，故A错误；B、由周期T=知，由于小行星轨道半径大于地球公转半径，故小行星的周期均大于地球公转周期，即大于一年，故B错误；C、小行星的加速度a=知，小行星内侧轨道半径小于外侧轨道半径，故内侧向心加速度大于外侧的向心加速度，故C正确；D、线速度知，小行星的轨道半径大于地球半径，故小行星的公转速度小于地球公转的线速度，故D错误．故选：C．点评：本题抓住万有引力提供圆周运动向心力，根据题意给出的半径关系展开分析．掌握万有引力和向心力的表达式是解决本题的关键．4.质量一定的某物体放在粗糙的水平面上处于静止状态，若用一个方向始终沿水平方向，大小从零开始缓慢增大的变力F作用在物体上，如图所示是作用在物体上的变力F与物体的加速度a关系图象，取g=10m/s2，下列说法正确的是（）A．物体与水平面间的最大静摩擦力14NB．物体与水平面间的动摩擦因数为0.15C．物体的质量为2kgD．由图可知力F和物体的加速度a成正比参考答案：C【分析】根据牛顿第二定律结合图象列式求解质量和动摩擦因数，从而求出最大静摩擦力，根据牛顿第二定律求出F﹣a表达式，从而判断是否成正比关系．【解答】解：A、根据牛顿第二定律结合图象可知，F1﹣μmg=ma1，F2﹣μmg=ma2，代入数据得：7﹣μmg=0.5m，14﹣μmg=4m解得：m=2kg，μ=0.3，则最大静摩擦力f=μmg=6N，故C正确，AB错误；D、根据牛顿第二定律可知，F=ma+μmg=2a+6，是线性关系，不是正比关系，故D错误．故选：C5.（04年全国卷Ⅳ）如图所示，在x≤0的区域内存在匀强磁场，磁场的方向垂直于xy平面（纸面）向里。具有一定电阻的矩形线框abcd位于xy平面内，线框的ab边与y轴重合。令线框从t=0的时刻起由静止开始沿x轴正方向做匀加速运动，则线框中的感应电流I（取逆时针方向的电流为正）随时间t的变化图线I—t图可能是下图中的哪一个？

参考答案：答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，为xOy平面内沿x轴传播的简谐横波在t0=0时刻的波形图象，波速v=l.0m/s。此时x=0.15m的P点沿y轴负方向运动，则该波的传播方向是

(选填“x轴正向”或“x轴负向”)，P点经过

s时间加速度第一次达到最大。

参考答案：7.在《测定匀变速直线运动的加速度》的实验中，电火花打点计时器是用于测量

的仪器，工作电源是

（填“交流电”或“直流电”），电源电压是

V。参考答案：时间

交流电

220结合实验的原理以及器材的相关选择注意事项易得答案。8.一处于基态的氢原子，撞击静止的也处于基态的另一氢原子，碰撞后，两氢原子跃迁到同一激发态，且动能均为10.2eV。已知氢原子基态能量为-13.6eV。则①氢原子第一激发态的能量值是

eV；②碰撞前运动氢原子的最小动能是

eV。参考答案：9.如图所示，甲带正电，乙是不带电的绝缘物块，空间中有垂直纸面向里的匀强磁场。甲、乙叠放在一起，二者无相对滑动地沿粗糙的斜面，由静止开始加速下滑，在加速阶段，甲、乙两物块间的摩擦力将

乙物块与斜面间的摩擦力将

（填增大、减小或不变）参考答案：减小，增大；10.(选修模块3－4)（4分）如图所示为一列简谐横波t=0时刻的波动图象，已知波沿x轴正方向传播，波速大小为0.4m/s。则在图示时刻质点a、b所受的回复力大小之比为________，此时刻起，质点c的振动方程是：____cm。

参考答案：

答案：2:1（2分）

y=15cos10πt（2分）11.一简谐横波沿x轴正向传播，t=0时刻的波形如图（a）所示，x=0.30m处的质点的振动图线如图（b）所示，该质点在t=0时刻的运动方向沿y轴_________（填“正向”或“负向”）。已知该波的波长大于0.30m，则该波的波长为_______m。参考答案：正向，0.8m，根据图（b）可知，图线在t=0时的切线斜率为正，表示此时质点沿y轴正向运动；质点在图（a）中的位置如图所示。设质点的振动方程为(cm)，当t=0时，,可得.当时，y=2cm达到最大。结合图（a）和题意可得，解得12.一平行板电容器充电后与电源断开，正极板接地，在两极板间有一负电荷（电量很小，不影响电场分布）固定在P点，如图所示，U表示电容器的电压，EP表示负电荷在P点的电势能，若保持正极板不动，将负极板移到图中虚线所示的位置，则U________（填变大、变小或者不变），EP________（填变大、变小或者不变）.参考答案：变小

不变13.要利用轨道、滑块(其前端固定有挡光窄片K)、托盘、砝码、轻滑轮、轻绳、光电计时器、米尺等器材测定滑块和轨道间的动摩擦因数μ，某同学设计了如图甲所示的装置，滑块和托盘上分别放有若干砝码，滑块质量为M，滑块上砝码总质量为m′，托盘和盘中砝码的总质量为m.轨道上A、B两点处放置有光电门(图中未画出)．实验中，重力加速度g取10m/s2.图甲图乙(1)用游标卡尺测量窄片K的宽度d，如图乙所示，则d＝__________mm，用米尺测量轨道上A、B两点间的距离x，滑块在水平轨道上做匀加速直线运动，挡光窄光通过A、B两处光电门的挡光时间分别为tA、tB，根据运动学公式，可得计算滑块在轨道上加速运动的加速度的表达式为a＝____________；(2)该同学通过改变托盘中的砝码数量，进行了多次实验，得到的多组数据如下：实验次数托盘和盘中砝码的总质量m/(kg)滑块的加速度a/(m/s2)10.100020.150030.2000.3940.2500.9150.3001.4060.3501.9270.4002.38图丙请根据表中数据在图丙中作出am图象．从数据或图象可知，a是m的一次函数，这是由于采取了下列哪一项措施________．A.每次实验的M＋m′都相等

B.每次实验都保证M＋m′远大于mC.每次实验都保证M＋m′远小于m

D.每次实验的m′＋m都相等(3)根据am图象，可知μ＝________(请保留两位有效数字)．参考答案：(1)2.20或2.25(2分)(2分)(2)注意：应为直线，标度的选取要合适(2分)D(2分)(3)0.16(2分)三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学到实验室做“测电源电动势和内阻”的实验时，发现实验台上有以下器材：待测电源（电动势约为4V，内阻约为2Ω）定值电阻R0，阻值约为3Ω电压表两块（有5V、15V两个量程，5V量程内阻约3kΩ）电流表（内阻约为1Ω，量程0.6A）滑动变阻器A（0～20Ω，3A）滑动变阻器B（0～200Ω，0.2A）电键一个，导线若干．该同学想在完成学生实验“测电源电动势和内阻”的同时精确测出定值电阻R0的阻值，设计了如图所示的电路．实验时他用U1、U2、I分别表示电表V1、V2、A的读数．在将滑动变阻器的滑片移动到不同位置时，记录了U1、U2、I的一系列值．其后他在两张坐标纸上各作了一个图线来处理实验数据，并计算了电源电动势、内阻以及定值电阻R0的阻值．根据题中所给信息解答下列问题：①在电压表V1接入电路时应选择的量程是5V，滑动变阻器应选择A（填器材代号“A”或“B”）；②在坐标纸上作图线时，用来计算电源电动势和内阻的图线的横坐标轴用I表示，纵坐标轴用U1表示；用来计算定值电阻R0的图线的横坐标轴、纵坐标轴分别应该用I、U1﹣U2表示．（填“U1、U2、I”或由它们组成的算式）③若实验中的所有操作和数据处理无错误，实验中测得的定值电阻R0的值大于其真实值，电源电动势E的测量值小于其真实值．（选填“大于”、“小于”或“等于”）参考答案：解：①待测电动势4V，电压表的量程应选择5V，有利于读数减小误差，滑动变阻器调节范围较大且便于操作，应选择0～20Ω的滑动变阻器A；②计算电源电动势和内阻的图线应为路端电压U1与干路电流I的关系图线，纵坐标的截距代表的是电源的电动势，直线的斜率代表的是电源的内阻的大小．计算定值电阻R0的图线应为R0两端的电压（U1﹣U2）与电流I的关系图线；直线的斜率代表的定值电阻R0．③R0两端的电压（U1﹣U2）没有误差，电流表示数比R0的实际电流偏小，故R0的测量值偏大．如果实验中测得的电源电动势和内阻误差较大，在不考虑偶然误差及电表内阻的影响外，原因还可能是未知电阻R0的阻值太大．由图甲所示可知，相对于电源来说，实验采用电流表外接法，当外电路短路时，电流的测量值等于真实值，除此之外，由于电压表的分流作用，电流的测量值小于真实值，电源的U﹣I图象如图所示，由图象可知，电源电动势的测量值小于真实值，电源内阻的测量值小于真实值．故答案为：①5V；A；②I；U1；I；U1﹣U2；③大于；小于．15.为测量滑块与木板之间的动摩擦因数．某同学设计实验装置如图，一端带有定滑轮，表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一滑块一端与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50Hz．开始实验时，在托盘中放入适量砝码，接通打点计时器电源，释放滑块，在纸带上打出一系列的点．(1)下图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：1、2、3、4、5、6、7是计数点，连续5个点为一个计数点，x1=3.19cm,x2=5.70cm,x3=8.21cm,x4=10.72cm,x5=13.20cm,x6=15.70cm．根据图中数据计算的加速度a=______m/s2，计数点6的瞬时速度v6=____m/s．（结果均保留三位有效数字）．(2)为测量动摩擦因数，下列说法正确的是（______）

A.砝码和托盘的总质量应远小于滑块的质量

B.需要测出滑块的质量MC.需要测出托盘和砝码的总质量m

D.需要测出木板的长度L(3)滑块与木板间的动摩擦因数μ=_______（用(1)(2)中被测物理量的字母表示，重力加速度为g）．参考答案：

(1).2.5m/s2；

(2).1.45m/s；

(3).BC；

(4).解：（1）由△x=aT2即可算出加速度：；计数点6的瞬时速度（2）根据牛顿第二定律mg-μMg=(M+m)a，解得可知，还需测出滑块的质量M以及托盘和砝码的总质量m，所以选BC.

（3）滑块与木板间的动摩擦因数.【点睛】解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项；此题中必须要先根据牛顿第二定律求得动摩擦因数的表达式，然后通过表达式确定要测量的物理量．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图11所示，质量m=2.0×10-4kg、电荷量q=1.0×10-6C的带正电微粒静止在空间范围足够大的电场强度为E1的匀强电场中。取g=10m/s2。（1）求匀强电场的电场强度E1的大小和方向；（2）在t=0时刻，匀强电场强度大小突然变为E2=4.0×103N/C，且方向不变。求在t=0.20s时间内电场力做的功；（3）在t=0.20s时刻突然撤掉电场，求带电微粒回到出发点时的动能。参考答案：见解析（1）设电场强度为E，则

Eq=mg……2分

E=N/C=2.0×103N/C，方向向上………………2分（2）在t=0时刻，电场强度突然变化为E2=4.0×103N/C，设微粒的加速度为a，在t=0.20s时间内上升高度为h，电场力做功为W，则qE2-mg=ma1……2分

解得：a1=10m/s2

……2分

解得：h=0.20m

W=qE2h……2分

解得：W=8.0×10-4J……1分（3）设在t=0.20s时刻突然撤掉电场时粒子的速度大小为v，回到出发点时的动能为Ek，则

v=at……2分Ek=mgh+……2分

解得：Ek=8.0×10-4J……1分17.同学设计出如图所示实验装置.将一质量为0.2kg的小球(可视为质点)放置于水平弹射器内,压缩弹簧并锁定,此时小球恰好在弹射口,弹射口与水平面AB相切于A点,AB为粗糙水平面,小球与水平面间动摩擦因数,弹射器可沿水平方向左右移动,BC为一段光滑圆弧轨道.(O′为圆心,半径,与O′B之间夹角为,以C为原点,在C的右侧空间建立竖直平面内的坐标xOy,在该平面内有一水平放置开口向左且直径稍大于小球的接收器D,,(1)某次实验中该同学使弹射口距离B处处固定,解开锁定释放小球,小球刚好到达C处,求弹射器释放的弹性势能;

(2)把小球放回弹射器原处并锁定,将弹射器水平向右移动至离B处L2=0.8m处固定弹射器并解开锁定释放小球,小球将从C处射出,恰好水平进入接收器D,求D处坐标;

(3)每次小球放回弹射器原处并锁定,水平移动弹射器固定于不同位置释放小球,要求小球从C处飞出恰好水平进入接收器D,求D位置坐标y与x的函数关系式.参考答案：（1）1.8J（2）(，)（3）y=x（1）从A到C的过程中，由定能定理得：

W弹-μmgL1-mgR（1-cosθ）=0，

解得：W弹=1.8J．

根据能量守恒定律得：EP=W弹=1.8J；

（2）小球从C处飞出后，由动能定理得：

W弹-μmgL2-