高三物理期末模擬試題含解析親愛的高三同學(xué)們，期末考試的腳步日益臨近，這既是對整個學(xué)期學(xué)習(xí)成果的檢驗(yàn)，也是為后續(xù)的高考復(fù)習(xí)指明方向的重要契機(jī)。為了幫助大家更好地進(jìn)行復(fù)習(xí)備考，熟悉考試題型與命題思路，我們精心編寫了這份高三物理期末模擬試題。本試題力求貼近高考命題趨勢，注重對基礎(chǔ)知識、核心能力以及物理思想方法的考查。希望同學(xué)們能認(rèn)真對待，獨(dú)立完成，并通過對解析的研讀，查漏補(bǔ)缺，鞏固提升。一、選擇題（本題共8小題，每小題6分，共48分。在每小題給出的四個選項中，第1-5題只有一項符合題目要求，第6-8題有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。）1.關(guān)于物理學(xué)史，下列說法正確的是（）A.牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，并測出了引力常量的數(shù)值B.法拉第發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，揭示了電與磁之間的聯(lián)系C.楞次在分析許多實(shí)驗(yàn)事實(shí)后，總結(jié)出了判斷感應(yīng)電流方向的楞次定律D.愛因斯坦提出了相對論，并否定了經(jīng)典力學(xué)解析：本題考查物理學(xué)史的識記與理解。牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，但引力常量是卡文迪許通過扭秤實(shí)驗(yàn)測出的，A項錯誤。奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，B項錯誤。楞次定律的確是楞次在大量實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上總結(jié)出來的，用于判斷感應(yīng)電流的方向，C項正確。愛因斯坦的相對論并沒有否定經(jīng)典力學(xué)，而是指出了經(jīng)典力學(xué)的適用范圍（宏觀、低速），D項錯誤。故本題答案為C。2.如圖所示，一物體在粗糙水平地面上受到水平拉力F的作用，由靜止開始做直線運(yùn)動。拉力F隨時間t變化的關(guān)系如圖甲所示，物體的加速度a隨時間t變化的關(guān)系如圖乙所示。則下列說法正確的是（）（注：此處應(yīng)有甲、乙兩圖，甲圖為F-t圖像，乙圖為a-t圖像，因文本限制略去，同學(xué)們可自行腦補(bǔ)常見的對應(yīng)圖像）A.0~t1時間內(nèi)，物體所受摩擦力逐漸增大B.t1~t2時間內(nèi)，物體的速度逐漸減小C.t2時刻后，物體開始做勻速直線運(yùn)動D.物體與地面間的動摩擦因數(shù)為F0/(mg)（F0為t=0時刻的拉力）解析：本題考查牛頓運(yùn)動定律的綜合應(yīng)用，結(jié)合圖像分析是解題關(guān)鍵。0~t1時間內(nèi)，拉力F逐漸增大，由乙圖可知加速度a也逐漸增大。根據(jù)牛頓第二定律F-f=ma，由于f=μmg為定值（壓力和動摩擦因數(shù)不變），F(xiàn)增大導(dǎo)致a增大，A項錯誤。t1~t2時間內(nèi)，加速度a雖然逐漸減小，但仍為正值，說明物體仍在做加速運(yùn)動，只是加速度變小，速度仍在增大，B項錯誤。t2時刻后，加速度a減小為零并保持不變，此時物體所受合力為零，即F=f，物體將做勻速直線運(yùn)動，C項正確。在t=0時刻，物體加速度a=0（由乙圖可知，初始時刻加速度為零，說明此時拉力等于最大靜摩擦力，但題目未明確說明是最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，不過通常在這種問題中若無特殊說明可如此近似），則F0=f=μmg，故μ=F0/(mg)，D項正確。故本題答案為CD。3.關(guān)于機(jī)械振動與機(jī)械波，下列說法正確的是（）A.單擺的周期隨擺球質(zhì)量的增大而增大B.受迫振動的頻率等于振源的頻率，與物體的固有頻率無關(guān)C.當(dāng)波源與觀察者相互靠近時，觀察者接收到的波的頻率大于波源的頻率D.機(jī)械波的傳播速度由介質(zhì)的性質(zhì)決定，與波的頻率無關(guān)解析：本題考查機(jī)械振動和機(jī)械波的基本概念和規(guī)律。單擺的周期公式為T=2π√(L/g)，其中L為擺長，g為重力加速度，與擺球質(zhì)量無關(guān)，A項錯誤。受迫振動的特點(diǎn)是其頻率等于驅(qū)動力的頻率（即振源的頻率），與物體自身的固有頻率無關(guān)，只有當(dāng)驅(qū)動力頻率接近固有頻率時才會發(fā)生共振現(xiàn)象，B項正確。根據(jù)多普勒效應(yīng)，當(dāng)波源與觀察者相互靠近時，觀察者接收到的波的頻率確實(shí)會大于波源的頻率，C項正確。機(jī)械波的傳播速度由介質(zhì)本身的性質(zhì)決定，例如聲波在空氣中和水中的傳播速度不同，而與波的頻率、振幅等無關(guān)，D項正確。故本題答案為BCD。4.如圖所示，空間存在一勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于紙面向里，一帶正電的粒子（不計重力）在磁場中做勻速圓周運(yùn)動。某時刻粒子速度方向與磁場邊界MN成θ角，經(jīng)過一段時間后，粒子從邊界MN上的另一點(diǎn)射出磁場。若保持粒子的速度大小不變，只增大θ角（θ角仍小于90°），則粒子在磁場中運(yùn)動的（）（注：此處應(yīng)有示意圖，大致為一垂直向里的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，邊界MN為一直線，粒子從MN上某點(diǎn)射入，速度方向與MN成θ角斜向磁場內(nèi)）A.軌跡半徑增大B.運(yùn)動周期增大C.在磁場中的運(yùn)動時間增大D.射出點(diǎn)與入射點(diǎn)間的距離增大解析：本題考查帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的勻速圓周運(yùn)動。帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，洛倫茲力提供向心力，有qvB=mv2/r，解得軌跡半徑r=mv/(qB)。由于粒子速度大小v不變，電荷量q、質(zhì)量m及磁感應(yīng)強(qiáng)度B均不變，因此軌跡半徑r不變，A項錯誤。運(yùn)動周期T=2πm/(qB)，同樣與速度大小無關(guān)，僅由粒子比荷和磁感應(yīng)強(qiáng)度決定，故周期T不變，B項錯誤。粒子在磁場中的運(yùn)動時間t=(α/2π)T，其中α為粒子軌跡對應(yīng)的圓心角。根據(jù)幾何關(guān)系，當(dāng)粒子從邊界MN射入再射出時，入射速度方向與邊界夾角為θ，出射速度方向與邊界夾角也為θ，因此軌跡所對的圓心角α=π-2θ（可通過畫出運(yùn)動軌跡，作出入射點(diǎn)和出射點(diǎn)的半徑，利用幾何關(guān)系得出）。當(dāng)θ角增大時，圓心角α減小，因此運(yùn)動時間t減小，C項錯誤。射出點(diǎn)與入射點(diǎn)間的距離d，根據(jù)幾何關(guān)系，d=2rsinθ。因?yàn)閞不變，θ角增大時sinθ增大，所以d增大，D項正確。故本題答案為D。5.下列關(guān)于熱學(xué)現(xiàn)象和規(guī)律的說法中，正確的是（）A.布朗運(yùn)動是懸浮在液體中的固體顆粒分子的無規(guī)則運(yùn)動B.第二類永動機(jī)不可能制成，是因?yàn)樗`反了能量守恒定律C.一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)它的壓強(qiáng)和體積都增大時，其內(nèi)能一定增加D.分子間的引力和斥力同時存在，斥力隨分子間距離的增大而減小得更快解析：本題考查熱學(xué)基本概念和規(guī)律。布朗運(yùn)動是懸浮在液體中的固體顆粒的無規(guī)則運(yùn)動，它是液體分子無規(guī)則運(yùn)動的反映，而不是固體顆粒分子的運(yùn)動，A項錯誤。第二類永動機(jī)不可能制成，是因?yàn)樗`反了熱力學(xué)第二定律，即不可能從單一熱源吸收熱量并全部用來做功而不引起其他變化，它并不違反能量守恒定律，B項錯誤。對于一定質(zhì)量的理想氣體，其內(nèi)能只與溫度有關(guān)。根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程pV=nRT，當(dāng)p和V都增大時，溫度T一定升高，因此內(nèi)能一定增加，C項正確。分子間同時存在引力和斥力，兩者都隨分子間距離的增大而減小，但斥力減小得更快，D項正確。故本題答案為CD。二、實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題，共18分）6.（6分）某同學(xué)利用如圖所示的裝置探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”。（1）實(shí)驗(yàn)中，為了使細(xì)線對小車的拉力近似等于砂和砂桶的總重力，應(yīng)滿足的條件是________________________。（2）在保持小車質(zhì)量M不變，探究加速度a與拉力F的關(guān)系時，該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的a-F圖像如圖所示，圖線不過原點(diǎn)的原因可能是________________________；圖線上端彎曲的原因可能是________________________。解析：（1）本題考查“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中的注意事項和誤差分析。當(dāng)砂和砂桶的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量M時，砂和砂桶的總重力mg近似等于細(xì)線對小車的拉力F。這是因?yàn)閷ι昂蜕巴坝衜g-F=ma，對小車有F=Ma，聯(lián)立可得F=Mmg/(M+m)=mg/(1+m/M)，當(dāng)m<<M時，F(xiàn)≈mg。（2）a-F圖像不過原點(diǎn)，當(dāng)F不為零時，a仍為零，說明小車受到的摩擦力沒有被平衡掉，即沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足。圖線上端彎曲，即當(dāng)F較大時（此時砂和砂桶質(zhì)量m不再遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量M），實(shí)際拉力F=Mmg/(M+m)會小于mg，而我們?nèi)杂胢g作為F，導(dǎo)致實(shí)際的a比按a=F/M計算出的要小，因此圖像向下彎曲。答案：（1）砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量（或m<<M）；（2）沒有平衡摩擦力（或平衡摩擦力不足）；砂和砂桶的總質(zhì)量不再遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量（或m不再遠(yuǎn)小于M）。7.（12分）某實(shí)驗(yàn)小組要測量一節(jié)干電池的電動勢E和內(nèi)阻r。實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：待測干電池（E約1.5V，r約1Ω）電流表A1（量程0~0.6A，內(nèi)阻rA1約0.1Ω）電流表A2（量程0~3A，內(nèi)阻rA2約0.01Ω）電壓表V1（量程0~3V，內(nèi)阻rV1約3kΩ）電壓表V2（量程0~15V，內(nèi)阻rV2約15kΩ）滑動變阻器R（0~20Ω，1A）開關(guān)、導(dǎo)線若干（1）為了盡可能減小實(shí)驗(yàn)誤差，電流表應(yīng)選用________，電壓表應(yīng)選用________。（填器材符號）（2）請在虛線框內(nèi)畫出合理的實(shí)驗(yàn)電路圖。（3）該小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以電壓表的示數(shù)U為縱坐標(biāo)，電流表的示數(shù)I為橫坐標(biāo)，作出了U-I圖像，如圖所示。由圖像可得，干電池的電動勢E=________V，內(nèi)阻r=________Ω。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）解析：（1）本題考查測定電源電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)器材選擇。干電池電動勢約1.5V，因此電壓表應(yīng)選擇量程為3V的V1，量程15V的V2測量誤差較大。電路中的最大電流約為E/r=1.5V/1Ω=1.5A，但考慮到滑動變阻器的安全（額定電流1A）以及電池的實(shí)際輸出能力，電流表選擇量程0~0.6A的A1即可，若選A2則指針偏轉(zhuǎn)過小，讀數(shù)誤差大。（2）測定電源電動勢和內(nèi)阻，通常采用伏安法。由于電源內(nèi)阻較小，而電壓表內(nèi)阻很大，若采用電流表外接法（電壓表測路端電壓，電流表測總電流），誤差主要來源于電流表的分壓，相對而言，采用電流表相對電源的外接法（即電壓表直接接在電源兩端，電流表測流過滑動變阻器的電流）更為合適，此時U=E-I(r+rA)，但由于rA較小，可近似認(rèn)為U=E-Ir。實(shí)驗(yàn)電路圖應(yīng)為：電源、開關(guān)、滑動變阻器、電流表A1串聯(lián)，電壓表V1并聯(lián)在電源（或滑動變阻器與電流表串聯(lián)電路）兩端。（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律U=E-Ir，U-I圖像的縱截距即為電源電動勢E，圖像的斜率的絕對值即為電源內(nèi)阻r。由圖像可知，縱截距約為1.5V，故E=1.5V。圖像斜率k=(ΔU)/(ΔI)，取圖像上兩點(diǎn)，例如(0,1.5)和(0.5A,1.0V)，則k=(1.5V-1.0V)/0.5A=1.0Ω，故r=1.0Ω。（具體數(shù)值需根據(jù)所給圖像精確讀取，此處為示例）答案：（1）A1；V1；（2）電路圖（略，描述如上述）；（3）1.5；1.0。三、計算題（本題共3小題，共44分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。）8.（12分）如圖所示，質(zhì)量為m=1kg的物塊A放在質(zhì)量為M=2kg的木板B的左端，A、B之間的動摩擦因數(shù)μ1=0.2，木板B放在光滑的水平地面上，木板長度L=2m?，F(xiàn)用一水平向右的恒力F作用在木板B上，使A、B由靜止開始運(yùn)動。已知重力加速度g=10m/s2。（1）若F=6N，求A、B的加速度大?。唬?）若要使物塊A能從木板B上滑下來，恒力F至少要多大？解析：（1）本題考查連接體問題中的相對運(yùn)動和牛頓第二定律。對物塊A進(jìn)行受力分析，A在水平方向只受B對它的滑動摩擦力f1=μ1mg，方向向右。根據(jù)牛頓第二定律，A的加速度aA=f1/m=μ1g=0.2×10m/s2=2m/s2。對木板B進(jìn)行受力分析，水平方向受向右的恒力F，向左的A對它的滑動摩擦力f1'（與f1大小相等，方向相反）。根據(jù)牛頓第二定律，B的加速度aB=(F-f1')/M=(6N-0.2×1kg×10m/s2)/2kg=(6N-2N)/2kg=4N/2kg=2m/s2。此時aA=aB，A、B相對靜止，一起以2m/s2的加速度運(yùn)動。（2）要使物塊A能從木板B上滑下來，必須滿足B的加速度aB'大于A的加速度aA（aA仍為μ1g=2m/s2）。對B有：F'-f1'=MaB'，即F'=MaB'+f1'。A、B發(fā)生相對滑動，A在B上滑行距離L時，A滑下B。設(shè)經(jīng)過時間t，A的位移xA=(1/2)aAt2，B的位移xB=(1/2)aB't2。相對位移xB-xA=L，即(1/2)aB't2-(1/2)aAt2=L，化簡得(aB'-aA)t2=2L。同時，A滑下時，兩者的速度可能不同，但關(guān)鍵是加速度關(guān)系。為求F的最小值，臨界情況是當(dāng)A剛好滑到B的右端時，兩者的速度相等。（若不考慮此臨界，F(xiàn)可以無限大，但題目問的是“至少”多大，故應(yīng)取臨界狀態(tài)）即vA=vB'，vA=aAt，vB'=aB't，所以aAt=aB't，即aA=aB'，這與前面要求aB'>aA矛盾。因此，正確的臨界條件是A在B上滑行L距離的過程中，A和B的位移差為L，且此時A尚未滑下，當(dāng)aB'稍大時，A就會滑下。因此，我們不需要考慮速度關(guān)系，只需要當(dāng)A在B上滑行L時，B的位移足夠大。但更準(zhǔn)確的是，只要aB'>aA，經(jīng)過足夠長時間，A一定會滑