2018年广东省江门市台山培正中学高三物理上学期期末试题含解析

2018年广东省江门市台山培正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. 我国“嫦娥一号”探月卫星发射后，先在“24小时轨道”上绕地球运行(即绕地球一圈需要24小时)；然后，经过两次变轨依次到达“48小时轨道”和“72小时轨道”；最后奔向月球．如果按圆形轨道计算，并忽略卫星质量的变化，则在每次变轨完成后与变轨前相比
A．卫星的动能减小 B．卫星的动能增大
C．卫星的加速度减小 D．卫星的加速度增大
参考答案：
AC
2. (多选)如图所示，在场强大小为E的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细线一端拴一个质量为m电荷量为q的带负电小球，另一端固定在O点。

把小球拉到使细线水平的位置A，然后将小球由静止释放，小球沿弧线运动到细线与水平成θ=60°的位置B时速度为零。

以下说法正确的是（）
A．小球重力与电场力的关系是；
B．小球重力与电场力的关系是；
C．球在B点时，细线拉力为；
D．球在B点时，细线拉力为T=2Eq。

参考答案：
BC
3. （单选）如图所示，物体A、B用细绳与弹簧连接后跨过滑轮，A静止在倾角为45°的粗糙斜面上，B悬挂着。

已知质量mA＝3mB，不计滑轮摩擦，现将斜面倾角由45°减小到30°，那么下列说法中正确的是( )
A．弹簧的弹力减小
B．物体A对斜面的压力减少
C．物体A受到的静摩擦力减小
D．物体A受到的静摩擦力不变
参考答案：
C
4. (多选)将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，图像如图所示。

以下判断正确的是
A．前3s内货物处于超重状态
B．最后2s内货物只受重力作用
C．前3s内与最后2s内货物的平均速度相同
D．第3s末至第5s末的过程中，货物的机械能守恒
参考答案：
AC
5. 我国的航天事业发展迅速，到目前为止，我们不仅有自己的同步通信卫星，也有自主研发的“神舟”系列飞船，还有自行研制的全球卫星定位与通信系统（北斗卫星导航系统)。

其中“神舟”系列飞船绕地球做圆轨道飞行的高度仅有几百千米；北斗卫星导航系统的卫星绕地球做圆轨道飞行的高度达2万多千米。

对于它们运行过程中的下列说法正确的是A．“神舟”系列飞船的加速度小于同步卫星的加速度
B．“神舟”系列飞船的角速度小于同步通信卫星的角速度
C．北斗导航系统的卫星运行周期一定大于“神舟”系列飞船的运行周期
D．同步卫星所受的地球引力一定大于北斗导航系统的卫星所受的地球引力
参考答案：
C
根据万有引力提供卫星做圆周运动的向心力可得出：G=ma?, G=m R?T=2π，，由于“神舟”系列飞船的轨道半径小于同步通信
卫星的轨道半径，故“神舟”系列飞船的加速度大、周期小、角速度大，故AB错误C正确．由于同步卫星和北斗导航系统卫星的质量关系不确定，故D错误。

二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 某同学用电源频率为50Hz的电磁打点计时器（含复写纸）做“探究质量一定
时，加速度与合力的关系”实验。

①在不挂配重，平衡摩擦力过程中，打点计时器打出的一条纸带如图（乙）所示，纸带
A端与小车相连。

要使小车做匀速直线运动，垫木应向____移动。

②打点计时器打A、C两点过程中，小车通过的距离为____cm。

③打B点时小车的速度是__________m/s
④打AC两点过程中，小车的平均加速度大小为____m/s2。

（保留小数点后两位
数字）
参考答案：
.①左②16.20 ③0.41 ④0.50
7. 土星周围有美丽壮观的“光环”,组成环的颗粒是大小不等、线度从1μm到10 m的岩石、
尘埃,类似于卫星,它们与土星中心的距离从7.3×104 km延伸到1.4×105 km.已知环的外
缘颗粒绕土星做圆周运动的周期约为14 h,引力常量为6.67×10-11 N·m2/kg2,则土星的质
量约为。

（估算时不考虑环中颗粒间的相互作用）
参考答案：
8. 在做《研究匀变速直线运动》的实验时，某同学得到一条纸带，如图所示，每隔四个计时点取一个计数点，已知每两个计数点间的距离为x，且x1＝0.96cm，x2＝2.88cm，x3＝4.80cm，x4＝6.72cm，x5＝8.64cm，x6＝10.56cm，电磁打点计时器的电源频率为50Hz．计算此纸带的加速度大小a＝___________m/s2，打第四个计数点时纸带的速度大小v＝___________m/s．
参考答案：
1.92 0.576
9. (3-4模块) (3分)一列向右传播的简谐横波在某时刻的波形图如图所示。

波速大小为0.6m/s，P质点的横坐标x = 0.96m。

波源O点刚开始振动时的振动方向
__▲___(填“y轴正方向”或“y轴负方向”)，波的周期为___▲___s。

从图中状态为开始时刻，质点P经过__▲__s时间第二次达到波峰。

参考答案：
答案：y的负方向(1分)、0.4(1分)、1.9(1分)
10. 据报道：1978年澳大利亚科学家利用5m长的电磁轨道炮，将质量为3.3g的弹丸以5.9km/s的高速发射获得成功。

假设弹丸在轨道炮内做匀加速直线运动，弹丸所受的合力为_________N。

如果每分钟能发射6颗弹丸，该电磁轨道炮的输出功率约为＿＿＿＿＿Ｗ。

参考答案：
1.15×104 N； 5.74×103 W。

11. 在河面上方20 m的岸上有人用长绳栓住一条小船，开始时绳与水面的夹角为．人以恒定的速率v＝3m/s拉绳，使小船靠岸，那么s后小船前进了_________m，此时小船的速率为_____m/s．
参考答案：
19.6 ；5
12. 某防空雷达发射的电磁波频率为f＝3×103MHz，屏幕上尖形波显示，从发射到接收经历时间Δt＝0.4ms，那么被监视的目标到雷达的距离为________km；该雷达发出的电磁波的波长为____________m.
参考答案：
60 0.1
13. 某同学做《共点的两个力的合成》实验作出如图所示的图，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，通过本实验可以得出结论：在误差允许的范围
内，是正确的。

参考答案：
F F′力的平行四边形定则
三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 某同学研究轻质弹簧的弹性势能与形变量的关系，实验装置如下图所示，在高度为h 的光滑水平桌面上，沿与桌面边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m的小钢球接触，弹簧处于自然长度时，小钢球恰好在桌面边缘．使钢球压缩弹簧△x 后由静止释放，钢球沿桌面水平飞出，落到水平地面，小球在空中飞行的水平距离为s，实验数据记录如表所示，重力加速度为g．试导出弹簧的弹性势能E P与m、h、s的关系
为，分析实验数据，写出s和△x的关系为s=k△x（k为比例系数）．
参考答案：
解：小球做平抛运动，有：
s=vt
h=
根据机械能守恒定律，有：
E P=E K=
联立解得：E p=；
分析表格数据，s和△x成正比，即s=k△x；
故答案为：，s=k△x（k为比例系数）．
本题关键明确实验原理，然后根据平抛运动的分运动公式列式并结合表格数据分15. 在做《研究匀变速直线运动》的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如
图所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7个计数点，每相邻两个计数点之间还有4个点，图中没有画出，打点计时器接周期为T=0.02s的交流电源。

经过测量得：d1=3.62cm，d2=8.00cm，d3=13.2cm，d4=19.19cm，d5=25.99cm，d6=33.61cm。

（1）计算vF=_____________；
（2）物体的加速度=____________；
（3）如果当时电网中交变电流的频率是，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比_____________（选填：偏大、偏小或不变）。

参考答案：
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. （22分）如图所示，在x轴上方有水平向左的
匀强电场E1，在x轴下方有竖直向上的匀强电场
E2，且，在x轴下方的虚线（虚线与y
轴成45°）右侧有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感
应强度为B．有一长为L的轻绳一端固定在第一象
限内的O＇点，且可绕O＇点在竖直平面内转动，
另一端栓有一质量为m的小球，小球带电量为+ q，OO＇与x轴成45°，OO＇的长度为L．先将小球放在O＇正上方，从绳恰好绷直处由静止释放，小球刚进入磁场时将绳子断开．求：
（1）绳子第一次绷紧后小球的速度大小；
（2）小球刚进入磁场区域时的速度；
（3）小球从进入磁场到第一次打在x轴上经过的时间。

参考答案：
解析：
（1）小球一开始受到的合力为，做匀加速直线运动，绷紧之前的速度为，绳子恰好处于水平状态，（4分）
（2分）
绷紧后小球速度为，（2分）
（2）接下来小球做圆周运动，刚进入磁场时的速度为，
（4分）
（2分）
（3）如图所示，带电小球垂直于磁场边界
进入磁场，做匀速圆周运动，
半径（3分）
经过半圆后出磁场，后做匀速直线运动，
运动的距离（3分）
设经过的时间为t，
（2分）
17. 一工件置于水平地面上，其AB段为一半径R＝1.0 m的光滑圆弧轨道，BC段为一长度L＝0.5 m的粗糙水平轨道，二者相切于B点，整个轨道位于同一竖直平面内，P点为圆弧轨道上的一个确定点．一可视为质点的物块，其质量m＝0.2 kg，与B、C间的动摩擦因数μ1＝0.4.工件质量M＝0.8 kg，与地面间的动摩擦因数μ2＝0.1.(取g＝10 m/s2)
(1)若工件固定，将物块由P点无初速度释放，滑至C点时恰好静止，求P、C两点间的高度差h；
(2)若将一水平恒力F作用于工件，使物块在P点与工件保持相对静止，一起向左做匀加速直线运动，求F的大小. ks5u
参考答案：
(1)物块从P点下滑经B点至C点的整个过程，根据动能定理得
mgh－μ1mgL＝0
① 2分
代入数据得h＝0.2 m．② 1分
(2)①设物块的加速度大小为a，P点与圆心的连线与竖直方向间的夹角为θ，由几何关系可得cos θ＝
③ 1分
根据牛顿第二定律，对物块有mg tan θ＝ma ④ 2分
对工件和物块整体有F－μ2(M＋m)g＝(M＋m)a ⑤ 2分
联立②③④⑤式，代入数据得F＝8.5 N．⑥ 1分
18. 如图所示，圆心为O、半径为R的圆形区域内有磁感应强度大小为B1、方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁场区域右侧有一宽度也为R足够长区域Ⅱ，区域Ⅱ内有方向向左的匀强电场，区域Ⅱ左右边界CD、FG与电场垂直，区域I边界上过A点的切线与电场线平行且与FG交于G点，FG右侧为方向向外、磁感应强度大小为B2的匀强磁场区域Ⅲ．在FG延长线上距G点为R处的M点放置一足够长的荧光屏MN，荧光屏与FG成角，在A点处有一个粒子源，能沿纸面向区域内各个方向均匀地发射大量质量为m、带电荷量为＋q 且速率相同的粒子，其中沿AO方向射入磁场的粒子，恰能平行于电场方向进入区域Ⅱ并垂直打在荧光屏上（不计粒子重力及其相互作用）求：
（1）粒子的初速度大小v0；
（2）电场的电场强度大小E；
（3）荧光屏上的发光区域长度△x
参考答案：
（1）（2）（3）1.2R
【详解】(1)如图所示，
分析可知，粒子在区域I中的运动半径
由得
；
(2)因粒子垂直打在荧光屏上，由题意可知，在区域III中的运动半径为由得：
粒子在电场中做匀减速运动，由动能定理得：
解得：；
(3)如图分析可知，
速度方向与电场方向平行向左射入区域I中的粒子将平行电场方向从区域I中最高点穿出，打在离M点处的屏上，由几何关系得：
解得：
速度方向与电场方向平行向右射放区域I中的粒子将平行电场方向从区域I中最低点穿出打在离M点处的屏上，由几何关系得：
解得：
分析可知所有粒子均未平行于FG方向打在板上，因此荧光屏上的发光区域长度为
解得：。