河北省石家庄市辛集博文中学高三物理上学期期末试卷含解析

河北省石家庄市辛集博文中学高三物理上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.如图所示，两个垂直纸面的匀强磁场方向相反，磁感应强度的大小均为B，磁场区域的宽度均为a，一正三角形（高度为a）导线框ABC从图示位置向右匀速穿过两磁场区域，以逆时针方向为电流的正方向，在图乙中感应电流I与线框移动距离x的关系图象正确的是参考答案：C2.（单选）由光滑细管组成的轨道如图所示，其中AB段和BC段是半径为R的四分之一圆弧，轨道固定在竖直平面内。一质量为m的小球，从距离水平地面为H的管口D处静止释放，最后能够从A端水平抛出落到地面上。下列说法正确的是（

）A.小球落到地面时相对于A点的水平位移大小至少为B.小球落到地面时相对于A点的水平位移值为C.小球能从细管A端水平抛出的条件是H>2RD.小球能从细管A端水平抛出的最小高度Hmin=R参考答案：C3.（多选）水平地面上有一木箱，木箱与地面之间的摩擦因数为μ（0<μ<1）。现对木箱施加一拉力F，使木箱做匀速直线运动。设F的方向与水平面夹角为θ，如图，在θ从0逐渐增大到90o的过程中，木箱的速度保持不变，则（

）A．F先减小后增大

B．F的水平分力一直减小C．F的功率减小

D．F的功率不变参考答案：ABC4.在磁场中某处，有一小段通电导体，下面说法中正确的是（

）A．通电导体在该处所受力为零，该处的磁感应强度必为零B．该处磁感应强度的大小，与这段导体的电流成正比C．若该处磁感应强度不为零，而这段导体受力为零，表明导体中的电流方向一定与磁场方向平行D．若通电导体受力不为零，则导体中的电流方向一定与该处磁场方向垂直参考答案：C5.甲、乙两质点沿同一方向做直线运动，某时刻经过同一地点。若以该时刻作为计时起点，得到两质点的x－t图象如图所示。图象中的OC与AB平行，CB与OA平行。则下列说法中正确的是A．t1~t2时间内甲和乙的距离越来越远B．0~t2时间内甲的速度和乙的速度始终不相等C．0~t3时间内甲和乙的位移相等D．0~t3时间内甲的平均速度大于乙的平均速度参考答案：C【知识点】匀变速直线运动及其公式、图像【试题解析】由位移时间关系图像，可以看出t1~t2时间内甲和乙的距离越来越近，A错误；t1~t2时间内甲的速度和乙的速度相等，B错误；0~t3时间内甲和乙的初位置和末位置相同，所以两者在这段时间内位移相等，平均速度相等，C正确，D错误。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示为一电流随时间变化的图象。该电流的有效值为___________。参考答案：（4分）7.建筑、桥梁工程中所用的金属材料(如钢筋钢梁等)在外力作用下会伸长，其伸长量不仅与和拉力的大小有关，还和金属材料的横截面积有关．人们发现对同一种金属，其所受的拉力与其横截面积的比值跟金属材料的伸长量与原长的比值的比是一个常数，这个常数叫做杨氏模量．用E表示，即:；某同学为探究其是否正确，根据下面提供的器材:不同粗细不同长度的同种金属丝；不同质量的重物；螺旋测微器；游标卡尺；米尺；天平；固定装置等．设计的实验如图所示．该同学取一段金属丝水平固定在固定装置上，将一重物挂在金属丝的中点，其中点发生了一个微小下移h（横截面面积的变化可忽略不计）。用螺旋测微器测得金属丝的直径为D；用游标卡尺测得微小下移量为h；用米尺测得金属丝的原长为2L；用天平测出重物的质量m(不超量程)．用游标卡尺测长度时如下图，右图是左图的放大图（放大快对齐的那一部分），读数是

。用以上测量量的字母表示该金属的杨氏模量的表达式为:E=

．参考答案：（1）8.94mm

(2分)

（2）8.某同学设计了只用一把刻度尺作为测量工具测量动摩擦因数的实验，主要设计思路为:用同种材料制作的两个平直木板，一木板放在水平面上，另一木板放在斜面上，两木板间用短小光滑圆弧形曲面连接，如图所示；实验中让一小滑块从斜面上木板的某点P由静止释放，小滑块最终滑到水平上木板的某点Q停下来。短小光滑圆弧形曲面可使小滑块经过时，速度大小不变，方向由沿斜面方向变为沿水平方向。

若实验要求测量长度的次数最少，你认为应测量下列哪些物理量______(填选项前的字母序号），小滑块与木板间动摩擦因数μ的计算公式为_________(用你选取的物理量对应的符号表达)。A.P点距地面的高度HB.P点到斜面底端的水平距离LC.斜面底端到Q点的距离XD.P点到Q点的水平距离S参考答案：

(1).AD

(2).【详解】由能量关系可知：（其中S1和x分别是斜面的长度和水平面的长度，S是P点在水平面上的投影到Q点的距离；H是斜面的高度），解得，则需要测量：P点距地面的高度H和P点到Q点的水平距离S。小滑块与木板间动摩擦因数的计算公式为.9.小明同学设计了一个实验来探究自行车的初速度与其克服阻力作功的关系。实验的主要步骤是：①找一段平直的路面，并在路面上画一道起点线；②骑上自行车用较快速度驶过起点线，并从车把手处自由释放一团很容易辨别的橡皮泥；③车驶过起点线后就不再蹬自行车脚蹬，让车依靠惯性沿直线继续前进；④待车停下，记录自行车停下时的位置；⑥用卷尺量出起点线到橡皮泥落地点间的距离s、起点线到终点的距离L及车把手处离地高度h。若自行车在行驶中所受的阻力为f并保持恒定。（1）自行车经过起点线时的速度v=；（用己知的物理量和所测量得到的物理量表示）（2）自行车经过起点线后克服阻力做功W=；（用己知的物理量和所测量得到的物理量表示）（3）多次改变自行车经过起点时的初速度，重复上述实验步骤②~④，则每次只需测量上述物理量中的和，就能通过数据分析达到实验目的。参考答案：10.如图所示，一定质量的理想气体，处在A状态时，温度为tA=27℃，则在状态B的温度为﹣33℃．气体从状态A等容变化到状态M，再等压变化到状态B的过程中对外所做的功为300J．（取1atm=1.0×105Pa）参考答案：考点：理想气体的状态方程．专题：理想气体状态方程专题．分析：由图象可知A和B状态的各个状态参量，根据理想气体的状态方程可以求得在B状态时气体的温度，在等压变化的过程中，封闭气体的压力不变，根据功的公式W=FL可以求得气体对外做功的大小．解答：解：由图可知，对于一定质量的理想气体，在A状态时，PA=2.5atm，VA=3L，TA=27+273=300K在B状态时，PB=1atm，VB=6L，TB=？根据理想气体的状态方程可得=代入数据解得TB=240k=﹣33°C气体从状态A等容变化到状态M的过程中，气体的体积不变，所以此过程中不对外部做功，从状态M等压变化到状态B的过程中，封闭气体的压强不变，压力的大小为F=PS，气体对外做的功的大小为W=FL=PS?L=P△V=1.0×105Pa×（6﹣3）×10﹣3=300J．故答案为：﹣33°C，300J点评：根据图象，找出气体在不同的状态下的状态参量，根据理想气体状态方程计算即可，在计算做功的大小的时候，要注意A到M的过程，气体的体积不变，气体对外不做功．只在M到B的等压的过程中对外做功．11.（19分）（1）同学们利用如题6图1所示方法估测反应时间。首先，甲同学捏住直尺上端，使直尺保持竖直状态，直尺零刻度线位于乙同学的两指之间。当乙看见甲放开直尺时，立即用手指捏直尺，若捏住位置的刻度读数为，则乙同学的反应时间为

（重力加速度为）。基于上述原理，某同学用直尺制作测量反应时间的工具，若测量范围为0～0.4s，则所用直尺的长度至少为

cm（取10m/s2）；若以相等时间间隔在该直尺的另一面标记出表示反应时间的刻度线，则每个时间间隔在直尺上对应的长度是

的（选填“相等”或“不相等”）.参考答案：，80，不相等试题分析：①在人的反应时间内直尺做自由落体运动，有，解得；②反应时间最长为，需要直尺的长度为；③自由落体运动从计时开始连续相等时间的位移为1:4:9:16，而相等时间内的位移为1:3:5:7，故长度不相等。考点：本题考查研究自由落体运动的规律。12.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：

；。13.物质是由大量分子组成的，分子直径的数量级一般是________m．能说明分子都在永不停息地做无规则运动的实验事实有________(举一例即可)．在两分子间的距离由v0(此时分子间的引力和斥力相互平衡，分子作用力为零)逐渐增大的过程中，分子力的变化情况是________(填“逐渐增大”“逐渐减小”“先增大后减小”或“先减小后增大”)．参考答案：(1)10－10布朗运动(或扩散现象)先增大后减小三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（选修3-3模块）（4分）如图所示，绝热隔板S把绝热的气缸分隔成体积相等的两部分，S与气缸壁的接触是光滑的．两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b．气体分子之间相互作用可忽略不计．现通过电热丝对气体a缓慢加热一段时间后，a、b各自达到新的平衡状态．试分析a、b两部分气体与初状态相比，体积、压强、温度、内能各如何变化？参考答案：

答案:

气缸和隔板绝热，电热丝对气体a加热，a温度升高，体积增大，压强增大，内能增大；（2分）

a对b做功，b的体积减小，温度升高，压强增大，内能增大。（2分）15.（12分）位于处的声源从时刻开始振动，振动图像如图，已知波在空气中传播的速度为340m/s，则：

（1）该声源振动的位移随时间变化的表达式为

mm。（2）从声源振动开始经过

s，位于x=68m的观测者开始听到声音。（3）如果在声源和观测者之间设置一堵长为30m，高为2m，吸音效果良好的墙，观测者能否听到声音，为什么？参考答案：答案：（1）（4分）；（2）（4分）0.2；（3）（4分）能。因为声波的波长与障碍物的高度差不多，可以发生明显的衍射现象，所以，观察者能够听到声音。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示为某同学自制的电子秤原理图：粗细均匀的电阻棒尺（每厘米长的电阻为1Ω）竖直放置、其总长度L=10cm，电源电动势E=6V，内阻r=1ΩQ，保护电阻R0=4Ω，托盘连接在竖直放置、下端固定的轻弹簧上端，其质量mo=0.1kg，水平金属轻杆一端连接弹簧上端、一端通过滑片与电阻棒接触。当托盘内不放物体静止时，弹簧的形变量x=1cm，轻杆的滑片刚好与电阻棒上端接触。若电路各处接触良好、导线及轻杆电阻不计、弹簧的形变始终未超过限度、轻杆只能上下平移，g取10m/s2。求：（1）弹簧的劲度系数k；（2）该电子秤能称出的最大物体质量m及对应的理想电压表V的示数U。参考答案：17.如图所示；“∪”型刚性容器质量M=2kg，静止在光滑水平地面上，将一质量m=0.5kg，初速度，且方向水平向右的钢块放在容器中间，让二者发生相对滑动。已知钢块与容器底部接触面粗糙，取，重力加速度，容器内壁间距L=1m，钢块与容器壁多次弹性碰撞后恰好回到容器正中间，并与容器相对静止，求：①整个过程中系统损失的机械能；②整个过程中钢块与容器碰