2019-2020学年河北省邯郸市高三（上）期末物理试卷PDF版含答案

2019-2020 学年河北省邯郸市高三（上）期末物理试卷
一、选择题：本题共 10 小题，共 40 分，其中 1-6 小题是单选题，在每小题给出的四个选项中只有一项符合题目要
求；7-10 小题是多选题，在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得 4 分，选对但不全
的得 2 分，有选错的得 0 分
1．（4 分）汽车 A 和汽车 B 静止在水平地面上，某时刻汽车 A 开始倒车，结果汽车 A 撞到了停在它正后方的汽车
B，汽车 B 上装有智能记录仪，能够测量并记录汽车 B 前面的物体相对于汽车 B 自身的速度。在本次碰撞中，
如果汽车 B 的智能记录仪测得碰撞前瞬间汽车 A 的速度大小为 v0，已知汽车 A 的质量是汽车 B 质量的 2 倍，碰
撞过程可视为弹性碰撞，则碰后瞬间汽车 A 相对于地面的速度大小为（ ）
A． v0 B． v0 C． v0 D． v0
2．（4 分）如图所示，两条光滑的平行导轨水平放置，导轨间接有一个定值电阻 R，金属杆垂直于导轨放置且与导
轨接触良好，匀强磁场的方向竖直向下。若金属杆与导轨之间的摩擦及金属杆与导轨的电阻均忽略不计，现给金
属杆一个向右的初速度 v0，则金属杆在磁场中的运动速度 v 与时间 t 的关系图象正确的是（ ）

A． B．
C． D．
3．（4 分）一带负电的粒子仅在电场力作用下从 O 点开始沿 x 轴正向运动，O、a，b 是 x 轴上的三个点，O 和 b 关
于以点 a 对称，从 O 到 b 该电场的电势 φ 随位移 x 变化的关系如图所示，则下列说法正确的是（ ）

A．a 点电场强度为零


B．O，a 间场强方向与 a、b 间场强方向相反
C．从 O 到 b 整个运动过程中，粒子经过 a 点时速度最大
D．从 O 到 b 整个运动过程中，粒子做匀加速直线运动
4．（4 分）目前，我国正在大力推行 ETC 系统，ETC（ElectronicTallCollection）是全自动电子收费系统，车辆通过
收费站时无须停车，这种收费系统每车收费耗时不到两秒，其收费通道的通行能力是人工收费通道的 5 至 10 倍，
如图甲所示，在收费站自动栏杆前，后的地面各自铺设完全相同的传感器线圈 A、B，两线圈各自接入相同的电
路，如图乙所示，电路 a、b 端与电压有效值恒定的交变电源连接，回路中流过交变电流，当汽车接近或远离线
圈时，线圈的自感系数发生变化，线圈对交变电流的阻碍作用发生变化，使得定值电阻 R 的 c、d 两端电压就会
有所变化，这一变化的电压输入控制系统，控制系统就能做出抬杆或落杆的动作，下列说法正确的是（ ）

A．汽车接近线圈 A 时，c、d 两端电压升高
B．汽车离开线圈 A 时，c、d 两端电压升高
C．汽车接近线圈 B 时，c、d 两端电压升高
D．汽车离开线圈 B 时，c、d 两端电压降低
5．（4 分）如图所示，在水平推力作用下，物体 A 静止在倾角为 θ＝45°的粗糙斜面上，当水平推力为 F0 时 A 刚
好不下滑，然后增大水平推力的值，当水平推力为 F 时 A 刚好不上滑。设滑动摩擦力等于最大静摩擦力，物块
A 与斜面之间的动摩擦因数为 ?（?＜1），则下列关系式成立的是（ ）
A．F＝ F0 B．F＝（ ）
2
F0
C．F＝ F0 D．F＝（ ）
2
F0
6．（4 分）如图所示，虚线 MN、PQ 之间为匀强电场，MN 的上方和 PQ 的下方分别有垂直于纸面向里的匀强磁场
B1 和 B2，且 B2＝ B1，一不计重力的带电粒子从 MN 上的 a 点垂直于 MN 向上射出，经过磁场偏转后垂直于
MN 方向从 b 点进入电场，穿越电场后，从 c 点再次进入磁场，经过磁场偏转后以垂直于 PQ 的速度打到 d 点，
若 ab＝2cd，则粒子从 b 到 c 克服电场力做的功 W 与其从 a 点出发时的初动能 Ek1 之比为（ ）



A．W：Ek1＝1：2 B．W：Ek1＝1：3 C．W：Ek1＝2：3 D．W：Ek1＝4：5
7．（4 分）如图所示是“电容式加速度传感器”原理图，电容器的一个金属极弹性金属片
板固定在绝缘底座上，另一块极板用弹性金属片制成，当这种加速度传感器用在上下移动的升降机中时，通过测
量电容 C 的变化就能感知升降机加速度的变化情况。设升降机加速度为零时电容器的电容为 C0，下列说法正确
的是（ ）

A．当升降机加速上升时，C＞C0
B．当升降机减速上升时，C＞C0
C．当升降机减速下降时，C＜C0
D．当升降机加速下降时，C＜C0
8．（4 分）如图所示，可视为质点的小球用不可伸长的结实的细线悬挂起来，将细线水平拉直后从静止释放小球，
小球运动到最低点时的动量为 p、重力的功率为 P、绳子拉力为 F，向心加速度为 a；若改变小球质量或悬线长
度，仍将细线水平拉直后从静止释放小球，下列说法正确的是（ ）

A．若仅将小球质量变为原来的 2 倍，则最低点的动量 p 变为原来的 2 倍
B．若仅将小球质量变为原来的 2 倍，则最低点的重力功率 P 变为原来的 2 倍
C．若仅增加悬线长度，则最低点时绳子拉力 F 不变
D．若仅增加悬线长度，则最低点时向心加速度 a 增大
9．（4 分）已知某行星的半径为 R，该行星的一颗卫星围绕行星做匀速圆周运动，环绕周期为 T，卫星到行星表面


的距离也等于 R，引力常量为 G，不考虑行星的自转，则下列说法正确的是（ ）
A．行星表面的重力加速度为
B．行星的质量为
C．该行星的第一宇宙速度为
D．卫星绕行星做圆周运动的线速度为
10．（4 分）交流发电机的线圈绕垂直干匀强磁场的水平轴逆时针匀速转动，每秒转动 10 转，线圈从图示位置开始
计时，电流表的示数为 1A．已知线圈匝数为 500 匝，线圈内阻 r＝1.0Ω，外接电阻 R＝9.0Ω．以下判断正确的是
（ ）

A．图示时刻交变电流方向为 ADCBA
B．通过线围磁通量的最大值为 ×10
﹣3
Wb
C．t＝ s 时线圈磁通量的变化率 Wb/s
D．t＝ s 时外接电阻 R 所消耗的电功率为 10W
二、实验题：本题共 2 小题，共 15 分
11．（6 分）在“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中，由于弹簧自身重力的影响，弹簧平放时的长度与竖直悬挂时
的长度有明显不同，某同学进行了如下操作：
①先将弹簧平放在桌面上，用刻度尺测得弹簧的长度为 L0＝1.15cm；
②再将弹簧的一端固定在铁架台上，弹簧自然下垂，然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧的一侧，刻
度尺零刻度线与弹簧上端对齐，并使弹簧下端的指针恰好落在刻度尺上，将指针指示的刻度值记作 L1；弹簧下
端挂一个 50g的砝码时，指针指示的刻度值记作L2；弹簧下端挂两个 50g的砝码时，指针指示的刻度值记作L3；?；
测量记录如表：
代表符号 L1 L2 L3 L4 L5 L6


刻度值/cm 1.70 3.40 5.10 6.85 8.60 10.30
请回答下列问题
（1）用力学实验中常用的“逐差法”处理实验数据，能够减小因为长度测量带来的误差，则每增加 50g 砝码的
弹簧平均伸长量△L 可表示为 。（用表中的代表符号表示）
（2）根据表中数据计算，该同学所用弹簧的劲度系数 k＝ N/m；弹簧自身的重力 G0＝ N．（g 取
9.8m/s
2
，结果保留 3 位有效数字）
12．（9 分）某同学欲测量电流表 G1 的内阻 r1，实验室有如下实验器材
待测电流表 G1（量程为 0﹣6mA，内阻约 200Ω）
电流表 G2（量程为 0﹣60mA，内阻约 40Ω）
定值电阻 R（阻值为 20Ω）
滑动变阻器 R1（阻值范围为 0﹣1000Ω）
滑动变阻器 R2（阻值范围为 0～20Ω）
电源（电动势约为 3V）
开关、导线若干
请回答下列问题：
（1）实验过程中，要求电表示数从零开始变化，则滑动变阻器应选用 （填“R1”或“R2”）
（2）为尽可能精确测量电流表 G1 的内阻，请在虚线框中画出实验电路原理图。
（3）利用上述实验电路，测量多组数据，图甲为实验过程中某次电流表 G1 的示数，其示数为 mA。
（4）若实验中读得 G1 表和 G2 表的读数为 I1 和 I2，根据多组数据作出 I2﹣I1 图象，如图乙所示，图线的斜率为
k，则 G1 表的内阻 r1＝ （用 k、R0 表示）。

三、计算题：本题共 3 小题，共 45 分．
13．（12 分）如图所示，坐标系 xOy 所在平面存在与 y 轴同方向的匀强电场，M 是 x 轴上的一点、N 是 y 轴上的一
点，质量为 m、电荷量为 q 的正电荷经过 M 点时速度方向与 x 轴正方向成 α＝30°角，速度大小为 v1，当该电


荷运动到 N 点时速度方向与 y 轴正方向夹角也为 α＝30°，电荷所受重力忽略不计，求：
（1）电荷运动到 N 点时的速度大小；
（2）设 M 点的电势为零，则 N 点的电势是多少。

14．（15 分）如图所示，AB 是长为 L1＝40m、倾角 θ1＝53°的倾斜轨道，BC 是长为 L2＝44m、倾角 θ2＝37°的
倾斜轨道，CD 为水平轨道，各轨道之间平滑连接。小物块从 AB 轨道的顶端 A 由静止下滑，小物块与各轨道间
的动摩擦因数均为 ?＝0.5．已知 sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度 g 取 10m/s
2
，求：
（1）小物块在 AB 段下滑的加速度大小；
（2）为了保证小物块不滑离 CD 轨道，CD 轨道至少多长；
（3）小物块从开始下滑到停止全程所用的时间。

15．（18 分）如图所示，倾角为 θ的光滑斜面固定在水平面上，一质量为 m 的小物块受到一沿斜面向上的恒定拉力
F 的作用，从 A 点由静止开始向上加速运动，当小物块运动到斜面上的 B 点时，它的动能与重力势能之和增加
了 18J，此时将拉力 F 反向，但大小不变，直到物块再次返回出发点 A．已知物块从 A 到 B 的时间为从 B 返回
A 时间的一半。重力加速度为 g，求：
（1）拉力 F 的大小；（用 m、θ、g 表示）
（2）以 A 为零势能点，当物块动能为 6J 时，物块的重力势能。




2019-2020 学年河北省邯郸市高三（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题：本题共 10 小题，共 40 分，其中 1-6 小题是单选题，在每小题给出的四个选项中只有一项符合题目要
求；7-10 小题是多选题，在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得 4 分，选对但不全
的得 2 分，有选错的得 0 分
1．【解答】解：两汽车发生弹性碰撞，碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，设碰撞后 A、B 的速度分别为 v1、v2，
以碰撞前 A 的速度方向为正方向，设 B 的质量为 m，则 A 的质量为 2m，由动量守恒定律得：2mv0＝2mv1+mv2
由机械能守恒定律得：
解得：v1＝ v0，故 C 正确，ABD 错误。
故选：C。
2．【解答】解：金属杆运动过程中受向左的安培力，其大小为
F＝ ①
对金属杆，根据牛顿第二定律，有
F＝ma②
联立①②，得
a＝
由题意知金属杆做减速运动，v 减小，则加速度减小；
根据 v﹣t 图象的斜率表示加速度大小可知，图象的斜率减小，故
ABD 错误，C 正确；
故选：C。
3．【解答】解：A、根据电场强度与电势差的关系 U＝Ed，知 φ﹣x 图象的斜率表示电场强度 E，a 点电势为零，但
电场强度不为零，故 A 错误。
B、O、a 间图象斜率与 a、b 间图象斜率相同，则 O、a 间与 a、b 间场强大小、方向均相同，故 B 错误。
CD、电场方向沿 x 轴负方向，粒子受到的电场力方向沿 x 轴正方向，从 O 到 b 整个运动过程中，粒子所受到的
电场力大小和方向不变，做匀加速直线运动，粒子经过 b 点时速度最大，故 C 错误，D 正确。
故选：D。


4．【解答】解：汽车上有很多钢铁，当汽车接近线圈时，相对于给线圈增加了铁芯，所以线圈的自感系数增大，感
抗也增大，在电压不变的情况下，交流回路的电流将减小，所以 R 两端得电压将减小，即 c、d 两端得电压将减
小；同理，汽车远离线圈时，线圈的感抗减小，交流回路的电流增大，c、d 两端得电压将增大。故 B 正确，ACD
错误
故选：B。
5．【解答】解：当物体恰好不下滑时，沿斜面方向刚好平衡，则有：
mgsin45°＝F0cos45°+μFN；
垂直于斜面方向，有：
FN＝mgcos45°+F0cos45°，
解得：F0＝ ；
同理，当物体恰好不上滑时有：F＝ ，
解得：F＝ ，故 ABC 错误，D 正确；
故选：D。
6．【解答】解：设粒子在电场上方和下方的速率分别为 v1、v2，在上方和下方磁场中轨道半径分别为 R1、R2，
根据洛伦兹力提供向心力可得：R1＝ 、R2＝
根据题意可得 B2＝ B1、R1＝2R2
解得 v1＝ v2
在电场中，根据动能定理可得 W＝ ＝ ＝ ，故 A 正确、BCD 错误。
故选：A。
7．【解答】解：A、当升降机加速上升时，加速度方向向上，弹簧片向下弯曲，电容变大，即 C＞C0，故 A 正确；
B、当升降机减速上升时，加速度方向向下，弹簧片向上弯曲，电容变小，即 C＜C0，故 B 错误；
C、当升降机减速下降时，加速度方向向上，弹簧片向下弯曲，电容变大，即 C＞C0，故 C 错误；
D、当升降机加速下降时，加速度方向向下，弹簧片向上弯曲，电容变小，即 C＜C0，故 D 正确。
故选：AD。
8．【解答】解：A、由机械能守恒定律得 ，则 ．若仅将小球的质量变为原来的 2 倍，小球到最
低点的速度 v 不变，由 p＝mv 可知动量将变为原来的 2 倍，故 A 正确；


B、在最低点时速度的方向为水平方向，与重力方向垂直，重力的功率为零，所以小球的动量不变仍然为零，故
B 错误；
C、在最低点绳子的拉力为 F，由牛顿第二定律可得 ，则 F＝3mg，可见在最低点时绳子的拉力与绳
长无关，故 C 正确；
D、向心加速度 ，与绳长 L 无关，故 D 错误。
故选：AC。
9．【解答】解：AB、在行星的表面万有引力等于重力，mg＝ ，卫星绕行星做匀速圆周运动，万有引力提供向
心力， ＝m ，其中 r＝2R，联立解得行星表面重力加速度 g＝ ，行星的质量 M＝ ，
故 A 错误，B 正确；
C、卫星在行星表面飞行，速度为第一宇宙速度， ＝ ，故 C 错误；
D、卫星绕行星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，v＝ ＝ ，故 D 正确。
故选：BD。
10．【解答】解：A、由右手定则可知，图示时刻电流方向为：ADCBA，故 A 正确。
B、电动势的有效值：E＝I（R+r）＝1×（9.0+1.0）＝10V，电动势的峰值：Em＝ E＝10 V，
感应电动势峰值：Em＝NBSω，通过线圈磁通量的最大值：Φm＝BS＝ ，代入数据解得：Φm＝
Wb，故 B 正确。
C、线圈做圆周运动的角速度：ω＝2πn＝20πrad/s，从图示位置开始计时，电动势的瞬时值表达式：e＝Emsin
（ωt+90°）＝Emcosωt＝10 cos20πt V，
t＝ s 时，感应电动势瞬时值：e＝10V，此时磁通量的变化率： Wb/s，故 C 错误。
D、求电功率应用有效值，t＝ s 时外接电阻 R 所消耗的电功率：P＝ ＝9W，
故 D 错误。
故选：AB。
二、实验题：本题共 2 小题，共 15 分
11．【解答】解：（1）根据题意有：L4﹣L1＝3△L


同理：L5﹣L2＝3△L，L6﹣L3＝3△L，
因此△L＝ ；
（2）弹簧的劲度系数为：
＝ ＝ N/m ＝
28.4N/m；
弹簧自身的重力为：G0＝k（L1﹣L0）＝28.4×（1.70﹣1.15）×10
﹣2
N＝0.156N
故答案为：（1） （2）28.4，0.156。
12．【解答】解：（1）由于电流表示数从零开始变化，滑动变阻器采用分压接法，因而滑动变阻器选择阻值小的，
故选 R2
（2）由于题目没有电压表，而提供的电流表电阻未知，根据题意可知需要定值电阻作为电压表使用，此时需要
知道通过定值电阻的电流，滑动变阻器采用分压接法；
故采用实验电路图如图所示：
；
（3）电流表的最小刻度为 0.1mA，估读到下一位，故电流计读数为 3.60mA；
（4）根据电路图和欧姆定律得：
I1r1＝（I2﹣I1）R0
整理得：I2＝
结合图象可得：k＝
解得：r1＝（k﹣1）R0
故答案：（1）R2；（2）
；


（3）3.60；（4）（k﹣1）R0。
三、计算题：本题共 3 小题，共 45 分．
13．【解答】解：（1）设带电粒子在 N 点的速度大小为 v2。
垂直于电场方向是匀速运动，因此 v2sin30°＝v1cos 30°
解得：v2＝ v1
（2）电荷从 M 运动到 N 只有电场力做功，根据动能定理有：qUMN＝ m（v2
2
﹣v1
2
）
解得 M、N 两点间的电势差：UMN＝
设 N 点的电势为 φN
UMN＝φM﹣φN
φN＝φM﹣UMN＝0﹣
解得：φN＝﹣
答：（1）电荷运动到 N 点时的速度大小是 v1；
（2）设 M 点的电势为零，则 N 点的电势是﹣ 。
14．【解答】解：（1）物块从 A 到 B，根据牛顿第二定律得：
mgsinθ1﹣μmgcosθ1＝ma1。
得：a1＝5m/s
2
。
（2）从 A 到 B 物块做匀加速直线运动，有：
vB＝ ＝ m/s＝20m/s
从 B 到 C，根据牛顿第二定律得：
mgsinθ2﹣μmgcosθ2＝ma2。
得：a2＝2m/s
2
。
由 vC
2
﹣vB
2
＝2a2L2 代入数据解得：vC＝24m/s
从 C 点到停止，有：


a3＝ ＝μg＝5m/s
2
。
L3＝ ＝ m＝57.6m
所以，为了保证小物块不滑离 CD 轨道，CD 轨道至少长 57.6m。
（3）从 A 到 B 用时为：t1＝ ＝ s＝4s
从 B 到 C 用时为：t2＝ ＝ s＝2s
从 C 到停下用时为：t3＝ ＝ s＝4.8s
总时间为：t＝t1+t2+t3＝10.8s
答：（1）小物块在 AB 段下滑的加速度大小是 5m/s
2
．；
（2）为了保证小物块不滑离 CD 轨道，CD 轨道至少 57.6m 长；
（3）小物块从开始下滑到停止全程所用的时间是 10.8s。
15．【解答】解：（1）设物块在时间 t 内从 A 到 B，则从 B 返回 A 的时间为 2t，
t 和 2t 时间内的加速度大小分别为 a1、a2，
由于 t 与 2t 内的位移大小相等方向相反，
则有： ，
解得： ，
由牛顿第二定律得：
从 A 到 B 过程：F﹣mgsinθ＝ma1，
从 B 到 A 过程：F+mgsinθ＝ma2，
解得：F＝9mgsinθ；
（2）物块的动能为 6J 位置有两个，设第一个动能为 6J 的位置距离 A 为 s1，
第二个动能为 6J 的位置距离 B 的位置为 s2，A、B 间的距离为 s，
由动能定理得：（F﹣mgsinθ）s1＝EK，
解得：mgs1sinθ＝ EK＝0.75J，
该点重力势能：EP1＝mgs1sinθ＝0.75J；


对从开始运动到动能第二次为 6J 的过程，由动能定理得：
（F﹣mgsinθ）s﹣（mgsin+F）s2＝EK，
由于 F＝9mgsinθ，则： Fs﹣10mgs2sinθ＝6J，
由于 Fs＝18J，
解得：mgs2sinθ＝1J，
该点的重力势能：EP＝mgssinθ+mgs2sinθ，
因为 mgssinθ＝ Fs＝2J，
因此：EP2＝2+1＝3J；
答：（1）拉力 F 的大小为 9mgsinθ；
（2）以 A 为零势能点，当物块动能为 6J 时，物块的重力势能为 0.75J 或 3J。