湖北省咸宁市高级中学高三物理上学期期末试题带解析

湖北省咸宁市高级中学高三物理上学期期末试题含解析
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，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地。

一带电油滴位于容器中的P点且恰好处于平衡状态。

现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离
A．带点油滴将沿竖直方向向上运动
B．P点的电势将降低
C．带点油滴的电势将减少
D．若电容器的电容减小，则极板带电量将增大
参考答案：
B
解析：电容器两端电压U不变，由公式，场强变小，电场力变小，带点油滴将沿竖直方向向下运动，A错；P到下极板距离d不变，而强场E减小，由公式U=Ed知P与正极板的电势差变小，又因为下极板电势不变，所以P点的电势变小，B对；由于电场力向上，而电场方向向下，可以推断油滴带负电，又P点的电势降低，所以油滴的电势能增大，C 错；图中电容器两端电压U不变,电容C减小时由公式Q=CU，带电量减小，D错。

2. 来自福建省体操队的运动员黄珊汕是第一位在奥运会上获得蹦床奖牌的中国选手．蹦床是一项好看又惊险的运动，如图所示为运动员在蹦床运动中完成某个动作的示意图，图中虚线PQ是弹性蹦床的原始位置，A为运动员抵达的最高点，B为运动员刚抵达蹦床时的位置，C 为运动员抵达的最低点．不考虑空气阻力和运动员与蹦床作用时的机械能损失，在A、B、C 三个位置上运动员的速度分别是vA、vB、vC，机械能分别是EA、EB、EC，则它们的大小关系是() A．vA＜vB，vB＞vC B．vA＞vB，vB＜vC
C．EA＝EB，EB＞EC D．EA＞EB，EB＝EC
参考答案：
AC
3. 如图（a）所示，小球的初速度为v0，沿光滑斜面上滑，能上滑的最大高度为h，在图(b)中，四个物体的初速度均为v0。

在A图中，小球沿一光滑内轨向上运动，内轨半径大于h；在B图中，小球沿一光滑内轨向上运动，内轨半径小于h；在图C中，小球沿一光滑内轨向上运动，内轨直径等于h；在D图中，小球固定在轻杆的下端，轻杆的长度为h的一半，小球随轻杆绕O点无摩擦向上转动．则小球上升的高度能达到h的有
参考答案：
AD
4. 如图所示，倾斜天花板平面与竖直方向夹角为θ，推力F垂直天花板平面作用在木块上，使其处于静止状态，则（）
A木块一定受三个力作用
B天花板对木块的弹力N ＞F
C木块受的静摩擦力等于
D术块受的静摩擦力等于
参考答案：
C
5. 如图1所示，光滑平行金属导轨MN 、PQ 所在平面与水平面成θ角，M 、P 两端接有阻值为R 的定值电阻。

阻值为r 的金属棒ab 垂直导轨放置，其它部分电阻不计。

整个装置处在磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上。

从t = 0时刻开始棒受到一个平行于导轨向上的外力F ，由静止开始沿导轨向上运动，运动中棒始终与导轨垂直，且接触良好，通过R 的感应电流随时间t 变化的图象如图2所示。

下面分别给出了穿过回路abPM 的磁通量、磁通量的变化率、棒两端的电势差
和通过棒的电荷量q 随时间变化的图
象，其中正确的是
参考答案： B
二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. （5分）制冷机是一种利用工作物质(制冷剂)的逆循环，使热从低温物体传到高温物体的装置，通过制冷机的工作可以使一定空间内的物体温度低于环境温度并维持低温状态．夏天，将房间中一台正工作的电冰箱的门打开，试分析这是否可以降低室内的平均温度? 为什么? 参考答案：
制冷机正常工作时，室内工作器从室内吸收热量，同时将冷风向室内散发, 室外工作器向外散热。

若将一台正在工作的电冰箱的门打开，尽管它可以不断地向室内释放冷气，但同时冰箱的箱体向室内散热，就整个房间来说，由于外界通过电流不断有能量输入，室内的温度会不断升高。

（5分）
命题立意：本题是一条联系实际的题目,考查运用所学知识解决实际问题的能力。

解题关键：考虑整个系统，并结合能量守恒来加以分析。

错解剖析：解本题容易凭借想当然，认为打开冰箱门，会降低房间的温度．应该考虑整个系统加以分析。

7. 一辆汽车在一条平直公路上行驶，第1s 内通过的位移是8m ，第2s 内通过的位移是20m ，第3s 内通过的位移是30m ，第4s 内通过的位移是10m ，则汽车在最初2s 内的平均速度是__________m/s ，中间2s 内的平均速度是__________m/s ，全部时间内的平均速度是__________m/s. 参考答案： 14 25 17
8. 在真空的直角坐标系中，有两条互相绝缘且垂直的长直导线分别与x 、y 轴重合，电流方向如图所示．已知真空中距无限长通电直导线距离为r 处的磁感应强度B =
，k =2×10-7T ·m/A ．若
I 1=4.0A ，I 2=3.0A ．则：在xOz 平面内距原点r =10.0cm 的各点
中， 处磁感应强度最小，最小值为 ．
参考答案：
答案：(0，10cm)和(0，－10cm)，1.0×10-5T
9. 用不同频率的光照射某金属产生光电效应，测量金属的遏止电压U c 与入射光频率ν，得到U c ﹣ν图象如图所示，根据图象求出该金属的截止频率νc = 5.0×1014 Hz ，普朗克常量h= 6.4×10﹣34 J?s ．（已知电子电荷量e=1.6×10﹣19C ）
参考答案：
： 解：根据E km =hv ﹣W 0得，横轴截距的绝对值等于金属的截止频率，为v 0=5.0×1014．
通过图线的斜率求出k=h=J?s ．
故答案为：5.0×1014，6.4×10﹣34
10. 某同学用左下图所示的装置来探究加速度与力、质量的关系。

装置屮小车J^量为W,钩码的总质量为/? ‘
①为了尽可能减少摩擦力的影响，计时器最好选用_____式打点计吋器(选填“电磁”或“电火花”）。

在没有钩码拖动下，需要将长木扳的右端 ,使小车拖动纸带穿过计时器时能_____
②在_____的条件下，可以认为细绳对小车的拉力近似等于钩码的总重力，在控制_____不变的情况下，可以探究加速度与力的关系。

③在此实验中，此同学先接通计时器的电源，再放开小车，小车拖动纸带运动而得到右上图所示的一条纸带，其中0点为小车开始运动吋打下的第一点，A、B、C为纸带上选定的三个相邻的计数点，相邻的计数点之间有四个点没有标出，用刻度尺测得A、B、C三计数点到O点的距离分别为xA=42.05cm，xB=51.55 cm, xC =62.00 cm,则小车的加速度大小为
a=_____m/s2
参考答案：
①电火花（1分）垫高（1分）匀速直线运动（或均匀打点）（2分）
② m《M (或钩码的总质量远小于小车的质量)（2分） M(或小车的质量) （2分）
③ 0.95（2分）
11. 灵敏电流计的内阻是Rg=200Ω，满偏电流是Ig=1mA，要把这个电流表改装成量程为6.0V的电压表，应串联（填“串联”或“并联”）一个阻值为5800Ω的电阻，改装电压表的内阻为6000Ω．
参考答案：
分析：
电流表改装成电压表要串联电阻分压，串联的阻值为R=
﹣Rg，U为改装后的量程．解答：解：把电流表改装成电压表，要串联一个分电阻，分压电阻阻值：
R=﹣Rg=﹣200=5800Ω，
电压表内阻：
RV=R+Rg=5800+200=6000Ω；
故答案为：串联，5800，6000．
点评：考查的电压表的改装原理，明确串联电阻的分压作用，应用欧姆定律与串联电路特点即可正确木板B上贴上待测的纸，将木板B固定在水平桌面上，沙桶通过细线与木块A相连。

(1)调节沙桶中沙的多少，使木块A匀速向左运动。

测出沙桶和沙的总质量为m以及贴纸木块A的质量M，则两纸间的动摩擦因数μ=；
(2)在实际操作中，发现要保证木块A做匀速运动比较困难，有同学对该实验进行了改进：实验装置如图乙所示，木块A的右端接在力传感器上(传感器与计算机相连接，从计算机上可读出对木块的拉力)，使木板B向左运动时，质量为M的木块A能够保持静止。

若木板B向左匀速拉动时，传感器的读数为F1，则两纸间的动摩擦因数μ= ；当木板B向左加速运动时，传感器的读数为F2，则有F2 F1(填“>”、“=”或“<”)；
参考答案：
m/M F1/Mg =
（1）木块A匀速向左运动，由牛顿第二定律得，解得。

（2）质量为M的木块A能够保持静止，说明木块受到的摩擦力和传感器对物块的拉力是一对平衡力。

不管木板B向左如何拉动，传感器的拉力都跟AB之间的摩擦力大小相等，方向
相反，即= F2。

13. 如图所示，在光滑水平面上，一绝缘细杆长为，两端各固定着一个带电小球，处于水平方向、场强为E的匀强电场中，两小球带电量分别为＋q和－q，轻杆可绕中点O自由转动。

在轻杆与电场线夹角为α时，忽略两电荷间的相互作用，两电荷受到的电场力对O点的力矩大小为___________，两电荷具有的电势能为___________。

参考答案：
qEd sinα；-qEd cosα
解析：由力矩定义可得两电荷受到的电场力对O点的力矩大小为qEd sinα；两电荷具有的电势能为-qEd cosα。

三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. （15分）两位同学在实验室利用如图（a）所示的电路测定定值电阻R0、电源的电动势E和内电阻r，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录了电流表和A和电压表V1的测量数据，另一同学记录的是电流表和A和电压表V2的测量数据．并根据数据描绘了如图（b）所示的两条U—I直线．回答下列问题：
（1）根据甲乙两同学描绘的直线，可知（）
A．甲同学是根据电压表 V1和电流表A的数据
B．甲同学是根据电压表 V2和电流表A的数据
C．乙同学是根据电压表 V1和电流表A的数据
D．乙同学是根据电压表 V2和电流表A的数据
（2）图象中两直线的交点表示的物理意义是（）
A．滑动变阻器的滑动头P滑到了最右端
B．电源的输出功率最大
C．定值电阻R上消耗的功率为0.5W
D．电源的效率达到最大值
（3）根据图（b），可以求出定值电阻R0= Ω，电源电动势E = V，内电阻r = Ω．
（4）该电路中电流表的读数能否达到0.6A，试说明理由．
参考答案：
答案：（1）AD（3分）；（2）BC（3分）；（3）2.0（2分）1.50（2分）1.0，（2分）；（4）不能（1分）．当电流表读数达到0.6A时，从图（b）中可以看出测路端电压的电压表V1的读数会小于V2的读数，在电路里是不可能实现的．（或者电路中的最大电流应该是0.5A）（2分）
15. 现有一根长约20m的金属丝，其横截面直径约lmm，金属丝的电阻率为5×10-3Ω·m。

一位同学用伏安法测量该金属丝的电阻，测量时使用电动势为4.5V的电源。

另有如下器材供选择：
A ．量程为0—0. 6A ，内阻约为2Ω的电流表
B ．量程为0—3A ，内阻约为0.1Ω的电流表 c ．量程为0—6V ，内阻约为4kΩ的电压表 D ．量程为0—15V ，内阻约为50kΩ的电压表 E ．阻值为0—10Ω．额定电流为lA 的滑动变阻器 F ．阻值为0—1kΩ，额定电流为0.1A 的滑动变阻器
①以上器材应选用 ．(填写器材前的字母) ②用笔画线代替导线，将如图所示实验电路连接完整．
③闭合开关后，发现电流表示数不为零，而电压表示数为零．为检测电压表的好坏，该同学拆下电压表．用多用电表欧姆挡进行检测．为使电压表指针向右偏转，多用电表的黑表笔
应接电压表的
接线柱(填“正”或“负”)；如果电压表完好，将电压表正确接人电路后，电压表示数仍为零，检查所有接线柱也都接触良好，则应检查 ．
参考答案：
①ACE②实验电路连接如图所示。

③正 连接电压表与金属丝的两根导线是否断路
由电阻定律可估算出该金属丝的电阻大约为100Ω，电流表选择量程为0—0.6A 电流表，电压表选择量程为0—6V 的电压表；选择阻值为0—1kΩ，额定电流为0.1A 的滑动变阻器。

用多用电表欧姆挡进行检测．为使电压表指针向右偏转，多用电表的黑表笔应接电压表的—
正接线柱。

将电压表正确接人电路后，电压表示数仍为零，检查所有接线柱也都接触良好，则应检查连接电压表与金属丝的两根导线是否断路。

四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图所示,水平光滑地面上依次放置着质量均为m =0.08 kg 的10块完全相同的长直木板。

质量M = 1.0 kg 、大小可忽略的小铜块以初速度v0=6.0 m/s 从长木板左端滑上木板，当铜块滑离第一块木板时，速度大小为v1=4.0 m/S 。

铜块最终停在第二块木板上。

取g=10 m/s2，结果保留两位有效数字。

求： ①第一块木板的最终速度 ②铜块的最终速度
参考答案：
）Mv0=Mv1+10mv2 ，得：v2＝2.5 m/s ； Mv0=mv2+(M+9m)v3 ，得：v3≈3.4 m/s
17. （13分）如图所示，长为L 的上下极板间有理想边界的匀强电场E ，极板间距为d ，一个重力不计的带电正离子质量为m ，电量为q ，从两板中间沿平行于极板的方向以一定的初
速度v0射入该场区，粒子能离开电场而不打到极板上；若撤去电场换成平行于上下极板且向里的匀强磁场B，粒子仍能从极板右侧出场，则两次出场点间距是多少？
参考答案：
解析：当只有电场时，离子向下偏转，
当只有磁场时，离子向上偏转， y2=R-L’
综上：18. 质量为1000kg的汽车在200m长的平直跑道做启动、制动性能测试.汽车从跑道一端由静止开始匀加速运动，离终点还有40m时关闭发动机做匀减速运动.当汽车恰好停在跑道另一消时.全程运动时间为20s。

假设汽车运动中所受阻力恒定.求：
(1)汽车关闭发动机时的速度；
(2)加速阶段汽车发动机应保持的牵引力大小？
参考答案：
（1）设汽车关闭发动机时的速度为v，对汽车在跑道上的运动有：，（1分）
解得：v=20m/s。

（1分）
（2）对汽车的匀加速运动阶段有：，（1分）（1分）
对汽车的匀减速运动阶段有：，（1分）
，（1分），（1分）代入v=20m/s、s2=40m、t=20s
解得：汽车发动机的牵引力为6250N（1分）。