高三重點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)，并因此帶來新型的節(jié)能光源。在物理學(xué)的發(fā)展過程中，許多物理學(xué)家的科學(xué)發(fā)現(xiàn)推動了人類歷史的進(jìn)步。下列表述符合物理學(xué)史實的是(　　)
A. 開普勒認(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)了電流的周圍存在磁場并最早提出了場的概念
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，物體就不會再落在地球上
D. 安培首先引入電場線和磁感線，極大地促進(jìn)了他對電磁現(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，沿水平面做直線運動。0～2 s內(nèi)F與運動方向相反，2～4 s內(nèi)F與運動方向相同，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時拉力的瞬時功率為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，一帶電小球由MN上方的A點以一定初速度水平拋出，從B點進(jìn)入電場，到達(dá)C點時速度方向恰好水平，由此可知(　　)

A. 從B到C，小球的機(jī)械能減小
B. 從B到C，小球的電勢能減小
C. 從A到B與從B到C小球的運動時間一定相等
D. 從A到B與從B到C小球的速度變化量相同
4. 美國在2019年2月11日宣布“探測到引力波的存在”。天文學(xué)家通過觀測雙星軌道參數(shù)的變化來間接驗證引力波的存在，證實了GW150914是兩個黑洞并合的事件。GW150914是一個36倍太陽質(zhì)量的黑洞和一個29倍太陽質(zhì)量的黑洞并合事件。假設(shè)這兩個黑洞繞它們連線上的某點做圓周運動，且這兩個黑洞的間距緩慢減小。若該黑洞系統(tǒng)在運動過程中各自質(zhì)量不變且不受其它星系的影響，則關(guān)于這兩個黑洞的運動，下列說法正確的是(　　)
A. 這兩個黑洞運行的線速度大小始終相等
B. 這兩個黑洞做圓周運動的向心加速度大小始終相等
C. 36倍太陽質(zhì)量的黑洞和29倍太陽質(zhì)量的黑洞運行的線速度大小之比為36∶29
D. 隨兩個黑洞的間距緩慢減小，這兩個黑洞運行的周期也在減小

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，下列說法中正確的是(　　)

A. 夏季與冬季電線對電線桿的拉力一樣大
B. 夏季與冬季電線桿對電線的拉力方向不變
C. 夏季電線對電線桿的拉力較大
D. 冬季電線對電線桿的拉力較大
6. 為了行車的方便與安全，高大的橋要造很長的引橋．其主要目的是(　　)
A. 減小過橋車輛受到的摩擦力
B. 減小過橋車輛的重力
C. 減小過橋車輛對引橋面的壓力
D. 減小過橋車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，各接觸面間的動摩擦因數(shù)都等于0.3，同時有F＝1 N的兩個水平力分別作用在A和B上，A和B均靜止，則地面對B和B對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為L、勁度系數(shù)為k的輕彈簧連接起來，兩木塊與地面間的動摩擦因數(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動時，兩個木塊間的距離為(　　)

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，取地面為零勢能面，小球在上升過程中的動能Ek、重力勢能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，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，電表均為理想電表。閉合開關(guān)S后，若減小R的阻值，則下列說法正確的是

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)固定一個足夠長的輕質(zhì)彈簧，整個裝置處在水平向右的勻強(qiáng)電場中。如圖所示，在物塊與彈簧接觸后直至向右運動到彈簧壓縮量最大的過程中，下列說法正確的是

A.物塊一直做減速運動
B.物塊先做加速運動后做減速運動
C.當(dāng)彈簧處于壓縮量最大時，物塊的加速度向左
D.物塊運動到彈簧壓縮量最大時可以保持靜止
12.如圖所示，兩個電荷量、質(zhì)量均相同的帶電粒子甲、乙以不同速率從a點沿對角線方向射入正方形勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直紙面向里。甲粒子垂直bc離開磁場，乙粒子從ad邊的中點離開磁場，不計粒子重力，則

A.甲粒子帶負(fù)電，乙粒子帶正電
B.甲粒子的動能是乙粒子動能的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.乙粒子在磁場中的運動時間是甲粒子在磁場中運動時間的2倍

二、填空題（20分）
13. 如圖所示，用質(zhì)量為m的重物通過滑輪牽引小車，使它在長木板上運動，打點計時器在紙帶上記錄小車的運動情況．利用該裝置可以完成“探究動能定理”的實驗．

(1)打點計時器使用的電源是________(填選項前的字母)．
A．直流電源 B．交流電源
(2)實驗中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正確操作方法是________(填選項前的字母)．
A．把長木板右端墊高 B．改變小車的質(zhì)量
在不掛重物且________(填選項前的字母)的情況下，輕推一下小車，若小車拖著紙帶做勻速運動，表明已經(jīng)消除了摩擦力和其他阻力的影響．
A．打點計時器不打點 B．打點計時器打點
(3)接通電源，釋放小車，打點計時器在紙帶上打下一系列點，將打下的第一個點標(biāo)為O.在紙帶上依次取A、B、C……若干個計數(shù)點，已知相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T.測得A、B、C……各點到O點的距離分別為x1、x2、x3……，如圖所示．

實驗中，重物質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，可認(rèn)為小車所受的拉力大小為mg，從打O點到打B點的過程中，拉力對小車做的功W＝________，打B點時小車的速度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)計了如圖所示電路（電路還沒有完全接好）.

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．滑動變阻器(200 ，0.3A)
D．滑動變阻器(5 ，2 A)
E．電池組（電動勢約3V，內(nèi)阻未知）
F．開關(guān)，帶夾子的導(dǎo)線若干
G．待測小燈泡
(1)實驗中滑動變阻器應(yīng)選擇______（填“C”或“D”），請以筆畫線代替導(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，請指出其中僅有的兩個不當(dāng)之處：I．______________________ ； Ⅱ．_______________________ .
(3)改正上述兩個不當(dāng)之處后，他在測量中發(fā)現(xiàn)，無論如何調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，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）沒有連接好.

三、計算題（32分）
15. （10分）如圖所示，水平面上某點固定一輕質(zhì)彈簧，A點左側(cè)的水平面光滑，右側(cè)水平面粗糙，在A點右側(cè)5m遠(yuǎn)處（B點）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能為2J，放手后，滑塊被向右彈出，它與A點右側(cè)水平面的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，取g =10m/s2，求：

（1）滑塊運動到半圓形軌道最低點B處時軌道對小球的支持力大��；
（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C處時對軌道的壓力大小等于滑塊的重力，問AB之間的距離應(yīng)調(diào)整為多少？
16. （12分）如圖所示，長方體平臺固定在水平地面上，平臺ab邊上L1=1.2m，bc邊長L2=3.3m，be邊長L3=0.8m。平臺表面光滑，以平臺表面傾角α為原點建立坐標(biāo)系，ab邊為x軸，ad邊為y軸。一個質(zhì)量m1=0.2kg的小球靜止在平臺表面的頂角a處，某時刻小球以v0=3m/s的初速度開始運動，v0的方向沿x軸正方向，同時小球受到一個沿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點時撤去外力F1，P點的坐標(biāo)是(1.2m，0.8m)。在小球到達(dá)P點的同時，平臺頂點c正下方f點處一個滑塊以速度v在水平面上開始勻速直線運動，由于摩擦力的作用，要保證滑塊勻速運動需要給滑塊一個斜向上的外力F2，滑塊的質(zhì)量m2=0.2kg，滑塊與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.5。結(jié)果在小球落地時恰好與滑塊相遇。小球、滑塊均視為質(zhì)點，取g=10m/s2.sin37°=0.6。求：

（1）小球到達(dá)P點時速度 的大小和方向；
（2）小球落在水平面的位置離f點的距離d；
（3）滑塊運動的速度v和外力F2的最小值.
17. （10分）如圖所示，電場中的A、O、B三點在同一條直線上，A、B兩點到O點距離均為d。過O點的豎直虛線ab左右兩側(cè)分別為勻強(qiáng)電場，方向如圖所示，空間中各點場強(qiáng)大小相等。設(shè)O點電勢為零，A、B點電勢 .一個電量為q、質(zhì)量為m的帶正電粒子從O點左側(cè)某位置由靜止釋放后，粒子以O(shè)點為中心在直線AB上做往復(fù)運動，已知粒子運動過程中最大電勢能為Em，且 ，不計粒子的重力。求：

（1）電場中各點的場強(qiáng)E的大��；
（2）粒子從釋放到第一次回到釋放點所需時間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）打點計時器使用的是交流電，B正確；
（2）平衡摩擦力的方法是：把木板一段墊高，讓小車滑下，當(dāng)小車勻速運動時，就意味著摩擦力抵消了，故選：A；此時應(yīng)當(dāng)讓打點計時器打點，因為打點計時器也會有摩擦力，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 ；中點時刻的速度等于該段時間內(nèi)的平均速度，所以B點的速度等于AC段的平均速度，即 ；
14【答案】 (1). (1) D (2). 電路見解析； (3). (2) 連電路時沒有斷開開關(guān) (4). 滑動變阻器的滑片沒有移至b端 (5). (3) 3
【解析】試題分析：為方便實驗操作，在保證安全的前提下，應(yīng)選擇最大阻值較小的滑動變阻器．連接電路時，應(yīng)斷開開關(guān)，滑動變阻器采用分壓接法時，滑片應(yīng)置于分壓電路分壓為零的位置．滑動變阻器采用分壓接法時，電壓與電流可以從零開始變化，如果滑動變阻器采用限流接法，電壓與電流不能從零開始變化．
（1）為方便實驗操作，滑動變阻器應(yīng)選最大阻值較小的D．燈泡正常發(fā)光時的電阻 ，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，沒有斷開開關(guān)；滑片沒有移到分壓電路分壓為零的位置即滑片沒有置于b端．
（3）實驗時，無論如何調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，電壓表和電流表的示數(shù)均不能取到較小值，滑動變阻器被接成了限流接法，由電路圖可知，導(dǎo)線③沒有接好．
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點的過程中，據(jù)動能定理有
W彈 - μmg·x = mvC2（1分）
滑塊在圓周軌道B點處，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，滑塊對軌道的壓力大小為6N，方向豎直向下。 （1分）
（2）在圓周最高點C處，滑塊對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，
在C點處，有 （1分）
整個過程有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，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）小球在平臺上作曲線運動，可分解為沿x軸方向的勻速直線運動和沿y軸方向的變加速運動。設(shè)小球在P點速度與y軸夾角為α。
變力F1的功 J J
從a點到P點，據(jù)動能定理有 ，解得
由 ，得sin α=06，即α=37°
（2）小球在P處開始作平拋運動，根據(jù)平拋運動的規(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點的距離為d，根據(jù)余弦定理，有
，解得d=15 m
（3）小球落點設(shè)為R點，滑塊要與小球相遇，滑塊必須沿f R連線運動，由勻速直線運動的規(guī)律得 ，解得v=375 m/s
設(shè)外力F2的方向與滑塊運動方向的夾角為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)電場的電勢差和電場強(qiáng)度的關(guān)系得
（2）粒子僅在電場力作用下以O(shè)點為中心作往復(fù)運動，其動能和電勢能之和保持不變，故粒子釋放時電勢能為 ，粒子在O點的速度滿足
粒子從釋放到O點的過程中，受恒定電場力，作勻加速直線運動，有 ，
聯(lián)立解得
由對稱性得，粒子從釋放到第一次回到釋放點所需時間
故

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