湖北省宜昌市清江中學高三物理下學期期末試卷含解析

湖北省宜昌市清江中學高三物理下學期期末試卷含解析一、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.關(guān)于電場線，下列說法中正確的是A．電場線不是客觀存在的B．電場線與電荷運動的軌跡是一致的C．電場線上某點的切線方向與電荷在該點的受電場力方向共線[來源:

]D．沿電場線方向，場強一定越來越大參考答案：C2.玻璃生產(chǎn)線的最后有一臺切割機，能將一定寬度但很長的原始玻璃板按需要的長度切成矩形假設(shè)送入切割機的原始玻璃板的寬度是L=2m，它沿切割機的軌道與玻璃板的兩側(cè)邊平行以v1=0.15m/s的速度水平向右勻速移動；已知割刀相對玻璃的切割速度v2=0.2m/s，為了確保割下的玻璃板是矩形，則相對地面參考系（

）A.割刀運動的軌跡是一段直線B.割刀完成一次切割的時間為10sC.割刀運動的實際速度為0.05m/sD.割刀完成一次切割的時間內(nèi)，玻璃板的位移是0.5m參考答案：ABD解：為了使割下的玻璃板都成規(guī)定尺寸的矩形，割刀相對玻璃的運動速度應垂直玻璃。割刀實際參與兩個分運動，即沿玻璃的運動和垂直玻璃方向的運動。兩個分運動都是勻速直線運動，則合運動為勻速直線運動。故A正確。對于垂直玻璃方向的運動，運動時間t==10s。故B正確。割刀運動的實際速度。故C錯誤。10s內(nèi)玻璃在水平方向的運動位移x=v1t=1.5m。故D正確。故選ABD?！军c睛】解決本題的關(guān)鍵知道割刀實際參與兩個分運動，即沿玻璃的運動和垂直玻璃方向的運動．知道合運動與分運動具有等時性，以及會用平行四邊形定則求合速度．3.（多選）2010年10月1日，繼“嫦娥一號”衛(wèi)星成功發(fā)射之后，“嫦娥二號”衛(wèi)星再次發(fā)射成功．這是我國航天史上的另一重要成果。“嫦娥二號”發(fā)射后先繞地球做圓周運動，經(jīng)多次變軌，最終進入距月面h=100km的圓形工作軌道，開始進行科學探測活動.設(shè)月球半徑為R，月球表面的重力加速度為，萬有引力常量為G，則下列說法正確的A．嫦娥二號繞月球運行的周期為 B．由題目條件可知月球的平均密度為C．嫦娥二號在軌道上繞行的線速度為D．嫦娥二號軌道處的加速度為參考答案：ABD4.物體以初速度v0作豎直上拋運動，上升過程可以看成是兩種簡單直線運動的合成，合速度用vy表示，以y為正方向，重力加速度g已知，下列說法正確的是A．vy比兩分速度都大B．某分速度隨時間t的變化規(guī)律是vt=v0-gtC．某分速度隨時間t的變化規(guī)律是vt=gtD．某分速度隨時間t的變化規(guī)律是vt=-gt

參考答案：D5.（單選）如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10：1，R1=20Ω，R2=30Ω，C為電容器．已知通過R1的正弦交流電如圖乙所示，則（）A．交流電的頻率為0.02HzB．原線圈輸入電壓的最大值為200VC．電阻R2的電功率約為6.67WD．通過R3的電流始終為零參考答案：解：A、根據(jù)變壓器原理可知原副線圈中電流的周期、頻率相同，周期為0.02s、頻率為50赫茲，A錯．由圖乙可知通過R1的電流最大值為Im=1A、根據(jù)歐姆定律可知其最大電壓為Um=20V，再根據(jù)原副線圈的電壓之比等于匝數(shù)之比可知原線圈輸入電壓的最大值為200V，B錯；C、根據(jù)正弦交流電的峰值和有效值關(guān)系并聯(lián)電路特點可知電阻R2的電流有效值為I=、電壓有效值為U=V，電阻R2的電功率為P2=UI=W=6.67W，所以C對．D、因為電容器有通交流、阻直流的作用，則有電流通過R3和電容器，D錯；故選：C．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.（4分）在桌面上有一倒立的玻璃圓錐，其頂點恰好與桌面接觸，圓錐的軸（圖中虛線）與桌面垂直，過軸線的截面為等邊三角形，如圖所示。有一半徑為r的圓柱形平行光束垂直入射到圓錐的底面上，光束的中心軸與圓錐的軸重合。已知玻璃的折射率為1.5，則光束在桌面上形成的光斑半徑為

。參考答案：

2r7.一輛汽車在平直公路上以10m/s的速度行駛，由于前方有障礙物，司機發(fā)現(xiàn)后立即剎車，剎車加速度大小為2m/s2，則汽車經(jīng)3s時的速度大小為

m/s；經(jīng)10s時的位移大小是m．參考答案：4m/s；25m【考點】勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系；勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系．【分析】汽車剎車后的運動可以看成是勻減速直線運動．已知初速度和加速度，求幾秒后通過的位移可以運用勻變速直線運動的公式．要注意汽車剎車是一項實際運動．一段時間后汽車就停止運動，所以要判斷汽車從剎車到停止所需的時間，根據(jù)這個時間來運用公式．【解答】解：汽車剎車后做勻減速直線運動，設(shè)剎車時間為t，則t===5s因為3s＜5s所以汽車經(jīng)3s時的速度大小為：v=v0+at=（10﹣3×2）m/s=4m/s因為10s＞5s故汽車在5s末就停止運動，所以x==10×5﹣×2×25m=25m故答案為：4m/s；25m8.一列火車由車站靜止開始做勻加速直線運動開出時，值班員站在第一節(jié)車廂前端的旁邊，第一節(jié)車廂經(jīng)過他歷時4s，整個列車經(jīng)過他歷時20s，設(shè)各節(jié)車廂等長，車廂連接處的長度不計，則此列火車共有______節(jié)車廂，最后九節(jié)車廂經(jīng)過他身旁歷時______s。參考答案：25節(jié)，4s9.如圖，在：半徑為2.5m的光滑圓環(huán)上切下一小段圓弧，放置于豎直平面內(nèi)，兩端點距最低點高度差H為1cm。將小環(huán)置于圓弧端點并從靜止釋放，小環(huán)運動到最低點所需的最短時間為＿＿＿＿s，在最低點處的加速度為＿＿＿＿m/s2。(取g＝10m/s2)參考答案：0.785

0.08小環(huán)運動沿圓弧的運動可類比于單擺的簡諧運動，小環(huán)運動到最低點所需的最短時間為t=T/4==0.785s。由機械能守恒定律，mgH=mv2，在最低點處的速度為v=。在最低點處的加速度為a===0.08m/s2。

10.如圖所示，一根長L的光滑絕緣細直桿MN，豎直固定在場強為E與水平方向成θ角的傾斜向上的勻強電場中。桿的下端M固定一個帶正電小球A，電荷量Q；另一帶正電小球B質(zhì)量為m、電荷量為q，穿在桿上可自由滑動?，F(xiàn)將小球B從桿的上端N靜止釋放，靜電力常量為k。小球B可靜止的位置距M端的高度h為_______________。參考答案：答案：11.如圖所示為皮帶轉(zhuǎn)動裝置，右邊兩輪共軸連接，且RA=RC=2RB皮帶不打滑，則在A、B、C三輪中的周期TA：TB：TC=

，線速度vA：vB：vC=

，向心加速度aA：aB：aC=

、

參考答案：2：1：1，1：1：2，1：2：4解：由于A輪和B輪是皮帶傳動，皮帶傳動的特點是兩輪與皮帶接觸點的線速度的大小與皮帶的線速度大小相同，故，所以，

由角速度和線速度的關(guān)系式可得，由于B輪和C輪共軸，故兩輪角速度相同，即，故

，所以周期之比為

由角速度和線速度的關(guān)系式可得。12.一個高能γ光子，經(jīng)過重核附近時與原子核場作用，能產(chǎn)生一對正負電子，請完成相應的反應方程：_______________．已知電子質(zhì)量，光在真空中的傳播速度為速為，則γ光子的能量至少為___________J．參考答案：

(1).

(2).1.64×10-13J.解：一個高能γ光子，經(jīng)過重核附近時與原子核場作用，能產(chǎn)生一對正負電子，．

根據(jù)質(zhì)能關(guān)系得，γ光子的能量至少為△mc2=2mec2=1.64×10-13J.

13.如圖所示，一物體m在沿斜面向上的恒力F作用下，由靜止從底端沿光滑的斜面向上做勻加速直線運動，經(jīng)實踐t力F做功為60J，此后撤去力F，物體又經(jīng)過時間t回到出發(fā)點，若以地面為零勢能面，物體回到出發(fā)點的動能為

▲

；撤去力F時物體的重力勢能為

▲

。參考答案：三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.(4分)利用圖示裝置進行驗證機械能守恒定律的實驗時，需要測量物體由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度v和下落高度h.某班同學利用實驗得到的紙帶，設(shè)計了以下四種測量方案：a．用刻度尺測出物體下落的高度h，并測出下落時間t，通過v＝gt計算出瞬時速度v.b．用刻度尺測出物體下落的高度h，并通過v＝計算出瞬時速度v.c．根據(jù)做勻變速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度，等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度v，并通過h＝計算出高度h.d．用刻度尺測出物體下落的高度h，根據(jù)做勻變速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度，等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度v.以上方案中正確的是

．(填入相應的字母)參考答案：D15.①某實驗小組在“測定金屬電阻率”的實驗過程中，正確操作獲得金屬絲的直徑以及電流表、電壓表的讀數(shù)如圖所示，則它們的讀數(shù)值依次是

0.999mm、

0.42A、

2.25V．

②已知實驗中所用的滑動變阻器阻值范圍為0～10Ω，電流表內(nèi)阻約幾歐，電壓表內(nèi)阻約20kΩ，電源為干電池（不宜在長時間、大功率狀況下使用），電源電動勢E=4.5V，內(nèi)阻較?。畡t以下電路圖中，

A（選填字母代號）電路為本次實驗應當采用的最佳電路，但用此最佳電路測量的金屬絲電阻仍然會比真實值偏

?。ㄟx填“大”或“小”）．

③若已知實驗所用的電流表內(nèi)阻的準確值RA=2.0Ω，那么測量金屬絲電阻Rx的最佳電路應是圖中的

B電路（選填字母代號）．此時測得電流為I、電壓為U，則金屬絲電阻Rx=（

用題中字母代號表示）．參考答案：0.999

0.42

2.25

A

小

B

四、計算題：本題共3小題，共計47分16.輕質(zhì)彈簧原長為2r，將彈簧豎直放置在地面上，如圖甲所示，在其頂端將一質(zhì)量為4m的物體由靜止釋放，當彈簧被壓縮到最短時，彈簧長度為r，現(xiàn)將該彈簧水平放置，如圖乙所示，一端固定在A點，另一端與物塊P接觸但不連接．AB是長度為5r的水平軌道，B端與半徑為r的光滑半圓軌道BCD相切，半圓的直徑BD豎直，物塊P與AB間的動摩擦因數(shù)μ=0.5．用外力推動物塊P，將彈簧壓縮至長度r后，撤去外力，P由靜止開始沿軌道運動，重力加速度大小為g，彈簧處于彈性限度內(nèi)．（1）若P的質(zhì)量為m，求P到達B點時速度的大??；（2）若P能滑上圓軌道，且仍能沿圓軌道滑下，求物塊P質(zhì)量的取值范圍．參考答案：解：（1）當彈簧豎直放置時，長度被壓縮至r時，由機械能守恒定律知，彈簧的彈性勢能Ep=4mgr設(shè)P到達B點時速度的大小為vB．由能量守恒定律知：

Ep=μmg（5r﹣r）+聯(lián)立解得vB=2（2）設(shè)P的質(zhì)量為M，為使P能滑上圓軌道，它到達B點的速度不能小于零，由此可知，Ep＞μMg?4r即4mgr＞μMg?4r解得M＜2m要使P仍能沿圓弧軌道滑回，P在圓軌道上上升的高度不能超過半圓弧的中點C．P從B沿圓弧上滑的過程，由機械能守恒定律知≤MgrP從釋放到B的過程，由能量守恒定律得

Ep=μMg（5r﹣r）+聯(lián)立解得M≥m所以P質(zhì)量范圍為m≤M＜2m答：（1）若P的質(zhì)量為m，P到達B點時速度的大小是2；（2）若P能滑上圓軌道，且仍能沿圓軌道滑下，物塊P質(zhì)量的取值范圍為m≤M＜2m．【考點】功能關(guān)系；動能定理的應用．【分析】（1）先研究彈簧豎直放置時彈簧的彈性勢能，即可得到用外力推動物塊P，將彈簧壓縮至長度r時彈簧的彈性勢能．P從釋放到B的過程，由能量守恒定律求P到達B點時速度的大??；（2）若P能滑上圓軌道，且仍能沿圓軌道滑下，則物塊P到達B點的速度不能等于零．沿圓弧上升的最大高度不能超過C點，由能量守恒定律求P質(zhì)量的取值范圍．17.足夠長的光滑水平面上，疊放在一起的物塊A和長木板B質(zhì)量均為m=1kg．當B板右端j通過水平面上C點時，物塊A在板的左端且向右速度為v0=4m/s，B板向左的速度v=2m/s．并以此時刻為計時起點．已知A、B間動摩擦因數(shù)μ=0.1，g取10m/s2．當B板右端j進入在寬d=1m的PQ區(qū)域內(nèi)時，B板就會受到一個水平向左的恒力F，使B板最終從左側(cè)離開該區(qū)域，已知A始終沒有滑落B板．求：（1）經(jīng)過多長時間長木板開始向右運動？（2）B板右端J邊剛進入邊界P的速度；（3）在恒力F可能取值范圍內(nèi)，B板右端j處在PQ區(qū)域內(nèi)的時間t與恒力F的關(guān)系．參考答案：解：（1）由牛頓第二定律，對板：μmg=ma2，代入數(shù)據(jù)解得：a2=1m/s2，方向向右，由勻變速運動的速度公式得：0=v﹣a2t，代入數(shù)據(jù)解得：t=2s；（2）板進入PQ區(qū)域前已經(jīng)與物塊達到共同速度，系統(tǒng)動量守恒，以A的初速度方向為正方向，由動量守恒定律得：mv0﹣mv=2mv'，代入數(shù)據(jù)解得：v'=1m/s；（3）假設(shè)J邊進入PQ區(qū)域，剛好能到達Q邊界，由速度位移公式得：vt2﹣v'2=﹣2am1d，代入數(shù)據(jù)解得：am1=0.5m/s2恒力臨界值：Fm1=2mam1，代入數(shù)據(jù)解得：Fm1=1N，假設(shè)J邊進入PQ區(qū)域后A、B剛好能一起做勻變速直線運動對塊A：μmg=mam2，代入數(shù)據(jù)解得：am2=1m/s2恒力臨界值為：Fm2=2mam2=2×1=2N；①當1N＜F≤2N，A、B一起做（往返式）勻變速直線運動．F=2ma1，﹣v'=v'﹣a1t1，代入數(shù)據(jù)解得：t1=s；②當F＞2N，A、B發(fā)生相對滑動，但板做（往返式）勻變速直線運動對板B：F﹣μmg=ma2，﹣v'=v'﹣a2t2，代入數(shù)據(jù)解得：t2=s；答：（1）經(jīng)過3s時間長木板開始向右運動．（