2018屆高三物理上學(xué)期期末試卷(河北省定州中學(xué)高補(bǔ)班帶答案)

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高三 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
河北定州中學(xué)2019—2018學(xué)年度第一學(xué)期期末考試
高四年級 物理試卷

一、選擇題
1.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(yàn)證引力波的存在,證實(shí)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(diǎn)做圓周運(yùn)動,且這兩個黑洞的間距緩慢減小。若該黑洞系統(tǒng)在運(yùn)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(yùn)動,下列說法正確的是(  )
A. 這兩個黑洞運(yùn)行的線速度大小始終相等
B. 這兩個黑洞做圓周運(yùn)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(yùn)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(yùn)行的周期也在減小
2.中央電視臺綜藝節(jié)目《加油向未來》中有一個橄欖球空中擊劍游戲:寶劍從空中B點(diǎn)自由落下,同時橄欖球從A點(diǎn)以速度v0沿AB方向拋出,恰好在空中C點(diǎn)擊中劍尖,不計(jì)空氣阻力。下列說法正確的是( )

A. 橄欖球在空中運(yùn)動的加速度大于寶劍下落的加速度
B. 橄欖球若以小于v0的速度沿原方向拋出,一定能在C點(diǎn)下方擊中劍尖
C. 橄欖球若以大于v0的速度沿原方向拋出,一定能在C點(diǎn)上方擊中劍尖
D. 橄欖球無論以多大速度沿原方向拋出,都能擊中劍尖
3.在粗糙的水平面上固定?擋板,?質(zhì)量不計(jì)的彈簧左端固定在擋板上,一可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m的物
塊A放在彈簧的右端,初始時刻彈簧為原長,物塊與彈簧未連接,現(xiàn)瞬間給物塊一向左的初速度,使其
將彈簧壓縮,經(jīng)過一段時間彈簧將物塊彈開,在整個運(yùn)動過程中彈簧的最大壓縮量為l。已知物塊的
初速度大小為v0、物塊與水平地面之間的動摩擦因數(shù)為μ。則下列不正確的是

A. 物塊向右運(yùn)動與彈簧分離前,物塊的動能先增大后減小
B. 彈簧最短時,彈簧具有的彈性勢能為
C. 物塊與彈簧分離前二者組成的系統(tǒng)其機(jī)械能一直減小
D. 當(dāng)物塊離開彈簧滑動到速度為零時,物塊距離出發(fā)點(diǎn)之間的距離為 ;
4.一個正點(diǎn)電荷Q靜止在正方形的一個角上,另一個帶電質(zhì)點(diǎn)射入 該區(qū)域時,恰好能經(jīng)過正方形的另外三個角a、b、c,如圖所示,則有

A. a、b、c三點(diǎn)的電勢高低及場強(qiáng)大小的關(guān)系是
B. 帶電質(zhì)點(diǎn)由a到b電勢能減小,由b到c電場力做負(fù)功,在b點(diǎn)動能最小
C. 帶電質(zhì)點(diǎn)在a、b、c三處的加速度大小之比是1:2:1
D. 若改變帶電質(zhì)點(diǎn)在a處的速度大小和方向,有可能使其經(jīng)過三點(diǎn)a、b、c做勻速圓周運(yùn)動
5.如圖所示,D是一只理想二極管,電流只能從a流向b,而不能從b流向a.平行板電容器的A、B兩極板間有一電荷,在P點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài).以E表示兩極板間的電場強(qiáng)度,U表示兩極板間的電壓,Ep表示電荷在P點(diǎn)的電勢能.若保持極板B不動,將極板A稍向上平移,則下列說法中錯誤的是

A. E變小
B. U變大
C. Ep不變
D. 電荷仍保持靜止
6.宇宙中有兩顆相距無限遠(yuǎn)的恒星s1、s2,半徑均為R0.下圖分別是兩顆恒星周圍行星的公轉(zhuǎn)周期T2與公轉(zhuǎn)半徑r3的圖像,則

A. 恒星s1的質(zhì)量大于恒星s2的質(zhì)量
B. 恒星s1的密度小于恒星s2的密度
C. 恒星s1的第一宇宙速度大于恒星s2的第一宇宙速度
D. 距兩恒星表面高度相同的行星,s1的行星向心加速度較大
7.如圖所示,由傾角為45°的粗糙斜面AB和半徑為0.5 m的3/4光滑圓弧組成的軌道固定在豎直平面內(nèi),斜面和圓弧之間由小圓弧(長度不計(jì))平滑連接,其中B為最低點(diǎn),D為最高點(diǎn),C,A兩點(diǎn)和圓弧圓心O在同一水平線上.一物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))在A點(diǎn)以初速度v0=5 m/s沿斜面向下沿內(nèi)軌道運(yùn)動.物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ,取重力加速度大小g=10 m/s2,則下列說法正確的是

A. 若μ值滿足一定的條件,則物塊可能從D處開始做自由落體運(yùn)動
B. 若μ值滿足一定的條件,則物塊可能最終從AD圓弧某處脫離軌道
C. 若μ=0.2,則物塊最終從CD圓弧某處脫離軌道
D. 若μ=0.2,則物塊始終不會脫離軌道
8.某山地自行車有六個飛輪和三個鏈輪,鏈輪(與腳踏同軸)和飛輪(與后輪同軸)的齒數(shù)如下表所示,前后輪半徑為30cm,某人腳踩踏板做勻速圓周運(yùn)動的角速度是4 rad/s,則人騎自行車的最大速度為
名稱鏈輪飛輪
齒數(shù)483528151618212428
A. 7.68m/s B. 3.84m/s
C. 2.4m/s D. 1.2m/s
9.如圖所示,豎直平面內(nèi)有一固定的光滑軌道ABCD,其中傾角為θ=370的斜面AB與半徑為R的圓弧軌道平滑相切于B點(diǎn),CD為豎直直徑,O為圓心。質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從與B點(diǎn)高度差為h的位置A點(diǎn)沿斜面由靜止釋放。重力加速度大小為g,sin37°= 0.6, cos370=0.8,則下列說法正確的是

A. 當(dāng)h= 2R時,小球過C點(diǎn)時對軌逍的壓カ大小為27mg/5
B. 當(dāng)h= 2R時,小球會從D點(diǎn)離開圓弧軌道做平?運(yùn)動
C. 當(dāng)h= 3R時,小球運(yùn)動到D點(diǎn)時對軌道的壓力大小為1.4mg
D. 調(diào)整h的值,小球能從D點(diǎn)離開圓弧軌道,并能恰好落在B點(diǎn).
10.電場強(qiáng)度方向與x軸平行的靜電場,其電勢φ隨x的分布如圖所示,一質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子(不計(jì)重力),以初速度v0從O點(diǎn)(x=0)沿x軸正方向進(jìn)入電場。下列敘述正確的是

A. 粒子從O點(diǎn)運(yùn)動到x3點(diǎn)的過程中,在x3點(diǎn)速度最大
B. 粒子從x1點(diǎn)運(yùn)動到x3點(diǎn)的過程中,電勢能先減小后增大
C. 要使粒子能運(yùn)動到x4處,粒子的初速度v0至少為
D. 若 ,則粒子在運(yùn)動過程中的最大動能為
11.如圖所示,質(zhì)量為M、長為L的木板置于光滑的水平面上,一質(zhì)量為m的滑塊放置在木板左端,滑塊與木板間滑動摩擦力大小為f,用水平的恒定拉力F作用于滑塊.當(dāng)滑塊運(yùn)動到木板右端時,木板在地面上移動的距離為s,下列結(jié)論中正確的是

A. 其他條件不變的情況下,m越大,s越小
B. 其他條件不變的情況下,M越大,s越小
C. 其他條件不變的情況下,F(xiàn)越大,滑塊到達(dá)右端所用時間越短
D. 其他條件不變的情況下,f越大,滑塊到達(dá)右端所用時間越長
12.電場強(qiáng)度方向與x軸平行的靜電場,其電勢φ隨x的分布如圖所示,一質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子(不計(jì)重力),以初速度v0從O點(diǎn)(x=0)沿x軸正方向進(jìn)入電場。下列敘述正確的是

A. 粒子從O點(diǎn)運(yùn)動到x3點(diǎn)的過程中,在x3點(diǎn)速度最大
B. 粒子從x1點(diǎn)運(yùn)動到x3點(diǎn)的過程中,電勢能先減小后增大
C. 要使粒子能運(yùn)動到x4處,粒子的初速度v0至少為
D. 若 ,則粒子在運(yùn)動過程中的最大動能為
13.在地面附近,存在著一有界電場,邊界MN將空間分成上下兩個區(qū)域I、II,在區(qū)域II中有豎直向上的勻強(qiáng)電場,在區(qū)域I中離邊界某一高度由靜止釋放一個質(zhì)量為m的帶電小球A,如圖甲所示,小球運(yùn)動的v-t圖象如圖乙所示,不計(jì)空氣阻力,則( 。

A. 小球受到的重力與電場力之比為3:5
B. 在t=5s時,小球經(jīng)過邊界MN
C. 在小球向下運(yùn)動的整個過程中,克服電場力做功等于重力勢能的變化量
D. 在1s~4s過程中,小球的機(jī)械能先增大后減小
14.在如圖所示電路中,閉合電鍵S,當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P向下滑動時,四個理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化,電表的示數(shù)分別用I、U1、U2和U3表示,電表示數(shù)變化量的大小分別用△I、△U1、△U2和△U3表示.下列比值正確的是

A. △U1>△U2 ,△U2>△U3
B. U1:I不變,△U1:△I不變
C. U2:I變大,△U2:△I變大
D. U3:I變大,△U3:△I不變
15.如圖所示,傾角為θ的斜面固定在水平面上,從斜面頂端以速度 水平拋出一小球,經(jīng)過時間 恰好落在斜面底端,速度是v,不計(jì)空氣阻力。下列說法正確的是

A. 若以速度2 水平拋出小球,則落地時間大于
B. 若以速度2 水平拋出小球,則落地時間等于
C. 若以速度 水平拋出小球,則撞擊斜面時速度方向與v成 θ角
D. 若以速度 水平拋出小球,則撞擊斜面時速度方向與v同向
16.“嫦娥三號”從距月面高度為100km的環(huán)月圓軌道I上的P點(diǎn)實(shí)施變軌,進(jìn)入近月點(diǎn)為15km的橢圓軌道Ⅱ,由近月點(diǎn)Q落月,如圖所示。關(guān)于“嫦娥三號”,下列說法正確的是

A. 沿軌道Ⅱ運(yùn)行的周期大于沿軌道I運(yùn)行的周期
B. 沿軌道I運(yùn)動至P時,需制動減速才能進(jìn)入軌道Ⅱ
C. 沿軌道Ⅱ運(yùn)行時,在P點(diǎn)的加速度等于在Q點(diǎn)的加速度大小
D. 在軌道Ⅱ上由P點(diǎn)運(yùn)行到Q點(diǎn)的過程中,萬有引力對其做正功,它的動能增加,重力勢能減小,機(jī)械能不變
17.如圖所示矩形框內(nèi),存在正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場,電場方向豎直向下,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直于紙面向里。一質(zhì)量為m帶電荷量大小為q的小球從左側(cè)M點(diǎn)以某一速度射入該區(qū)域,恰好沿直線從右側(cè)的N點(diǎn)(未畫出)穿出。則

A. 小球一定帶正電
B. N點(diǎn)一定與M點(diǎn)在同一水平線上
C. 小球的可能速度之差的大小為
D. 若該帶電小球以大小相同的速度從N點(diǎn)反向進(jìn)入該區(qū)域,運(yùn)動過程中動能一定增加
18.如圖所示,水平轉(zhuǎn)臺上有一個質(zhì)量為m的物塊,用長為L的細(xì)繩將物塊連接在轉(zhuǎn)軸上,細(xì)線與豎直轉(zhuǎn)軸的夾角為θ角,此時繩中張力為零,物塊與轉(zhuǎn)臺間動摩擦因數(shù)為μ(μ<tanθ),最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,物塊隨轉(zhuǎn)臺由靜止開始逐漸加速轉(zhuǎn)動,則:( )

A. 物塊離開轉(zhuǎn)臺之前所受摩擦力始終指向轉(zhuǎn)軸
B. 當(dāng)轉(zhuǎn)臺角速度 時,物塊將離開轉(zhuǎn)臺
C. 當(dāng)轉(zhuǎn)臺對物塊做的功為 時,物塊對轉(zhuǎn)臺的壓力恰好為零
D. 當(dāng)轉(zhuǎn)臺的角速度 時,隨著角速度的增加,細(xì)線將會對物塊做正功
19.如圖所示,水平光滑長桿上套有小物塊A,細(xì)線跨過位于O點(diǎn)的輕質(zhì)光滑定滑輪,一端連接A,另一端懸掛小物塊B,物塊A、B質(zhì)量相等。C為O點(diǎn)正下方桿上的點(diǎn),滑輪到桿的距離OC=h. 開始時A位于P點(diǎn),PO與水平方向的夾角為30°,F(xiàn)將A、B靜止釋放。則下列說法正確的是( )

A. 物塊A經(jīng)過C點(diǎn)時的速度大小為
B. 物塊A由P點(diǎn)出發(fā)第一次到達(dá)C點(diǎn)過程中,速度先增大后減小
C. 物塊A在桿上長為 h的范圍內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動
D. 在物塊A由P點(diǎn)出發(fā)第一次到達(dá)C點(diǎn)過程中,物塊B克服細(xì)線拉力做的功小于B重力勢能的減少量
20.據(jù)報道,2019年2月18日嫦娥三號著陸器玉兔號成功自主“醒來”,嫦娥一號衛(wèi)星系統(tǒng)總指揮兼總設(shè)計(jì)師葉培建院士介紹說,自2013年12月14日月面軟著陸以來,中國嫦娥三號月球探測器創(chuàng)造了全世界在月工作最長記錄。假如月球車在月球表面以初速度 豎直上拋出一個小球,經(jīng)時間t后小球回到出發(fā)點(diǎn),已知月球的半徑為R,引力常量為G,下列說法正確的是( )
A. 月球表面的重力加速度為
B. 月球的質(zhì)量為2
C. 月球的第一宇宙速度為
D. 探測器在月球表面附近繞月球做勻速圓周運(yùn)動的繞行周期為
二、實(shí)驗(yàn)題
21.為了探究合力做功與物體動能變化的關(guān)系,某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案:木板左端固定著一個擋板,一根輕質(zhì)彈簧左端可以拴在擋板上,右端可以拴住一個滑塊,滑塊右端拴著一根細(xì)線,細(xì)線跨過木板右端的定滑輪,拴著一個重錘,重錘右側(cè)有一個遮光片,當(dāng)彈簧的長度為原長時,遮光片恰好處于光電門A處,光電門A和B分別連接計(jì)時器(圖中未畫出)。已知彈性勢能的表達(dá)式為Ep= k(Δx)2,忽略滑輪摩擦及空氣阻力。實(shí)驗(yàn)步驟如下:

(1)簡述平衡摩擦力的方法:___________________________________________。
(2)在擋板和滑塊間連接好彈簧,保持木板傾角不變,將彈簧分別拉長Δx、2Δx、3Δx、4Δx、…后,從靜止釋放滑塊,分別記下遮光片通過光電門A的時間t1、t2、t3、t4、…。若將前3次實(shí)驗(yàn)中彈簧對小物塊做的功分別記為W1、W2、W3,則W1∶W2∶W3=________;
(3)若以W為縱坐標(biāo)、 為橫坐標(biāo)作圖,則得到的圖象近似是________(填“一條直線”或“一條曲線”)。
(4)實(shí)驗(yàn)中, ________(填“必須”或“可以不”)測量遮光片的寬度。________(填“必須”或“可以不”)測量滑塊和重錘的質(zhì)量。
三、解答題
22.如圖所示,在豎直平面內(nèi),用長為L的絕緣輕繩將質(zhì)量為m、帶電量為+q、的小球懸于O點(diǎn),整個裝置處在水平向右的勻強(qiáng)電場中。初始時刻小球靜止在P點(diǎn)。細(xì)繩與場強(qiáng)方向成角。今用絕緣錘子沿豎直平面、垂直于OP方向打擊一下小球,之后迅速撤離錘子,當(dāng)小球回到P處時,再次用錘子沿同一方向打擊小球,兩次打擊后小球恰好到達(dá)Q點(diǎn),且小球總沿圓弧運(yùn)動,打擊的時間極短,小球電荷量不損失。錘子第一次對小球做功為W1,第二次對球做功為W2。

(1)求勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小E;
(2)若 的值達(dá)到最大,分別求W1、W2;
(3) 的值最大時,求第一、二次小球被打擊后瞬間細(xì)繩的拉力大小F1、F2.

參考答案
1.D
2.C
3.B
4.A
5.A
6.B
7.C
8.B
9.AC
10.AD
11.BCD
12.AD
13.AC
14.BD
16.BD
17.BC
18.CD
19.AC
20.BD
21. (1)將木板右側(cè)墊起一定高度,是遮光片通過兩光電門的時間相同 (2)1:4:9 (3)一條直線 可以不 可以不
(1) 將木板右側(cè)墊起一定高度,滑塊不連彈簧時,讓滑塊由靜止釋放,當(dāng)重錘上的遮光片通過兩光電門的時間相同時,說明重錘做勻速直線運(yùn)動,即滑塊做勻速直線運(yùn)動,即平衡了摩擦力;
(2)由功的定義式: ,所以 ;
(3)根據(jù)能量守恒可知:彈簧彈力所做的功等于滑塊與重錘動能增加之和,(其中滑塊重力勢能的減小等于重錘重力勢能的增加)即 , ,(其中d為遮光片的寬度),所以得到的圖象近似一條直線;
(4)根據(jù)能量守恒可知: ,實(shí)驗(yàn)中只要得到,當(dāng)彈簧伸長量與
遮光片通過光電門A的時間成反比即可,所以實(shí)驗(yàn)中可以不測量遮光片的寬度,也可以不測量滑塊和重錘的質(zhì)量。
22.(1) (2) (3)
(1)如圖所示,小球在A點(diǎn)(題中P點(diǎn))合力為零,則有:tanθ= ,
解得:E= .
(2)第一次擊打后球最多到達(dá)“等效”與球心等高B位置,根據(jù)功能關(guān)系,有:
W1≤mgL(sinθ+cosθ)+qEL(cosθ-sinθ)
結(jié)合tanθ=
在等效最高點(diǎn)C時,根據(jù)牛頓第二定律有:
根據(jù)功能關(guān)系有:W1+W2-mg∙2L∙sinθ-qE∙2L∙cosθ= mv02
整理可以得到:
整理可以得到:W1= ,W2= .

(3)打擊一次后,物體獲得的速度為v1,則有:W1= mv12.
根據(jù)牛頓第二定律得:F1-
打擊二次后,物體獲得的速度為v2,則有:W1+W2= mv22.
根據(jù)牛頓第二定律得:F2-
聯(lián)立整理可以得到:F1= ,F(xiàn)2=
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