内蒙古自治区赤峰市林西县兴隆庄中学高三物理期末试卷含解析

内蒙古自治区赤峰市林西县兴隆庄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，在竖直向下，场强为的匀强电场中，长为的绝缘轻杆可绕固定轴在竖直面内无摩擦转动，两个小球A、B固定于杆的两端，A、B的质量分别为和 ()，A带负
电，电量为，B带正电，电量为。

杆从静止开始由水平位置转到竖直位置，在此过程中电场力做功为W，在竖直位置处两球的总动能为EK：
A、
B、
C、Ek=
D、Ek=[ : ]
参考答案：
AD
2. 如图，一气缸竖直倒放，气缸内有一质量不可忽略的活塞，将一定量的理想气体封在气缸内，活塞与气缸壁无摩擦，气体处于平衡状态。

现保持温度不变把气缸稍微倾斜一点，在达到平衡后，与原来相比，则
A．气体的压强变大
B．气体的压强变小
C．气体的体积变大
D．气体的体积变小参考答案：
答案：AD
3. 如图所示，圆弧虚线表示正点电荷电场的等势面，相邻两等势面间的电势差相等。

光滑绝缘直杆沿电场方向水平放置并固定不动，杆上套有一带正电的小滑块(可视为质点)，滑块通过绝缘轻弹簧与固定点O相连，并以某一初速度从M点运动到N点，OM＜ON。

若滑块在M、N时弹簧的弹力大小相等，弹簧始终在弹性限度内，则
A、滑块从M到N的过程中，速度可能一直增大
B、滑块从位置1到2的过程中，电场力做的功比从位置3到4的小
C、在M、N之间的范围内，可能存在滑块速度相同的两个位置
D、在M、N之间的范围内，可能存在只由电场力确定滑块加速度大小的两个位置
参考答案：
ACD
4. 现在高速公路上的标志牌都用“回归反光膜”制成，夜间行车时，它能把车灯射出的光逆向返回，标志牌上的字特别醒目。

这种“回归反光膜”是用球体反射元件制成的，如右图所示，反光膜内均匀分布着半径为10μm的细玻璃珠，所用玻璃的折射率为，为使入射的车灯光线经玻璃珠折射→反射→再折射后恰好和入射光线平行，那么第一次入射的入射角应：
A．15° B．30° C．45° D．60°
参考答案：
D
5. 下列图象均能正确反映物体在直线上的运动，则在t=2 s内物体位移最大的是
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. 用如图甲所示装置做“探究物体的加速度跟力的关系”的实验。

实验时保持小车的质量不变，用钩码所受的重力作为小车受到的合力，用打点计时器和小车后端拖动的纸带测出小车运动的加速度。

（1）实验时先▲（填“挂”或“不挂”）
钩码，▲（填“安装”或“不安装”）纸带。

反复调整垫木的左右位置，直
到▲，这样做的目的是▲。

（2）图乙为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4个点迹没有标出，测出各计数点
到A点之间的距离，如图乙所示。

已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源两端，则
此次实验中小车运动的加速度的测量值a= ▲ m/s2。

（结果保留两位有效数字）参考答案：
（1）不挂安装轻推一下小车时小车能做匀速直线运动或纸带上打的点均匀分布
平衡小车运动中所受的摩擦阻力（2） 0.99或1.0
7. P、Q是一列简谐横波中的两质点，已知P离振源较近，P、Q两点的平衡位置相距15m（小于一个波长），各自的振动图象如图所示。

此列波的波速为m/s。

参考答案：
8. 氢原子第n能级的能量为En=，其中E1为基态能量．当氢原子由第5能级跃迁到第3能级时，发出光子的频率为；若氢原子由第3能级跃迁到基态，发出光子的频率为，则
= 。

参考答案：
9. 一个质量为M=3kg的木板与一个轻弹簧相连，在木板的上方有一质量m为2kg的物块，若在物块上施加一竖直向下的外力F，此时木板和物块一起处于静止状态，如图所示。

突然撤去外力，木板和物块一起向上运动0.2m时，物块恰好与木板分离，此时木板的速度为
4m/s，则物块和木板分离时弹簧的弹力为________ N，木板和物块一起向上运动，直至分离的过程中，弹簧弹力做的功为________J。

参考答案：
０ N；５０ J。

10. 倾角为＝30°的斜面体放在水平地面上，一个重为G的球在水平力F的作用下，静止在
光滑斜面上，则水平力F的大小为；若将力F从水平方向逆时针转过某一角度
后，仍
保持F
的大小，且小球和斜面也仍旧保持静止，则此时水平地面对斜面体的摩擦力f＝[番茄
花园
23]。

参考答案：
11. 气垫导轨可以在导轨和滑块之间形成一薄层空气膜，使滑块和导轨间的摩擦几乎为零，如图所示，让滑块从气垫导轨是某一高度下滑，滑块上的遮光片的宽度为s，当遮光片通过电门时与光电
门相连的数字毫秒器显示遮光时间为t，则庶光片通过光电门的平均速度为v=
（1）关于这个平均速度，有如下讨论：
A．这个平均速度不能作为实验中遮光片通过光电门时滑块的瞬时速度
B．理论上，遮光片宽度越窄，遮光片通过光电门的平均越接近瞬时速度
C．实验中所选遮光片并非越窄越好，还应考虑测量时间的精确度，遮光片太窄，时间测量精度就会降低，所测瞬时速度反而不准确
D．实验中，所选遮光片越宽越好，这样时间的测量较准，得到的瞬时速度将比较准确，这些讨论中，正确的是：；
（2）利用这一装置可验证机械能守桓定律。

滑块和遮光片总质量记为M（kg），若测出气垫导轨总长L0、遮光片的宽度s，气垫导轨两端到桌面的高度差h、滑块从由静止释放到经过光时门时下滑的距离L和遮光时间t，这一过程中：滑块减少的重力势能的表达式
为：，滑块获得的动能表达式为：；
参考答案：
（1）BC （2）
知道光电门测量滑块瞬时速度的原理，能根据已知的运动学公式求出速度进而计算物体的动能是解决本题的关键。

12. 一定质量的理想气体由状态A经状态B变化到状态C的p-V图象如图所示．在由状态A 变化到状态B的过程中，理想气体的温度▲（填“升高”、“降低”或“不变”）．在由状态A变化到状态C的过程中，理想气体吸收的热量▲它对外界做的
功（填“大于”、“小于”或“等于”）参考答案：
升高（2分），等于
13. 一打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下，下图是打出纸带的一段。

①已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，利用下图给出的数据可求出小车下滑的加速度a =
____________。

②为了求出小车在下滑过程中所受的阻力，还需测量的物理量有_____________。

用测得的量及加速度a表示阻力的计算式是为f = _______________ 。

参考答案：
（1）①4.00m/s2（2分，3.90～4.10m/s2之间都正确）
②小车质量m；斜面上任意两点间距离l及这两点的高度差h。

（2分）
三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 如图所示，在滑雪运动中一滑雪运动员，从倾角θ为37°的斜坡顶端平台上以某一水平初速度垂直于平台边飞出平台，从飞出到落至斜坡上的时间为1.5s，斜坡足够长，不计空气阻力，若g取
10m/s2，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：
(1)运动员在斜坡上的落点到斜坡顶点(即飞出点)间的距离；
(2)运动员从斜坡顶端水平飞出时的初速度v0大小.
参考答案：
18.75m
试题分析：（1）根据位移时间公式求出下落的高度，结合平行四边形定则求出落点和斜坡顶点间的距离。

（2）根据水平位移和时间求出初速度的大小。

（1）平抛运动下落的高度为：
则落点与斜坡顶点间的距离为：
（2）平抛运动的初速度为：
【点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和数学公式进行求解，并且要知道斜面的倾角是与位移有关，还是与速度有关。

15. （简答）如图13所示,滑块A套在光滑的坚直杆上,滑块A通过细绳绕过光滑滑轮连接物块B,B又与一轻质弹贊连接在一起，轻质弹簧另一端固定在地面上,’开始用手托住物块.使绳子刚好伸直处于水平位位置但无张力。

现将A由静止释放.当A下滑到C点时(C点图中未标出)A的速度刚好为零，此时B还没有到达滑轮位置，已知弹簧的劲度系数k=100N/m ,滑轮质量和大小及摩擦可忽略不计，滑轮与杆的水平距离L=0.3m,AC距离为0.4m，m B=lkg,重力加速度g=10 m/s2。

试求：
(1)滑'块A的质量m A
(2)若滑块A质量增加一倍,其他条件不变，仍让滑块A从静止滑到C点,则滑块A到达C
点时A、B的速度大小分别是多少？
参考答案：
（1）（2）（3），
功能关系．
解析：（1）开始绳子无张力，对B分析有kx1=m B g，
解得：弹簧的压缩量x1=0.1m（1分）
当物块A滑到C点时，根据勾股定理绳伸出滑轮的长度为0.5 m，则B上升了0.2m,所以弹簧又伸长了0.1m。

（1分）
由A、B及弹簧组成的系统机械能守恒，又弹簧伸长量与压缩量相等则弹性势能变化量为零
所以m A gh1=m B gh2（2分）
其中h1=0.4m，h2=0.2m
所以m A=0.5kg（1分）（2）滑块A质量增加一倍，则m A=1kg，令滑块到达C点时A、B的速度分别为v1和v2
由A、B及弹簧组成的系统机械能守恒得
（2分）
又有几何关系可得AB的速度关系有 v A cosθ=v B（1分）
其中θ为绳与杆的夹角且cosθ=0.8
解得：（1分）
（1分）
（1）首先由物体静止条件求出弹簧压缩的长度，再根据几何知识求出物体B上升的距离，从而可求
出弹簧伸长的长度，然后再根据能量守恒定律即可求解物体A的质量；题（2）的关键是根据速度合成与分解规律求出物体B与A的速度关系，然后再根据能量守恒定律列式求解即可．
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 电磁缓冲装置，能够产生连续变化的电磁作用力，有效缓冲车辆问的速度差，避免
车辆间发生碰撞和追尾事故。

该装置简化为如下物理模型：如图所示，水平面上有一个绝缘动力小车，在动力小车上竖直固定着一个长度、宽度的单匝矩形纯电阻金属线圈，线圈的总电阻为R，小车和线圈的总质量为m，小车运动过程中所受阻力恒为。

开始时，小车静止在缓冲区域的左侧，
线圈的右边刚好与宽为d(d>）的缓冲区域的左边界重合。

缓冲区域内有方向垂直线圈平面向里、大小为B的匀强磁场，现控制动力小车牵引力的功率，让小车以恒定加速度a驶入缓冲区域，线圈全部进入缓冲区域后，立即开始做匀速直线运动，直至完全离开缓冲区域，整个过程中，牵引力的总功为W。

(1)线圈进入磁场过程中，通过线圈横截面的电量：
(2)写出线圈进入磁场过程中，牵引力的功率随时间变化的关系式：
(3)线圈进入磁场过程中，线圈中产生的焦耳热。

参考答案：
17. 如图所示，有一粗细均匀的T形玻璃管，上端、右端开口，下端封闭。

玻璃管内用如图所示的水银柱在竖直管内封闭有长度= 30cm的理想气体，竖直管内的水银柱长= 24 cm，水平管内的水银柱足够长，右端用活塞封闭。

已知外界大气压强= 76 cmHg，保持环境温度恒为= 300 K，现用外力缓慢向左推活塞，使下端气柱长变为 = 25 cm,求：
(i)使气柱长度从30 cm变为25 cm的过程中，活塞移动的距离为多大；
(ii)若活塞左移后保持固定，对玻璃管缓慢加热，使下端气柱长又变回
，求此时封闭气体的温度。

参考答案：
（i） cm；（ii）K
【详解】（i）设管的横截面积为S，初始时封闭气体压强为P1，移动活塞后，封闭气体压强为P2，中间水银柱变为h2，则：
由玻意耳定律得：
活塞移动距离为：
解得： cm
（ii）由题意可得，玻璃管加热过程气体压强保持不变，由盖·吕萨克定律得：
解得：K
18. 如图所示，无限长金属导轨EF、PQ固定在倾角为θ=53°的光滑绝缘斜面上，轨道间距L=1m，底部接入一阻值为R=0.4Ω的定值电阻，上端开口．垂直斜面向上的匀强磁场的磁感应强度B=2T．一质量为m=0.5kg的金属棒ab与导轨接触良好，ab与导轨间动摩擦因数μ=0.2，ab连入导轨间的电阻
r=0.1Ω，电路中其余电阻不计．现用一质量为M=2.86kg的物体通过一不可伸长的轻质细绳绕过光滑的定滑轮与ab相连．由静止释放M，当M下落高度h=2.0m时，ab开始匀速运动（运动中ab始终垂直导轨，并接触良好）．不计空气阻力，sin53°=0.8，cos53°=0.6，取g=10m/s2．求：
（1）ab棒沿斜面向上运动的最大速度v m；
（2）ab棒从开始运动到匀速运动的这段时间内电阻R上产生的焦耳热Q R和流过电阻R的总电荷量q．参考答案：
解答：解：
（1）由题意知，由静止释放M后，ab棒在绳拉力T、重力mg、安培力F和轨道支持力N及摩擦力f共同作用下做沿轨道向上做加速度逐渐减小的加速运动直至匀速运动，当达到最大速度时，由平衡条件有：
T﹣mgsinθ﹣F﹣f=0…①
N﹣mgcosθ=0…②
T=Mg…③
又由摩擦力公式得f=μN…④
ab所受的安培力F=BIL…⑤
回路中感应电流I=…⑥
联解①②③④⑤⑥并代入数据得：
最大速度v m=3m/s…⑦
（2）由能量守恒定律知，系统的总能量守恒，即系统减少的重力势能等于系统增加的动能、焦耳热及摩擦而转化的内能之和，有：
Mgh﹣mghsinθ=+Q+fh…⑧
电阻R产生的焦耳热Q R=Q…⑨
根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律有：
流过电阻R的总电荷量q=△t…⑩
电流的平均值…?
感应电动势的平均值=…?
磁通量的变化量△Φ=B?（Lh）…?
联解⑧⑨⑩???并代入数据得：Q R=26.3J，q=8C
答：
（1）ab棒沿斜面向上运动的最大速度v m是3m/s．
（2）ab棒从开始运动到匀速运动的这段时间内电阻R上产生的焦耳热Q R是26.3J，流过电阻R的总电荷量q是8C．。