湖北省孝感市孝南区第三高级中学2019年高三物理期末试题

湖北省孝感市孝南区第三高级中学2019年高三物理期
末试题
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. （单选）一个小孩在蹦床上作游戏，他从高处落到蹦床上后又被弹起到原高度．小孩从高处开始下落到弹回的整个过程中，他的运动速度随时间变化的图象如图6—2所示，图中oa段和cd段为直线．则根据此图象可知，小孩和蹦床相接触的时间为…………………………( )
A．t2～t4
B．t1～t4
C．t1～t5
D．t2～t5
参考答案：
C
2. 如图所示，理想变压器的原线圈接在u＝220sin（100πt）（V）的交流电源上，副线圈接有R＝55Ω的负载电阻．原、副线圈匝数之比为2∶1．电流表、电压表均为理想电表．下列说法正确的是（）
A．原线圈中电流表的读数为1 A
B．原线圈中的输入功率为
C．副线圈中电压表的读数为110V
D．副线圈中输出交流电的周期为50s
参考答案：
A
【解析】由，输出电压有效值为110V，输出电流为U2/R=2A，由
可求出输入电流为1A，A对；输入功率为220V×1A=220W，B错；电流表和电压表测量的都是交变电压和交变电流的有效值，所以电压表的示数为110V，角速度为100π，周期为2π/w=0.02s，D错；
3. 如图所示，在匀速转动的电动机带动下，足够长的水平传送带以恒定速率匀速向右运动，一质量为m的滑块从传送带右端以水平向左
的速率滑上传送带，最后滑块返回传送带的右端。

关于这一过程的下列判断，正确的有
A．滑块返回传送带右端的速率为
B．此过程中传送带对滑块做功为
C．此过程中电动机对传送带做功为
D．此过程中滑块与传送带间摩擦产生的热量为
参考答案：
AB
4. 2011 年8 月,“嫦娥二号冶成功进入了环绕“日地拉格朗日点冶的轨道,我国成为世界上第三个造访该点的国家. 如图所示,该拉格朗日点位于太阳和地球连线的延长线上,一飞行器处于该点,在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动,则此飞行器的
(A) 线速度大于地球的线速度
(B) 向心加速度大于地球的向心加速度
(C) 向心力仅由太阳的引力提供
(D) 向心力仅由地球的引力提供
参考答案：
AB
5. 2012年6月16日，刘旺、景海鹏、刘洋三名宇航员搭乘“神舟九号”飞船飞向太空。

与“天宫一号”目标飞行器完成交会对接任务后，于29日10吋许乘返回舱安全返回。

返回舱在A点从圆形轨道I进入椭圆轨道II, B为轨道II上的一点，如右图所示.关于返回舱的运动，下列说法中正确的有
A. 在同一轨道II上经过A的速度小于经过B的速度
B. 在轨道II上经过A的动能大于在轨道I上经过A的动能
C. 在轨道I上运动的线速度大于第一宇宙速度
D. 在轨道II上经过A的加速度小于在轨道I上经过A的加速度
参考答案：
A
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 汽车的速度计显示的是的大小。

（填“瞬时速度”或“平均速度”）
参考答案：
瞬时速度
7. （单选）远古时代，取火是一件困难的事，火一般产生于雷击或磷的自燃．随着人类文明的进步，出现了“钻木取火”等方法．“钻木取火”是通过__________方式改变物体的内能，把__________转变为内能．
参考答案：
8. 质量为m＝100kg的小船静止在水面上，水的阻力不计，船上左、右两端各站着质量分别为m甲＝40kg，m乙＝60kg的游泳者，当甲朝左，乙朝右，同时以相对河岸3m/s的速率跃入水中时，小船运动方向为（填“向左”或“向右”）；运动速率为
m/s。

参考答案：
向左；0.6
9. 如图甲所示为某宾馆的房卡，只有把房卡插入槽中，房间内的灯和插座才会有电。

房卡的作用相当于一个________（填电路元件名称）接在干路上。

如图乙所示，当房客进门时，只要将带有磁铁的卡P插入盒子Q中，这时由于磁铁吸引簧
片，开关B 就接通，通过继电器J 使整个房间的电器的总开关接通，房客便能使用室内各种用电器。

当继电器工作时，cd 相吸，ab 便接通。

请你将各接线端1、2、3、4、5、6、7、8、9、10适当地连接起来，构成正常的电门卡电路。

参考答案：
（1）电键 （2分）
（2）8—7，4—5，6—9，1—3，2—10 10. 一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，动能减小为原来的1/4，不考虑卫星质量的变化，则变轨前后卫星的轨道半径之比为 ，周期之比为 。

参考答案：
1︰4 ； 1︰8
11. 质量为m=0.01kg 、带电量为+q=2.0×10﹣
4C 的小球由空中A 点无初速度自由下落，在t=2s 末加上竖直向上、范围足够大的匀强电场，再经过t=2s 小球又回到A 点．不计空气阻力，且小球从未落地，则电场强度的大小E 为 2×103 N/C ，回到A 点时动能为 8 J ．
参考答案：
解：小球先做自由落体运动，后做匀减速运动，两个过程的位移大小相等、方向相反．设电场强度大小为E，加电场后小球的加速度大小为a，取竖直向下方向为正
方向，则有：gt 2=﹣（vt﹣at2）
又v=gt
解得a=3g由牛顿第二定律得：a=，联立解得，E===2×103 N/C
则小球回到A点时的速度为：v′=v﹣at=﹣2gt=﹣20×10×2m/s=﹣400m/s
动能为E k==0.01×4002J=8J
故答案为：2×103，8．
图中（甲）为实验装置简图。

钩码的总质量为，小车和砝码的总质量为
（1）他想用钩码的重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为下列说法中正确的是________（选填字母代号）.
A．实验时要平衡摩擦力 B．实验时不需要平衡摩擦力
C．钩码的重力要远小于小车和砝码的总重力 D．实验进行时应先释放小车再接通电源
（2）如图（乙）所示是某次实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E是计数点(每打5个点取一个计数点)，已知打点计时器采用的是频率为50HZ的交流电，其中L1=3.07cm, L2=12.38cm, L3=27.87cm, L4=49.62cm。

则打C点时小车的速度为 m/s，小车的加速度是 m/s2。

(计算结果均保留三位有效数字)
（3）由于他操作不当得到的a－F关系图象如图所示，
其原因是：_______________________________________
(4)实验中要进行质量和的选取，以下最合理的一组是（）
A. =200, =10、15、20、25、30、40
B. =200, =20、40、60、80、100、120
C. =400, =10、15、20、25、30、40
D. =400, =20 40、60、80、100、120
参考答案：
（1）AC (2分，选对一个给1分) （2） 1.24 (2分) 6.22 (2分)
（3）没有平衡摩擦力或木板的倾角过小（2分）（4）C（2分）
13. 如图所示，A、B和C、D为两对带电金属极板，长度均为l，其中A、B两板水平放置，间距为d，A、B间电压为U1；C、D两板竖直放置，间距也为d，C、D间电压为U2。

有一初速度为0、质量为m、电荷量为e的电子经电压U0加速后，平行于金属板进入电场，则电子进入该电场时的速度大小为；若电子在穿过电场的过程中始终未与极板相碰，电子离开该电场时的动能为_____________。

（A、B、C、D四块金属板均互不接触，电场只存在于极板间，且不计电子的重力）
参考答案：
三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 为了测量木块与长木板间的动摩擦因数，某同学用铁架台将长板倾斜支在水平桌面上，组成如图甲所示的装置，所提供的器材有：长木板、木块（其前端固定有用于挡光的窄片K）、光电计时器、米尺、铁架台等，在长木板上标出A、B两点，B点处放置光电门（图中未画出），用于记录窄片通过光电门时的挡光时间，该同学进行了如下实验：
（1）用游标尺测量窄片K的宽度d如图乙所示，则d=______mm，测量长木板上A、B两点
间的距离L和竖直高度差h。

（2）从A点由静止释放木块使其沿斜面下滑，测得木块经过光电门时的档光时间为
△t=2.50×10-3s，算出木块经B点时的速度v=_____m/s，由L和v得出滑块的加速度a。

（3）由以上测量和算出的物理量可以得出木块与长木板间的动摩擦因数的表达式为
μ=_______（用题中所给字母h、L、a和重力加速度g表示）
参考答案：
(1). (1)2.50； (2). （2）1.0； (3). （3）
试题分析：
(1)游标卡尺的读数是主尺读数加上游标读数；
(2)挡光片通过光电门的时间很短，因此可以用其通过的平均速度来代替瞬时速度；
(3)根据牛顿运动定律写出表达式，求动摩擦因数的大小。

解：(1)主尺读数是2mm，游标读数是，则窄片K的宽度
；
(2) 木块经B点时的速度
(3)对木块受力分析，根据牛顿运动定律有：
据运动学公式有
其中、
联立解得：
15. 如图所示,甲为某一列简谐波t=t0时刻的图象,乙是这列波上P点从这一时刻起的振动图象,试讨论:
① 波的传播方向和传播速度.
② 求0~2.3 s内P质点通过的路程.
参考答案：
①x轴正方向传播，5.0m/s ②2.3m
解：(1)根据振动图象可知判断P点在t=t0时刻在平衡位置且向负的最大位移运动，则波沿x轴正方向传播，
由甲图可知，波长λ=2m，由乙图可知，周期T=0.4s，则波速
(2)由于T=0.4s，则,则路程
【点睛】本题中根据质点的振动方向判断波的传播方向，可采用波形的平移法和质点的振动法等等方法，知道波速、波长、周期的关系.
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图所示的坐标平面内，在y轴的左侧存在垂直纸面向外、磁感应强度大小
B1=0.20T的匀强磁场，在y轴的右侧存在垂直纸面向里、宽度d=12.5cm的匀强磁场B2．某时刻一质量m=2.0×10-8kg、电量q=+4.0×10-4C的带电微粒（重力可忽略不计），从x轴上坐标为（-0.25m，0）的P点以速度v=2.0×103 m/s沿y轴正方向运动．试求：
（1）微粒在y轴的左侧磁场中运动的轨道半径；
（2）微粒第一次经过y轴时速度方向与y轴正方向的夹角；
（3）要使微粒不能从右侧磁场边界飞出，B2应满足的条件
参考答案：
（1）设微粒在y轴左侧做匀速圆周运动的半径为r1，转过的圆心角为θ
代入数据得 r1=0.5m
（2）粒子在磁场中运动的轨迹如图
有几何关系得
θ=60°
（3）设粒子恰好不飞出右侧磁场时，磁感应强度为B0，运动半径为r2，其运动轨迹如图有几何关系得
r2=0.25m
由得 B0=0.4T
所以磁场满足B0≥0.4T
17. 有一种大型游戏机叫“跳楼机”(如图所示)，参加游戏的游客被安全带固定在座椅上，由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面40 m高处，然后由静止释放．可以认为座椅沿轨道做自由落体运动2 s后，开始受到恒定阻力而立即做匀减速运动，且下落到离地面4 m高处时速度刚好减小到零．然后再让座椅以相当缓慢的速度稳稳下落，将游客送回地面。

（取g＝10 m/s2)求：
(1)座椅在自由下落结束时刻的速度是多大？
(2)座椅在匀减速阶段的时间是多少？
(3)在匀减速阶段，座椅对游客的作用力大小是游客体重的多少倍？
参考答案：
(1)设座椅在自由下落结束时刻的速度为v.
由v＝gt1，得v＝20 m/s. （2分）
(2)设座椅自由下落和匀减速运动的总高度为h，总时间为t.
则h＝40 m－4 m＝36 m
由h＝（t1+t2）=t，得t＝3.6 s （2分）
设座椅匀减速运动的时间为t2，则t2＝t－t1＝1.6 s. （2分）
(3)设座椅匀减速阶段的加速度大小为a，座椅对游客的作用力大小为F.
由v＝at2，得a＝12.5 m/s2 （2分）
由牛顿第二定律得：F－mg＝ma 所以＝2.25.
18. （18分）两物块A、B用轻弹簧相连，质量均为2kg，初始时弹簧处于原长，A、B两物块都以v＝6m／s的速度在光滑的水平地面上运动，质量4kg的物块C静止在前方，如图所示.B与C碰撞后二者立刻会粘在一起运动.求在以后的运动中：
(1) B与C碰撞后二者刚粘在一起运
动时BC的速度
(2)系统中弹性势能的最大值是多少?
(3)A物块的速度有可能向左吗?试用能量的观点证明之。

参考答案：
解析：
(1)B、C碰撞时B、C组成的系统动量守恒，设碰后瞬间B、C两者速度为
，则
m B v=(m B+m C) (2分)
==2m/s(2分)
(2)ABC速度相同时弹簧的弹性势能最大(1分)，设为E p，
A、B、C三者组成的系统动量守恒，
(2分)
解得(2分)
根据能量守恒E p=(m B+m-C)+m A v2-(m A+m B+m C)
=×(2+4)×22+×2×62-×(2+2+4)×32=12J(3分)
(3)A不可能向左运动(1分)
取向右为正，由系统动量守恒，
若A向左，＜0，即得＞4m/s(1分)
则 A、B、C动能之和(1分)
而系统的总机械能E=E p+(m A+m B+m C)=12+36=48J(1分)根据能量守恒定律，＞E是不可能的(1分)。