2021年河北省保定市定州英才實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三物理上學(xué)期期末試卷含解析

2021年河北省保定市定州英才實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三物理上學(xué)期期末試卷含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個選項(xiàng)符合題意1.如圖所示，某區(qū)域電場線左右對稱分布，M、N為對稱線上兩點(diǎn)。下列說法正確的是A．M點(diǎn)電勢一定高于N點(diǎn)電勢B．M點(diǎn)場強(qiáng)一定大于N點(diǎn)場強(qiáng)C．正電荷在M點(diǎn)的電勢能大于在N點(diǎn)的電勢能D．將電子從M點(diǎn)移動到N點(diǎn)，電場力做正功參考答案：答案：AC解析：電場線是描述電場的一種直觀手段，沿電場線的方向電勢逐漸降低，A正確；從圖中可以看出這是兩個正點(diǎn)電荷所形成的電場。所以M點(diǎn)電勢高于N點(diǎn)電勢。電場強(qiáng)度由電場線的蔬密來反映，電場線密的地方，電場強(qiáng)，反之電場弱。所以N點(diǎn)電場強(qiáng)。電場力做正功，電勢能減少，電場力做負(fù)功，電勢能增加。一個正電荷從M點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)的過程中，電場力做正功，電勢能減少，所以C正確。2.（多選）一汽車在路面情況相同的公路上直線行駛，下面關(guān)于車速．慣性．質(zhì)量和滑行路程的討論，正確的是（

）Ａ．車速越大，它的慣性越大

Ｂ．質(zhì)量越大，它的慣性越大Ｃ．車速越大，剎車后滑行路程越長Ｄ．車速越大，剎車后滑行的路程越長，所以慣性越大參考答案：BC3.（單選）如圖，電燈的燈絲電阻為2Ω，電池電動勢為2V，內(nèi)阻不計(jì)，線圈匝數(shù)足夠多，其直流電阻為3Ω．先合上電鍵K，過一段時間突然斷開K，則下列說法中正確的是（）A．電燈立即變暗再熄滅，且電燈中電流方向與K斷開前方向相同B．電燈立即變暗再熄滅，且電燈中電流方向與K斷開前方向相反C．電燈會突然比原來亮一下再熄滅，且電燈中電流方向與K斷開前方向相同D．電燈會突然比原來亮一下再熄滅，且電燈中電流方向與K斷開前方向相反參考答案：考點(diǎn)：自感現(xiàn)象和自感系數(shù)．分析：斷開S，線圈L將產(chǎn)生自感現(xiàn)象，且與電燈構(gòu)成一閉合回路，通過電燈的電流向上，與斷開前的電流方向相反，線圈直流電阻比燈泡大，斷開前通過線圈是電流小于通過燈泡的電流．解答：解：斷開S，線圈中電流將要減小，產(chǎn)生自感電動勢，相當(dāng)于電源，且與電燈構(gòu)成一閉合回路，形成自感電流，根據(jù)楞次定律可知，此時通過電燈的電流向上，與斷開前的電流方向相反；因線圈直流電阻比燈泡大，斷開前通過線圈是電流小于通過燈泡的電流，即電燈會突然比原來暗一下再熄滅，B正確，ACD錯誤．故選：B．點(diǎn)評：本題考查了電感線圈對電流突變時的阻礙作用，要能根據(jù)楞次定律判斷電流的方向，分析通過燈泡電流大小變化，判斷燈泡是否能閃亮一下．4.（單選）如圖所示，質(zhì)量為的木塊在質(zhì)量為M的長木板上受到水平向右的拉力F作用向右滑行，長木板處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知木塊與木板間的動摩擦因數(shù)為，木板與地面間的動摩擦因數(shù)為。下列說法正確的是A．木板受到地面的摩擦力的大小一定是B．木板受到地面的摩擦力的大小一定是C．當(dāng)時，木板發(fā)生運(yùn)動D．無論怎樣改變F的大小，木板都不可能運(yùn)動參考答案：【知識點(diǎn)】摩擦力的判斷與計(jì)算．B2【答案解析】D解析：A、m所受M的滑動摩擦力大小f1=μ1mg，方向水平向左，根據(jù)牛頓第三定律得知：木板受到m的摩擦力方向水平向右，大小等于μ1mg．M處于靜止?fàn)顟B(tài)，水平方向受到m的滑動摩擦力和地面的靜摩擦力，根據(jù)平衡條件木板受到地面的摩擦力的大小是μ1mg．故AB錯誤．

C、由于木板相對于地面是否剛滑動不清楚，地面的靜摩擦力不一定達(dá)到最大，則木板受到地面的摩擦力的大小不一定是μ2（m+M）g．故C錯誤．

D、由題，分析可知，木塊對木板的摩擦力f1不大于地面對木板的最大靜摩擦力，當(dāng)F改變時，f1不變，則木板不可能運(yùn)動．故D正確．

故選：D．【思路點(diǎn)撥】m對M的壓力等于mg，m所受M的滑動摩擦力f1=μmg，方向水平向左，M處于靜止?fàn)顟B(tài)，水平方向受到m的滑動摩擦力和地面的靜摩擦力，根據(jù)平衡條件分析木板受到地面的摩擦力的大小和方向．5.如圖所示，理想變壓器的輸入端通過燈泡L1與輸出電壓穩(wěn)定的正弦交流電源相連，副線圈通過導(dǎo)線與兩個相同的燈泡L2和L3相連，開始時開關(guān)S處于斷開狀態(tài)．當(dāng)S閉合后，所有燈泡都能發(fā)光，下列說法中正確的是A.燈泡L1變亮B.燈泡L2變亮C.原線圈兩端電壓不變D.副線圈兩端電壓變大參考答案：A開關(guān)S閉合，負(fù)載增加一并聯(lián)電路，總電阻減小，所以副線圈電流增大，根據(jù)變流規(guī)律，可知原線圈電流I1增大，L1變亮，所以A正確；燈泡L1的電壓增大，由于輸入的正弦交流電壓穩(wěn)定，即U不變，根據(jù)U=，可得原線圈的電壓U1減小，副線圈電壓U2跟著減小，L2變暗，所以B、C、D錯誤。二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.1宇宙中存在一些離其它恒星較遠(yuǎn)的、由質(zhì)量相等的三顆星組成的三星系統(tǒng)（假設(shè)三顆星的質(zhì)量均為m，引力常量為G），通常可忽略其它星體對它們的引力作用。已觀測到穩(wěn)定的三星系統(tǒng)存在兩種基本的構(gòu)成形式：第一種形式是三顆星位于同一直線上，兩顆星圍繞中央星在同一半徑為R的圓軌道上運(yùn)行，則兩顆運(yùn)動星體的運(yùn)動周期為

；第二種形式是三顆星位于等邊三角形的三個頂點(diǎn)上，并沿外接于等邊三角形的圓形軌道運(yùn)行，周期與第一種形式相同，則三顆星之間的距離為

。參考答案：

；

7.汽車剎車后，停止轉(zhuǎn)動的輪胎在地面上發(fā)生滑動，可以明顯的看出滑動的痕跡，即常說的剎車線，由剎車線長短可以得知汽車剎車前的速度大小，因此剎車線的長度是分析交通事故的一個重要依據(jù)。若汽車剎車后以5m/s2的加速度運(yùn)動，剎車線長10m，則可知汽車在緊急剎車前的速度的大小是

m/s。參考答案：8.為了驗(yàn)證“當(dāng)質(zhì)量一定時，物體的加速度與它所受的合外力成正比”，一組同學(xué)用圖甲所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并將得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描在圖乙所示的坐標(biāo)圖中．(1)在圖乙中作出a－F圖線．(2)由a－F圖線可以發(fā)現(xiàn)，該組同學(xué)在實(shí)驗(yàn)操作中遺漏了____________這個步驟．(3)根據(jù)a－F圖線可以求出系統(tǒng)的質(zhì)量是________(保留兩位有效數(shù)字)．參考答案：9.如圖所示為一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t＝0時刻的波形。已知x＝0處的質(zhì)點(diǎn)振動周期為0.2s，該簡諧波的波速為_____m/s，x＝2m處的質(zhì)點(diǎn)在0.15s時偏離平衡位置的位移為_____cm。參考答案：

(1).20

(2).－10【分析】由圖讀出波長，由公式求出波速；波向x軸正方向傳播，運(yùn)用波形的平移法判斷質(zhì)點(diǎn)在0.15s時的位置，即可求出其位移；【詳解】由題可知波形周期為：，波長為：，根據(jù)公式可知波速為：；，由波形圖可知經(jīng)過，x＝2m處的質(zhì)點(diǎn)處于波谷處，則此時刻偏離平衡位置的位移為?！军c(diǎn)睛】本題由波動圖象讀出波長、周期求出波速，同時注意波形的平移法是波的圖象中常用的方法，要熟練掌握。10.（1）在一次探究活動中，某同學(xué)用如圖（a）所示的裝置測量鐵塊A與放在光滑水平桌面上的金屬板B之間的動摩擦因數(shù)，已知鐵塊A的質(zhì)量mA=1.5㎏，用水平恒力F向左拉金屬板B，使其向左運(yùn)動，彈簧秤示數(shù)的放大情況如圖所示，g取10m/s2，則A、B間的動摩擦因數(shù)=

（2）該同學(xué)還設(shè)計(jì)性地將紙帶連接在金屬板B的后面，通過打點(diǎn)計(jì)時器連續(xù)打下一些計(jì)時點(diǎn)，取時間間隔為0.1s的幾個點(diǎn)，如圖（b）所示，各相鄰點(diǎn)間距離在圖中標(biāo)出.則在打C點(diǎn)時金屬板被拉動的速度=

m/s.（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）參考答案：（1）0.29～0.30（3分）

（2）0.80（3分）11.由于水的表面張力，荷葉上的小水滴總是球形的．在小水滴表面層中，水分子之間的相互作用總體上表現(xiàn)為_____（選填“引力”或“斥力”）．分子勢能Ep和分子間距離r的關(guān)系圖象如圖所示，能總體上反映小水滴表面層中水分子Ep的是圖中______（選填“A”“B”或“C”）的位置．參考答案：

(1).引力

(2).C【詳解】由于在小水滴表面層中，水分子間的距離大于，所以水分子之間的相互作用總體上表現(xiàn)為引力，由于當(dāng)分子間距離為時，分子間作用力為0，分子勢能最小即圖中的B點(diǎn)，由于表面層中分子間距大于，所以能總體反映小水滴表面層中水分子勢能的是C位置。12.如圖所示，放置在豎直平面內(nèi)的圓軌道AB，O點(diǎn)為圓心，OA水平，OB豎直，半徑為m。在O點(diǎn)沿OA拋出一小球，小球擊中圓弧AB上的中點(diǎn)C，vt的反向延長線與OB的延長線相交于D點(diǎn)。已知重力加速度g=10m/s2。小球運(yùn)動時間為_________，OD長度h為_________。參考答案：s，2m13.某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案用來‘驗(yàn)證牛頓運(yùn)動定律’:

(1)如圖甲所示，將木板有定滑輪的一端墊起，把滑塊通過細(xì)繩與帶夾的重錘相連，然后跨過定滑輪，重錘下夾一紙帶，穿過打點(diǎn)計(jì)時器。調(diào)整木板傾角，直到輕推滑塊后，滑塊沿木板勻速運(yùn)動。

(2)如圖乙所示，保持長木板的傾角不變，將打點(diǎn)計(jì)時器安裝在長木板上靠近滑輪處，取下細(xì)繩和重錘，將滑塊與紙帶相連，使其穿過打點(diǎn)計(jì)時器，然后接通電源釋放滑塊，使之由靜止開始加速運(yùn)動。打點(diǎn)計(jì)時器使用的交流電的頻率為50Hz，打出的紙帶如圖丙所示，A,B,C,D,E是紙帶上五個計(jì)數(shù)點(diǎn)。

①圖乙中滑塊下滑的加速度為_______。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

②若重錘質(zhì)量為m，滑塊質(zhì)量為M,重力加速度為g，則滑塊加速下滑受到的合力為________。

③某同學(xué)在保持滑塊質(zhì)量不變的情況下，通過多次改變滑塊所受合力，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的a-F，圖象如圖丁所示，則滑塊的質(zhì)量為______kg.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)參考答案：三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.有一電流表A，量程為1mA，內(nèi)阻r1約為100Ω，要求測量其內(nèi)阻．可選用器材有：電阻箱R1，最大阻值為99999.9Ω；滑動變阻器甲，最大阻值為10kΩ；滑動變阻器乙，最大阻值為2kΩ；電源E，電動勢約為6V，內(nèi)阻不計(jì)；開關(guān)2個，導(dǎo)線若干．采用的測量電路圖如圖所示，實(shí)驗(yàn)步驟如下：①斷開S1和S2，將R調(diào)到最大；②合上S1，調(diào)節(jié)R使A表滿偏；③保持R不變，合上S2，調(diào)節(jié)R1使A表半偏，此時可以認(rèn)為A表的內(nèi)阻r1＝R1.在上述可供選擇的器材中，可變電阻R應(yīng)該選擇___(選填“甲”或“乙”)；認(rèn)為內(nèi)阻r1＝R1，此結(jié)果與r1的真實(shí)值相比____(選填“偏大”、“偏小”或“相等”)．參考答案：甲

偏小15.（12分）某同學(xué)通過查找資料自己動手制作了一個電池。該同學(xué)想測量一下這個電池的電動勢E和內(nèi)電阻，但是從實(shí)驗(yàn)室只借到一個開關(guān)、一個電阻箱（最大阻值為9.999，科當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電阻用）一只電流表（量程=0.6A,內(nèi)阻）和若干導(dǎo)線。①請根據(jù)測定電動勢E內(nèi)電阻的要求，設(shè)計(jì)圖4中器件的連接方式，畫線把它們連接起來。②接通開關(guān)，逐次改變電阻箱的阻值,讀處與對應(yīng)的電流表的示數(shù)I,并作記錄,當(dāng)電阻箱的阻值時，其對應(yīng)的電流表的示數(shù)如圖5所示。處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時,首先計(jì)算出每個電流值I的倒數(shù);再制作R-坐標(biāo)圖，如圖6所示，圖中已標(biāo)注出了（）的幾個與測量對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，請你將與圖5實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)也標(biāo)注在圖6中上。③在圖6上把描繪出的坐標(biāo)點(diǎn)練成圖線。④根據(jù)圖6描繪出的圖線可得出這個電池的電動勢E=

V,內(nèi)電阻

。參考答案：①見答圖4②見答圖6③見答圖6④1.5（1.46~1.54）；0.3（0.25~0.35）解析：根據(jù)閉合電路歐姆定律，測量電源的電動勢和內(nèi)電阻，需要得到電源的路端電壓和通過電源的電流，在本實(shí)驗(yàn)中沒有電壓表，但是可以用電阻箱和電流表串聯(lián)充當(dāng)電壓表，測量電源的路端電壓，通過電流表的電流也是通過電源的電流，所以只需要將電流表和電阻箱串聯(lián)接在電源兩端即可。實(shí)物圖的連接如答圖4所示。由閉合電路歐姆定律有：E=I（R+r+rg），解得：，根據(jù)R-1/I圖線可知：電源的電動勢等于圖線的斜率，內(nèi)阻為縱軸負(fù)方向的截距減去電流表的內(nèi)阻。四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.（16分）絕緣細(xì)繩的一端固定在天花板上，另一端連接著一個帶負(fù)電的電量為q、質(zhì)量為m的小球，當(dāng)空間建立水平方向的勻強(qiáng)電場后，繩穩(wěn)定處于與豎直方向成θ=600角的位置，如圖所示。（1）求勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E；（2）若細(xì)繩長為L，讓小球從θ=300的A點(diǎn)釋放，王明同學(xué)求解小球運(yùn)動至某點(diǎn)的速度的過程如下：據(jù)動能定理

-mgL（1—cos300）+qELsin300=

得：你認(rèn)為王明同學(xué)求的是最低點(diǎn)O還是θ=600的平衡位置處的速度，正確嗎？請?jiān)敿?xì)說明理由或求解過程。參考答案：解析：（1）小球在θ=600角處處于平衡，則Eq=mgtanθ

（1分）

得

（3分）

方向水平向左

（1分）

（2）王明同學(xué)的求解不正確

（1分）因?yàn)樾∏蛟讦?600處處于平衡，因此小球從θ=300的A點(diǎn)釋放，它不會往A點(diǎn)的左邊運(yùn)動，而是以θ=600處為中心、以A點(diǎn)為端點(diǎn)來回擺動，即小球不會運(yùn)動至最低點(diǎn)O

（3分）

王明同學(xué)的求解實(shí)際上也不是小球運(yùn)動到θ=600的平衡位置處的速度。

（1分）

平衡位置處的速度的正確求解應(yīng)該是：據(jù)動能定理有

（4分）

聯(lián)解得

（2分）17.（8分）如圖所示，光滑圓柱體被固定在水平平臺上，質(zhì)量為ml的小球用輕繩跨過圓柱與小球m2相連，開始時將m1放在平臺上，兩邊輕繩豎直，m1和m2分別由靜止開始上升和下降。當(dāng)ml上升到圓柱體的最高點(diǎn)時，繩子突然斷了，發(fā)現(xiàn)m1恰能做平拋運(yùn)動，則m2應(yīng)為ml的多少倍?參考答案：解析：由牛二定律：若m1恰能平拋，則（3分）

當(dāng)m1上升2R到圓柱體最高點(diǎn)時，m2下降