2021-2022學年安徽省亳州市曹市輝山初級職業中學高

三物理上學期期末試題含解析

一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分.每小題只有一個選項符合

題意

1.（單選）普通的交流電壓表是不能直接接在高壓輸電線路上測量電壓的，通常要通過電壓互感器

來連接.圖中電壓互感器ab一側線圈的匝數較少，工作時電壓為Uab;cd一側線圈的匝數較多，

工作時電壓為Ucd.為了使電壓表能正常工作，則（）

A.ab接MN,cd接PQ,Uab<UcdB.ab接MN,cd接PQ,Uab>Ucd

C.ab接PQ,cd接MN,Uab<UcdD.ab接PQ,cd接MN,Uab>Ucd

參考答案:

:解：電壓互感器的作用是使大電壓變成小電壓，根據變壓器原理可知，應使匝數多的接入輸入

端；故MN接cd,PQ接ab；且UabVUcd；

故選：C

2.如圖甲所示，abed是位于豎直平面內的正方形閉合金屬線框，金屬線框的質量為m,電

阻為R,在金屬線框的下方有一勻強磁場區域，MN和PQ是勻強磁場區域的水平邊界，并

與線框的be邊平行，磁場方向垂直紙面向里。現使金屬線框從MN上方某一高度處由靜止

開始下落，如圖乙是金屬線框由開始下落到be邊剛好運動到勻強磁場PQ邊界的v-t圖

象，圖中數據均為己知量，重力加速度為g,不計空氣阻力，則在線框穿過磁場的過程

中，下列說法正確的是（）

?r

A.3到匕過程中，線框中感應電流沿順時針方向

B.線框的邊長為w（tz-t。

C.線框中安培力的最大功率為”2

mg.

D.線框中安培力的最大功率為FT

參考答案：

BD

【詳解】A.金屬線框剛進入磁場時，磁通量增加，磁場方向垂直紙面向里，根據楞次定

律判斷可知，線框中感應電流方向沿逆時針方向，故A錯誤；

B.由圖象可知，金屬框進入磁場過程中做勻速直線運動，速度為小勻速運動的時間為

tz-故金屬框的邊長：/=%（t2-t1）,故B正確；

CD.在金屬框進入磁場的過程中，金屬框所受安培力等于重力，則得：mg=BIL,又

/一吧B=1慳

R,又L=v、5-匕），聯立解得：火巴-⑴4四；線框僅在進入磁場和離開

磁場過程中受安培力，進入時安培力等于重力，離開時安培力大于重力，開始減速，故開

尸氏2

始離開磁場時安培力最大，功率最大，為只=尸安如又長，聯立得:

2

mg班

p-----

%,故C錯誤，D正確。

3.如圖，豎直平面內有一段圓弧MN,小球從圓心O處水平拋出，若初速度為va，將落在

圓弧上的a點，若初速度為Vb，將落在圓弧上的b點，已知Oa、0b與豎直方向的夾角分

別為（X、,不計空氣阻力，則初速度大小之比為（）

b

a

.acosfi

A..8B.cosa

參考答案:

D

【考點】平拋運動.

【分析】兩球做平拋運動，根據高度求出平拋運動的時間，結合水平位移和時間求出初速

度，從而得出初速度大小之比.

【解答】解：設圓弧MN的半徑為R.

1_pRcosaRsina「g

對a,根據Rcosa=2gt，得，ti=Vg>則Va=11=Rsina2RcosCt.

4.如圖所示，M、N和P是以MN為直徑的半圓弧上的三點，O點為半圓弧的圓

心，ZMOF=60\兩個帶電量相等的異種點電荷分別置于M、N兩點時，O點的電

場強度大小為E1.將置于N點處的點電荷移至P點時、0點的場強大小變為

E2.則E1與E2之比為.....................................................

A.2:1B.1：2

C.2：V3D.S：2

參考答案:

A

5.如圖所示，傾角為30°、高為L的固定斜面底端與水平面平滑相連，質

量分別為3m、m的兩個小球A、B用一根長為L的輕繩連接，A球置于斜面頂端，

現由靜止釋放A、B兩球，球B與弧形擋板碰撞過程中無機械能損失，且碰后只能

沿斜面下滑、它們最終均滑至水平面上。重力加速度為g,不計一切摩擦。則

A.A球剛滑至水平面時速度大小為三

B.B球剛滑至水平面時速度大小為2"

C.小球A、B在水平面上不可能相撞

D.在A球沿斜面下滑過程中，輕繩對B球一直做正功

參考答案：

A

二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分

6.如圖所示，兩端封閉的均勻玻璃管豎直放置，管中間有一段水銀柱將管中氣體分

成體積相等的兩部分，管內氣體的溫度始終與環境溫度相同。一段時間后，發現下

面氣體的體積比原來大了，則可以判斷環境溫度—了（填“升高”或“降低”），下

面氣體壓強的變化量—上面氣體壓強的變化量（填“大于”、“等于”或“小于。

參考答案：

升高；等于

7.在如圖(甲)所示的電路中，電阻R1和R2都是純電阻，它們的伏安特性曲線

分別如圖(乙)中Oa、0b所示。電源的電動勢￡=7.0V,內阻忽略不計。

(1)調節滑動變阻器R3,使電阻R1和R2消耗的電功率恰好相等，則此時電阻

R1和R2的阻值為Q,R3接入電路的阻值為Q。

(2)調節滑動變阻器R3,使R3=0,這時電阻R1的電功率Pl=W,R2的

電功率P2=Wo

(甲)(乙)

參考答案:

(1)1000,800；(2)1.05x10-2,1.4x10-2

8.某同學設計了一個探究加速度a與物體所受合力F及質量m關系的實驗，圖

(a)為實驗裝置簡圖。(交流電的頻率為5()Hz)

紙帶運動方向

6.196.707217.72

單位：cm

圖6)

(1)圖(b)為某次實驗得到的紙帶，根據紙帶可求出小車的加速度大小

為m/s2o(保留二位有效數字)

(2)保持砂和砂桶質量不變，改變小車質量m,分別得到小車加速度a與質量

工

m及對應的短，數據如下表：

實驗次

12345678

數

小車加

速度

1.901.721.491.251.000.750.50().30

a/m?s—2

小車質

量

0.250.29().330.40().5()0.711.001.67

m/kg

Lkg」4.003.453.032.502.001.411.000.60

m

請在方格坐標紙中畫出“一最圖線，并從圖線求出小車加速度a與質量倒數7之

間的關系式是。

（3）保持小車質量不變，改變砂和砂桶質量，該同學根據實驗數據作出了加速

度a隨合力F的變化圖線如圖（c）所示。該圖線不通過原點，其主要原因

是。

參考答案：

(1)a=3.2m/s2

a=s2}

(2)如圖所示，2m

（3）實驗前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分

9.某同學在研究“對不同物體做相同功情況下，物體質量與速度的關系''時，提出了

以下四種猜想：

打點計時2J珠馬

長木板

1

woo—

A.加B.u

1

2WOO—y

C.網8。D,u

為驗證猜想的正確性，該同學用如圖所示的裝置進行實驗：將長木板平放在水平桌

面

上，木塊固定在長木板一端，打點計時器固定在木塊上，木塊右側固定一輕彈簧，

用連接紙帶的小車壓縮彈簧至長木板的虛線處由靜止釋放，打點計時器在紙帶上打

下一系列點，選取點跡均勻的一部分紙帶，計算出小車勻速運動的速度叮，測出小

車的質量溶1;然后在小車上加祛碼，再次壓縮彈簧至木板虛線處由靜止釋放小

車，計算出小車和成碼勻速運動的速度/，測出小車和硅碼的總質量的：再在小

車上加祛碼，重復以上操作，分別測出匕、組……。

①每次實驗中，都將小車壓縮彈簧至長木板的虛線處由靜止釋放，目的是

若要消除每次實驗中小車和紙帶受到的阻力對小車運動的影響，應進行的實驗操作

是。

②某次實驗采集的五組數據如下表:

m/kg0.100.200.300.400.50

p/(msd)L0000.7070.5770.5000.447

由表格數據直觀判斷，明顯不正確的兩個猜想是A、B、C、D中的；

若對某個猜想進行數據處理并作圖，畫出了如圖所示的圖象，則圖中的橫坐標應是

參考答案：

①小車獲得相同的動能（彈簧對小車做功相同）（1分）；

墊高木板固定打點計時器的一端，使小車連同紙帶一起在木板上勻速運動（平衡摩

擦力）

10.用力傳感器"研究有固定轉動軸物體的平衡

（1）安裝力矩盤后，需要做一些檢查，寫出其中一項檢查措施并說明該措施的檢查目

W.

（2）將力傳感器安裝在橫桿上，通過細線連接到力矩盤.盤面上畫有等間距的同心

圓.實驗操作和器材使用均無誤.在懸掛點A掛上一個鉤碼后，傳感器讀數為0.75N.在

懸掛點B再掛上一個相同鉤碼后，力矩盤仍維持原狀位置，則力傳感器讀數應接

近N.

參考答案：

、（1）如"檢查力矩盤的重心是否在轉軸處，使力矩盤重力力矩為零"；"力矩盤是否在豎

直平面內，使各力力矩在同一平面內”等（2分）（2）1

11.若將一個電量為2.0X10-1℃的正電荷，從零電勢點移到電場中〃點要克服電場

力做功8.0X10一打，則必點的電勢是雙=V；若再將該電荷從M

點移到電場中的/V點，電場力做功L8X10*J,則以N兩點間的電勢差如,

-Vo

參考答案：

40；90o

12.測定木塊與長木板之間的動摩擦因數時;采用如圖所示的裝置，圖中長木板水

平固定.

六族電火花計時器

注碼盤注碼

（1）（4分）實驗過程中，電火花計時器應接在L選填“直流”或“交

流”）電源上.調整定滑輪高度，使.

（2）（3分）已知重力加速度為g,測得木塊的質量為M,祛碼盤和祛碼的總質

量為m,木塊的加速度為a,則木塊與長木板間動摩擦因數日5_____.

（3）（3分）如圖為木塊在水平木板上帶動紙帶運動打出的一條紙帶的一部分，

0、1、2、3、4、5、6為計數點，相鄰兩計數點間還有4個打點未畫出.從紙帶上

測出xl=3.20cm,x2=4.52cm,x5=8.42cm,x6=9.70cm.則木塊加速度大小

a=m/s2（保留兩位有效數字）.

參考答案：

（1）交流（2分）細線與長木板平行（答“細線水平”同樣正確）（2分）

（2）吟⑴（3分）（3）1.3（3分）

Mg

13.（5分）質量分布均勻的擺球質量為相，半徑為r,帶正電荷，用長為L的細線

將擺球懸掛在懸點。作簡諧振動，則這個單擺的振動周期7=;若

在懸點。處固定另一個正電荷，如圖所示，則該單擺的振動周期將

(填“變大”、“變小”或“不變”)

參考答案:

2不戶

Yg、不變

三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分

14.(簡答)質量,M=3kg的長木板放在光滑的水平面t..在水平悄力F=11N作用下由靜止開

始向右運動.如圖11所示，當速度達到lm/s2將質量m=4kg的物塊輕輕放到木板的右端.

已知物塊與木板間摩擦因數u=0.2,物塊可視為質點.(g=10m/s2,).求：

⑴物塊剛放置木板上時，物塊和木板加速度分別為多大？

⑵木板至少多長物塊才能與木板最終保持相對靜止？

⑶物塊與木板相對靜止后物塊受到摩擦力大??？

圖11

參考答案:

⑴產(2)0.5m(3)6.29N

牛頓運動定律的綜合應用；勻變速直線運動的位移與時間的關系.

兩_=2m/s2

解析：⑴放上物塊后，物體加速度根板的加速

出=三產i/s

度

(2)當兩物體達速度相等后保持相對靜止，故為￡=?+%￡At=l秒

22

Xi=—a,/=1.5活勺=—aQt=\m

1秒內木板位移2物塊位移2,所以板長L=x「X2=0.5m

(3)相對靜止后，對整體尸=(舷+於)。，對物塊f=ma；.f=44/7=6.29N

(1)由牛頓第二定律可以求出加速度.

(2)由勻變速直線運動的速度公式與位移公式可以求出位移.

(3)由牛頓第二定律可以求出摩擦力.

15.為了測量木塊與長木板間的動摩擦因數，某同學用鐵架臺將長板傾斜支在水平桌面

上，組成如圖甲所示的裝置，所提供的器材有：長木板、木塊(其前端固定有用于擋光的

窄片K)、光電計時器、米尺、鐵架臺等，在長木板上標出A、B兩點，B點處放置光電門

(圖中未畫出)，用于記錄窄片通過光電門時的擋光時間，該同學進行了如下實驗：

(1)用游標尺測量窄片K的寬度d如圖乙所示，則￡1=mm,測量長木板上A、B兩點

間的距離L和豎直高度差h。

(2)從A點由靜止釋放木塊使其沿斜面下滑，測得木塊經過光電門時的檔光時間為

△t=2.50X103S,算出木塊經B點時的速度1____m/s,由L和『得出滑塊的加速度a。

(3)由以上測量和算出的物理量可以得出木塊與長木板間的動摩擦因數的表達式為

口=_______(用題中所給字母力、L、d和重力加速度g表示)

參考答案：

2gli-v2

(1).(1)2.50；(2).(2)1.0；(3).(3)2g]h'

試題分析：

(1)游標卡尺的讀數是主尺讀數加上游標讀數；

(2)擋光片通過光電門的時間很短，因此可以用其通過的平均速度來代替瞬時速度;

(3)根據牛頓運動定律寫出表達式，求動摩擦因數的大小。

解：(1)主尺讀數是21nm,游標讀數是100.05mm0.50mm,則窄片K的寬度

d2mm-0.50mm2.50mm；

j

v=d=2.50>10-m/=i()tn/

⑵木塊經B點時的速度也2,50-10-3,$

(3)對木塊受力分析，根據牛頓運動定律有：mgsme-pmgcosBma

據運動學公式有J2aL

hVL2-h2

sing-cosO=---------

其中【,、I.

2gh-v-

聯立解得：2g\S7手

四、計算題：本題共3小題，共計47分

16.如圖所示，有界勻強磁場的磁感應強度為B,方向垂直紙面向里，MN為其左

邊界，磁場中放置一半徑為R的圓柱形金屬圓筒，圓心0到MN的距離

OO1=2R,圓筒軸線與磁場平行；圓筒用導線通過一個電阻r()接地，最初金屬圓筒

不帶電。現有范圍足夠大的平行電子束以速度vO從很遠處沿垂直于左邊界MN向

右射入磁場區，已知電子質量為m,電量為e.

3eBR

Vrt=

(1)若電子初速度滿足陽，最初圓筒上沒有帶電時，能夠打到圓筒

上的電子對應MN邊界上01兩側的范圍是多大？

(2)當圓筒上電量達到相對穩定時，測量得到通過電阻r()的電流恒為I,忽

略運動電子間的相互作用，，求此時金屬圓筒的電勢。和電子到達圓筒時速度v

(取無窮遠處或大地電勢為零).

(3)在(2)的情況下，求金屬圓筒的發熱功率。

參考答案:

21、解：如圖所示，設電子送入磁場回揀軌道半徑為小則

q%B=w-

r

解得，?3附

大量電予從MN上不問點進入磁場軌跡如圖，從Oy上方P點射

入的電子剛好擦過陰筒

QQ?&花=(2/?尸=

Q尸=aq+r=(3+20)及

同理可得到5下。點版離QQ=(273-3)7?

(2)穩定時,圓柱體上電荷不再始加，與地面電勢差恒為U

U=%

電勢(p=一北)

電子從報遠處射到圓柱表面時速度為V,有

第21網答圖

-eU=~/nv2——mv￡

220

物理答案第3頁共4頁

Vm

(3)電流為〃單位時間到達圓筒的電子數k二一

e

r19/W/Vn

電子所具有總能量E=nx-mv；=——

22e

消耗在電阻上的功率P,=I飛

(

所以圓筒發熱功率「=粵-尸%'

-2e

17.如圖所示，在傾角為0的粗糙斜面上，有一個質量為m的物體被水平力F推著靜止于

斜面上，物體與斜面間的動摩擦因數為lI,且p>tanO,求：

(1)力F多大時，物體不受摩擦力；

（2）為使物體靜止在斜面上，力F的取值范圍.

參考答案：

解：（1）物體不受摩擦力時受力如圖所示:

由平衡條件得：FcosO=mgsin0,解得：F=mgtan0；

（2）當推力減小時，摩擦力方向將沿斜面向上，物體受力如圖所示:

由平衡條件得：

沿斜面方向上：Fcos0+f=mgsin0

垂直于斜面方向上：Fsin0+mgcos9=N

當摩擦力達到最大靜摩擦力，即f=|iN時，推力F最小.

mg（sin8-艮cos8）

解得：Fmin=cos8+四sin8,

F較大時，摩擦力方向將沿斜面向下，受力如圖所示：

由平衡條件得：

沿斜面方向上：Fcos6=f+-mgsin9

垂直斜面方向上：Fsin6+mgcos0=N

當摩擦力達到最大靜摩擦力，即￡=必4時，推力F最大.

ing（sin8+Ncos8）

解得：Fmax=cos6-Nsin8,

為使物體靜止在斜面上，力F的取值范圍是：

mglsinS-乩cos8）mg（sin8+cos8）

cos0+Hsin9<F<cos9sin6.

答：（1）力F大小為mgtan。時，物體不受摩擦力；

（2）為使物體靜止在斜面上，力F的取值范圍是：

mg（sin8-艮cos8）mg（sin8+乩cos8）

cos6+M-sin6<F<cos6-|1sin9.

【考點】牛頓第二定律；物體的彈性和彈力.

【分析】（1）當推力沿斜面方向的分力等于重力沿斜面方向的分力時，沒有摩擦力.

（2）由于n>tane,當推力為零時，重力沿斜面向下的分力小于最大靜摩擦力，物體靜止

在斜面上；

用推力推住物體不動時，推力較小時有下滑趨勢，靜摩擦力沿斜面向上；推力較大時有上

滑趨勢，靜摩擦力沿斜面向下.

找出即將向上滑動和即將向下滑動的兩種臨界情況，得出推力的范圍.

18.如圖所示，虛線MO與水平線PQ相交于O,二者夾角0=30。，在MO左側存

在電場強度為E、方向豎直向下的