宁夏高三高中物理期末考试带答案解析

宁夏高三高中物理期末考试
班级:___________ 姓名：___________ 分数：___________
一、选择题
1.下列说法中正确的是
A．牛顿在研究第一定律时利用了理想实验法
B．开普勒认为，在高山上水平抛出一物体，只要速度足够大就不会再落在地球上
C．卡文迪许测出了静电力常量
D．法拉第首先引入电场线和磁感线，极大地促进了他对电磁现象的研究
2.物体A.B的x-t图像如图所示，由图可知
A.5s内A.B的平均速度相等
B.两物体由同一位置开始运动，但物体A比B迟了3s才开始运动
C.在5s内两物体的位移相同，5s末A.B相遇
D.从第3s起，两物体运动方向相同，且
3.一偏心轮绕垂直纸面的轴O匀速转动，a和b是轮上质量相等的两个质点，a，b两点的位置如图所示，则偏心轮转动过程中A.b两质点
A.线速度大小相等
B.向心力大小相等
C.角速度大小相等
D.向心加速度大小相等
4.如图所示，完全相同的质量为m的A.B两球，用两根等长的细线悬挂在O点，两球之间夹着一根劲度系数为k 的轻弹簧，静止不动时，弹簧处于水平方向，两根细线之间的夹角为，则弹簧的长度被压缩了
A. B. C. D.
5.一带电小球在电场中仅在电场力作用下，从A点运动到B点，速度大小随时间变化的图像如图所示，、分别是带电小球在A.B两点对应的时刻，则下列说法中正确的是
A.A处的场强一定小于B处的场强
B.A处的电势一定高于B处的电势
C.带电小球在A处的电势能一定小于B处的电势能
D.带电小球从A到B的过程中，电场力一定对电荷做正功
6.如图所示，足够长的平行光滑导轨固定在水平面上，导轨间距为L=1m，其右端连接着有定值电阻R=2Ω，整个
装置处于垂直导轨平面磁感应强度B=1T的匀强磁场中，一质量m=2kg的金属棒在恒定的水平拉力F=10N的作用下，在导轨上由静止开始向左运动，运动中金属棒始终与导轨垂直，导轨以及金属棒的电阻不计，下列说法正确的
是
A．产生的感应电流方向在金属棒中由a指向b
B．金属棒向左做先加速后减速运动直到静止
C．金属棒的最大加速度为
D．水平拉力的最大功率为200W
7.一理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头。

下列说法正确的是
A．副线圈输出电压的频率为50Hz
B．副线圈输出电压的有效值为31V
C．P向右移动时，原副线圈的电流比减小
D．P向右移动时，变压器的输出功率增加
二、实验题
1.某同学用图示实验装置来研究弹簧弹性势能与弹簧压缩量的关系，弹簧一端固定，另一端与一带有窄片的物块接触，让物块被不同压缩状态的弹簧弹射出去，沿光滑水平板滑行，途中安装一光电门。

设重力加速度为g
（1）如图所示，用游标卡尺测得窄片的宽度L为
（2）记下窄片通过光电门的时间，则窄片通过光电门的速度为________m/s，（计算结果保留三位有效数字）
（3）若物块质量为m，弹簧此次弹射物块过程中释放的弹性势能为________（用m、L、）表示。

2.（1）某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中，正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图所示，则它们的读数值依次是_____mm，________A.___________V。

（2）现已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0~10Ω，电流表内阻约几欧姆，电压表内阻约20kΩ，电源为干电池（不宜在长时间，大功率状况下使用），电动势E=4.5V，内阻很小，则以下电路图中________（填电路图下方的字母代号）电路为本次实验应当采用的最佳电路。

但用此最佳电路测量的解构仍然会比真实值偏________。

（3）若已知实验所用的电流表内阻的准确值，那么准确测量金属丝电阻的最佳电路应是上图中的
______电路（填电路图下方的字母代号）。

此时测得电流为I，电压为U，则金属丝电阻=_______（用题中字
母代号表示）。

三、计算题
1.如图所示，半径为R=0.4m的光滑圆弧轨道BC固定在竖直平面内，轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方
向的夹角，下端点C为轨道的最低点且与粗糙水平面相切，一根轻质弹簧的右端固定在竖直挡板上，质量
m=0.1kg的小物块（可视为质点）从空中A点以=2m/s的速度被水平抛出，恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道，经过C点后沿水平面向右运动到D点时，弹簧被压缩至最短，C.D两点间的水平距离L=1.2m，小物块与水平
面间的动摩擦因数μ=0.5，g取，求：
（1）小物块经过圆弧轨道上B点时速度的大小；
（2）小物块经过圆弧轨道上C点时对轨道的压力大小；
（3）弹簧的弹性势能的最大值
2.如图所示，空间存在一有界匀强磁场，磁场的左边界如虚线所示，虚线右侧足够大区域存在磁场，磁场方向竖直
向下，在光滑绝缘水平面内有一长方形金属线框，ab边长为L=0.2m，线框质量m=0.1kg，电阻R=0.1Ω，在水平
向右的外力F作用下，以初速度=1m/s匀加速进入磁场，外力F大小随时间t变化的图线如图所示，以线框右边刚进入磁场时开始计时，求：
（1）匀强磁场的磁感应强度B；
（2）线框进入磁场的过程中，通过线框的电荷量；
（3）若线框进入磁场过程中F做功为=0.27J，求在此过程中线框产生的焦耳热Q。

3.A.B汽缸的水平长度为20cm，截面积均为，C是可在汽缸内无摩擦滑动的，体积不计的活塞，D为阀门，整个装置均有导热材料制成，期初阀门关闭，A内有压强的氮气，B内有压强的
氧气，阀门打开后，活塞C向右移动，最后达到平衡，求活塞C移动的距离以及平衡后B中气体的压强
4.机械横波某时刻的波形图如图所示，波沿x轴正方向传播，质点P的坐标x=0.32m。

从此时刻开始计时。

①若每间隔最小时间0.4s重复出现波形图，求波速；
②若P点经0.4s第一次达到正向最大位移，求波速；
③若P点经0.4s到达平衡位置，求波速
5.如图所示，质量的平板车B上表面水平，开始时静止在光滑水平面上，在平板车左端静止着一块质量
的物块A，一颗质量的子弹以=600m/s的水平初速度瞬间射穿A后，速度变为v=200m/s。

已知A与B之间的动摩擦因数不为零，且A与B最终达到相对静止，则整个过程中A.B组成的系统因摩擦产生的
热量为多少？
四、填空题
1.关于分子间的作用力，下列说法正确的是________。

（填正确答案标号，选对1个得2分，选对2个得4分，
选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A．分子之间的斥力和引力同时存在
B．分子之间的斥力和引力大小都随分子间距离的增大而减小
C．分子之间的距离减小时，分子力一直做正功
D．分子之间的距离增加时，分子势能一直减小
E.分子之间的距离增加时，可能存在分子势能相等的两个点
2.弹簧振子在光滑水平面上做简谐振动，把小钢球从平衡位置向左拉一段距离，放手让其运动。

从小钢球通过平
衡位置开始计时，其振动图像如图所示，下列说法正确的是_______（填正确答案标号，选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A．钢球振动周期为1s
B．在时刻弹簧的形变量为4cm
C．钢球振动半个周期，回复力做功为零
D．钢球振动一周期，通过的路程等于10cm
E.钢球振动方程
3.关于近代物理学的结论中，下面叙述中正确的是_______（填正确答案标号，选对1个得2分，选对2个得4
分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A．结合能越大表示原子核中的核子结合的越牢固
B．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的
C．一个氘核（）与一个氚核（）聚变生成一个氦核（）的同时，放出一个中子
D．按照玻尔理论，一群处于第3激发态的氢原子在向低能极自发进行跃迁时，最多辐射3种不同频率的光子
E.质子、中子、α粒子的质量分别是，质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是
宁夏高三高中物理期末考试答案及解析
一、选择题
1.下列说法中正确的是
A．牛顿在研究第一定律时利用了理想实验法
B．开普勒认为，在高山上水平抛出一物体，只要速度足够大就不会再落在地球上
C．卡文迪许测出了静电力常量
D．法拉第首先引入电场线和磁感线，极大地促进了他对电磁现象的研究
【答案】D
【解析】伽利略在研究力与运动关系时利用了理想实验法，A错误；牛顿认为在高山上水平抛出一物体，只要速度足够大就不会再落在地球上，B错误；卡文迪许测出了万有引力常量，C错误；法拉第首先引入电场线和磁感线，
极大地促进了他对电磁现象的研究，D正确；
【考点】考查了物理学史
【名师点睛】平时学习应该注意积累对物理学史的了解，知道前辈科学家们为探索物理规律而付出的艰辛努力，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一
2.物体A.B的x-t图像如图所示，由图可知
A.5s内A.B的平均速度相等
B.两物体由同一位置开始运动，但物体A比B迟了3s才开始运动
C.在5s内两物体的位移相同，5s末A.B相遇
D.从第3s起，两物体运动方向相同，且
【答案】D
【解析】从图中可知到A从3s末开始从x=0处开始运动，B从t=0开始从x=5m处开始运动，即两者不是从同一
位置开始运动的，A比比B迟了3s才开始运动，5s内的平均速度分别为，，
两者的平均速度不相等，AB错误；在5s内A的位移为10m，B的位移为5m，位移不相同，C错误；图像的斜率表示运动速度，故从第3s起，两物体运动方向相同，且，D正确；
【考点】考查了位移时间图像
【名师点睛】关键掌握位移图象的基本性质：横坐标代表时刻，而纵坐标代表物体所在的位置，纵坐标不变即物体保持静止状态；位移时间图像是用来描述物体位移随时间变化规律的图像，不是物体的运动轨迹，斜率等于物体运动的速度，斜率的正负表示速度的方向，质点通过的位移等于x的变化量
3.一偏心轮绕垂直纸面的轴O匀速转动，a和b是轮上质量相等的两个质点，a，b两点的位置如图所示，则偏心
轮转动过程中A.b两质点
A.线速度大小相等
B.向心力大小相等
C.角速度大小相等
D.向心加速度大小相等
【答案】C
【解析】a，b两点是同轴转动，所以角速度相等，从图中可知a，b两点到O点的距离不同，即运动半径不同，
根据公式可得两点的线速度不同，根据公式可得两点的向心加速度不同，根据公式可得两
者的向心力不同，故C正确；
【考点】考查了匀速圆周运动规律的应用
【名师点睛】做本题的关键是知道若同种转动，则角速度相等，若由同一条皮带相连，则线速度相等，知道线速度、角速度、向心加速度、向心力之间的关系，并能灵活运用
4.如图所示，完全相同的质量为m的A.B两球，用两根等长的细线悬挂在O点，两球之间夹着一根劲度系数为k
的轻弹簧，静止不动时，弹簧处于水平方向，两根细线之间的夹角为，则弹簧的长度被压缩了
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】对其中一个小球受力分析，如图所示
根据平衡条件，结合合成法可得：，根据胡可定律，联立两式解得：，B正确，
【考点】考查了共点力平衡条件，胡克定律
【名师点睛】在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，然后根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力，然后列式求解，如果物体受到三力处于平衡状态，则可根据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据角度列式求解
5.一带电小球在电场中仅在电场力作用下，从A点运动到B点，速度大小随时间变化的图像如图所示，、分
别是带电小球在A.B两点对应的时刻，则下列说法中正确的是
A.A处的场强一定小于B处的场强
B.A处的电势一定高于B处的电势
C.带电小球在A处的电势能一定小于B处的电势能
D.带电小球从A到B的过程中，电场力一定对电荷做正功
【答案】AD
【解析】速度时间图像的斜率表示加速度，故小球在A点的加速度小于在B点的加速度，又知道小球只受电场力
作用，故小球在A点的电场力小于在B点的电场力，所以A处的场强一定小于B处的场强，A错误；由于小球的
动能增大，所以电场力做正功，电势能减小，即A处的电势能一定大于B处的电势能，但是不知道小球的带电性质，所以无法判断AB两点的电势高低，D正确BC错误；
【考点】考查了电势，电势能，电场强度，电场力做功，速度时间图像
【名师点睛】本题首先要根据速度图象的斜率读出质点加速度的变化，判断场强的大小，从能量的角度可判断电势能及电场力做功的正负
6.如图所示，足够长的平行光滑导轨固定在水平面上，导轨间距为L=1m，其右端连接着有定值电阻R=2Ω，整个
装置处于垂直导轨平面磁感应强度B=1T的匀强磁场中，一质量m=2kg的金属棒在恒定的水平拉力F=10N的作用下，在导轨上由静止开始向左运动，运动中金属棒始终与导轨垂直，导轨以及金属棒的电阻不计，下列说法正确的
是
A．产生的感应电流方向在金属棒中由a指向b
B．金属棒向左做先加速后减速运动直到静止
C．金属棒的最大加速度为
D．水平拉力的最大功率为200W
【答案】ACD
【解析】穿过闭合回路abR的磁通量垂直纸面向里增大，根据楞次定律可得产生的感应电流电流方向在金属棒中
由a指向b，A正确；根据左手定则导体棒受到向右的安培力，因为导体棒是从静止开始运动的，所以刚开始时安
培力小于拉力，导体棒做加速运动，随着速度的增大，安培力在增大，故加速度在减小，当安培力等于拉力时，加速度为零，开始做匀速直线运动，故导体棒先做加速度减小的加速运动后做匀速运动，B错误；当速度为零时，此
时安培力为零，合力最大，加速度最大，根据牛顿第二定律可得最大加速度为，C正确；当拉力和安培力相等时，速度最大，有：，解得最大速度为：，则水
平拉力的最大功率为：，D正确；
【考点】考查了导体切割磁感线运动
【名师点睛】根据右手定则得出电流的方向，从而确定电势的高低，当速度为零时，加速度最大，根据牛顿第二定律求出最大加速度．当拉力和安培力相等时，速度最大，结合最大速度和拉力的大小求出拉力的最大功率
7.一理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头。

下列说法正确的是
A．副线圈输出电压的频率为50Hz
B．副线圈输出电压的有效值为31V
C．P向右移动时，原副线圈的电流比减小
D．P向右移动时，变压器的输出功率增加
【答案】AD
【解析】变压器不改变交流电的频率，所以副线圈从输出电压的频率为交流电的频率，A正确；图甲中可得该交流电的电压有效值为，即原线圈两端的电压为220V，根据公式可得副线圈输出电压，B错误；P向右移动时，滑动变阻器电阻减小，副线圈中的电流增大，根据公
式可得原线圈中的电流也增大，C错误；P向右移动时，副线圈中的电流增大，根据公式可得副线
圈中的电功率增大，所以变压器的输出功率增大，D正确；
【考点】考查了理想变压器
【名师点睛】对于变压器需要掌握公式、，以及知道副线圈的电流以及功率决定了原线圈中的电
流和功率，理想变压器是理想化模型，一是不计线圈内阻；二是没有出现漏磁现象．同时当电路中有变压器时，只要将变压器的有效值求出，则就相当于一个新的恒定电源，其值就是刚才的有效值
二、实验题
1.某同学用图示实验装置来研究弹簧弹性势能与弹簧压缩量的关系，弹簧一端固定，另一端与一带有窄片的物块接触，让物块被不同压缩状态的弹簧弹射出去，沿光滑水平板滑行，途中安装一光电门。

设重力加速度为g
（1）如图所示，用游标卡尺测得窄片的宽度L为
（2）记下窄片通过光电门的时间，则窄片通过光电门的速度为________m/s，（计算结果保留三位有效数字）
（3）若物块质量为m，弹簧此次弹射物块过程中释放的弹性势能为________（用m、L、）表示。

【答案】（1）（2）（3）
【解析】（1）游标卡尺的读数为
（2）由于窄片比较窄，通过光电门的平均速度可近似看做瞬时速度，故
（3）根据能量守恒，弹簧的弹性势能转化为小物体的动能，故有
【考点】研究弹簧弹性势能与弹簧压缩量的关系实验
【名师点睛】本题主要是对于方案的设计，比较简单，知道运用光电门可以求解物体的瞬时速度，清楚不同形式的能量的转化
2.（1）某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中，正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图所示，则它们的读数值依次是_____mm，________A.___________V。

（2）现已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0~10Ω，电流表内阻约几欧姆，电压表内阻约20kΩ，电源为干电池（不宜在长时间，大功率状况下使用），电动势E=4.5V，内阻很小，则以下电路图中________（填电路图下方的字母代号）电路为本次实验应当采用的最佳电路。

但用此最佳电路测量的解构仍然会比真实值偏________。

（3）若已知实验所用的电流表内阻的准确值，那么准确测量金属丝电阻的最佳电路应是上图中的
______电路（填电路图下方的字母代号）。

此时测得电流为I，电压为U，则金属丝电阻=_______（用题中字母代号表示）。

【答案】（1）0.999mm、0.42A.2.28V（2）A.偏小（3）B.
【解析】（1）螺旋测微器的读数为：d=0.5mm+49.9×0.01mm=0.999mm；
电流表的读数为：I=0.42A；电压表的读数为：U=2.28V
（2）因电源不能在大功率下长时间运行，则本实验应采用限流接法，同时电压表内阻较大，由以上读数可知，待测电阻的内阻约为5Ω，故采用电流表外接法误差较小，故选A，在实验中电压表示数准确，但电流测量的是干路电流，故电流表示数偏大，则有欧姆定律得出的结果偏小；
（3）因已知电流表准确值，则可以利用电流表内接法准确求出待测电阻，故应选B；最终测得金属丝电阻为：．
【考点】“测定金属电阻率”的实验
【名师点睛】螺旋测微器读数时，可以分成整数部分和小数部分两部分来读，读整数时，注意“半毫米”刻度线是否露出；电表读数时注意“估读”方式：若每小格的读数是“0.02”A，则应是估读，即估读到0.01A，若每小格的读数是“0.1”V，则应是“”估读，即估读到0.01V，若每小格最小读数是“0.5”，则应是估读，即估读到“0.1”即可；
滑动变阻器采用分压式接法时，通过电源的电流远大于采用限流式时的电流．若已知实验所用的电流表内阻的准确，则应用电流表内接；并且为获得尽可能多的数据应该采用分压式接法；由欧姆定律可得金属丝电阻值
值R
A
三、计算题
1.如图所示，半径为R=0.4m的光滑圆弧轨道BC固定在竖直平面内，轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角，下端点C为轨道的最低点且与粗糙水平面相切，一根轻质弹簧的右端固定在竖直挡板上，质量m=0.1kg的小物块（可视为质点）从空中A点以=2m/s的速度被水平抛出，恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道，经过C点后沿水平面向右运动到D点时，弹簧被压缩至最短，C.D两点间的水平距离L=1.2m，小物块与水平
面间的动摩擦因数μ=0.5，g取，求：
（1）小物块经过圆弧轨道上B点时速度的大小；
（2）小物块经过圆弧轨道上C点时对轨道的压力大小；
（3）弹簧的弹性势能的最大值
【答案】（1）（2）8N（3）0.8J
【解析】（1）小物块恰好从B端沿切线方向进入轨道，据几何关系有：．
（2）小物块由B运动到C，据机械能守恒有：
在C点处，据牛顿第二定律有解得
为8N．
根据牛顿第三定律，小物块经过圆弧轨道上C点时对轨道压力大小N
C
（3）小物块从B运动到D，据能量关系有，代入数据解得
【考点】考查了平抛运动，机械能守恒，能量守恒
【名师点睛】）小物块从A到B做平抛运动，恰好从B端沿切线方向进入轨道，速度方向沿切线方向，根据几何关系求得速度的大小；小物块由B运动到C，据机械能守恒求出到达C点的速度，再由牛顿运动定律求解小物块经过圆弧轨道上C点时对轨道压力的大小．小物块从B运动到D，根据能量关系列式求解
2.如图所示，空间存在一有界匀强磁场，磁场的左边界如虚线所示，虚线右侧足够大区域存在磁场，磁场方向竖直向下，在光滑绝缘水平面内有一长方形金属线框，ab边长为L=0.2m，线框质量m=0.1kg，电阻R=0.1Ω，在水平向右的外力F作用下，以初速度=1m/s匀加速进入磁场，外力F大小随时间t变化的图线如图所示，以线框右边
刚进入磁场时开始计时，求：
（1）匀强磁场的磁感应强度B；
（2）线框进入磁场的过程中，通过线框的电荷量；
（3）若线框进入磁场过程中F做功为=0.27J，求在此过程中线框产生的焦耳热Q。

【答案】（1）B=0.5T（2）q=0.75C（3）Q=0.12J
【解析】（1）由F-t图象可知，当线框全部进入磁场后，
时，线框的加速度：，
0时刻线框所受的安培力：，
由图示图象可知：F=0.3N，由牛顿第二定律得：，代入数据解得：B=0.5T；
（2）线框进入磁场过程通过截面电量：，
由法拉第电磁感应定律得，
由闭合电路欧姆定律得：，
解得，电荷量：，
由匀变速直线运动得：，
代入数据解得：x=0.75m，q=0.75C；
（3）线框进入磁场过程，由能量守恒定律：，代入数据解得：Q=0.12J；
【考点】考查了电磁感应切割类问题
【名师点睛】应用安培力公式求出安培力，由图示图象求出拉力，由牛顿第二定律求出加速度，然后求出磁感应强度．由运动学公式求出线框的位移，由法拉第电磁感应定律求出感应电动势，由欧姆定律求出电流，由电流的定义式求出电荷量．由能量守恒定律求出产生的焦耳热
3.A.B汽缸的水平长度为20cm，截面积均为，C是可在汽缸内无摩擦滑动的，体积不计的活塞，D为阀门，整个装置均有导热材料制成，期初阀门关闭，A内有压强的氮气，B内有压强的
氧气，阀门打开后，活塞C向右移动，最后达到平衡，求活塞C移动的距离以及平衡后B中气体的压强
【答案】6.7cm、
【解析】由玻意耳定律得：
对A部分气体：①，对B部分气体：②
代入数据解得：，；
【考点】考查了理想气体状态方程
【名师点睛】平衡时左右压强相等，左右边气体做等温变化，根据热力学定律求解最后的体积，从而求得压强和移动的距离
4.机械横波某时刻的波形图如图所示，波沿x轴正方向传播，质点P的坐标x=0.32m。

从此时刻开始计时。

①若每间隔最小时间0.4s重复出现波形图，求波速；
②若P点经0.4s第一次达到正向最大位移，求波速；
③若P点经0.4s到达平衡位置，求波速
【答案】①②③
【解析】①依题意，周期，波速．
（2）波沿x轴正方向传播，当x=0.32m的振动传到P点，P点恰好第一次达到正向最大位移．
波传播的距离
波速．
（3）波沿x轴正方向传播，若p点恰好第一次到达平衡位置则，
由周期性，可知波传播的可能距离
可能波速．。