福建省龙岩市第九中学高三物理期末试题含解析

福建省龙岩市第九中学高三物理期末试题含解析
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. 下列说法正确的是（）
A、质点、位移都是理想化模型
B、牛顿的三个定律都可以通过实验来验证
C、单位m、kg、s是一组属于国际单位制的基本单位
D、牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因
参考答案：
2. （多选题）一理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头．下列说法正确的是（）
A．副线圈输出电压的频率为50Hz
B．副线圈输出电压的有效值为31V
C．P向右移动时，变压器的输出功率增加
D．P向右移动时，原、副线圈的电流比减小
参考答案：
AC
【分析】从图中读出原线圈输入电压的最大值和周期，计算出频率，根据变压器的电压之比等于匝数之比计算出副线圈的电压有效值，P滑动，结合电路动态分析知识分析输出功率的变化．
【解答】解：A、从图中可知原线圈的输入电压的周期T为2×10﹣2s，则频率f=，变压器原副线圈的电压频率相同，则副线圈输出电压的频率为50Hz，A正确；
B、从图中可知原线圈的输入电压最大值为310V，原、副线圈的匝数比为10：1，则副线圈副线圈输出电压的最大值为31V，不是有效值，B错误；
C、P向右滑动，滑动变阻器的接入电阻变小，则副线圈的电流增大，副线圈电压不变，则副线圈的总功率即输出功率增加，C正确；
D、原副线圈的电流比与原副线圈匝数成反比，匝数没变，则原副线圈的电流比不变，与P向右移动无关，D错误；
故选：AC．
3. （多选）图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线，两粒子M、N质量相等，所带电荷的绝对值也相等．现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示．点a、b、c为实线与虚线的交点，已知O点电势高于c点．若不计重力，则下面说法正确的是()
A．M带正电荷，N带负电荷
B．N在a点的速度与M在c点的速度大小相同
C．N在从O点运动至a点的过程中电场力做负功
D．M在从O点运动至b点的过程中，电场力对它做的功等于零
参考答案：
ABD
A、由题，等势线在水平方向，O点电势低于c点，根据电场线与等势线垂直，而且由高电势指向低电势，可知电场方向竖直向下，根据粒子的轨迹可判断出N粒子所受的电场力方向竖起向上，M粒子所受的电场力方向竖直向下，故知M粒子带正电，N带负电，故A正确；
B、由动能定理可知，N在a点的速度与M在c点的速度大小相等，但方向不同，速度不同，故B正确；
C、N从O点运动至a点的过程中电场力与速度的夹角为锐角，电场力做正功，故C错误；
D、O、b间电势差为零，由动能定理可知M从O点运动至b点的过程中，电场力对它做功为零，故D正确。

故选：ABD
4. 在一次讨论中，老师问道：“假如水中相同深度处有a、b、c三种不同颜色的单色点光源，有人在水面上方同等条件下观测发现，b 在水下的像最深，c照亮水面的面积比a的大。

关于这三种光在水中的性质，同学们能做出什么判断？”有同学回答如下：
1c光的频率最大 2a光的传播速度最小
3b光的折射率最大 4a光的波长比b光的短
根据老师的假定，以上回答正确的是
A. 12
B. 13
C. 24
D. 34
参考答案：
C
5. 一振子沿x轴做简谐运动，平衡位置在坐标原点。

t=0时振子的位移为-0.1 m，t=1 s时位移为0.1 m，则
A. 若振幅为0.1 m，振子的周期可能为
B. 若振幅为0.1 m，振子的周期可能为
C. 若振幅为0.2 m，振子的周期可能为4 s
D. 若振幅为0.2 m，振子的周期可能为6 s
参考答案：
AD
试题分析：t=0时刻振子的位移x=-0.1m，t=1s时刻x=0.1m，关于平衡位置对称；如果振幅为0.1m，则1s为半周期的奇数倍；如果振幅为0.2m，分靠近平衡位置和远离平衡位置分析．
若振幅为0.1m，根据题意可知从t=0s到t=1s振子经历的周期为，则
，解得，当n=1时，无论n为何值，T都不会等
于，A正确B错误；如果振幅为0.2m，结合位移时间关系图象，有①，或者
②，或者③，对于①式，只有当n=0时，T=2s，为整数；对于②式，T不为整数；对于③式，当n=0时，T=6s，之后只会大于6s，故C错误D正确
【点睛】t=0时刻振子的位移x=-0.1m，t=1s时刻x=0.1m，关于平衡位置对称；如果振幅为0.1m，则1s为半周期的奇数倍；如果振幅为0.2m，分靠近平衡位置和远离平衡位置分析．
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6. 质量为m，电量为q的带正电小物块在磁感强度为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，沿动摩擦因数为μ的绝缘水平面以初速度v0开始向左运动，如图所示．物块移动距离S1后停了下来，设此过程中，q不变．去掉磁场后，其他条件不变，物块移动距离S2后停了下来．则
S1 小于S2（填大于、小于、等于）
参考答案：
【考点】：带电粒子在混合场中的运动．
【分析】：物块向左运动的过程中，受到重力、洛伦兹力、水平面的支持力和滑动摩擦力，向左做减速运动．采用假设法。

：解：物块带正电，由左手定则可知，受洛伦兹力方向向下，则物块受到的支持力大于物块的重力，物块受到的摩擦力．根据动能定理，得：
﹣=0﹣…①
若去掉磁场，物块受到的摩擦力：f2=μmg，
根据动能定理，得：…②
比较①②得：s1＜s2
故答案为：小于
【点评】：本题考查应用动能定理和动量定理研究变力情况的能力．在中学阶段，这两个定理，一般用来研究恒力作用情况，本题采用假设法，将变力与恒力情况进行比较得出答案．
7. 如图所示水平轨道BC，左端与半径为R的四分之一圆周AB光滑连接，右端与四分之三圆周CDEF 光滑连接，圆心分别为O1和O2。

质量为m的过山车从距离环底高为R的A点处，由静止开始下滑，且正好能够通过环顶E点，不计一切摩擦阻力。

则过山车在通过C点后的瞬间对环的压力大小为___________，在过环中D点时的加速度大小为___________。

参考答案：
6mg，g
8. 一个细口瓶，开口向上放置，容积为2.0升，在温度0o C、一个标准大气压的环境里，瓶内气体的分子数为个；当环境温度高20o C时，热力学温度升高 K。

（只要求2位有效数
字，阿伏伽德罗常数N=6.0×1023mol-1）
参考答案：
答案：5.4×1022、20
9. 物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数。

实验装置如图甲所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与穿过电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。

打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz。

开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列点。

图乙给出的是实验中获取的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出连续的5个计数点A、B、C、D、E，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），测出各计数点到A点之间的距离如图所示。

请完成下列小题：
(l)根据图中数据计算：①打C点时滑块的速度的大小为___________m/s；
②滑块的加速度a=___________（保留两位有效数字）；
⑧若在计算过程中不小心将交流电的频率当成60Hz，则计算出的加速度值将__________
（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

(2)为了测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的是____________。

A．木板的长度L
B．木板的质量
C．滑块的质量
D.托盘和砝码的总质量
E．滑块运动的时间t
(3)滑块与木板间的动摩擦因数＝______(用被测物理量的字母表示，重力加速度为g)
参考答案：10. 某同学研究小车在斜面上的运动，用打点计时器记录了小车做匀变速直线运动的位移，得到一段纸带如图所示。

在纸带上选取几个相邻计数点A、B、C、D，相邻计数点间的时间间隔均为T，B、C 和D各点到A的距离为、和。

由此可算出小车运动的加速度大小=____________________，打点计时器在打C点时，小车的速度大小=_______。

（用已知的物理量符号表示）
参考答案：
11. 登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损坏视力。

有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛的伤害的眼镜。

他选用的薄膜材料的折射率为n=1.6，所要消除的紫外线的频率为7.5Hz。

则该紫外线在薄
膜材料中的波长为
▲ m；要减少紫外线进入人眼，该种眼镜上的镀膜的最少厚度为▲ m.参考答案：
2.5×10-7m (2分) 1.25×10-7m
12. 如图所示，连通器的三支管水银面处于同一高度，A、B管上端封闭，C管上端开口，今在C管中加入一定量的水银，且保持温度不变，则稳定后A管内的水银柱高度____（选填“大于”、“等于”或“小于”）B管内水银柱高度，A管内气体压强改变量____ （选填“大于”、“等于”或“小于”）B管内气体压强改变量。

参考答案：
13. 如图所示为氢原子能级图，用光子能量为13.06eV 的光照射一群处于基态的氢原子，可能观测到
氢原子发射不同波长的光有 种，其中波长最长的是从n= 能级跃迁到n= 能级辐射出的光子。

参考答案：
10
5
4
三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. （4分）如图所示，光滑水平面轨道上有三个木块，A 、B 、C ，质量分别为m B =m c =2m ,m A =m ，A 、B 用细绳连接，中间有一压缩的弹簧 (弹簧与滑块不栓接)。

开始时A 、B 以共同速度v 0运动，C 静止。

某时刻细绳突然断
开，A 、B 被弹开，然后B 又与C 发生碰撞并粘在一起，最终三滑块速度恰好相同。

求B 与C 碰撞前B 的速度。

参考答案：
解析：设共同速度为v ，球A 和B 分开后，B 的速度为
,由动量守恒定律有
,
,联立这两式得B 和C 碰撞前B 的速度为。

考点：动量守恒定律
15. 质量分别为m 和3m 的A 、B 两个小球以相同的速率v 沿同一直线相向运动，碰后B 球停止不动，试求A 球碰后的速度，并判断它们之间发生的是弹性碰撞还是非弹性碰撞（说明理由）．
参考答案： 弹性碰撞
取B 球碰前的速度方向为正方向，设A 球碰后的速度为v′，由动量守恒定律有
解得
，方向与B 球碰前的速度方向相同
由于
，
故碰撞前后的总动能相等，则此碰撞是弹性碰撞 四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图所示，质量M=1kg 的木板静止在粗糙的水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数
，
在木板的左端放置一个质量为m=1kg ，大小可忽略的铁块，铁块与木板间的动摩擦因数，取g=10m/s2，试求：
（1）若木板长L=1m ，在铁块上加一个水平向右的恒力F=8N ，经过多长时间铁块运动到木板右端
（2）若在铁块上加一个大小从零开始均匀增加的水平向右的力F ，通过分析和计算后，请在图中画出铁块受到木板的摩擦力
随拉力F 大小变化的图像。

（设木板足够长）
参考答案：
解：（1）铁块的加速度大小（1分） 木板的加速度大小
（1分）
设经过时间t 铁块运动到木板的右端，则有
（2分）
解得：t=1s （1分）
（2）①当时，
A、B相对静止且对地静止，（1分）
②设F=F1时，A、B恰保持相对静止，
此时系统的加速度（1分）
以系统为研究对象，根据牛顿第二定律有（1分）
解得：F1=6N （1分）
所以，当时，M、m相对静止，系统向右做匀加速运动，其加速度
（1分）
以M为研究对象，根据牛顿第二定律有
解得：（1分）
③当，A、B发生相对运动，（1分）
画出随拉力F大小变化的图像如图（3分）
无任何分析计算过程只有图不给分。

有分析计算过程的哪部分对给哪部分的分
17. 如图所示，在倾角θ＝30o的斜面上放置一段凹槽B，B与斜面间的动摩擦因数μ＝
，槽内靠近右侧壁处有一小球A，它到凹槽内左壁侧的距离d＝0.10m．A、B的质量都为m=2.0kg，B与斜面间的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力，不计A、B之间的摩擦，斜面足够长．现同时由静止释放A、B，经过一段时间，A与B的侧壁发生碰撞，碰撞过程不损失机械能，碰撞时间极短．取重力加速度g=10m/s2．求：
（1）A与B的左侧壁第一次发生碰撞后瞬间A、B的速度．
（2）在A与B的左侧壁发生第一次碰撞后到第二次碰撞前的这段时间内，A与B的左侧壁的距离最大可达到多少？参考答案：
（1）A在凹槽内，B受到的滑动摩擦力=10N ，B所受重力沿斜面的分力=10N ，因为，所以B受力平衡，释放后B保持静止
释放A后，A做匀加速运动，由牛顿定律和运动学规律得：（1分）
（1分）
解得A的加速度和碰撞前的速度分别为5m/s2， 1.0 m/s （1分）
A、B发生碰撞，动量守恒（1分）
碰撞过程不损失机械能，得（1分）
解得A、B的速度分别为0， 1.0 m/s（方向沿斜面向下）（2分）
（2）A、B第一次碰撞后，B做匀速运动（1分）
A做匀加速运动，加速度仍为a1
（1分）
（1分）
经过时间t1，A的速度与B相等，A与B的左侧壁距离达到最大，即
（1分）
（1分）
代入数据解得A与B左侧壁的距离
0.10m （1分）
因为， A恰好运动到B的右侧壁，而且速度相等，所以A与B的右侧壁恰好接触但没有发生碰撞。

因此A与B的左侧壁的距离最大可达到0.10m。

（2分）
18. （18分）如图所示为某种弹射装置的示意图，光滑的水平导轨MN右端N处与水平传送带理想连接，传送带长度L=4.0m，皮带轮沿顺时针方向转动，带动皮带以恒定速率v=3.0m/s 匀速传动。

三个质量均为m=1.0kg的滑块A、B、C置于水平导轨上，开始时滑块B、C之间用细绳相连，其间有一压缩的轻弹簧，处于静止状态。

滑块A以初速度v0=2.0m/s沿B、C连线方向向B运动，A与B碰撞后粘合在一起，碰撞时间极短，可认为A与B碰撞过程中滑块C的速度仍为零。

因碰撞使连接B、C的细绳受扰动而突然断开，弹簧伸展，从而使C与A、B分离。

滑块C脱离弹簧后以速度v C=2.0m／s滑上传送带，并从右端滑出落至地面上的P点。

已知滑块C与传送带之问的动摩擦因数μ=0.20，重力加速度g取10m／s2。

求：
（1）滑块c从传送带右端滑出时的速度大小；
（2）滑块B、C用细绳相连时弹簧的弹性势能E p；
（3）若每次实验开始时弹簧的压缩情况相同，要使滑块C总能落至P点，则滑块A与滑块B碰撞前速度的最大值V m是多少?
参考答案：
解析：
（1）滑块C滑上传送带后做匀加速运动，设滑块C从滑上传送带到速度达到传送带的速度v所用的时间为t，加速度大小为a，在时间t内滑块C的位移为x。

根据牛顿第二定律和运动学公式μmg=ma
v=v C+at
解得x=1.25m＜L
即滑块C在传送带上先加速，达到传送带的速度v后随传送带匀速运动，并从右端滑出，则滑块C从传道带右端滑出时的速度为v=3.0m/s。

（2）设A、B碰撞后的速度为v1，A、B与C分离时的速度为v2，由动量守恒定律
mv0=2mv-1
2 mv1=2mv-2+mv C
由能量守恒规律
解得E P=1.0J
（3）在题设条件下，若滑块A在碰撞前速度有最大值，则碰撞后滑块C的速度有最大值，它减速运动到传送带右端时，速度应当恰好等于传递带的速度v。

设A与B碰撞后的速度为，分离后A与B的速度为，滑块C的速度为，由能量守恒规律和动量守恒定律 mv m=2mv1′
2mv1′=mv C′+2mv2′
由能量守恒规律
由运动学公式
解得：v m
=7.1m/s
说明：其他方法解答正确也给分。