云南省广南县二中2020届高三上学期期末考试物理试题word版含答案

云南省广南县二中2019-2020学年上学期期末考试
高三 物理
一、单选题(共5小题,每小题6.0分,共30分)
1.某同学设计了一个验证平行四边形定则的实验，装置如图所示．系着小物体m1、m2的细线绕过光滑小滑轮与系着小物体m3的细线连接在O点，当系统达到平衡时绕过滑轮的两细线与竖直方向夹角分别为37°和53°，则三个小物体的质量之比m1∶m2∶m3为(sin 37°＝0.6，sin 53°＝0.8)(　　)
A． 3∶4∶5
B． 4∶3∶5
C． 4∶5∶3
D． 3∶5∶4
2.如图甲所示，一长木板在水平地面上运动，初速度为v0，在某时刻(t＝0)将一相对于地面静止的物块轻放到木板上，己知物块与木板的质量相等，设物块与木板间及木板与地面间的动摩擦因数均为μ，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上．在物块放到木板上之后，木板运动的速度－时间图象可能是图乙中的(　　)
A． B． C． D．
3.宇宙中有一双星系统远离其他天体，各以一定的速率绕两星连线上的一点做圆周运动，两星与圆心的距离分别为R1和R2且R1不等于R2，那么下列说法中正确的是：（ ）
A． 这两颗星的质量必相等 B． 这两颗星的速率大小必相等
C． 这两颗星的周期必相同 D． 这两颗星的速率之比为
4.如图所示，一足够长的木板在光滑的水平面上以速度v向右匀速运动，现将质量为m的物体竖直向下轻轻地放置在木板上的右端，已知物体m和木板之间的动摩擦因数为μ，为保持木板的速度不变，从物体m放到木板上到它相对木板静止的过程中，须对木板施一水平向右的作用力F，那么力F对木板做功的数值为(　　)
A．mv2/4 B．mv2/2 C．mv2 D． 2mv2
5.如图所示，绝缘轻杆可绕中点O转动，其两端分别固定带电小球A和B，处于水平向右的匀强电场中．初始时使杆与电场线垂直，松开杆后，在电场力作用下，杆最终停在与电场线平行的位置上，则下列说法正确的是(　　)
A． 球一定带正电荷
B．A球的电荷量一定大于B球的电荷量
C．B球的电势能一定减少
D． 两球的电势能之和一定减少
二、多选题(共3小题,每小题6.0分,共18分)
6.(多选)如图所示，在光滑平面上有一静止小车，小车质量为M＝5 kg，小车上静止地放置着质量为m＝1 kg的木块，和小车间的动摩擦因数为μ＝0.2，用水平恒力F拉动小车，下列关于木块的加速度am和小车的加速度aM，可能正确的有(　　)
A．am＝1 m/s2，aM＝1 m/s2
B．am＝1 m/s2，aM＝2 m/s2
C．am＝2 m/s2，aM＝4 m/s2
D．am＝3 m/s2，aM＝5 m/s2
7.(多选)如图所示，质量为m的物体在斜向上的传送带上由静止释放．传送带由电动机带动，始终保持以速度v匀速斜向上运动．物体在传送带上运动一段时间后与传送带保持相对静止．对于物体从静止释放到相对传送带静止这一过程，下列说法正确的是(　　)
A． 物体克服重力做的功为mv2
B． 合外力对物体做的功为mv2
C． 物体和传送带之间由于摩擦而产生的热量为mv2
D． 摩擦力对物体做的功等于物体机械能的增量
8.图1中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面b上的电势为2 V．一电子经过a时的动能为10 eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为6 eV.下列说法正确的是(　　)
图1
A． 平面c上的电势为零
B． 该电子可能到达不了平面f
C． 该电子经过平面d时，其电势能为4 eV
D． 该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍
分卷II
三、实验题(共2小题,共15分)
9.(9分)某同学用图1(a)所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数．跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧秤相连，滑轮和木块间的细线保持水平，在木块上方放置砝码．缓慢向左拉动水平放置的木板，当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时，弹簧秤的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小．某次实验所得数据在下表中给出，其中f4的值可从图(b)中弹簧秤的示数读出．
图1
回答下列问题：
(1)f4＝________N；
(2)在图(c)的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出f－m图线；
(3)f与m、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数μ及重力加速度大小g之间的关系式为f＝________，f－m图线(直线)的斜率的表达式为k＝________；
(4)取g＝9.80 m/s2，由绘出的f－m图线求得μ＝________.(保留2位有效数字)
10.某探究性学习小组利用如图12所示的电路测量电池的电动势和内阻．其中电流表A1的内阻r1＝1.0 kΩ，电阻R1＝9.0 kΩ，为了方便读数和作图，给电池串联一个R0＝3.0 Ω 的电阻．
图12
①按图示电路进行连接后，发现aa′、bb′和cc′三条导线中，混进了一条内部断开的导线．为了确定哪一条导线内部是断开的，将电键S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、b′间电压，读数不为零，再测量a、a′间电压，若读数不为零，则一定是______导线断开；若读数为零，则一定是______导线断开．
图13
②排除故障后，该小组顺利完成实验．通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据，作出图象如图13.由I1－I2图象得到电池的电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω.
四、计算题
11.(20分)如图1，在竖直平面内，一半径为R的光滑圆弧轨道ABC和水平轨道PA在A点相切，BC为圆弧轨道的直径，O为圆心，OA和OB之间的夹角为α，sinα＝.一质量为m的小球沿水平轨道向右运动，经A点沿圆弧轨道通过C点，落至水平轨道；在整个过程中，除受到重力及轨道作用力外，小球还一直受到一水平恒力的作用．已知小球在C点所受合力的方向指向圆心，且此时小球对轨道的压力恰好为零．重力加速度大小为g.求：
图1
(1)水平恒力的大小和小球到达C点时速度的大小；
(2)小球到达A点时动量的大小；
(3)小球从C点落至水平轨道所用的时间．
12.两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为l＝0.5 m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角．完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒质量均为m＝0.02 kg，电阻均为R＝0.1 Ω，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.2 T，棒ab在平行于导轨向上的力F作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd恰好能够保持静止．取g＝10 m/s2，问：
(1)通过棒cd的电流I是多少，方向如何？
(2)棒ab受到的力F多大？
(3)棒cd每产生Q＝0.1 J的热量，力F做的功W是多少？
13.[物理——选修3－3](15分)
(1)(5分)如图1，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③、④到达状态e.对此气体，下列说法正确的是________(选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分)．
图1
A．过程①中气体的压强逐渐减小
B．过程②中气体对外界做正功
C．过程④中气体从外界吸收了热量
D．状态c、d的内能相等
E．状态d的压强比状态b的压强小
(2)(10分)如图1，容积为V的汽缸由导热材料制成，面积为S的活塞将汽缸分成容积相等的上下两部分，汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连，细管上有一阀门K.开始时，K关闭，汽缸内上下两部分气体的压强均为p0.现将K打开，容器内的液体缓慢地流入汽缸，当流入的液体体积为V8时，将K关闭，活塞平衡时其下方气体的体积减小了V6.不计活塞的质量和体积，外界温度保持不变，重力加速度大小为g.求流入汽缸内液体的质量．
图1
14.[物理——选修3－4](15分)
(1)(5分)如图1，△ABC为一玻璃三棱镜的横截面，∠A＝30°.一束红光垂直AB边射入，从AC边上的D点射出，其折射角为60°，则玻璃对红光的折射率为________．若改用蓝光沿同一路径入射，则光线在D点射出时的折射角________(填“小于”“等于”或“大于”)60°.
图1
(2)(10分)一列简谐横波在t＝13 s时的波形图如图2(a)所示，P、Q是介质中的两个质点．图(b)是质点Q的振动图象．求：
(ⅰ)波速及波的传播方向；
(ⅱ)质点Q的平衡位置的x坐标．
图2

答案
1.B 2.A 3.C 4.C 5.D 6.AC 7BD 8AB
9.(1)2.75
(2)见解析图
(3)μ(M＋m)g　μg　(4)0.40
【解析】(1)由图b可读出弹簧秤的示数f4＝2.75 N.
(2)f-m图线如图所示．
(3)摩擦力表达式f＝μ(M＋m)g，其斜率k＝μg.
(4)图线的斜率k＝＝＝3.9
解得μ≈0.40.
10.　(3)①aa′　bb′②1.41(1.36～1.44均可)　0.5(0.4～0.6均可)
【解析】(3)①用电压挡检测电路故障，电压表的表头是电流计，原电路有断路，回路中无电流，将电压表接在a、b′间后有示数，说明电路被接通，即a、b′间有断路故障，再测量a、a′间电压，电压表读数不为零，说明断路故障的范围被缩小到a、a′间，则一定是aa′导线断开；若读数为零，则说明电路仍未被接通，电路故障一定是bb′导线断开．
②根据闭合电路的欧姆定律得E＝I1(R1＋r1)＋(I1＋I2)(R0＋r)，I1?I2，上式可简化为E＝I1(R1＋r1)＋I2(R0＋r)，读出两点坐标：(60 mA,0.12 mA)和(260 mA,0.05 mA)，代入方程解得：电动势E＝1.41 V，内阻r＝0.5 Ω.
11.(1)mg　　(2)　(3)
【解析】(1)设水平恒力的大小为F0，小球到达C点时所受合力的大小为F.由力的合成法则有
＝tanα①
F2＝(mg)2＋F02②
设小球到达C点时的速度大小为v，由牛顿第二定律得
F＝m③
由①②③式和题给数据得
F0＝mg④
v＝⑤
(2)设小球到达A点的速度大小为v1，作CD⊥PA，交PA于D点，由几何关系得
DA＝Rsinα⑥
CD＝R(1＋cosα) ⑦
由动能定理有
－mg·CD－F0·DA＝mv2－mv12⑧
由④⑤⑥⑦⑧式和题给数据得，小球在A点的动量大小为p＝mv1＝⑨
(3)小球离开C点后在竖直方向上做初速度不为零的匀加速运动，加速度大小为g.设小球在竖直方向的初速度为v⊥，从C点落至水平轨道上所用时间为t.由运动学公式有
v⊥t＋gt2＝CD⑩
v⊥＝vsinα?
由⑤⑦⑩?式和题给数据得
t＝?
12.(1)1 A，方向由d到c　(2)0.2 N　(3)0.4 J
【解析】(1)棒cd受到的安培力为Fcd＝BIl
棒cd在共点力作用下平衡，则Fcd＝mgsin 30°
由①②式代入数值得：I＝1 A
根据楞次定律可知，棒cd中电流方向由d至c.
(2)棒ab与棒cd受到的安培力大小相等，Fab＝Fcd
对棒ab，由共点力平衡条件得：F＝mgsin 30°＋BIl
代入数据解得：F＝0.2 N
(3)设在时间t内棒cd产生Q＝0.1 J的热量，由焦耳定律知Q＝I2Rt
设棒ab匀速运动的速度大小为v，其产生的感应电动势E＝Blv
由闭合电路欧姆定律可知I＝
根据运动学公式可知，在时间t内，棒ab沿导轨的位移x＝vt
则力F做的功W＝Fx
联立以上各式，代入数值解得：W＝0.4 J.
13.(1)BDE　(2)15p0S26g
【解析】(1)过程①中，气体由a到b，体积V不变、T升高，则压强增大，A项错误；过程②中，气体由b到c，体积V变大，对外界做功，B项正确；过程④中，气体由d到e，温度T降低，内能ΔU减小，体积V不变，气体不做功，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W得Q<0，即气体放出热量，C项错误；状态c、d温度相同，所以内能相同，D项正确；由b到c的过程，作过状态b、c的等压线，分析可得pb>pc，由c到d的过程，温度不变，Vcpd，所以pb>pc>pd，E项正确．
(2)设活塞再次平衡后，活塞上方气体的体积为V1，压强为p1；下方气体的体积为V2，压强为p2.在活塞下移的过程中，活塞上、下方气体的温度均保持不变，由玻意耳定律得
p0V2＝p1V1①
p0V2＝p2V2②
由已知条件得
V1＝V2＋V6－V8＝1324V③
V2＝V2－V6＝V3 ④
设活塞上方液体的质量为m，由力的平衡条件得
p2S＝p1S＋mg⑤
联立以上各式得
m＝15p0S26g ⑥
14.(1)3　大于　(2)(ⅰ)18 cm/s　沿x轴负方向传播　(ⅱ)9 cm
【解析】(1)根据光路的可逆性，在AC面，入射角为60°时，折射角为30°.
根据光的折射定律有n＝sinisinr＝sin60°sin30°＝3.
玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大，
沿同一路径入射时，r角仍为30°不变，对应的i角变大．
因此折射角大于60°.
(2)(ⅰ)由图(a)可以看出，该波的波长为
λ＝36 cm ①
由图(b)可以看出，周期为
T＝2 s ②
波速为v＝λT＝18 cm/s ③
由图(b)知，当t＝13 s时，Q点向上运动，结合图(a)可得，波沿x轴负方向传播．
(ⅱ)设质点P、Q平衡位置的x坐标分别为xP、xQ.由图(a)知，x＝0处y＝－A2＝Asin (－30°)，因此
xP＝30°360°λ＝3 cm ④
由图(b)知，在t＝0时Q点处于平衡位置，经Δt＝13 s，其振动状态向x轴负方向传播至P点处，由此及③式有
xQ－xP＝vΔt＝6 cm ⑤
由④⑤式得，质点Q的平衡位置的x坐标为
xQ＝9 cm ⑥