吉林省长春市天合中学高三物理期末试卷含解析

吉林省长春市天合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.某中等体重的中学生进行体能训练时，用35s的时间从楼底登上20m高的楼顶，速度的大小约为5m/s，该同学登楼的平均功率最接近的数值是

A．100W

B．150W

C．300W

D．500W参考答案：C2.（单选）图为蹦极运动的示意图。弹性绳的一端固定在点，另一端和运动员相连。运动员从点自由下落，至点弹性绳自然伸直，经过合力为零的点到达最低点，然后弹起。整个过程中忽略空气阻力。分析这一过程，下列表述正确的是

A.经过点时，运动员的速率最大B.经过点时，运动员的速率最大C.从点到点，运动员的加速度增大d从点到点，运动员的加速度不变参考答案：A3.（单选）如图所示，为赤道上随地球自转的物体A、赤道上空的近地卫星B和地球的同步卫星C的运动示意图，若它们的运动都可视为匀速圆周运动，则比较三个物体的运动情况，以下判断正确的是（

）A．三者的周期关系为TB<TC=TAks5uB．三者向心加速度大小关系为aA>aB>aCC．三者角速度的大小关系为D．三者线速度的大小关系为VA<VB<VC参考答案：A4.如图所示，竖直平面内放一直角杆，杆的水平部分粗糙程度均匀，竖直部分光滑。两部分各有一小球（图中A和B）套在杆上保持静止，A、B间用不能伸展的轻绳相连，轻绳与竖直方向的夹角为。现用水平向右的力F使图中小球A向右匀速运动。在小球A匀速运动过程中，关于球A所受的水平力F、水平杆对小球A支持力FN及滑动摩擦力Ff的变化情况正确的是（

）A．FN不变，F不变，Ff不变B．FN不变，F变大，Ff不变C．FN变大，F变大，Ff变大D．FN变大，F变小，Ff变大参考答案：C5.（单选）如图所示，xOy坐标平面在竖直面内，x轴沿水平方向，y轴正方向竖直向上，在图示空间内有垂直于xOy平面的水平匀强磁场．一带电小球从O点由静止释放，运动轨迹如图中曲线．关于带电小球的运动，下列说法中正确的是A．OAB轨迹为半圆B．小球运动至最低点A时速度最大，且沿水平方向C．小球在整个运动过程中机械能增加D．小球在A点时受到的洛伦兹力与重力大小相等参考答案：二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一物体以一定的初速度从一光滑斜面底端A点上滑，最高可滑至C点，B是AC的中点，如图所示，已知物块从A至B所需时间t0,问它从B经C再回到B，需要的时间

。参考答案：

7.一个小灯泡在3伏的电压下，通过0.25A电流，灯泡所发出的光经聚光后形成很细的光束，沿某个方向直线射出。设灯泡发出的光波长为6000埃，则每秒钟发出的光子个数为______个，沿光的传播方向上2m长的光束内的光子为________个[jf23]

。参考答案：2.26×1018，1.51×1010

8.牛顿在发现万有引力定律时曾用月球的运动来检验，物理学史上称为著名的“月地检验”．已知地球半径，表面附近重力加速度为，月球中心到地球中心的距离是地球半径的倍，根据万有引力定律可求得月球的引力加速度为

．又根据月球绕地球运动周期，可求得其相向心加速度为

，如果两者结果相等，定律得到了检验。参考答案：，9.我校机器人协会的同学利用如图所示的装置探究作用力与反作用力的关系。如图甲所示，在铁架台上用弹簧测力计挂住一个实心铁球，在圆盘测力计的托板上放一烧杯水，读出两测力计的示数分别为F1、F2；再把小球浸没在水中（水不会溢出），如图乙所示，读出两测力计的示数分别为F3、F4。请你分析弹簧测力计示数的变化，即F3_______F1（选填“>”“=”“<”）。水对铁球的浮力大小为_________，若___________，就说明了作用力与反作用力大小相等。参考答案：10.如图所示，一个硬质圆环竖直放置在地面上，两根轻杆OA、OB一端由铰链（图中未画出）连接在圆环圆心O处，另一端也由铰链分别连接在圆环A、B两点。重物G由一根轻绳OC悬挂在O点。开始时，轻杆OA水平，OB与OA夹角为150°。若从图示位置将圆环顺时针缓慢旋转90°，杆OA对O点的作用力大小变化情况是____________；若从图示位置将圆环逆时针缓慢旋转90°，杆OB对O点的作用力大小变化情况是____________（均选填“一直变大”、“一直变小”、“先变大后变小”或“先变小后变大”）。参考答案：先变大后变小；一直变小。11.小明在“探究凸透镜成像规律”实验中，用装有6个发光二极管的有方格的白纸板做发光物体，如图9甲所示.又用这种有同样大小方格的白纸板做光屏.将发光物体、凸透镜和光屏组装到光具座上并调整好。(1)当发光物体在点时，如图9乙所示，在光屏上成的像如图9丙所示.则光屏上的像是倒立、________的实像。将发光物体由点移动到点，要想找到像的位置，应移动光屏，直到____________为止。图9

(2)用这种发光物体和光屏做实验，最主要的一条优点是：---

(3)如图乙所示，当发光物体在点时，物与像之间的距离为，当发光物体在点时，物与像之间的距离为，则______

(选填“>”、“=”或“<”)。(4)小明探究完凸透镜成像规律后，接着又做了一个观察实验.发光体位置不变，取下光屏，当眼睛在原光屏处会看到发光体的像吗？

，眼睛靠近凸透镜，是否能看到像？_________.眼睛从原光屏位置远离凸透镜，是否能看到像？___________。（填“能看到”或是“不能看到”）参考答案：(1)缩小

，清晰的实像__；(2)

便于比较像与物的大小

；(3)

<；(4)

_不能看到__，

_不能看到_，

能看到__。12.从地面A处竖直上抛一质量为m的小球，小球上升到B点时的动能与小球上升到最高点后返回至C点时的动能相等，B点离地高度为，C点离地高度为．空气阻力f=0.1mg，大小不变，则小球上升的最大高度为_________；小球下落过程中从B点到C点动能的增量为___________．

参考答案：4h；

0.6mgh13.某同学进行用实验测定玩具电动机的相关参数．如图1中M为玩具电动机．闭合开关S，当滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中，两个电压表的读数随电流表读数的变化情况如图2所示．图中AB、DC为直线，BC为曲线．不考虑电表对电路的影响．①变阻器滑片向左滑动时，V1读数逐渐减小．（选填：增大、减小或不变）②电路中的电源电动势为3.6V，内电阻为2Ω．③此过程中，电源内阻消耗的最大热功率为0.18W．④变阻器的最大阻值为30Ω．参考答案：考点：路端电压与负载的关系；闭合电路的欧姆定律；电功、电功率．专题：恒定电流专题．分析：①由闭合电路欧姆定律明确电流及电压的变化；②确定图线与电压表示数对应的关系．根据图线求出电源的电动势和内阻．③判断V2读数的变化情况．电源内阻的功率由P=I2r求解．④当I=0.1A时，电路中电流最小，变阻器的电阻为最大值，由欧姆定律求解变阻器的最大阻值．解答：解：①变阻器向左滑动时，R阻值变小，总电流变大，内电压增大，路端电压即为V1读数逐渐减小；②由电路图甲知，电压表V1测量路端电压，电流增大时，内电压增大，路端电压减小，所以最上面的图线表示V1的电压与电流的关系．此图线的斜率大小等于电源的内阻，为r=Ω=2Ω当电流I=0.1A时，U=3.4V，则电源的电动势E=U+Ir=3.4+0.1×2V=3.6V；③当I=0.3A时，电源内阻消耗的功率最大，最大功率Pmax=I2r=0.09×2=0.18W；④当I=0.1A时，电路中电流最小，变阻器的电阻为最大值，所以R=﹣r﹣rM=（﹣2﹣4）Ω=30Ω．故答案为：①减小；②3.6，2；③0.18；④30．点评：本题考查对物理图象的理解能力，可以把本题看成动态分析问题，来选择两电表示对应的图线．对于电动机，理解并掌握功率的分配关系是关键．三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（2013?黄冈模拟）某种材料的三棱镜截面ABC如图所示，底边BC水平且镀银，其中∠A=90°，∠B=60°，一束竖直向下的光束从AB边上的M点入射，经过BC面反射后，从AC边上的N点平行于BC边射出，且MN连线平行于BC．求：（Ⅰ）光线在M点的折射角；（Ⅱ）三棱镜的折射率．（可用根式表示）参考答案：（Ⅰ）光线在M点的折射角是15°；（Ⅱ）三棱镜的折射率是．考点： 光的折射定律．专题： 光的折射专题．分析： （Ⅰ）由几何知识求出光线在M点的入射角和折射角．（Ⅱ）运用折射定律求解三棱镜的折射率．解答： 解：（Ⅰ）如图，∠A=90°，∠B=60°，∠C=30°．由题意可得∠1=∠2=60°，∠NMQ=30°，∠MNQ=60°．根据折射定律，可得：∠PMQ=∠PNQ．根据反射定律，可得：∠PMN=∠PNM．即为：∠NMQ+∠PMQ=∠MNQ﹣∠PNQ．故折射角∠PMQ=15°（Ⅱ）折射率n==答：（Ⅰ）光线在M点的折射角是15°；（Ⅱ）三棱镜的折射率是．点评： 本题是几何光学问题，作出光路图，运用几何知识求出入射角和折射角是解题的关键之处，即能很容易解决此类问题．15.（简答）如图12所示，一个截面为直角三角形的劈形物块固定在水平地面上.斜面,高h=4m，a=37°,一小球以Vo=9m/s的初速度由C点冲上斜面.由A点飞出落在AB面上.不计一切阻力.(Sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)求.(l)小球到达A点的速度大小；(2)小球由A点飞出至第一次落到AB面所用时间；(3)小球第一次落到AB面时速度与AB面的夹角的正切值参考答案：(1)1(2)0.25s（3）6.29N机械能守恒定律．解析：(1)从C到A对小球运用动能定理]，解得v0=1m/s(2)将小球由A点飞出至落到AB面的运动分解为沿斜面（x轴）和垂直于斜面（y轴）两个方向;则落回斜面的时间等于垂直于斜面方向的时间所以（3）小球落回斜面时沿斜面方向速度垂直斜面方向速度vy=1m/s，所以（1）由机械能守恒定律可以求出小球到达A点的速度．

（2）小球离开A后在竖直方向上先做匀减速直线运动，后做自由落体运动，小球在水平方向做匀速直线运动，应用运动学公式求出小球的运动时间．

（3）先求出小球落在AB上时速度方向与水平方向间的夹角，然后再求出速度与AB面的夹角θ的正切值．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，光滑水平面上有一质量为M=1kg的长木板，木板左端表面水平且长为L=2m，右端为光滑的1/4圆弧槽。现有一个质量为m=0.5kg可视为质点的物块以速度v0=3m/s水平滑上长木板，m与长木板水平部分间的动摩擦因数为μ=0.1，物块滑过水平部分后能冲上圆弧面而未离开圆弧。求(1)物块在圆弧面上升的最大高度；(2)为使物块最终能从左端滑出木板，v0应满足的条件。参考答案：物块滑上长木板后，与木板相互作用，水平方向不受外力，动量守恒。物块上升到最大高度时，二者具有相同的速度。系统损失的动能转化为热量和物块的重力势能。mv0=(M+m)v

（1分）得：

故

（1分）物块与木板摩擦产生的热量取决于它们的相对位移：Q=μmgL

（1分）由能量守恒得：ΔEk=Q+mghmax

（1分）解得：

代入数值得hmax=0.1m。

（1分）(2)考虑临界情况，认为物块恰好相对木板静止在木板的最左端，它们的相对路程为2L，此时共同速度为v′，由整个过程动量守恒得：mv0=(M+m)v′

（1分）

ΔE′k=

（1分）ks5uΔE′k=Q=μmg2L

（1分）解得：。

17.如图甲所示，表面绝缘、倾角q=30°的斜面固定在水平地面上，斜面的顶端固定有弹性挡板，挡板垂直于斜面，并与斜面底边平行。斜面所在空间有一宽度D=0.40m的匀强磁场区域，其边界与斜面底边平行，磁场方向垂直斜面向上，磁场上边界到挡板的距离s=0.55m。一个质量m=0.10kg、总电阻R=0.25W的单匝矩形闭合金属框abcd，放在斜面的底端，其中ab边与斜面底边重合，ab边长L=0.50m。从t=0时刻开始，线框在垂直cd边沿斜面向上大小恒定的拉力作用下，从静止开始运动，当线框的ab边离开磁场区域时撤去拉力，线框继续向上运动，并与挡板发生碰撞，碰撞过程的时间可忽略不计，且没有机械能损失。线框向上运动过程中速度与时间的关系如图乙所示。已知线框在整个运动过程中始终未脱离斜面，且保持ab边与斜面底边平行，线框与斜面之间的动摩擦因数m=/3，重力加速度g取10m/s2。（1）求线框受到的拉力F的大小；（2）求匀强磁场的磁感应强度B的大小；（3）已知线框向下运动通过磁场区域过程中的速度v随位移x的变化规律满足v＝v0-（式中v0为线框向下运动ab边刚进入磁场时的速度大小，x为线框ab边进入磁场后对磁场上边界的位移大小），求线框在斜面上运动的整个过程中产生的焦耳热Q。参考答案：（1）由v-t图象可知，在0～0.4s时间内线框做匀加速直线运动，进入磁场时的速度为v1=2.0m/s，所以在此过程中的加速度

a==5.0m/s2………………（1分）由牛顿第二定律

F-mgsinq-mmgcosq=ma…（2分）

解得

F=1.5N…（1分）（2）由v-t图象可知，线框进入磁场区域后以速度v1做匀速直线运动，产生的感应电动势

E=BLv1…（1分）

通过线框的电流

I==………（1分）线框所受安培力

F安=BIL=……（1分）对于线框匀速运动的过程，由力的平衡条件，有F=mgsinq+μmgcosq+…（2分）解得

B=0.50T…（1分）（3）由v-t图象可知，线框进入磁场区域后做匀速直线运动，并以速度v1匀速穿出磁场，说明线框的宽度等于磁场的宽度

D=0.40m……………（1分）线框ab边离开磁场后做匀减速直线运动，到达档板时的位移为s-D=0.15m…