1、2020年1月枫亭中学高三物理期末试卷一、单项选择题：本题共6小题，每题4分，共24分，每小题只有一个答案是正确的1.下列说法中正确的有( )A. kg、m、N都是国际单位制中的基本单位B. 伽利略通过理想斜面实验说明力是维持物体运动的原因C. 物理模型在物理学研究中起到了重要作用，其中“质点”“点电荷”等都是理想化模型D. 卡文迪许将行星与太阳之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出万有引力定律并测出了引力常量G的数值【答案】C【解析】【分析】国际单位制在力学中规定了三个基本物理量，分别为长度、质量、时间，它们在国际单位制中的单位称为力学基本单位根据牛顿第二定律推导牛顿这个单位；根据物理学
2、史的知识解答【详解】A、kg与m属于国际单位中的基本单位，N是导出单位故A错误；B、伽利略通过理想斜面实验说明力不是维持物体运动的原因，故B错误；C、“质点”“点电荷”等都是理想化模型，故C正确；D、牛顿将行星与太阳之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出万有引力定律，卡文迪许测出了引力常量G的数值故D错误故本题选C【点睛】该题考查物理学史以及经典力学的使用范围等多个知识点的内容，要求能牢记各物理量的定义方法，明确它们所采用的基本思想2.拖把是打扫卫生时的常用工具在某次卫生大扫除的过程中，某同学在用拖把擦地时沿推杆方向对拖把施加了推力F，此时推杆与水平方向的夹角为，且拖把恰好做匀速直线运动，
3、如图所示已知拖把与地面之间的动摩擦因数不变，保持推力F的大小不变，减小F与水平方向的夹角，则下列说法正确的是( )A. 拖把所受合外力保持不变B. 拖把一定开始做加速运动C. 拖把对地面的压力可能不变D. 拖把所受的摩擦力可能不变【答案】B【解析】【详解】如图所示对拖把进行受力分析，初始拖把匀速运动，根据平衡条件，将F沿竖直和水平方向分解，可得；可得，当夹角减小时，可设减小后的夹角为，可得，可得，因为，所以，所以a0，同时F不变，所以FN减小，f减小B正确3.如图，一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动若保持F的大小不变，而方向与水平面成60角，物块也恰好做匀速直线运动物块与桌面间
4、的动摩擦因数为()A. 2B. C. D. 【答案】C【解析】【详解】当拉力水平时，物体匀速运动，则拉力等于摩擦力，即：，当拉力倾斜时，物体受力分析如图由平衡条件得：，又，得摩擦力为：，联立解得：，故选C.4.小船在400米宽的河中横渡，河水流速是2 m/s，船在静水中的航速是4 m/s，要使船的航程最短，则船头的指向和渡河的时间t分别为（）A. 船头应垂直指向对岸，t100 sB. 船头应与上游河岸成60角，tsC. 船头应垂直指向对岸，tsD. 船头应与下游河岸成60角，t100 s【答案】B【解析】【详解】AC当船头垂直指向对岸时，渡河时间最短，但是航程不是最短的，故AC错误；BD当合速
5、度的方向与河岸垂直时，渡河位移最短。设船头与上游河岸方向的夹角为，则所以=60渡河位移x=d=400m；根据矢量合成法则，则有： 渡河时间故B正确，D错误；故选B。5.三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径球1的带电荷量为q，球2的带电荷量为nq，球3不带电且离球1和球2很远，此时球1、2之间作用力的大小为F.现使球3先与球2接触，再与球1接触，然后将球3移至远处，此时球1、2之间作用力的大小仍为F，方向不变由此可知A. n3B. n4C. n5D. n6【答案】D【解析】【详解】设1、2距离为r，则球1、2之间作用力为： 3与2接触后，它们带的电的电量
6、平分，均为：，再3与1接触后，它们带的电的总电量平分，均为，将球3移至远处后，球1、2之间作用力为 由两式解得：n=6An3，与结论不相符，选项A错误；Bn4，与结论不相符，选项B错误；Cn5，与结论不相符，选项C错误；Dn6，与结论相符，选项D正确；6.在某匀强电场中有M、N、P三点，在以它们为顶点的三角形中，M30、P90，直角边NP的长度为4 cm已知电场方向与三角形所在平面平行，M、N和P点的电势分别为3 V、15 V和12 V则电场强度的大小为()A. 150 V/mB. 75 V/mC. 225 V/mD. 75 V/m【答案】A【解析】过P点作斜边MN的垂线交MN于O点，如图所示
7、由几何知识可知N、O间的距离NO2 cm，M、O间的距离MO6 cm，由匀强电场的特点得O点的电势为 ，即O、P在同一等势面上，由电场线与等势面的关系和几何关系知：，故A正确综上所述本题答案是：A二、 多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分。7.甲、乙两质点从同一位置、同时沿同一直线运动，速度随时间变化的v-t图象如图所示，其中甲为直线关于两质点的运动情况，下列说法正确的是A. 在to2to时间内，甲、乙的加速度方向相同B. 在to2to内，乙的平均速度大于甲的平均速度C. 在02to内，甲乙间的最远距
8、离为D. 在02to内，甲乙间的最远距离为【答案】ABD【解析】【详解】A速度图象的斜率表示加速度，根据图象可知，在t0-2t0时刻，甲、乙的加速度都为负，方向相同故A正确；B根据图象与坐标轴围成的面积表示位移可知，在t0-2t0内，乙的位移大于甲的位移，则乙的平均速度大于甲的平均速度，故B正确；CD甲、乙从同一位置出发，在t0时刻前甲的速度大于乙的速度，两者间距增大，t0时刻后乙的速度大于甲的速度，两者间距减小，所以t0时刻相距最远，最远距离等于两者位移之差，为x=t0（2v0-v0）=v0t故C错误，D正确故选ABD。【点睛】本题是速度-时间图象的应用，关键要明确斜率的含义，知道在速度-时
9、间图象中图象与坐标轴围成的面积的含义，能根据图象读取有用信息8.“嫦娥四号”已成功降落月球背面，未来中国还将建立绕月轨道空间站。如图所示，关闭动力的宇宙飞船在月球引力作用下沿地月转移轨道向月球靠近，并将与空间站在A处对接。已知空间站绕月轨道半径为r，周期为T，万有引力常量为G，月球的半径为R，下列说法正确的是A. 宇宙飞船在A处由椭圆轨道进入空间站轨道必须点火加速B. 地月转移轨道的周期小于TC. 月球的质量为D. 月球的第一宇宙速度为【答案】C【解析】【详解】A宇宙飞船在椭圆轨道的A点做离心运动，只有在点火制动减速后，才能进入圆轨道的空间站轨道。故A错误；B根据开普勒第三定律可知，飞船在椭圆
10、轨道的半长轴大于圆轨道的半径，所以地-月转移轨道的周期大于T故B错误；C对空间站，根据万有引力提供向心力得根据空间站轨道半径为r，周期为T，万有引力常量为G就能计算出月球的质量M故C正确。D第一宇宙速度是指绕月球表面运行的速度，而题干中的周期为空间站的周期，因此不能用计算第一宇宙速度，当周期为绕月球表面飞行的周期时可以进行计算，故D错误。故选C。9.A、B为电场中一直线上的两个点，带正电的点电荷只受电场力的作用，从A点以某一初速度做直线运动到B点，其电势能Ep随位移x的变化关系如图所示则从A到B过程中，下列说法正确的是( )A. 点电荷的速度先增大后减小B. 空间电场是某负点电荷形成的C. 电
11、荷所受电场力先减小后增大D. 空间各点的电势先升高后降低【答案】CD【解析】【详解】A、根据电势能Ep随位移x的变化图像可知，电势能先增大后减小，所以电场力先做负功再做正功，又点电荷只受电场力，所以合外力先做负功再做正功，因此点电荷的速度先减小后增大，A错误B、点电荷带正电，且电场力先做负功再做正功，所以电场强度的方向先向左再向右，空间电场可能是某正点电荷形成的，B错误C、电势能Ep随位移x的变化的图像斜率表示电场力，所以可知电场力先减小后增大，C正确D、根据，粒子带正电且电势能先增大后减小，同时电势能均为正值，所以空间各点的电势先升高后降低，D正确10.如图所示，光滑水平面OB与足够长粗糙斜
12、面BC交于B点轻弹簧左端固定于竖直墙面，用质量为m1的滑块压缩弹簧至D点，然后由静止释放滑块，滑块脱离弹簧后经B点滑上斜面，上升到最大高度，并静止在斜面上换用相同材料、质量为m2的滑块(m2m1)压缩弹簧至同一点D后，重复上述过程不计滑块经过B点时的机械能损失，下列说法正确的是( )A. 两滑块到达B点的速度相同B. 两滑块沿斜面上升过程中的加速度相同C. 两滑块上升到最高点的过程中克服重力做的功相同D. 两滑块上升到最高点的过程中因摩擦产生的热量相同【答案】BCD【解析】【详解】A、两次实验，弹簧压缩形变是相同的，所以弹性势能相等，两滑块到达B点的动能是相等的，又m2m1，所以v1v2，两滑
13、块到达B点的速度不相同，A错误B、根据牛顿运动定律可得，沿斜面上升时，物体收到重力、支持力、摩擦力，将重力垂直斜面和平行斜面分解，可得，两滑块材料相同，B正确C、设初始弹簧压缩了x，滑块沿斜面运动的距离为s，根据能量守恒可知，所以，C正确D、滑块上升到最高点的过程中因摩擦产生的热量，D正确三、实验题：本题共2小题，第11题8分，第12题6分，共14分。11.在“验证力的平行四边形定则”的实验中，某同学按照如下步骤进行操作：a.在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；b.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端检上两条细绳形成结点，细绳的另一端系着绳套；
14、c.如图甲，用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使结点到达某一位置O，记录结点位置和两个弹賛测力计的示数、两根细绳的方向；d.按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并以F1和F2为邻边作平行四边形，画出它们所夹的对角线。e.只用一个弹簧测力计通过细绳套拉橡皮条，_；并按同一标度作出这个力F的图示；f.比较和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论。（1）把步骤e中的内容补充完整_。（2）本实验中步骤c和e两次拉橡皮条的过程，主要体现了下列哪种科学方法_。A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.建立物理模型法（3）下列操作有利于减小实验误
15、差的是_（填字母代号）。A.实验前将两弹簧测力计调零后水平互钩对拉，选择两个读数相同的测力计B.拴在橡皮条上的两条细绳必须等长，并且要尽量长一些C.弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行D.用两弹簧测力计同时拉橡皮条时，两弹簧测力计的示数之差应尽可能大E.在记录力的方向时，标记同一细绳方向的两点要远些（4）图乙是该同学在白纸上根据实验数据用同一标度画出的图示，如果没有操作失误，图乙中的F与两力中，方向一定沿AO方向的是_。【答案】 (1). 把橡皮条的结点拉到同一位置O点，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向 (2). B (3). ACE (4). F【解析】【详解】（1）1只用一个弹簧测力
16、计通过细绳套拉橡皮条，把橡皮条的结点拉到同一位置O点，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向（2）2实验中两次要求效果相同，故实验采用了等效替代的方法，故ACD错误，B正确；故选B。（3）3A弹簧测力计使用前应用校零，即将两弹簧测力计调零后水平互钩对拉，选择两个读数相同的测力计，故A正确；B具体实验中，两细绳长度不需要相同，故B错误；C本实验是通过在白纸上作力的图示来验证平行四边定则，为了减小实验误差，弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，否则，作出的是拉力在纸面上的分力，误差较大，故C正确；D为了减小误差，弹簧秤的拉力适当大一些，但不是使两弹簧测力计示数之差应尽可能大，故C错误；E在记录力的方向
17、时，同一细绳方向的两点要远些，作图时产生的角度误差会减小，故E正确故选ACE（4）4F1与F2合力的实验值是指通过实验得到值，即用一个弹簧拉绳套时测得的力的大小和方向，而理论值（实际值）是指通过平行四边形得出的值，故F是力F1与F2合力的实验值，其方向一定沿AO方向12.某实验小组同学利用如图甲所示的装置“探究滑块(含遮光条)的动能变化与合外力做功关系”实验主要步骤如下在水平桌面上放置气垫导轨，并将滑块调到平衡状态；用游标卡尺测量遮光条的宽度d；由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离L；用天平称出滑块和遮光条总质量M、托盘和砝码的总质量m，且m远小于M将滑块移至光电门1右侧某处，释放滑块，托盘落
18、地前遮光条已通过光电门2从数字计时器读出遮光条通过光电门1的时间t1，通过光电门2的时间t2；回答下列问题：(1)为了调节滑块处于平衡状态，不挂细线和托盘，接通气源，轻推滑块，如果遮光条通过光电门1的时间为t1，通过光电门2的时间为t2当满足t1_t2(填“”、“=”、“”)时，则表示滑块已调至平衡状态(2)该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则d=_mm(3)已知重力加速度为g，以滑块(包含遮光条)为研究对象，在实验误差允许的范围内，若满足关系式_(用测量的物理量的字母表示)，则可认为滑块(含遮光条)的动能变化与合外力做功相等【答案】 (1). = (2). 5.2 (3). 【
19、解析】【分析】（1）根据遮光条过两个光电门的时间关系确定气垫导轨是否水平（2）游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺示数（3）遮光条的宽度与遮光条经过光电门的时间之比是遮光条的速度，根据题意应用动能定理求出需要验证的表达式【详解】：（1）滑块从轨道右端向左运动过程中，发现滑块通过光电门1的时间t1等于通过光电门2的时间t2，说明滑块做匀速运动，滑块处于平衡状态；（2）由图示游标卡尺可知，其示数为：5mm+20.1mm=5.2mm；（3）由于m远小于M，故滑块所受拉力大小近似等于mg，遮光条通过光电门1时的瞬时速度的表达式：遮光条通过光电门2时的瞬时速度的表达式：根据动能定理可得合外力做功和滑块
20、动能变化的关系：故答案为（1）“=” （2）5.2 （3）【点睛】本题考查了游标卡尺读数、实验注意事项与实验数据处理，要掌握常用器材的使用及读数方法；了解光电门测量瞬时速度的原理处理实验时一定要找出实验原理，根据实验原理我们可以寻找需要测量的物理量和需要注意的事项四、计算题：本题共3小题，第13题8分，第14题10分，第15题12分，第16题14分，共44分。把解答写在指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13.一辆汽车以3m/s2的加速度开始启动的瞬间，一辆以6m/s的速度做匀速直线匀的自行车恰好从汽车旁经过。求：（1）汽车追上自行车前两车的最远距离是多少？（2）汽车经过多
21、长时间追上自行车？追上自行车时汽车的速度是多少？【答案】（1）12m；（2）4s；12m/s【解析】【详解】（1）速度相等时，两者距离最远，则有v自=v汽6=3t0解得：t0=2s此时汽车的位移： 自行车的位移：x2=v自t0=62m=12m汽车追上自行车前的最远距离为x=x2-x1=6m.（2）位移相等时，汽车追上自行车，设时间为t，则有 解得：t=4s汽车速度为：v=at=34m/s=12m/s14.如图所示，一玩滑板的小孩（可视为质点）质量为m = 30kg，他在左侧平台上滑行一段距离后水平飞出平台，恰能沿圆弧切线从A点进入光滑竖直圆轨道，A、B为圆弧两端点，其连边线水平。已知圆弧半径R
22、 = 1.0m，对应的圆心角为106，平台与AB连线的高度差h = 0.8m，取g = 10m/s2，求：(1)小孩水平飞出平台的速度大小；(2)小孩经过O点时对轨道的压力。【答案】（1）3m/s；（2）1290N【解析】【详解】（1）由于小孩做平抛运动，到达A点时的竖直速度 则水平速度 即小孩水平飞出平台的速度大小为3m/s；（2）在A点的速度 设小孩到最低点的速度为v，由机械能守恒定律得： 解得： 在最低点由牛顿第二定律得： 即为： 根据牛顿第三定律，小孩子对轨道的压力大小为FN=1290N15.一个带正电的微粒，从A点射入水平方向的匀强电场中，微粒沿直线AB运动，如图所示AB与电场线夹角
23、30，已知带电粒子的质量m1.0107kg，电荷量q1.01010C，A、B相距L20 cm.(取g10 m/s2，结果保留两位有效数字)求：(1) 电场强度的大小和方向(2)要使微粒从A点运动到B点，微粒射入电场时的最小速度是多少【答案】（1）1.7104N/C，方向水平向左；（2）2.8m/s；【解析】【详解】（1）根据共点力平衡条件，有：故电场强度=电场强度方向水平向左（2）微粒由A运动到B的速度，微粒进入电场中的速度最小，由动能定理有：解得vA=2.8m/s点评：此类型题的关键结合运动情况得到粒子受力的受力情况，然后根据动能定理列式求解16.如图所示，半径为R的四分之三光滑圆轨道竖直放
24、置，CB是竖直直径，A点与圆心等高，有小球b静止在轨道底部，小球a自轨道上方某一高度处由静止释放自A点与轨道相切进入竖直圆轨道，a、b小球直径相等、质量之比为31，两小球在轨道底部发生弹性正碰后小球b经过C点水平抛出落在离C点水平距离为的地面上，重力加速度为g，小球均可视为质点求(1)小球b碰后瞬间的速度；(2)小球a碰后在轨道中能上升最大高度【答案】(1) (2)【解析】【详解】(1)b小球从C点抛出做平抛运动，有： 解得 小球b做平抛运动的水平位移： 解得 根据机械能守恒有： 可知小球b在碰后瞬间的速度： (2)a、b两小球相碰，由动量守恒得： a、b两小球发生弹性碰撞，由机械能守恒得： 又ma3mb解得： 可得：，小球a在轨道内运动，不能到达圆心高度，所以小球a不会脱离轨道，只能在轨道内来回滚动，根据机械能守恒可得： 解得：
