2020年北京第九十四中学高三物理下学期期末试题含解析

2020年北京第九十四中学高三物理下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. （多选）高频焊接技术的原理如图（a）。

线圈接入图（b）所示的正弦式交流电（以电流顺时针方向为正），圈内待焊工件形成闭合回路。

则（）
A．图（b）中电流有效值为I
B．0~ t1时间内工件中的感应电流变大
C．0~ t1时间内工件中的感应电流方向为逆时针
D．图（b）中T越大，工件温度上升越快
参考答案：
AC
2. 如右图所示，一木块在光滑水平面上受一恒力F作用，前方固定一足够长的弹簧，则当木块接触弹簧后：（）
A．立即做减速运动
B．在一段时间内速度仍可增大
C．当F等于弹簧弹力时，木块速度最大
D．弹簧压缩量最大时，物体加速度为零
参考答案：
BC
3. （多选）一条弹性绳子呈水平状态，M为绳子中点，两端P、Q同时开始上下振动，一小段时间后产生的波形如图，对于其后绳上各点的振动情况，以下判断正确的（）
A．波源Q产生的波将先到达中点M
B．波源P的起振方向是向上的
C．中点M的振动始终是加强的
D． M点的位移大小在某时刻可能为零
参考答案：
【考点】：波的叠加．
【分析】：两列波在相遇时，振动方向相同，则振动加强；振动方向相反，则振动减弱．并满足矢量叠加原理．
：解：A、由题意可知，虽然波形不同，但波速相同，由于距离相同，所以两波同时到达M点．故A 错误．
B、由波的传播方向，可确定P质点的振动方向向上．故B正确．
C、由于波长的不同，因此在M点相遇时，并不总是加强或减弱，可能在某一时刻位移为零．故C错误．D正确．
故选：BD
【点评】：考查波的叠加原理，及相遇后出现互不干扰现象．同时注意之所以两列在相遇时“消失”，原因这两列波完全相同，出现振动减弱现象．
4. 下列核反应方程中X代表质子的是
A. B.
C. D.
参考答案：
B
A中X表示电子；B中X表示质子;C中X表示中子；D中X表示粒子。

5. 从地面竖直上抛一物体A，同时在离地面某一高度处有一物体B自由下落，两物体在空中同时到达同一高度时速度大小均为v，则下列说法正确的是 ( )
A．A上抛的初速度与B落地时速度大小相等，都是2v
B．两物体在空中运动的时间相等
C．A上升的最大高度与B开始下落时的高度相同
D．两物体在空中同时达到的同一高度处一定是B开始下落时高度的中点
参考答案：
AC
设两物体从下落到相遇的时间为t，竖直上抛物体的初速度为v0，则由题gt=v0-gt=v 解得
v0=2v．故A正确．根据竖直上抛运动的对称性可知，B自由落下到地面的速度为2v，在空中运动时间为tB= ，A竖直上抛，在空中运动时间tA=2×=．故B错误．物体A能上升的最大高度hA=，B开始下落的高度hB=，显然两者相等．故C正确．两物体在空中同时达到同一高度为h=gt2===hB．故D错误．故选AC。

二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 如图所示，水平板上有质量m=1.0kg的物块，受到随时间t变化的水平拉力F作用，用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力Ff的大小。

已知9s末的速度为9.5m/s，取重力加速度g=10m/s2。

则4s 末物块的加速度的大小为▲，4s~9s内合外力对物块做功为▲。

参考答案：
7. (4分)激光的应用非常广泛，其中全息照片的拍摄就利用了光
的原理，这就要求参考光和物光有很高的。

参考答案：
答案：干涉相干性 (各2分)
8. 一个质量为0.5kg的物体做初速度为零的匀加速直线运动，其位移S与速度的关系是S=0.5 2 m，则该物体运动到3s末，其速度大小是________m/s；物体所受合外力的瞬时功率是__________W。

参考答案：
答案： 3；1.5
9. 某实验小组在“验证机械能守恒定律”实验中：
①选出一条纸带如图甲所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点，测得h1=12.01cm，h2=19.15cm，h3=27.86cm．已知重锤质量为0.5kg，打点计时器的工作电流频率为50Hz，当地的重力加速度g=9.8m/s2．由以上数据算出，当打点计时器打到B点时重力势能比开始下落时减少了J，此时重锤的动能比开始下落时增加
了J．由计算结果可知，该实验小组在做实验时出现问题的可能原因
是．（计算结果保留两位有效数字）
②在图甲所示的纸带上，某同学又选取多个计数点，测出各计数点到第一个点O的距离h，算出各计数点对应的速度v，并以h为横轴，以
为纵轴画出的图线应是图乙中的
，图线的斜率表示．
参考答案：
①0.94；0.98；
实验时先释放纸带，然后再接通打点计时器的电源．
②D；重力加速度g．
【考点】验证机械能守恒定律．
【分析】①根据下降的高度求出重力势能的减小量，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的速度，从而得出动能的增加量．
②根据机械能守恒定律得出的表达式，结合表达式得出正确的图线，从而得出图线斜率表示的含义．
【解答】解：①当打点计时器打到B点时重力势能比开始下落时减少了
△E p=mgh2=0.5×9.8×0.1915=0.94J．
B点的速度m/s=1.98m/s，则动能的增加量
=0.98J．
动能增加量大于重力势能的减小量，做实验时出现问题的可能原因是实验时先释放纸带，然后再接通打点计时器的电源．
②根据机械能守恒得，mgh=，解得，由于打出的第一个点已经具有了一定的速度，所以h为0时，v已经不为0，则正确的图线是D．
图线的斜率表示重力加速度g．
故答案为：①0.94；0.98；
实验时先释放纸带，然后再接通打点计时器的电源．
②D；重力加速度g．
10. 读出多组电阻箱的示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图所示的
—图线．由此可求得电源电动势E和电源内阻r，其中E = V ，r=______
Ω。

（保留
两位小数）．
参考答案：
2.86V，5.71Ω11. 一座高6 m的水塔顶端渗水，每隔一定时间有一滴水滴落下，当第5滴离开水塔顶端时，第l滴水滴正好落到地面，则此时第3滴水滴距地面的高度为_________m。

参考答案：
4.5m
12. （4分）下图是某绳波形成过程示意图，1、2、3、4……为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向。

质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端。

t＝0时质点1开始竖直向上运动，质点振动周期为T。

经过四分之一周期，质点5开始运动，此时质点1已发生的位移为6cm,
则当t ＝时质点5的运动方向为；t＝时质点9运动的路程
为。

参考答案：
竖直向上6cm
13. 今年暑假开学之后甲型H1N1在全国各地大量爆发，山东半岛也出现较多的病例。

为了做好防范，需要购买大量的体温表，市场体温表出现供货不足的情况，某同学想到自己制作一个金属温度计，为此该同学从实验室找到一个热敏电阻，并通过查资料获得该热敏电阻的阻值R随温度t变化的图线，如图甲所示.该同学进行了如下设计：将一电动势E=1.5V（内阻不计）的电源、量程5mA内阻Rg=100Ω的电流表及电阻箱R′，及用该电阻作测温探头的电阻R,串成如图乙所示的电路，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”。

①电流刻度较小处对应的温度刻度；（填“较高”或“较低”）
②若电阻箱阻值R′=70Ω，图丙中5mA刻度处对应的温度数值为℃。

参考答案：
三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. ．(实验)如图所示，在一端带有滑轮的长木板上固定两个光电门1、2，两光电门中心间的距离为L。

质量为M的滑块A上固定一宽度为d的遮光条，在质量为m的重物B牵引下从木板的上端加速滑下，遮光条通过光电门时，光电门1、2记录的遮光时间分别为。

(1)用此装置验证牛顿第二定律，且认为滑块A受到合外力的大小等于重物B所受的重力，实验中除了调整长木板倾斜角刚好平衡滑动摩擦力外，M、m还必须满足____________；
(2)滑块经过光电门1的速度为_________，实验测得的加速度为_________(均用题中物理量的符号表示)：
(3)若考虑到d不是远小于L，则加速度测量值比真实值________(填“偏大”或“偏小”)。

参考答案：
（1）；（2）、；（3）偏大
本题旨在考查验证牛顿第二运动定律。

：（1）根据牛顿第二定律，对整体有：，则绳子的拉力，当，重物的总重力等于绳子的拉力，等于滑块的合力；
（2）滑块通过光电门1的瞬时速度：，通过光电门2的瞬时速度为：，根据
，解得：；
（3）若考虑到d不是远小于，两个中间时刻的实际距离大于，而测量值为，所以加速度的测量值比真实值大偏大。

故答案为：（1）；（2）、；（3）偏大。

15. 欲用伏安法测定一段阻值约为5左右的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材：
A.电池组（3V，内阻1）
B.电流表（0~3A，内阻0.0125）
C.电流表（0~0.6A，内阻0.125）
D.电压表（0~3V，内阻3k）
E.电压表（0~15V，内阻15k）
F.滑动变阻器（0~20，额定电流1A）
G.滑动变阻器（0~2000，额定电流0.3A） H.开关、导线
（1）上述器材中应选用的是__________________；（填写各器材的字母代号）
（2）实验电路应采用电流表______________接法；（填“内”或“外”）
（3）设实验中，电流表、电压表的某组示数如下图所示，图示中I=_______A，
U=_______V。

（4）为使通过待测金属导线的电流能在0~0.5A范围内改变请按要求在下面方框内画出测量待测金属导线的电阻Rx的原理电路图.
（5）某学生用螺旋测微器在测定某一金属丝的直径时，测得的结果如图所示，则该金属丝的直径d=_________mm。

另一位学生用游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测一工件的长度，测得的结果如下右图所示，则该工件的长度L=_________mm。

参考答案：
（1）ACDFH （2）外（3）0.48 2.20 （4）见解析（5）
3.205 50.15
：（1）电源必须选择；由于电源电动势3V，电阻大约5Ω，故最大电流不超过0.6A，为减小误差，选择较小的量程，故选0.6A的电流表；由于电源电动势3V，为减小误差，选择较小的量程，故选3V量程的电压表；为使操作方便，选择电阻值较小的滑动变阻器；故答案为：ACDFH．
（2）由于＞＞，故待测电阻的阻值与安培表内阻相接近，如果采用内接法，安培表的分压作用较大，故应该选用安培表外接法；故答案为：外．
（3）电流表示数0.48A，电压表示数2.20V。

（4）电路图如下图
（5）螺旋测微器的固定刻度读数3mm，可动刻度读数为0.01×20.5=0.205mm，所以最终读数为：固定刻度读数+可动刻度读数=3mm+0.205mm=3.205mm.
游标卡尺的主尺读数为50mm，游标尺上第3个刻度和主尺上某一刻度对齐，游标读数为0.05×3mm=0.15mm，所以最终读数为：主尺读数+游标尺读数=50mm+0.15mm=50.15mm。

四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图所示，半径R=0.4m的光滑半圆轨道处于竖直平面内，半圆环与粗糙的水平地面切于圆环的端点A，一质量m=0.1kg的小球，以初速度v0=8.0m/s，从C点起在水平地面上向左运动，经A点冲上半圆轨道恰好通过轨道最高点B后水平抛出，取重力加速度g=10m/s2,求：
（1）小球在轨道B点时速度大小；
（2）小球从B点飞出到落回地面时的水平距离；
（3）小球从C点起经水平面到A时，克服摩擦力所做的功。

参考答案：
17. 如图所示，A、B质量分别为mA=1kg，mB=2kg，AB间用弹簧连接着，弹簧弹性系数
k=100N/m，轻绳一端系在A上，另一端跨过定滑轮，B为套在轻绳上的光滑圆环，另一圆环C固定在桌边，B被C挡住而静止在C上，若开始时作用在绳子另一端的拉力F为零，此时A处于静止且刚没接触地面。

现用恒定拉力F=15N拉绳子，恰能使B离开C但不能继续上升，不计摩擦且弹簧没超过弹性限度，求
（1）B刚要离开C时A的加速度,并定性画出A离地面高度h随时间变化的图像
（2）若把拉力F改为F=30N，则B刚要离开C时，A的加速度和
速度。

参考答案：
（1）B刚要离开C的时候，弹簧对B的弹力N= mB g
A的受力图如右图，由图可得：
aA==15m/s2
A物体的运动为简谐运动，平衡位置为A所受合力为零的位置，即h=F/k=0．15m 所以振幅L=0．15m，
所以h=L-Lcos
（2）当F=0时，弹簧的伸长量X1=mAg/k=0．1m
当F=15N，且A上升到最高点时，弹簧的压缩量X2=mBg/k=0．2m
所以A上升的高度h= X1+ X2=0．3m
A上升过程中：Fh=mAgh+△Ep
所以弹簧弹性势能增加了△Ep=1．5J
把拉力改为F=30N时，A上升过程中：Fh-mAgh-△Ep=mBV2 得V=3m/s
a==0
18. 如图所示，水平放置的A、B 是两个相同气缸，其长度和截面积分别为20 cm和10 cm2，C 是可在气缸内无摩擦滑动的、厚度不计的活塞，D为阀门，整个装置均由导热良好材料制成．开始阀门关闭，A 内有压强为pA = 2.0×105 Pa 的氮气，B 内有压强为pB = 1.2×105 Pa的氧气；阀门打开后，活塞C开始移动，最后达到平衡．试求活塞C 移动的距离及平衡后B 中气体的压强．假设环境温度始终不变．
参考答案：
设平衡后活塞向右移动的距离为x，平衡后B中气体压强为p，活塞移动前与平衡后的温度相同，则由玻意耳定律得：
对A部分气体有：pALS=p(L+x)S (2分)
对B部分气体有：pBLS=p(L-x)S (2分)
代入相关数据解得：
x=5cm (1分)
p=1.6×105Pa (1分)。