山西省长治市襄垣县第二中学高三物理上学期期末试卷含解析

山西省长治市襄垣县第二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.（双选）如图甲所示，Q1、Q2是两个固定的点电荷，其中Q1带正电，在它们连线的延长线上a、b

点，一带正电的试探电荷仅在库仑力作用下以初速度va从a点沿直线ab向右运动，其v-t图象如图乙所示，下列说法正确的是（

）A．Q2带正电B．Q2带负电C．b点处电场强度为零D．试探电荷的电势能不断增加参考答案：BC解析：A、B：从速度时间图象上看出，粒子从a到b做加速度减小的减速运动，在b点时粒子运动的加速度为零，则电场力为零，所以该点场强为零．Q1对正电荷的电场力向右，则Q2对正电荷的电场力必定向左，所以Q2带负电．故A错误，B正确．C、由图象可知，b点加速度为零，则场强为零，故C正确．D、整个过程动能先减小后增大，根据能量守恒得知，粒子的电势能先增大后减小．故D错误．故选：BC．根据速度-时间图线上每一点的切线斜率表示瞬时加速度，可分析出a到b做加速度减小的减速运动，到b点加速度为0．从而知道b点的电场力及电场强度．通过B点的场强可以分析出两个点电荷电量的大小．通过能量守恒判断电势能的变化．解决本题的关键根据图象b点的加速度为0，根据这一突破口，从而判断Q2的电性，运用库仑定律分析Q1和Q2的电量大小．2.（多选）如图13所示是选择密度相同、大小不同纳米粒子的一种装置。待选粒子带正电且电量与表面积成正比。待选粒子从O1进入小孔时可认为速度为零，加速电场区域Ⅰ的板间电压为U，粒子通过小孔O2射入正交的匀强电场磁场区域Ⅱ，其中磁场的磁感应强度大小为B，左右两极板间距为d。区域Ⅱ出口小孔O3与O1、O2在同一竖直线上。若半径为r0，质量为m0、电量为q0的纳米粒子刚好能沿直线通过，不计纳米粒子重力，则A．区域Ⅱ的电场与磁场的强度比值为B．区域Ⅱ左右两极板的电势差U1=C．若纳米粒子的半径r＞r0，则刚进入区域Ⅱ的粒子仍将沿直线通过D．若纳米粒子的半径r＞r0，仍沿直线通过，则区域Ⅱ的电场与原电场强度之比为参考答案：AD。在Ｉ区域内，根据动能定理得出在点和速度，依动能定理得：，在ＩＩ区域内是匀速通过，有：，由此计算可知Ａ选项正确；在ＩＩ区域内有：，由此可知Ｂ错误；若纳米粒子的半径r＞r0，则刚进入区域Ⅱ，设半径为的粒子的电荷量为，质量为，被加速后的速度为，则有：，根据动能定理有：，故洛仑兹力变小，粒子带正电，粒子向左偏，Ｃ错；若纳米粒子的半径，它仍沿直线运动，ＩＩ区域的电场要发生变化，由于，故洛仑兹力与原来值之比为：，当电场力与洛伦兹力平衡时，也有：，故Ｄ答案正确，从而本题选择ＡＤ答案。3.（单选）如图，一个重为G的吊椅用三根轻绳AO、BO固定，绳AO、BO相互垂直，α＞β，且两绳中的拉力分别为FA、FB，物体受到的重力为G，则()A．FA一定大于GB．FA一定大于FBC．FA一定小于FBD．FA与FB大小之和一定等于G参考答案：B4.体育器材室里，篮球摆放在图示的球架上．已知球架的宽度为d，每只篮球的质量为m、直径为D（D＞d），不计球与球架之间摩擦，则每只篮球对一侧球架的压力大小为（）A．mg B． C． D．参考答案：C【考点】物体的弹性和弹力．【专题】受力分析方法专题．【分析】以任意一只篮球为研究对象，分析受力情况，根据几何知识求出相关的角度，由平衡条件求解球架对篮球的支持力，即可得到篮球对球架的压力．【解答】解：以任意一只篮球为研究对象，分析受力情况，设球架对篮球的支持力N与竖直方向的夹角为α．由几何知识得：cosα==根据平衡条件得：2Ncosα=mg解得：N=则得篮球对球架的压力大小为：N′=N=．故选：C．5.（多选）（2014?杏花岭区校级模拟）如图所示，abcd为一正方形边界的匀强磁场区域，磁场边界边长为L，三个粒子以相同的速度从a点沿对角线方向射入，粒子1从b点射出，粒子2从c点射出，粒子3从cd边垂直射出，不考虑粒子的重力和粒子间的相互作用．根据以上信息，可以确定（）A.粒子1带正电，粒子2不带电，粒子3带负电B.粒子1和粒子3的比荷之比为2：1C.粒子1和粒子2在磁场中的运动时间之比为4：1D.粒子3的射出位置与d点相距参考答案：AB带电粒子在匀强磁场中的运动解：A、根据左手定则可得：粒子1带正电，粒子2不带电，粒子3带负电．故A正确；B、做出粒子运动的轨迹如图，则粒子1运动的半径：，由可得：粒子3的运动的轨迹如图，则：，所以：．故B正确；C、粒子1在磁场中运动的时间：粒子2在磁场中运动的时间：所以：故C错误；D、粒子3射出的位置与d点相距：x=R﹣L=L﹣L=（﹣1）L．故D错误．故选：AB二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.(4分)质点以的速率作匀速圆周运动，每经历3s其运动方向就改变30，则该质点运动的周期为___________s，加速度大小为_________m/s2。

参考答案：

36，0.57.光滑水平面上两物体b、b用不可伸长的松弛细绳相连，A质量为2kg，B质量为1kg；现使两物体同时沿直线背向而行(=4m/s，

=2m/s)，直至绳被拉紧，然后两物体一起运动，它们的总动量大小为

kg·m/s，两物体共同运动的速度大小为

m/s．参考答案：6

28.图中竖直方向的平行线表示匀强电场的电场线，但未标明方向．一个带电量为﹣q的微粒，仅受电场力的作用，从M点运动到N点，动能增加了△Ek（△Ek＞0），则该电荷的运动轨迹可能是虚线a（选填“a”、“b”或“c”）；若M点的电势为U，则N点电势为U+．参考答案：【考点】：电场线；电势．【分析】：根据动能定理，通过动能的变化判断出电场力的方向，从而判断轨迹的弯曲程度，根据动能定理求出M、N两点间的电势差，从而求出N点的电势．：解：从M点运动到N点，动能增加，知电场力做正功，则电场力方向向下，轨迹弯曲大致指向合力的方向，可知电荷的运动轨迹为虚线a，不可能是虚线b．电场力方向方向向下，微粒带负电，则电场强度方向向上，N点的电势大于M点的电势，根据动能定理知，﹣qUMN=△Ek，则N、M两点间的电势差大小UMN=﹣由UMN=φM﹣φN，φM=U，解得φN=U+故答案为：a，U+．【点评】：解决本题的关键知道轨迹弯曲与合力方向的大致关系，本题的突破口在于得出电场力方向，再得出电场强度的方向，从而知道电势的高低．9.（4分）卢瑟福通过___________实验，发现了原子中间有一个很小的核，并由此提出了原子的核式结构模型。平面示意图中的四条线表示α粒子运动的可能轨迹，在图中完成中间两条α粒子的运动轨迹。

参考答案：答案：α粒子散射

10.某同学用如图所示装置“研究物体的加速度与外力关系”，他将光电门固定在气垫轨道上的某点B处，调节气垫导轨水平后，用重力为F的钩码，经绕过滑轮的细线拉滑块，每次滑块从同一位置A由静止释放，测出遮光条通过光电门的时间t。改变钩码个数，重复上述实验。记录的数据及相关计算如下表。

实验次数12345F/N0.490.981.471.962.45t/（ms）40.428.623.320.218.1t2/（ms）21632.2818.0542.9408.0327.66.112.218.424.530.6（1）为便于分析与的关系，应作出

的关系图象，并在如图坐标纸上作出该图线（2）由图线得出的实验结论是：

（3）设AB间的距离为s，遮光条的宽度为d，请你由实验结论推导出物体的加速度与时间的关系：

。（4）由以上得出的结论是：

。参考答案：（1）

图略（2）与成正比（3）推导过程：（4）在误差允许范围内，物体质量一定时，加速度与外力成正比11.子弹从O点射出，在正前方有相距为L=10m的很薄的两个物体，子弹穿过它们后留下两个弹孔A、B（不考虑子弹穿过时受到的阻力），现测得A、B两孔到入射方向的竖直距离分别为y1=20cm、y2=80cm，如图所示，则子弹的速度V0=

（g=10m/s2）参考答案：50m/s12.如图所示，用DIS研究两物体m1和m2间的相互作用力，m1和m2由同种材料构成。两物体置于光滑的水平地面上，若施加在m1上的外力随时间变化规律为：F1=kt+2，施加在m2上的恒力大小为：F2=2N。由计算机画出m1和m2间的相互作用力F与时间t的关系图。

则F—t图像中直线的斜率为_____________（用m1、m2、k表示），纵坐标截距为________N参考答案：km2/(m1+m2)

2N13.如图1所示，有人对“利用频闪照相研究平抛运动规律”装置进行了改变，在装置两侧都装上完全相同的斜槽A、B，但位置有一定高度差，白色与黑色的两个相同的小球都从斜槽某位置由静止开始释放．实验后对照片做一定处理并建立直角坐标系，得到如图所示的部分小球位置示意图．（g取10m/s2）（1）观察改进后的实验装置可以发现，斜槽末端都接有一小段水平槽，这样做的目的是

．（2）根据部分小球位置示意图（如图2），下列说法正确的是

A．闪光间隔为0.1sB．A球抛出点坐标（0，0）C．B球抛出点坐标（0.95，0.50）D．两小球作平抛运动的水平速度大小不等．参考答案：（1）保证小球抛出时的速度在水平方向；（2）AB．【考点】研究平抛物体的运动．【分析】（1）斜槽末端都接有一小段水平槽，是为了保证小球水平抛出，做平抛运动．（2）A、平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，根据△y=gT2求出闪光的间隔．

BC、求出小球在某一位置竖直方向上的分速度，从而求出运动的时间，根据h=gt2，x=v0t求出抛出点的坐标．

D、根据平抛运动的初速度是否相等，从而即可求解．【解答】解：（1）观察改进后的实验装置可以发现，斜槽末端都接有一小段水平槽，这样做的目的是保证小球抛出时的速度在水平方向．（2）A、由图可知，每格边长为0.05m，对A球，根据△y=2L=gT2得闪光的周期为T=，故A正确．B、A球在第二位置的竖直分速度为，在抛出点到该位置运动的时间为t=，等于闪光的周期，可知A球的抛出点坐标为（0，0），故B正确．C、横坐标为0.80m的小球在竖直方向上的分速度为vy==1.5m/s．则运行的时间为t==0.15s．水平分速度为v0=m/s=1.5m/s．则此时B球的水平位移为x=v0t=1.5×0.15m=0.225m，竖直位移为y=gt2=×10×0.152m=0.1125m．所以B球抛出点的坐标为：（1.025，0.4875）．故C错误．D、两球在水平方向上相等时间间隔内的位移相等，则初速度相等，故D错误．故答案为：（1）保证小球抛出时的速度在水平方向；（2）AB．三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.质量为m=4kg的小物块静止于水平地面上的A点，现用F=10N的水平恒力拉动物块一段时间后撤去，物块继续滑动一段位移停在B点，A、B两点相距x=45m，物块与地面间的动摩擦因数μ=0.2．g取10m/s2．求：（1）撤去力F后物块继续滑动的时间t；（2）物块在力F作用过程发生的位移x1的大小．参考答案：（1）撤去力F后物块继续滑动的时间为3s；（2）物块在力F作用过程发生的位移x1的大小36m解：设F作用时间为t1，之后滑动时间为t，前段加速度大小为a1，后段加速度大小为a2（1）由牛顿第二定律可得：F﹣μmg=ma1μmg=ma2且：a1t1=a2t可得：a1=0.5m/s2，a2=2m/s2，t1=4t（a1t12+a2t2）=x解得：t=3s（2）由（1）可知，力F作用时间t1=4t=12x1=a1t12==36m答：（1）撤去力F后物块继续滑动的时间为3s；（2）物块在力F作用过程发生的位移x1的大小36m15.（简答）光滑的长轨道形状如图所示，下部为半圆形，半径为R，固定在竖直平面内．质量分别为m、2m的两小环A、B用长为R的轻杆连接在一起，套在轨道上，A环距轨道底部高为2R．现将A、B两环从图示位置静止释放．重力加速度为g．求：（1）A环到达轨道底部时，两环速度大小；（2）运动过程中A环距轨道底部的最大高度；（3）若仅将轻杆长度增大为2R，其他条件不变，求运动过程中A环距轨道底部的最大高度．参考答案：（1）A环到达轨道底部时，两环速度大小为；（2）运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R；（3）若仅将轻杆长度增大为2R，其他条件不变，运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R．解：（1）A、B都进入圆轨道后，两环具有相同角速度，则两环速度大小一定相等，对系统，由机械能守恒定律得：mg?2R+2mg?R=（m+2m）v2，解得：v=；（2）运动过程中A环距轨道最低点的最大高度为h1，如图所示，整体机械能守恒：mg?2R+2mg?3R=2mg（h﹣R）+mgh，解得：h=R；（3）若将杆长换成2R，A环离开底部的最大高度为h2．如图所示．整体机械能守恒：mg?2R+2mg（2R+2R）=mgh′+2mg（h′+2R），解得：h′=R；答：（1）A环到达轨道底部时，两环速度大小为；（2）运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R；（3）若仅将轻杆长度增大为2R，其他条件不变，运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，在倾角为37°的固定斜面上静置一个质量为5kg的物体，物体与斜面间的动摩擦因数为0.8.求：?1?物体所受的摩擦力；?sin37°＝0.6，cos37°＝0.8??2?若用原长为10cm，劲度系数为3.1×103N/m的弹簧沿斜面向上拉物体，使之向上匀速运动，则弹簧的最终长度是多少？?取g＝10m/s2??????????????????????????????????????????????????????参考答案：(1)物体静止在斜面上受力分析如图所示，物体受到的静摩擦力Ff＝mgsin37°﹙1分代入数据得Ff＝5×10×sin37°N＝30N，﹙1分﹚摩擦力方向为沿斜面向上．﹙1分﹚(2)当物体沿斜面向上被匀速拉动时，如下图所示，弹簧拉力设为F，伸长量为x，则F＝kxF＝mgsin37°＋F滑

﹙2分﹚F滑＝μmgcos37°

﹙2分﹚弹簧最终长度L＝L0＋x，由以上方程解得L＝12cm.

﹙1分﹚17.（18分）如图甲所示，平行金属导轨竖直放置，导轨间距为L＝1m，上端接有电阻R1＝3Ω，下端接有电阻R2＝6Ω，虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场．现将质量m＝0.1kg、电阻不计的金属杆ab，从OO′上方某处垂直导轨由静止释放，杆下落0.2m过程中始终与导轨保持良好接触，加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示.求：(