人教版（新课程标准）高三物理秋学期期末试卷（含答案）

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人教版高三（上）物理期末模拟试卷
一、单项选择题（本大题有5小题，每小题3分，共计15分）
?1．如图为甲、乙两质点同时沿同一直线运动的x–t图象．关于两质点的运动情况，下列说法正确的是（ ）
A．在0~t0时间内，甲、乙运动方向相反
B．在0~t0时间内，乙的速度一直在增大
C．在0~2t0时间内，甲的速度一直在减小
D．在0~2t0时间内，甲、乙发生的位移相同
?2．我国首颗量子科学实验卫星“墨子”已于酒泉成功发射，将在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信。“墨子”由火箭发射至高度为500千米的预定圆形轨道。此前6月在西昌卫星发射中心成功发射了第二十三颗北斗导航卫星G7．G7属地球静止轨道卫星（高度约为36000千米），它将使北斗系统的可靠性进一步提高。关于卫星以下说法中正确的是（　　）
A．这两颗卫星的运行速度可能大于7.9km/s
B．量子科学实验卫星“墨子”的周期比北斗G7小
C．通过地面控制可以将北斗G7定点于西昌正上方
D．量子科学实验卫星“墨子”的向心加速度比北斗G7小
?3．图示电路中，闭合开关S后，灯泡L1和L2均正常发光. 由于某种原因灯L2的灯丝突然烧断，其余用电器均未损坏，电源的电动势与内阻不变. 则L2断路后电路再次稳定时，与L1和L2正常发光时相比，下列判断正确的是（ ）
A．电流表示数变大，电压表示数变小
B．灯泡L1变亮
C．电容器C所带电荷量减小
D．电阻R的电功率增大
4．如图所示，MDN为在竖直面内由绝缘材料制成的光滑半圆形轨道，半径为R，最高点为M和N，整个空间存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B，一电荷量为+q，质量为m的小球自N点无初速度滑下（始终未脱离轨道），下列说法中正确的是（ ）

A．运动过程中小球受到的洛伦兹力大小不变
B．小球滑到D点时，对轨道的压力大于mg
C．小球滑到D点时，速度大小
D．小球滑到轨道左侧时，不会到达最高点M
5．如图所示，空间中存在沿x轴的静电场，其电势φ沿x轴的分布如图所示．x1、x2、x3、x4是x轴上的四个点，质量为m、带电量为－q的粒子(不计重力)，以初速度v0从O点沿x轴正方向进入电场，在粒子沿x轴运动的过程中，下列说法正确的是（ ）

A．粒子在x2点的速度为2v0
B．从x1到x3点的过程中，粒子的电势能先减小后增大
C．若粒子能到达x4处，则v0的大小至少应为
D．若v0＝，则粒子在运动过程中的最大动能为3qφ0
二、多项选择题（本大题有4小题，每小题4分，共计16分）
?6．如图所示，真空中等量异种点电荷放置在M、N两点，在MN的连线上有关于中点O对称的点a、c，MN连线的中垂线上有关于O点对称的点b、d，则下列说法中正确的有（ ）

A．a点电势一定大于b点电势
B．a点场强一定大于d点场强
C．负电荷在c点的电势能一定大于它在a点的电势能
D．把正点电荷从b点移到d点过程中，电场力不做功
?7．如图所示，ABC为竖直平面内的光滑绝缘轨道，其中AB为倾斜直轨道，BC为与AB相切的圆形轨道，圆形轨道处在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里. 甲、乙为质量相同的两个小球，甲球带负电、乙球不带电. 现将两个小球分别从轨道AB上不同高度处由静止释放，两球都恰好通过圆形轨道的最高点，则（ ）



A．经过最高点时，甲球的速度比乙球的速度小
B．经过最高点时，两个小球的速度相等
C．释放甲球的初始位置比释放乙球的初始位置低
D．运动过程中只有乙球的机械能不变
?8．如图所示，在倾角为37°的斜面上的A点，将一小球以8m/s的速度垂直于斜面向上抛出，小球落到斜面上的B点．不计空气阻力，g取10m/s2，取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8．则小球从A到B的运动过程中（ ）

A．运动总时间为1.28s
B．最小速度为4.8m/s
C．离斜面的最远距离为4m
D．落到B点时的速度方向与斜面夹角为37°
9．如图所示，质量均为5kg的两物A、B块叠放在光滑水平面上，其中物块A通过水平放置的轻弹簧与竖直墙壁相连，弹簧的劲度系数k=200N/m. 初始时刻，弹簧处于原长，现用一水平向左的推力F作用在物块B上，使A、B一起缓慢地向左移动，已知A、B间动摩擦因数，设两物块间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2. 则（ ）

A．B物块受到的摩擦力保持不变
B．A、B一起向左移动10cm时将开始相对滑动
C．相对滑动前B对A的摩擦力对A物块做正功
D．从初始时刻到A、B刚要开始相对滑动过程中，推力F做功为1J

三、实验题（本大题有2小题，共计18分）
?10．利用如图甲所示实验装置探究重物下落过程中动能与重力势能的转化问题．实验操作步骤如下：
A．按实验要求安装好实验装置；
B．使重物靠近打点计时器，接着先接通电源，后放开纸带，打点计时器在纸带上打下一系列的点；
C．如图乙所示为一条符合实验要求的纸带，O点为打点计时器打下的第一个点．分别测出若干连续点A、B、C、…与O点之间的距离h1、h2、h3、…


（1）已知打点计时器的打点周期为T，重物质量为m，重力加速度为g，结合实验中所测得的h1、h2、h3，可得纸带从O点下落到B点的过程中，重物增加的动能为________，减少的重力势能为________．
（2）取打下O点时重物的重力势能为零，计算出该重物下落不同高度h时所对应的动能Ek和重力势能Ep，建立坐标系，横轴表示h，纵轴表示Ek和Ep，根据测得的数据在图丙中绘出图线Ⅰ和图线Ⅱ．已求得图线Ⅰ斜率的绝对值为k1，图线Ⅱ的斜率的绝对值为k2．则可求出重物和纸带下落过程中所受平均阻力与重物所受重力的比值为________(用k1和k2表示)．
（3）某同学用游标卡尺测量了重物的直径，结果如图丁所示，则该重物直径的测量值为________cm．
?11．用图甲所示电路，测定一节干电池的电动势和内阻. 由于电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用，已知R0=2Ω. 除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：

A．电流表A1（量程0. 6A、内阻约为1Ω）
B．电流表A2（量程3. 0A、内阻约为0. 2Ω）
C．电压表V1（量程3. 0V、内阻约为1KΩ）
D．电压表V2（量程15. 0V、内阻约为5KΩ））
E. 滑动变阻器R1（0?10Ω 2A）
F. 滑动变阻器R2（（0?100Ω 0. 2A）
（1）为了方便实验操作并尽可能测量准确，实验中电流表应选择________，电压表应选择________，滑动变阻器应选择________.（填仪器前面的字母代号）
（2）移动变阻器的滑片进行实验，记录了电压表的示数及电流表对应的示数，如下表.
电压U/N 1. 26 1. 20 1. 00 0. 80 0. 75 0. 60
电流I/A 0. 10 0. 12 0. 20 0. 28 0. 34 0. 36

请你在图乙U-I坐标系中描点作图____，并通过图象求出此干电池的电动势E=________V，内阻r=________Ω.
（3）该实验系统误差的原因是________.


四、计算题（本大题有5小题，共71分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
12．如图甲所示，倾角θ=30°的足够长的斜面体C固定在水平面上，质量为m的小物块从斜面底端沿斜面向上运动的v-t图象如图乙所示，g取10m/s2. 求物块：
（1）沿斜面向上运动的加速度大小a1；
（2）与斜面之间的动摩擦因数μ；
（3）在斜面上运动的总时间t.

?13．科学家们设计的一种新的刹车形式——电磁刹车，以保证列车在最后进站前的安全。磁力刹车装置由两部分组成：磁铁安装在轨道上，刹车金属片安装在列车底部或两侧，其原理可以简化为以下模型：光滑的水平轨道MN、PQ，质量为m、总电阻为R的N匝矩形导线框长为5L，宽为L，线框以水平初速度v0进入与线框大小形状均相同的匀强磁场区域并从中滑出，磁场的磁感应强度大小为B、方向竖直向上，求：
(1)线框中的最大电流的大小和方向；
(2)线框前端刚要离开磁场时的速度；
(3)从导线框开始进入磁场到完全离开磁场的过程中线框中产生的焦耳热。









?14．风洞是研究空气动力学的实验设备. 如图所示，将光滑刚性杆水平固定在风洞内距地面高度H=3. 2m处，一劲度系数较大的轻弹簧套在水平杆上，左端固定，弹簧原长小于杆长，杆上还套有质量m=2. 0kg、可沿杆滑动的小球，小球紧靠弹簧右侧但不连接. 现向左推动小球压缩弹簧，将小球每次都推至图中P点时由静止释放，P点到杆右端M点的距离s=0. 5m. 无风时小球运动到M点时的速度m/s；当施加水平向左的恒定风力F1时，小球运动到M点时的速度大小m/s、方向水平向右. 重力加速度g取10m/s2. 求：





（1）小球推至P点时弹簧中的弹性势能；
（2）水平向左的风力F1；
（3）调整水平风力的大小，小球落地点与杆右端M点间水平距离x的范围.



15．高能粒子是研究物质基元结构最有用的工具，科学家们经常要用一些特殊的装置对粒子进行探测和控制. 如图甲所示，一质量为m、带电量为+q的粒子从x轴上A点（-l，0）位置以速度沿着y轴正方向射出，之后粒子到达y轴上的B点（0，l）. 不计粒子的重力.
（1）若空间仅存在方向垂直纸面的匀强磁场，求磁感应强度；
（2）若空间仅存在沿x轴正方向的匀强电场，求电场强度；
（3）如图乙所示，一群粒子从A点以大小为v的速度沿纸面射出，速度方向在沿x轴正方向至y轴正方向的90°范围内. 若仅在x轴上方存在一方向垂直纸面、磁感应强度大小为B的有界匀强磁场，所有粒子经磁场后汇聚到x轴上的C点（l，0）位置，不计粒子间的相互作用力，求磁场区域边界的坐标方程.

















16. 如图所示，在x轴上方有一竖直向下的匀强电场区域，电场强度为E=500V/m。x轴下方分布有很多磁感应强度为B=1T的条形匀强磁场区域，其宽度均为为d1=3cm，相邻两磁场区域的间距为d2=4cm。现将一质量为m=5×10-13kg、电荷量为q=1×10-8C的带正电的粒子（不计重力）从y轴上的某处静止释放。
（1）若粒子从坐标（0，1.25cm）点由静止释放，求粒子刚刚进入磁场瞬间的速度大小。
（2）调节释放点的位置坐标（0，h），要使它经过x轴下方时，不会进入第二磁场区，h应满足什么条件？
（3）若粒子从坐标（0，5cm）点由静止释放，求粒子自释放到第二次过x轴的时间。



2019-2020学年高三期末模拟试题参考答案
1．A
【解析】
【详解】
A．根据位移时间图象的斜率表示速度，可知，在0～t0时间内，甲的速度为负，乙的速度为正，说明甲、乙的运动方向相反。故A正确。
B．根据位移图象的斜率表示速度，在0～t0时间内，乙图线的斜率不断减小，则乙的速度一直减小。故B错误。
C．根据位移图象的斜率表示速度，可知在0～2t0时间内，甲的速度不变。故C错误。
D．在0～2t0时间内，甲的位移 x1=0-2x0=-2x0，乙的位移为 x2=x0-（-x0）=2x0，所以甲、乙发生的位移不相同。故D错误。
2．B
【解析】
【详解】
A、7.9km/s是绕地球表面运动的速度，是卫星的最大环绕速度，则这两颗卫星的速度都小于7.9km/s，故A错误；
B、根据，解得：，半径越大，周期越大，则半径小的量子科学实验卫星“墨子号”的周期比北斗G7小，故B正确
C、同步卫星的轨道只能在赤道的上方。故C错误；
D、由，可得则轨道半径小的加速度大，故D错误。
3．D
【解析】
【详解】
AB．灯泡L2灯丝突然烧断，外电路总电阻增大，总电流减小，根据欧姆定律得知：电源的内电压减小，路端电压增大，故电流表的读数变小，电压表的读数变大。总电流减小，则灯泡L1变暗，故AB错误。
CD．路端电压增大，灯L1的电压减小，则电阻R两端的电压增大，电阻R的电功率增大，电容器两端的电压增大，由Q=CU知，电容器C上电荷量增大，故C错误，D正确。
4．C
【解析】小球受重力、支持力和洛伦兹力作用，重力做正功，支持力和洛伦兹力不做功，根据动能定理可知，在下落过程，速度大小增大，根据f=qBv，可知洛伦兹力的大小在变化，故A错误；小球运动到D点时，若受到的洛伦兹力的方向向上，在D点，由牛顿第二定律得：，解得：，小球对轨道的压力不一定大于mg，故B错误；从N点运动到D点的过程中只有重力做功，根据动能定理得：，解得：，故C正确；小球在整个运动过程中，只有重力做功，小球的机械能守恒，小球滑到轨道右侧时，可以到达轨道最高点M，故D错误；故选C.
【点睛】洛伦兹力的方向指向圆心，不改变速度的大小，根据动能定理求出到达D点时的速度．根据牛顿第二定律，径向的合力提供向心力，求出轨道对小球的支持力．
5．C
【解析】
【详解】
A．从O到x2处，电场力做功为零，根据动能定理可知，粒子在x2点的速度为v0。故A正确。
B．粒子从x1运动到x3的过程中，电势不断降低，负电荷的电势能不断增大。故B错误。
C．粒子能运动恰好运动到x1处，就能运动到x4处。设粒子恰能运动运动到x1处，初速度v0最小，根据动能定理得，解得：

所以若小球能运动到x4处，则初速度v0至少为。故C正确。
D．当带电粒子运动到x3处时，电场力做正功最大，粒子的速度最大，根据动能定理得，解得最大动能为：
Ekm=2qφ0
故D错误。
6．BD
【解析】
【详解】
A．由于M、N电性不确定，因此电场线方向不确定，所以a点电势和b点电势大小关系无法判定，故A错误；
B．由于M、N是异种电荷，电场线由正电荷出发终止于负电荷，a点场强大于O点场强，而O点场强大于d点场强，可知a点场强一定大于d点场强，选项B正确；
C．由于M、N电性不确定，a、c两点的电势高低无法确定，因此电荷在a、c两点的电势能大小也无法确定，故C错误；
D．b、d两点电势相等，因此电荷从b点移到d点电场力不做功，故D正确；
7．AC
【解析】
【详解】
AB．甲球带负电，在最高点受向上的洛伦兹力，则：

对乙球：

由两式可得v甲CD．因洛伦兹力不做功，两球的机械能均守恒，则由

可知，在最高点速度v小的释放的高度h较小，则释放甲球的初始位置比释放乙球的初始位置低，选项C正确，D错误；
8．BC
【解析】
【详解】
A．沿斜面和垂直斜面分解加速度，可得沿斜面方向的加速度为：a1=6m/s2，垂直斜面方向的加速度为：a2=6m/s2，可得小球运动的时间为：

故A不符合题意。
B．小球只受重力，当速度水平是速度具有最小值，即

故B符合题意。
C．当小球垂直斜面的速度为零时，距斜面最远，即

故C符合题意。
D．落到B点时，沿斜面的速度：

垂直斜面的速度：

落到B点时的速度方向与斜面夹角为：

故D不符合题意。
9．BCD
【解析】
【详解】
A. B物块受到的摩擦力大小等于Ａ所受的摩擦力，随 AB逐渐左移，弹簧逐渐被压缩，弹力增加，则摩擦力增大，则B所受的摩擦力增加，选项A错误；
B. 当A、B开始相对滑动时满足：

解得
x=0.1m=10cm
即A、B一起向左移动10cm时将开始相对滑动，选项B正确；
C. 相对滑动前B对A的摩擦力方向向左，与位移同向，则B对A的摩擦力对A物块做正功，选项C正确；
D. 从初始时刻到A、B刚要开始相对滑动过程中，推力F做功为

选项D正确。
10． mgh2 5.235cm
【解析】
【详解】
(1)[1][2]B点的瞬时速度为：，则重物增加的动能为：；重力势能的减小量为△Ep=mgh2。
(2) [3]取打下O点时重物的重力势能为零，因为初位置的动能为零，则机械能为零，每个位置对应的重力势能和动能互为相反数，即重力势能的绝对值与动能相等，而图线的斜率不同，原因是重物和纸带下落过程中需要克服阻力做功。根据动能定理得：，可得：，图线斜率k1，则。图线斜率，知k1-f=k2，则阻力f=k1-k2．所以重物和纸带下落过程中所受平均阻力与重物所受重力的比值为。
(3)[4]游标卡尺的主尺读数为52mm，游标读数为0.05×7mm=0.35mm，则最终读数：d=52 mm +0.35mm=5.235cm。
11．A C E 1. 42～1. 48 0. 4～0. 8 电压表有分流作用
【解析】
【详解】
（1）[1][2][3]．由表中数据可知，实验中电流表应选择Ａ，电压表应选择Ｃ，滑动变阻器应选择阻值较小的Ｅ.
（2）[4]．画出U-I图像如图：

[5][6]．由图像可知，干电池的电动势E=1.5V，内阻
.
（3）[7]．该实验系统误差的原因是电压表有分流作用．
.
12．(1) 8m/s2 (2) (3) 3s
【解析】
【详解】
（1）根据图象可得加速度大小

解得
a=8m/s2
（2）由牛顿第二定律：



解得

（3）物体向上滑动时

物体向下滑动时



解得
t=3s
13．(1)　顺时针方向 (2)v0－ (3)－
【解析】
【详解】
(1)最大电动势E＝NBLv0，
I＝
得最大电流
I＝
由右手定则知，电流沿顺时针方向
(2)线框完全进入磁场的过程，由动量定理：
－NBLΔt＝mv1－mv0
Δt＝Δq＝N
解得：
v1＝v0－
(3)线框完全离开磁场的过程，由动量定理：
－NBLΔt＝mv2－mv1
得：
v2－v1＝v1－v0
即
v2＝2v1－v0
v2＝v0－
Q＝mv02－mv22
解得：
Q＝
14．(1)16J (2)14N (3) M点左侧5. 12m至右侧3. 2m的范围内
【解析】
【详解】
（1）根据
解得：
J
（2）由动能定理：


解得：
N
（3）风力为0时，小球落在右侧最远处。


小球到达M点时的速度为0时，小球落在左侧最远处。



解得
m，m
即落点在距M点左侧5. 12m至右侧3. 2m的范围内.
15．(1) (2) (3) （）
【解析】
【详解】
（1）由洛伦兹力提供向心力可知；

而
r=l
解得

（2）由类平抛运动的规律可知；



解得

（3）设磁场的边界坐标为（x，y），根据对称性，可得粒子偏转的圆心必定在y轴上，设粒子运动半径为r，由相似三角形可得：



（）
16．（1）5×102m/s；(2)1.8×10-2m；（3）3.57×10-4s；
【解析】【分析】粒子在电场中加速，根据动能定理可以得到速度的大小；由动能定理求出粒子的速度，由牛顿第二定律可以正确解题；由动能定理求出粒子的速度，由运动学公式与牛顿第二定律、公式可以求出运动时间；
解：（1）由
得到
(2)粒子经电场加速，经过轴时速度大小为，满足：
之后进入下方磁场区，依据题意可知运动半径应满足
又由
得
由以上三式可得：
（3）当粒子从的位置无初速释放后，先在电场中加速，加速时间为满足
解得
进入磁场的速度大小为，圆周运动半径为

解得

解得
根据粒子在空间运动轨迹可知，它最低能进入第二个磁场区
它在磁场区共运动时间为半个圆周运动的时间
它经过第一无磁场区时运动方向与轴的夹角满足：

所以它在无磁场区的路程
无磁场区运动时间
总时间






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