2022-2023学年北京铁路第二中学高三物理期末试卷含解析

2022-2023学年北京铁路第二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.如图所示，a、b两个带电小球，质量分别为、，用绝缘细线悬挂，两球静止时，它们距水平地面的高度均为h（h足够大），绳与竖直方向的夹角分别为和（），若

剪断细线Oc，空气阻力不计，两球电量不变，重力加速度取g，则

（

）A．a球先落地，b球后落地

B．落地时，a、b水平速度相等，且向右

C．整个运动过程中，a、b系统的电势能增加

D．落地时，a、b两球的动能和为参考答案：D2.如图所示，一质量为的铁块套在倾斜放置的杆上，铁块与杆之间的动摩擦因数，且最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等.杆与水平方向成角，一轻绳一端连接在铁块上，一端连在一质量的小球上，一水平力作用在小球上，连接铁块与绳的轻绳与杆垂直，铁块和小球都处于静止状态，取g=10m/s2.则A.拉力的大小为N

B.铁块所受的摩擦力大小为15NC.若将在图示的平面内沿逆时针方向缓慢地转过300，此过程中铁块受到的摩擦力逐渐减小D.若将连接铁块与轻绳之间的轻绳突然剪断，则铁块受到的摩擦力将减小参考答案：【知识点】物体的受力分析和共点力平衡。B4【答案解析】D。对小球进行受力分析，建立平衡方程得：设绳对小球的作用力为T，则：

联立解得：。由此计算可知A错；隔离A分析可得：，由此计算可知B答案错；当将在图示的平面内沿逆时针方向缓慢地转过300，整个系统仍保持平衡状态，此过程中铁块受到的摩擦力大小和方向保持不变，C错；当连接铁块与轻绳之间的轻绳突然剪断，绳对A的作用力迅速为零，A从静止状态变为滑动状态，此时铁块受到的摩擦力将减小，D正确，故本题选择D答案。【思路点拨】本题重点是对A、B两物体进行受力分析，根据平衡条件列方程得出各力情况；然后要从动态平衡分析C答案；对D答案绳剪断时，绳作用力为零，杆对A垂直杆方向的作用力发生变化，它的运动状态也即将发生变化，也就是摩擦力大小发生变化，由此选择答案。3.如图，同一均匀介质中的一条直线上有相距6m的两个振幅相等的振源A、B.从0时刻起，A、B同时开始振动，且都只振动了一个周期.图甲为A的振动图像，图乙为B的振动图像.若A向右传播的波与B向左传播的波在0.3s时相遇，则下列说法正确的是：_______A．两列波的波长都是2mB．两列波在A、B间的传播速度均为10m/sC．在两列波相遇过程中，A、B连线的中点C为振动加强点D．在0.9s时，质点B经过平衡位置且振动方向向上E．两个波源振动的相位差为π参考答案：ABE4.（多选）重为50N的物体放在水平面上，物体与水平面的动摩擦因数为0.2，现用方向相反的水平力F1和F2拉物体，其中F1=15N，如图所示。要使物体做匀加速运动，则F2的大小可能为A.3NB.10NC.20ND.30N参考答案：AD5.如图所示,一个小球沿竖直放置的光滑圆形轨道做圆周运动,圆环的半径为R,关于小球的运动情况,下列说法中正确的是(

)A.小球的线速度方向时刻在变化,但总在圆周切线方向上B.小球的加速度方向时刻在变化,但一定是指向圆心的C.小球的线速度的大小总大于或等于D.小球对轨道最低点的压力大小一定大于重力参考答案：AD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示是用光电门传感器测定小车瞬时速度的情境，轨道上ac间距离恰等于小车长度，b是ac中点．某同学采用不同的挡光片做了三次实验，并对测量精确度加以比较．挡光片安装在小车中点处，光电门安装在c点，它测量的是小车前端P抵达____点（选填a、b或c）时的瞬时速度；若每次小车从相同位置释放，记录数据如表所示，那么测得瞬时速度较精确的值为_____m/s．参考答案：（1）b

（2分）,

（2）1.90

7.两个质量相等的物体，从地面向上竖直抛出，其动能之比，不计空气阻力．则它们抛出时动量之比p1:p2＝________，上升的最大高度之比h1:h2＝________。参考答案：

答案：:1，3:18.（1）接通打点计时器电源和让纸带开始运动，这两个操作间的顺序关系是

（填字母序号）A、先接通电源，后让纸带运动B、现让纸带运动，再接通电源C、让纸带运动的同时接通电源D、现让纸带运动或先接通电源都可以（2）在研究某物体运动规律时，打点计时器打下如图所示的一条纸带，已知打点计时器使用的交流电频率为50HZ，相邻两计数点间还有四个打点未画出，由纸带上的数据可知，打B点时物体的速度v=

，物体运动的加速度a=

（结果保留两位有效数字）参考答案：（1）A；（2）0.16m/s，0.30m/s2．【考点】探究小车速度随时间变化的规律．【分析】理解实验过程应当先接通电源，在释放纸带．如果先释放纸带后接通电源，有可能会出现小车已经拖动纸带运动一段距离，电源才被接通，那么纸带上只有很小的一段能打上点，大部分纸带没有打上点，纸带的利用率太低；纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度．【解答】解：（1）如果先释放纸带后接通电源，有可能会出现小车已经拖动纸带运动一段距离，电源才被接通，那么纸带上只有很小的一段能打上点，大部分纸带没有打上点，纸带的利用率太低；所以应当先接通电源，后让纸带运动，故选：A．（2）相邻两记数点间还有四个点未画出，所以相邻的计数点之间的时间间隔为0.1s打E点时物体的速度vB==≈0.16m/s采用逐差法求解加速度根据运动学公式得：△x=at2，a===0.30m/s2故答案为：（1）A；（2）0.16m/s，0.30m/s2．9.某同学做《共点的两个力的合成》实验作出如图（11）所示的图，其中A为固定橡皮条的固定点，O为橡皮条与细绳的结合点，图中______________是F1、F2合力的理论值，________________是合力的实验值，需要进行比较的是____________________________________，通过本实验，可以得出结论：在误差允许的范围________________________________是正确的。参考答案：）F；F′；F与F′的大小是否相等，方向是否一致；力合成的平等四边形定则。10.如图所示，一根绝缘杆沿竖直方向放置，杆上有一个带负电的圆环，它的质量为m、电量为q，与杆间的动摩擦因数为μ．所在的空间存在着方向都是水平向右的匀强电场与匀强磁场，电场强度大小为E、磁感应强度大小为B．现将圆环从静止开始释放，环将沿杆下落，则圆环运动过程中的最大加速度为为__________，最大速度为__________。

参考答案：

答案：

11.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F与t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外力的关系

。

参考答案：（1）

图略（2）与成正比（3）推导过程：在误差允许范围内，物体质量一定时，加速度与外力成正比12.如图为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分，图中背景方格的边长均为5cm，如果取g=10m/s2，那么（1）闪光频率是__________Hz。（2）小球运动中水平分速度的大小是__________m/s。（3）小球经过B点时的速度大小是__________m/s。参考答案：（1）10Hz

（2）1.5m/s

（3）2.5m/s。13.为了探究木块A和B之间的动摩擦因数，某同学设计了一个实验，图甲为实验装置示意图，该同学在实验中的主要操作有：A．用弹簧秤测出木块A的重力为G＝6.00N

B．用弹簧秤测出木板B的重力为G′＝9.25NC．按图甲所示安装器材，安装过程中用手按住木块和木板

D．松开按住木块和木板的手让其运动，并即刻读出弹簧秤的示数(1)该同学的上述操作中有一个步骤是多余的，有一个步骤存在错误，多余的步骤是__▲__，存在错误的步骤是__▲__。(填步骤序号)(2)在听取意见后，该同学按正确方法操作，读数时弹簧秤的指针位置如图乙所示，其示数为__▲__N，根据该同学的测量数据，可得到A和B之间的动摩擦因数为__▲__。参考答案：1）B

D

(2)2.10

0.35三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.将下图中的电磁铁连入你设计的电路中（在方框内完成），要求：A．电路能改变电磁铁磁性的强弱；B．使小磁针静止时如图所示。参考答案：（图略）要求画出电源和滑动变阻器，注意电源的正负极。15.(3-5模块)(5分)有两个质量为m的均处于基态的氢原子A、B，A静止，B以速度v0与之发生碰撞．己知：碰撞前后二者的速度均在一条直线上，碰撞过程中部分动能有可能被某一氢原子吸收。从而该原子由基态跃迁到激发态，然后，此原子向低能级态跃迁，并发出光子．如欲碰后发出一个光子，则速度v0至少需要多大？己知氢原子的基态能量为E1(E1<0)。参考答案：解析：，--------------(1分)

，--------------(1分)

，--------------(1分)

--------------(2分)四、计算题：本题共3小题，共计47分16.

（14分）将一个动力传感器连接到计算机上，我们就可以测量快速变化的力，某一小球用一条不可伸长的轻绳连接，绳的另端固定在悬点上，当小球在竖直面内来回摆动时，用动力传感器测得绳子对悬点的拉力随时间变化的曲线如图所示，取重力加速度g=10m/s2，求绳子的最大偏角θ。

参考答案：解析：设小球的质量为m，绳子长度为L，绳子拉力的最小值和最大值各为F1和F2，小球摆至最高点时，绳子拉力最小F1=mgCosθ…（1）

（3分）

小球摆至最低点时，绳子拉力最大

F2—mg=m

…（2）（3分）

摆动过程小球机械能守恒

）…（3）（3分）

由以上各式得：cosθ==0.5…（4）（3分）

θ=600…（5）

（2分）17.（16分）如图（甲）所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距L＝0.20m，电阻R＝10W，有一质量为1kg的导体杆放在轨道上，与两轨道垂直，杆及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于垂直轨道面向下的匀强磁场中，现用一外力F沿轨道方向拉杆，使之做匀加速运动，测得力F与时间t的关系如图（乙）所示，试求：

（1）杆运动的加速度a。（2）磁场的磁感应强度B。（3）导体杆运动到第20s时，电阻R的电功率。（4）若改为恒定拉力作用，但仍要导体棒以该加速度做匀加速运动，在不断开电路也不撤去磁场的情况下，你对该装置能提出什么合理的改进措施，请做简要说明。参考答案：解析：（1）t=0时，v=0，F=ma，得a＝1m/s2。（2）由，得，B＝5T。（3）v＝at＝20m/s，P＝（F拉－ma）v，代入数据得：P＝40W。（4）根据F－＝ma，可以让导轨间距逐渐增大，L∝，或者加随距离变化的磁场B∝。18.（22分）物体A的质量M＝1kg，静止在光滑水平面上的平板车B的质量为m＝0.5kg、长L＝2m。某时刻A以V0＝4m/s向右的初速度滑上木板B的上表面，在A滑上B的同时，给B施加一个水平向右的拉力。忽略物体A的大小，已知A与B之间的动摩擦因数μ＝0.2，取重力加速度g=10m/s2。试求：

（1）若F=15N，物体A在小车上运动时相对小车滑行的最大距离；（2）如果要使A不至于从B上滑落，拉力F大小应满足的条件。参考答案：解析：（1）物体A滑上木板B以后，作匀减速运动有μmg=maA

得aA=μg=2m/s2木板B作加速运动，有F+μmg=MaB，得：aB=14m/s2

两者速度相同时，有V0-aAt=aBt，得：t=0.25s

A滑行距离：SA=V0t-aAt2=mB滑行距离：