高三重點(diǎn)班期末考試物理試題
一、選擇題（48分）
1. 2019年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)被授予了日本科學(xué)家赤崎勇、天野浩和美籍日裔科學(xué)家中村修二，以表彰他們發(fā)明藍(lán)色發(fā)光二極管(LED)，并因此帶來(lái)新型的節(jié)能光源。在物理學(xué)的發(fā)展過(guò)程中，許多物理學(xué)家的科學(xué)發(fā)現(xiàn)推動(dòng)了人類(lèi)歷史的進(jìn)步。下列表述符合物理學(xué)史實(shí)的是( )
A. 開(kāi)普勒認(rèn)為只有在一定的條件下，彈簧的彈力才與彈簧的形變量成正比
B. 奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的周?chē)嬖诖艌?chǎng)并最早提出了場(chǎng)的概念
C. 牛頓認(rèn)為在足夠高的山上以足夠大的水平速度拋出一物體，物體就不會(huì)再落在地球上
D. 安培首先引入電場(chǎng)線和磁感線，極大地促進(jìn)了他對(duì)電磁現(xiàn)象的研究
2. 質(zhì)量為m＝20 kg的物體，在大小恒定的水平外力F的作用下，沿水平面做直線運(yùn)動(dòng)。0～2 s內(nèi)F與運(yùn)動(dòng)方向相反，2～4 s內(nèi)F與運(yùn)動(dòng)方向相同，物體的v－t圖象如圖所示。g取10 m/s2，則( )
A. 拉力F的大小為100 N
B. 物體在4 s時(shí)拉力的瞬時(shí)功率為120 W
C. 4 s內(nèi)拉力所做的功為480 J
D. 4 s內(nèi)物體克服摩擦力做的功為320 J
3. 如圖所示，水平面MN的下方存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，一帶電小球由MN上方的A點(diǎn)以一定初速度水平拋出，從B點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)，到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度方向恰好水平，由此可知( )
A. 從B到C，小球的機(jī)械能減小
B. 從B到C，小球的電勢(shì)能減小
C. 從A到B與從B到C小球的運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定相等
D. 從A到B與從B到C小球的速度變化量相同
4. 美國(guó)在2019年2月11日宣布“探測(cè)到引力波的存在”。天文學(xué)家通過(guò)觀測(cè)雙星軌道參數(shù)的變化來(lái)間接驗(yàn)證引力波的存在，證實(shí)了GW150914是兩個(gè)黑洞并合的事件。GW150914是一個(gè)36倍太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞和一個(gè)29倍太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞并合事件。假設(shè)這兩個(gè)黑洞繞它們連線上的某點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，且這兩個(gè)黑洞的間距緩慢減小。若該黑洞系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中各自質(zhì)量不變且不受其它星系的影響，則關(guān)于這兩個(gè)黑洞的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是( )
A. 這兩個(gè)黑洞運(yùn)行的線速度大小始終相等
B. 這兩個(gè)黑洞做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小始終相等
C. 36倍太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞和29倍太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞運(yùn)行的線速度大小之比為36∶29
D. 隨兩個(gè)黑洞的間距緩慢減小，這兩個(gè)黑洞運(yùn)行的周期也在減小
5. 架在A、B兩根電線桿之間的均勻電線在夏、冬兩季由于熱脹冷縮的效應(yīng)，電線呈現(xiàn)如圖所示的兩種形狀，下列說(shuō)法中正確的是( )
A. 夏季與冬季電線對(duì)電線桿的拉力一樣大
B. 夏季與冬季電線桿對(duì)電線的拉力方向不變
C. 夏季電線對(duì)電線桿的拉力較大
D. 冬季電線對(duì)電線桿的拉力較大
6. 為了行車(chē)的方便與安全，高大的橋要造很長(zhǎng)的引橋．其主要目的是( )
A. 減小過(guò)橋車(chē)輛受到的摩擦力
B. 減小過(guò)橋車(chē)輛的重力
C. 減小過(guò)橋車(chē)輛對(duì)引橋面的壓力
D. 減小過(guò)橋車(chē)輛的重力平行于引橋面向下的分力
7. 如圖所示，A、B兩物體重力都等于10 N，各接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)都等于0.3，同時(shí)有F＝1 N的兩個(gè)水平力分別作用在A和B上，A和B均靜止，則地面對(duì)B和B對(duì)A的摩擦力分別為( )
A. 6 N,3N
B. 1 N,1 N
C. 0,1 N
D. 0,2 N
8. 如圖所示，在粗糙水平面上有質(zhì)量分別為m1和m2的木塊1和2，兩木塊之間用原長(zhǎng)為L(zhǎng)、勁度系數(shù)為k的輕彈簧連接起來(lái)，兩木塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ.現(xiàn)用水平力向右拉木塊2，當(dāng)兩木塊一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩個(gè)木塊間的距離為( )
A. L＋ m1g
B. L＋ (m1＋m2)g
C. L＋ m2g
D. L＋
9.將小球以某一初速度從地面豎直向上拋出，取地面為零勢(shì)能面，小球在上升過(guò)程中的動(dòng)能Ek、重力勢(shì)能EP與其上升高度h間的關(guān)系分別為如圖中兩直線所示，取g=10m/s2，下列說(shuō)法正確的是
A.小球的質(zhì)量為0.15kg
B.小球的質(zhì)量為0.20kg
C.小球受到的阻力(不包括重力)大小為0.50N
D.小球受到的阻力(不包括重力)大小為0.25N
10.如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，電表均為理想電表。閉合開(kāi)關(guān)S后，若減小R的阻值，則下列說(shuō)法正確的是
A.電流表的示數(shù)一定增大
B.電壓表的示數(shù)一定增大
C.電源的輸出功率一定增大
D.R1上的電壓一定減小
11.在光滑水平面上有一帶正電的物塊，在其右側(cè)固定一個(gè)足夠長(zhǎng)的輕質(zhì)彈簧，整個(gè)裝置處在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中。如圖所示，在物塊與彈簧接觸后直至向右運(yùn)動(dòng)到彈簧壓縮量最大的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是
A.物塊一直做減速運(yùn)動(dòng)
B.物塊先做加速運(yùn)動(dòng)后做減速運(yùn)動(dòng)
C.當(dāng)彈簧處于壓縮量最大時(shí)，物塊的加速度向左
D.物塊運(yùn)動(dòng)到彈簧壓縮量最大時(shí)可以保持靜止
12.如圖所示，兩個(gè)電荷量、質(zhì)量均相同的帶電粒子甲、乙以不同速率從a點(diǎn)沿對(duì)角線方向射入正方形勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。甲粒子垂直bc離開(kāi)磁場(chǎng)，乙粒子從ad邊的中點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)，不計(jì)粒子重力，則
A.甲粒子帶負(fù)電，乙粒子帶正電
B.甲粒子的動(dòng)能是乙粒子動(dòng)能的16倍
C.甲粒子所受洛倫茲力是乙粒子所受洛倫茲力的2倍
D.乙粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是甲粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間的2倍
二、填空題（20分）
13. 如圖所示，用質(zhì)量為m的重物通過(guò)滑輪牽引小車(chē)，使它在長(zhǎng)木板上運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上記錄小車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況．利用該裝置可以完成“探究動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)．
(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源是________(填選項(xiàng)前的字母)．
A．直流電源 B．交流電源
(2)實(shí)驗(yàn)中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正確操作方法是________(填選項(xiàng)前的字母)．
A．把長(zhǎng)木板右端墊高 B．改變小車(chē)的質(zhì)量
在不掛重物且________(填選項(xiàng)前的字母)的情況下，輕推一下小車(chē)，若小車(chē)拖著紙帶做勻速運(yùn)動(dòng)，表明已經(jīng)消除了摩擦力和其他阻力的影響．
A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不打點(diǎn) B．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)
(3)接通電源，釋放小車(chē)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，將打下的第一個(gè)點(diǎn)標(biāo)為O.在紙帶上依次取A、B、C……若干個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T(mén).測(cè)得A、B、C……各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為x1、x2、x3……，如圖所示．
實(shí)驗(yàn)中，重物質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量，可認(rèn)為小車(chē)所受的拉力大小為mg，從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過(guò)程中，拉力對(duì)小車(chē)做的功W＝________，打B點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度v＝________.
14. 為描繪小燈泡L(2.5V 1.0W)的伏安特性曲線，某同學(xué)根據(jù)如下可供選擇的器材設(shè)計(jì)了如圖所示電路（電路還沒(méi)有完全接好）.
A．電流表（量程0.6 A，內(nèi)阻約l ）
B．電壓表（量程3V，內(nèi)阻約3k ）
C．滑動(dòng)變阻器(200 ，0.3A)
D．滑動(dòng)變阻器(5 ，2 A)
E．電池組（電動(dòng)勢(shì)約3V，內(nèi)阻未知）
F．開(kāi)關(guān)，帶夾子的導(dǎo)線若干
G．待測(cè)小燈泡
(1)實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇______（填“C”或“D”），請(qǐng)以筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將尚未連接好的電壓表連入電路中_________.
(2)在該同學(xué)連接最后一根導(dǎo)線的c端到直流電源正極之前，請(qǐng)指出其中僅有的兩個(gè)不當(dāng)之處：I．______________________ ； Ⅱ．_______________________ .
(3)改正上述兩個(gè)不當(dāng)之處后，他在測(cè)量中發(fā)現(xiàn)，無(wú)論如何調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，電壓表和電流表的示數(shù)均不能取到較小值，其原因可能是導(dǎo)線________（填圖中導(dǎo)線代號(hào)）沒(méi)有連接好.
三、計(jì)算題（32分）
15. （10分）如圖所示，水平面上某點(diǎn)固定一輕質(zhì)彈簧，A點(diǎn)左側(cè)的水平面光滑，右側(cè)水平面粗糙，在A點(diǎn)右側(cè)5m遠(yuǎn)處（B點(diǎn)）豎直放置一半圓形光滑軌道，軌道半徑R＝0.4m，連接處平滑. 現(xiàn)將一質(zhì)量m＝0.1kg的小滑塊放在彈簧的右端（不拴接），用力向左推滑塊而壓縮彈簧，使彈簧具有的彈性勢(shì)能為2J，放手后，滑塊被向右彈出，它與A點(diǎn)右側(cè)水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，取g =10m/s2，求：
（1）滑塊運(yùn)動(dòng)到半圓形軌道最低點(diǎn)B處時(shí)軌道對(duì)小球的支持力大��；
（2）改變半圓形軌道的位置（左右平移），使得被彈出的滑塊到達(dá)半圓形軌道最高點(diǎn)C處時(shí)對(duì)軌道的壓力大小等于滑塊的重力，問(wèn)AB之間的距離應(yīng)調(diào)整為多少？
16. （12分）如圖所示，長(zhǎng)方體平臺(tái)固定在水平地面上，平臺(tái)ab邊上L1=1.2m，bc邊長(zhǎng)L2=3.3m，be邊長(zhǎng)L3=0.8m。平臺(tái)表面光滑，以平臺(tái)表面傾角α為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系，ab邊為x軸，ad邊為y軸。一個(gè)質(zhì)量m1=0.2kg的小球靜止在平臺(tái)表面的頂角a處，某時(shí)刻小球以v0=3m/s的初速度開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，v0的方向沿x軸正方向，同時(shí)小球受到一個(gè)沿y軸的水平外力F1，F(xiàn)1=5y(N)，當(dāng)小球到達(dá)bc邊上的P點(diǎn)時(shí)撤去外力F1，P點(diǎn)的坐標(biāo)是(1.2m，0.8m)。在小球到達(dá)P點(diǎn)的同時(shí)，平臺(tái)頂點(diǎn)c正下方f點(diǎn)處一個(gè)滑塊以速度v在水平面上開(kāi)始勻速直線運(yùn)動(dòng)，由于摩擦力的作用，要保證滑塊勻速運(yùn)動(dòng)需要給滑塊一個(gè)斜向上的外力F2，滑塊的質(zhì)量m2=0.2kg，滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5。結(jié)果在小球落地時(shí)恰好與滑塊相遇。小球、滑塊均視為質(zhì)點(diǎn)，取g=10m/s2.sin37°=0.6。求：
（1）小球到達(dá)P點(diǎn)時(shí)速度 的大小和方向；
（2）小球落在水平面的位置離f點(diǎn)的距離d；
（3）滑塊運(yùn)動(dòng)的速度v和外力F2的最小值.
17. （10分）如圖所示，電場(chǎng)中的A、O、B三點(diǎn)在同一條直線上，A、B兩點(diǎn)到O點(diǎn)距離均為d。過(guò)O點(diǎn)的豎直虛線ab左右兩側(cè)分別為勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向如圖所示，空間中各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相等。設(shè)O點(diǎn)電勢(shì)為零，A、B點(diǎn)電勢(shì) .一個(gè)電量為q、質(zhì)量為m的帶正電粒子從O點(diǎn)左側(cè)某位置由靜止釋放后，粒子以O(shè)點(diǎn)為中心在直線AB上做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，已知粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中最大電勢(shì)能為Em，且 ，不計(jì)粒子的重力。求：
（1）電場(chǎng)中各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)E的大�。�
（2）粒子從釋放到第一次回到釋放點(diǎn)所需時(shí)間T。
參考答案
1.C
2.B
3.A
4.D
5.D
6.D
7.C
8.A
9．AC
10．AD
11．BC
12．BD
13.【答案】 (1). (1)B (2). (2) A (3). B (4). (3) mgX2 (5). (X3-X1)/2T
【解析】（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是交流電，B正確；
（2）平衡摩擦力的方法是：把木板一段墊高，讓小車(chē)滑下，當(dāng)小車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，就意味著摩擦力抵消了，故選：A；此時(shí)應(yīng)當(dāng)讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)，因?yàn)榇螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器也會(huì)有摩擦力，故選：B；
（3）由于近似認(rèn)為拉力等于重力，所以根據(jù) 可知，拉力做功為 ；中點(diǎn)時(shí)刻的速度等于該段時(shí)間內(nèi)的平均速度，所以B點(diǎn)的速度等于AC段的平均速度，即 ；
14【答案】 (1). (1) D (2). 電路見(jiàn)解析； (3). (2) 連電路時(shí)沒(méi)有斷開(kāi)開(kāi)關(guān) (4). 滑動(dòng)變阻器的滑片沒(méi)有移至b端 (5). (3) 3
【解析】試題分析：為方便實(shí)驗(yàn)操作，在保證安全的前提下，應(yīng)選擇最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器．連接電路時(shí)，應(yīng)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，滑動(dòng)變阻器采用分壓接法時(shí)，滑片應(yīng)置于分壓電路分壓為零的位置．滑動(dòng)變阻器采用分壓接法時(shí)，電壓與電流可以從零開(kāi)始變化，如果滑動(dòng)變阻器采用限流接法，電壓與電流不能從零開(kāi)始變化．
（1）為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選最大阻值較小的D．燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻 ，即小燈泡的電阻遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，接近電流表內(nèi)阻，所以電流表應(yīng)采用外接法，電路圖如圖所示．
（2）由電路圖可知，在連接電路時(shí)，沒(méi)有斷開(kāi)開(kāi)關(guān)；滑片沒(méi)有移到分壓電路分壓為零的位置即滑片沒(méi)有置于b端．
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，無(wú)論如何調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，電壓表和電流表的示數(shù)均不能取到較小值，滑動(dòng)變阻器被接成了限流接法，由電路圖可知，導(dǎo)線③沒(méi)有接好．
15.【答案】（1）6N；（2）4m或6m．
【解析】試題分析：（1）從小滑塊被釋放到到達(dá)B點(diǎn)的過(guò)程中，據(jù)動(dòng)能定理有
W彈 - μmg·x = mvC2（1分）
滑塊在圓周軌道B點(diǎn)處，有 （1分）
把W彈 = ΔEP ="2" J等數(shù)據(jù)代入，解得FN =" 6" N （1分）
由牛頓第三定律可知，滑塊對(duì)軌道的壓力大小為6N，方向豎直向下。 （1分）
（2）在圓周最高點(diǎn)C處，滑塊對(duì)軌道的壓力等于其重力，包含了兩種情況：
第一，當(dāng)壓力方向向上（滑塊受到的支持力向下）時(shí)，
在C點(diǎn)處，有 （1分）
整個(gè)過(guò)程有W彈 - μmg·x1= mvC2（1分）
把FN = mg代入得x1 =" 4" m （1分）
第二，當(dāng)壓力方向向下（滑塊受到的支持力向上）時(shí)，同理可解得x2 =" 6" m （3分）
16【答案】（1）5m/s；37°（2）1.5m（3）3.75 m/s；0.9N
【解析】（1）小球在平臺(tái)上作曲線運(yùn)動(dòng)，可分解為沿x軸方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和沿y軸方向的變加速運(yùn)動(dòng)。設(shè)小球在P點(diǎn)速度與y軸夾角為α。
變力F1的功 J J
從a點(diǎn)到P點(diǎn)，據(jù)動(dòng)能定理有 ，解得
由 ，得sin α=06，即α=37°
（2）小球在P處開(kāi)始作平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，有 ，解得 s
水平位移 ，解得s=2m
設(shè)小球落在水平面的位置離f點(diǎn)的距離為d，根據(jù)余弦定理，有
，解得d=15 m
（3）小球落點(diǎn)設(shè)為R點(diǎn)，滑塊要與小球相遇，滑塊必須沿f R連線運(yùn)動(dòng)，由勻速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得 ，解得v=375 m/s
設(shè)外力F2的方向與滑塊運(yùn)動(dòng)方向的夾角為β，根據(jù)平衡條件有 ，
聯(lián)立解得
據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可得 ，其最小值
即 N
17.【答案】（1） （2）
【解析】（1）虛線 左側(cè)有
根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系得
（2）粒子僅在電場(chǎng)力作用下以O(shè)點(diǎn)為中心作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其動(dòng)能和電勢(shì)能之和保持不變，故粒子釋放時(shí)電勢(shì)能為 ，粒子在O點(diǎn)的速度滿足
粒子從釋放到O點(diǎn)的過(guò)程中，受恒定電場(chǎng)力，作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，有 ，
聯(lián)立解得
由對(duì)稱性得，粒子從釋放到第一次回到釋放點(diǎn)所需時(shí)間
故
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