2021-2022學(xué)年湖北省宜昌市榔坪中學(xué)高三物理上學(xué)期期末試卷含解析

2021-2022學(xué)年湖北省宜昌市榔坪中學(xué)高三物理上學(xué)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.如圖所示，邊長為上的正方形金屬框ABCD在水平恒力F作用下，穿過寬度為d的有界勻強磁場。已知d<L，AB邊始終與磁

場邊界平行。若線框AB邊進入磁場時，線框恰好做勻速直線運動。

則線框AB邊穿過磁場的過程和CD邊穿過磁場的過程相比較

A．線框中感應(yīng)電流的方向相反

B．線框均做勻速直線運動

C．水平恒力F做的功相等

D．線框中產(chǎn)生的電能相等參考答案：AC2.（單選題）A、B兩條船靜止在水面上，它們的質(zhì)量均為M。質(zhì)量為的人以對地速度v從A船跳上B船，再從B船跳回A船，經(jīng)過幾次后人停在B船上。不計水的阻力，則（

）A、A、B兩船速度均為零

B、vA：vB=3：2C、vA：vB=2：1

D、vA：vB=2：3參考答案：B3.下列說法正確的是Ａ．液體中懸浮的微粒越大，布朗運動越顯著Ｂ．兩分子間距離增大時，分子間引力增大，斥力減小Ｃ．第二類永動機不可能制成，因為它違反能量守恒定律Ｄ．由熱力學(xué)第二定律可知，熱機效率不能達(dá)到100%參考答案：D4.（多選）如圖所示，MN是紙面內(nèi)的一條直線，其所在空間充滿與紙面平行的勻強電場或與紙面垂直的勻強磁場（場區(qū)都足夠大），現(xiàn)有一重力不計的帶電粒子從MN上的O點以水平初速度v0射入場區(qū)，下列有關(guān)判斷正確的是：

A．如果粒子回到MN上時速度增大，則該空間存在的一定是電場

B．如果粒子回到MN上時速度大小不變，則該空間存在的一定是電場

C．若只改變粒子的速度大小發(fā)現(xiàn)粒子再回到MN上時與其所成夾角不變，則該空間存在的一定是磁場

D．如果只改變粒子的速度大小，發(fā)現(xiàn)粒子再回到MN所用的時間不變，則空間存在的一定是磁場參考答案：AD

解析：A、洛倫茲力對帶電粒子不做功，不能使粒子速度增大，電場力可使帶電粒子做功，動能增大，故A正確；B、C、若帶電粒子以與電場線平行的速度v0射入，粒子返回速率不變，故B錯誤，C也錯誤；D、由T=知，粒子在磁場中運動的時間與速率無關(guān)，故D項正確．故選AD．5..遠(yuǎn)距離輸送交流電一般采用高壓輸電，采用高壓輸電的優(yōu)點是A.可節(jié)省輸電線的原材料B.可根據(jù)需要調(diào)節(jié)交流電的頻率C.可減少輸電線上的電能損失D.可提高輸電線上的電流參考答案：AC二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示，一半徑為R的絕緣圓形軌道豎直放置，圓軌道最低點與一條水平軌道相連，軌道均光滑；軌道所在空間存在水平向右的勻強電場，場強為E．從水平軌道上A點由靜止釋放一質(zhì)量為m的帶正電小球，已知小球受電場力的大小等于小球重力大小的3/4倍．為使小球剛好在圓軌道內(nèi)做圓周運動，小球在軌道內(nèi)的最小速率是；釋放點距圓軌道最低點B的距離是．參考答案：考點：帶電粒子在勻強電場中的運動；向心力．分析：1、帶電小球受到重力和電場力作用，重力和電場力都是恒力，故重力和電場力的合力也是恒力，所以在軌道上上升的運動過程中，動能減小，因為小球剛好在圓軌道內(nèi)做圓周運動，故合力恰好提供向心力時是小球做圓周運動的臨界狀態(tài)，此時小球的速度最小，此時的“最高點”是等效最高點，不是相對于AB軌道的最高點．2、A到B的過程運用動能定理，此過程只有電場力作用Eqs=m，化簡可得A到B的距離s．解答：解：帶電小球運動到圖中最高點時，重力、電場力的合力提供向心力時，速度最小，因為Eq=根據(jù)勾股定理合力為：=因為小球剛好在圓軌道內(nèi)做圓周運動，故最高點合力提供向心力，即解得：（3）從B點到最高點，由動能定理得：﹣mgR（1+cosθ）﹣EqRsinθ=

從A到B，由動能定理得：Eqs=

代入數(shù)據(jù)解得：s=R

故答案為：，點評：題要注意速度最小的位置的最高點不是相對于地面的最高點，而是合力指向圓心，恰好提供向心力的位置，這是解題的關(guān)鍵．7.探究能力是物理學(xué)研究的重要能力之一．有同學(xué)通過設(shè)計實驗來探究物體因繞軸轉(zhuǎn)動而具有的轉(zhuǎn)動動能與哪些因素有關(guān)。他以圓型砂輪為研究對象，研究其轉(zhuǎn)動動能與其質(zhì)量、半徑、角速度等的具體關(guān)系。如圖所示，砂輪由動力帶動勻速旋轉(zhuǎn)，測得其角速度ω，然后讓砂輪脫離動力，用一把彈性尺子與砂輪接觸使砂輪慢慢停下，設(shè)尺和砂輪間的摩擦力恒為（轉(zhuǎn)動過程動能定理也成立。不計轉(zhuǎn)軸的質(zhì)量及其與支架間的摩擦）。分別取不同質(zhì)量、不同半徑的砂輪，使其以不同角速度旋轉(zhuǎn)的進行實驗，最后得到的數(shù)據(jù)如下表所示：半徑/cm質(zhì)量/m0角速度/rad·s-1圈數(shù)轉(zhuǎn)動動能/J4128

41432

42216

44232

81216

161232

(1)根據(jù)題給數(shù)據(jù)計算砂輪的轉(zhuǎn)動動能Ek，并填在上面的表格里。(2)由上述數(shù)據(jù)推導(dǎo)出該砂輪的轉(zhuǎn)動動能Ek與質(zhì)量m、角速度ω、半徑r的關(guān)系式為_____________。參考答案：（1）填空半徑/cm質(zhì)量/m0角速度/rad·s-1圈數(shù)轉(zhuǎn)動動能/J41286.44143225.64221612.84423225.68121625.6161232102.4（2）

EK=kmω2r2

或者EK=mω2r2。8.一質(zhì)量m＝1kg的物體在水平恒力F作用下水平運動，1s末撤去恒力F，其v－t圖象如圖所示，則恒力F的大小是

N，物體所受阻力Ff的大小是

N參考答案：9N，3N9.

（2分）已知水的折射率是n=1.33，則光在水中的傳播速度為

。

參考答案：

答案：2.3Χ108m/s10.（5分）從地面上以初速度豎直上拋一物體，相隔時間后又以初速度從地面上豎直上拋另一物體，要使、能在空中相遇，則應(yīng)滿足的條件是

。參考答案：解析：在同一坐標(biāo)系中作兩物體做豎直上拋運動的圖像，如圖所示。要A、B在空中相遇，必須使兩者相對于拋出點的位移相等，即要求圖線必須相交，據(jù)此可從圖中很快看出：物體最早拋出時的臨界情形是物體落地時恰好與相遇；物體最遲拋出時的臨界情形是物體拋出時恰好與相遇。故要使能在空中相遇，應(yīng)滿足的條件為：。11.某同學(xué)做“探究功與速度變化的關(guān)系”的實驗，如圖所示，小車在一條橡皮筋的作用下彈出沿木板滑行，這時橡皮筋對小車做的功為W．當(dāng)用2條、3條…實驗時，使每次實驗中橡皮筋伸長的長度都保持一致，每次實驗中小車獲得的速度都由打點計時器所打的紙帶測出。

除了圖中已有的器材外，還需要導(dǎo)線、開關(guān)、交流電源和

(填測量工具)。

(2)實驗中小車會受到摩擦阻力，可以使木板適當(dāng)傾斜來平衡摩擦力，需要在

(填“左”或“右”)側(cè)墊高木板。參考答案：12.1某同學(xué)為了探究桿轉(zhuǎn)動時的動能表達(dá)式，設(shè)計了如圖所示的實驗：質(zhì)量為m的均勻長直桿一端固定在光滑轉(zhuǎn)軸O處，桿由水平位置靜止釋放，用光電門測出另一端A經(jīng)過某位置時的瞬時速度vA，并記下該位置與轉(zhuǎn)軸O的高度差h。⑴設(shè)桿的寬度為L（L很?。?，A端通過光電門的時間為t，則A端通過光電門的瞬時速度vA的表達(dá)式為

▲

。組

次123456h/m0.050.100.150.200.250.30vA/（m·s-1）1.231.732.122.462.743.00vA-1/（s·m-1）0.810.580.470.410.360.33vA2/（m2·s-2）1.503.004.506.057.519.00

⑵調(diào)節(jié)h的大小并記錄對應(yīng)的速度vA，數(shù)據(jù)如上表。為了形象直觀地反映vA和h的關(guān)系，請選擇適當(dāng)?shù)目v坐標(biāo)并畫出圖象。⑶當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭取10m/s2，結(jié)合圖象分析，桿轉(zhuǎn)動時的動能Ek=

▲

（請用質(zhì)量m、速度vA表示）。參考答案：⑴（3分）⑵如圖（縱坐標(biāo)1分，圖象2分）⑶（2分）13.如圖1－26所示，質(zhì)量為m、橫截面為直角三角形的物塊ABC，∠BAC＝α，AB邊靠在豎直墻上，F(xiàn)是垂直于斜面AC的推力，現(xiàn)物塊靜止不動，則摩擦力大小為

。參考答案：三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（2013?黃岡模擬）某種材料的三棱鏡截面ABC如圖所示，底邊BC水平且鍍銀，其中∠A=90°，∠B=60°，一束豎直向下的光束從AB邊上的M點入射，經(jīng)過BC面反射后，從AC邊上的N點平行于BC邊射出，且MN連線平行于BC．求：（Ⅰ）光線在M點的折射角；（Ⅱ）三棱鏡的折射率．（可用根式表示）參考答案：（Ⅰ）光線在M點的折射角是15°；（Ⅱ）三棱鏡的折射率是．考點： 光的折射定律．專題： 光的折射專題．分析： （Ⅰ）由幾何知識求出光線在M點的入射角和折射角．（Ⅱ）運用折射定律求解三棱鏡的折射率．解答： 解：（Ⅰ）如圖，∠A=90°，∠B=60°，∠C=30°．由題意可得∠1=∠2=60°，∠NMQ=30°，∠MNQ=60°．根據(jù)折射定律，可得：∠PMQ=∠PNQ．根據(jù)反射定律，可得：∠PMN=∠PNM．即為：∠NMQ+∠PMQ=∠MNQ﹣∠PNQ．故折射角∠PMQ=15°（Ⅱ）折射率n==答：（Ⅰ）光線在M點的折射角是15°；（Ⅱ）三棱鏡的折射率是．點評： 本題是幾何光學(xué)問題，作出光路圖，運用幾何知識求出入射角和折射角是解題的關(guān)鍵之處，即能很容易解決此類問題．15.如圖所示，質(zhì)量均為m=1kg的A、B兩物體通過勁度系數(shù)為k=100N/m的輕質(zhì)彈簧拴接在一起，物體A處于靜止?fàn)顟B(tài)。在A的正上方h高處有一質(zhì)量為的小球C，由靜止釋放，當(dāng)C與A發(fā)生彈性碰撞后立刻取走小球C，h至少多大，碰后物體B有可能被拉離地面？參考答案：h≥0.45m設(shè)C與A碰前C的速度為v0，C與A碰后C的速度為v1，A的速度為v2，開始時彈簧的壓縮量為H。對C機械能守恒：

C與A彈性碰撞：對C與A組成的系統(tǒng)動量守恒：

動能不變：

解得：

開始時彈簧的壓縮量為：

碰后物體B被拉離地面有彈簧伸長量為：

則A將上升2H，彈簧彈性勢能不變，機械能守恒：

聯(lián)立以上各式代入數(shù)據(jù)得：

四、計算題：本題共3小題，共計47分16.在一次宇宙探險活動中，發(fā)現(xiàn)一行星，經(jīng)觀測其半徑為R，當(dāng)飛船在接近行星表面的上空做勻速圓周運動時，周期為T飛船著陸后，宇航員用繩子拉著質(zhì)量為m的儀器箱在平坦的“地面”上運動，已知拉力大小為F，拉力與水平面的夾角為，箱子做勻速直線運動．（引力常量為G）求：

（1）行星的質(zhì)量M；

(2)箱子與“地面”間的動摩擦因數(shù)參考答案：17.如圖所示，一薄木板放在正方形水平桌面上，木板的兩端與桌面的兩端對齊，一小木塊放在木板的正中間．木塊和木板的質(zhì)量均為m，木塊與木板之間、木板與桌面之間的動摩擦因數(shù)都為μ．現(xiàn)突然以一水平外力F將薄木板抽出，要使小木塊不從桌面上掉下，則水平外力F至少應(yīng)為多大？（假設(shè)木板抽動過程中始終保持水平，且在豎直方向上的壓力全部作用在水平桌面上）參考答案：解：設(shè)小木塊沒有離開薄木板的過程，時間為t，小木塊的加速度大小為a1，移動的距離為s1，薄木板被抽出后，小木塊在桌面上做勻減速直線運動，設(shè)加速度大小為a2，移動的距離為s2，有：μmg=ma1μmg=ma2即有：a1=a2=μg根據(jù)運動學(xué)規(guī)律有：s1=s2所以：s1=，，根據(jù)題意有：s1+s2=t2=設(shè)小木塊沒有離開薄木板的過程中，薄木板的加速度為a，移動的距離為s，有：s=根據(jù)題意有：s=s1+聯(lián)立解得：a=3ug根據(jù)牛頓第二定律：F﹣3μmg=ma得：F=6μmg答：水平外力F至少應(yīng)為6μmg．18.(10分)如圖所示，AB為斜軌道，與水平方向成37°角，BC為水平軌道，兩軌道在B處通過一段小圓弧相連接，一質(zhì)量為m的小物塊，自軌道AB的A處從靜止開始沿軌道下滑，最后停在軌道上的C點，已知物塊與軌道間的滑動摩擦系數(shù)均為0.3，A點高h(yuǎn)，(sin370=0.6)。求：

（1）在整個滑動過程中摩擦力所做的功；（2）物塊沿軌道AB段滑動時間t1與沿軌道BC段滑動時間t2之比值t1/t2。參考答案：解析：（1）由動能定理

所以