湖南省張家界市僑輝中學高三物理上學期期末試卷含解析

湖南省張家界市僑輝中學高三物理上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.如圖所示，三個完全相同的物體a、b、c疊放在粗糙水平桌面上，a的左端通過一根輕繩與質量m=3kg的小球相連，小球靜止在固定的光滑半球形器皿中，在半球形器皿中的繩與水平方向的夾角為60°，且半球形器皿邊沿與物體a間的輕繩水平．水平向右的力F=30N作用在b上，三個物體保持靜止狀態(tài)．取g=10m/s2，下列說法正確的是（）A．物體b受到物體a施加的一個大小為30N的靜摩擦力，方向水平向右B．桌面對物體a的摩擦力大小為0C．物體c受到物體b施加的大小為30N的靜摩擦力，方向水平向右D．撤去力F的瞬間，三個物體一定會獲得向左的加速度參考答案：B【考點】共點力平衡的條件及其應用；力的合成與分解的運用．【分析】整個系統(tǒng)保持靜止，先根據(jù)三力關系求出繩的拉力T，進而判斷桌面對a的靜摩擦力的大小和方向．由b靜止，可知水平面上受力平衡，且c對b的靜摩擦力為0，則a對b的靜摩擦力大小為F，方向水平向左．隔離法分析c，可得出受靜摩擦力為0．撤去F后，對a分析，看繩的拉力和未撤去F前的桌面對a的靜摩擦力的大小，若拉力小于靜摩擦力則整個系統(tǒng)靜止，若拉力大于摩擦力，再隔離分析b對a的靜摩擦力，進而分析整個系統(tǒng)是否有向左的加速度．【解答】解：A、由幾何關系可知，小球與半球的球心的連線、拉小球的細線以及水平半徑組成一個等邊三角形．對小球m進行受力分析如圖，可知：2Tsin60°=mg，解得：T=30N，因為繩子拉力為：T=30N=F=30N，因此對abc三個物體的整體分析可知，桌面對a的靜摩擦力為零；對b與c整體分析，由于bc整體處于平衡狀態(tài)，由于水平拉力F=30N，因此b受到水平向左的摩擦力也為30N，故A錯誤；B、以abc組成的整體為研究對象，整體在水平方向受到向右的30N的拉力和向左的30N的拉力，沿水平方向的合力對，所以c不受地面的摩擦力．故B正確；C、物體c處于平衡狀態(tài)，不受拉力，則也不受摩擦力，故C錯誤；D、撤去力F的瞬間，由于繩子拉力與a與桌面間的摩擦力關系不確定，因此三個物體是否運動不確定，故D錯誤．故選：B2.2012年6月18日，我國“神舟九號”與“天宮一號”成功實現(xiàn)交會對接，如圖所示，圓形軌道Ⅰ為“天宮一號”運行軌道，圓形軌道Ⅱ為“神舟九號”運行軌道，在實現(xiàn)交會對接前“神舟九號”要進行多次變軌，則（

）A.“天宮一號”的運行速率大于“神舟九號”在軌道Ⅱ上的運行速率B.“神舟九號”變軌前的動能比變軌后的動能要大C.“神舟九號”變軌后機械能增大D.“天宮一號”的向心加速度大于“神舟九號”在軌道Ⅱ上的向心加速度參考答案：3.在LC振蕩電路中，L是電感線圈的自感系數(shù)，C是由a和b兩板組成的電容器的電容．在時刻，電路中的電流不為零，而電容器的a板帶電量為＋q；經(jīng)過一段時間后在時刻，a板第一次帶－q的電量，則可能有（

）A．t2－t1＝2πB．t2－t1＝πC．在t1和t2時刻電路中的電流方向可能相同D．在t1和t2時刻電路中的電流方向可能相反參考答案：BD4.（單選題）早在1610年，伽利略就觀察到了木星的四顆衛(wèi)星，其中艾奧是最靠近木星的衛(wèi)星。已知艾奧中心到木星中心的距離r1，木星自轉周期T1，木星公轉周期T2，木星到太陽距離r2，木星表面重力加速度g，引力常量為G，由此可求A.木星的質量

B.太陽的質量 C.艾奧的質量

D.木星的平均密度參考答案：B5.（多選）如圖26所示，處于勻強磁場中的平行金屬導軌跟大線圈P相接，導軌上放一導線ab，大線圈P內(nèi)有同圓心的閉合小線圈M，要使M中產(chǎn)生順時針方向的感應電流，則導線ab的運動是(

)A．勻速向右運動 B．加速向右運動C．減速向右運動

D．加速向左運動參考答案：CD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.“用DIS測變速直線運動的瞬時速度”實驗中，使用的傳感器是____________傳感器。小王同學利用DIS實驗器材研究某物體沿X軸運動的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)物體所處的坐標X與時間t滿足X=t3-2t（單位均是SI制單位），則該物體在第2秒末的瞬時速度大小為____________m/s。

參考答案：光電門

10

7.（4分）如圖所示，一儲油圓桶，底面直徑與桶高均為d．當桶內(nèi)無油時，從某點恰能看到桶底邊緣上的某點B．當桶內(nèi)油的深度等于桶高的一半時，在A點沿AB方向看去，看到桶底上的C點，C、B相距，由此可得油的折射率n=

；光在油中傳播的速度

m/s．（結果可用根式表示）參考答案：，．解：由題意得，光線在油中的入射角的正弦，光線在空氣中折射角的正弦．則折射率n=．根據(jù)得，v=．8.一定質量的理想氣體處于標準狀態(tài)下時體積為V0，分別經(jīng)過如下兩個不同的過程使體積都增大到2V0：①等溫膨脹變?yōu)?V0，再等容升壓使其恢復成一個標準大氣壓，總共吸收的熱量為Q1，內(nèi)能的變化為；②等壓膨脹到2V0，吸收的熱量為Q2，內(nèi)能的變化為．則Q1

Q2，

。（填“大于”、“等于”、“小于”）參考答案：小于

等于

9.如圖所示，某種自動洗衣機進水時，洗衣機缸內(nèi)水位升高，與洗衣缸相連的細管中會封閉一定質量的空氣，通過壓力傳感器感知管中的空氣壓力，從而控制進水量．將細管中密閉的空氣視為理想氣體，當洗衣缸內(nèi)水位緩慢升高時，外界對空氣做了0.5J的功，則空氣________(填“吸收”或“放出”)了__________的熱量．參考答案：放出0.510.如圖，將酒精燈和裝有適量水的試管固定在小車上，小車放在較光滑的水平桌面上，用橡膠塞子塞?。ú宦猓┰嚬芸冢F(xiàn)讓小車處于靜止，點燃酒精燈給試管中水加熱。當加熱一段時間后，橡膠塞子向右噴出時，可以觀察到小車向

（選填“左”或“右”）運動，在這個過程中，整個小車（含酒精燈和裝有適量水的試管）對橡膠塞子的作用力與橡膠塞子對小車的作用力方向______（選填“相同”或“相反”），整個小車受到的合外力方向向_______（選填“左”、“右”、“上”或“下”）。參考答案：左，相反，左。解析：塞子噴出瞬間，小車與塞子瞬間在水平方向動量守恒，故小車向左運動，整個小車（含酒精燈和裝有適量水的試管）對橡膠塞子的作用力與橡膠塞子對小車的作用力為相互作用力，方向相反，所以小車受到的合力向左。11.已知金屬鈣的逸出功為2.7eV，氫原子的能級圖如圖所示．一群處于n=4的氫原子在向低能級躍遷的過程中，可能輻射

▲

種頻率的光子，有

▲

種頻率的光能使鈣發(fā)生光電效應．

參考答案：6（1分）

3（2分）12.作勻速圓周運動的飛機，運動半徑為4000m，線速度為80m/s，則周期為

s，角速度為

rad/s。

參考答案：13.甲、乙兩同學做測量反應時間的實驗，實驗時，甲用手握住直尺的上部，乙用一只手在直尺下部做握住直尺的準備，此時乙的拇指上端與直尺的19.00cm刻度對齊．當看到甲放開手時，乙立即去握住直尺，該圖是測

（填“甲”或“乙”）的反應時間，此時乙的拇指上端與直尺的6.20cm刻度對齊．則所測同學的反應時間為

s．（取g=10m/s2）．參考答案：乙，0.16．【考點】自由落體運動．【分析】直尺下降的時間就是人的反應時間，根據(jù)自由落體運動的位移求出反應時間．【解答】解：甲放開手，乙去握直尺，可知測量的是乙的反應時間．根據(jù)h=得：t==0.16s．故答案為：乙，0.16．三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（簡答）光滑的長軌道形狀如圖所示，下部為半圓形，半徑為R，固定在豎直平面內(nèi)．質量分別為m、2m的兩小環(huán)A、B用長為R的輕桿連接在一起，套在軌道上，A環(huán)距軌道底部高為2R．現(xiàn)將A、B兩環(huán)從圖示位置靜止釋放．重力加速度為g．求：（1）A環(huán)到達軌道底部時，兩環(huán)速度大??；（2）運動過程中A環(huán)距軌道底部的最大高度；（3）若僅將輕桿長度增大為2R，其他條件不變，求運動過程中A環(huán)距軌道底部的最大高度．參考答案：（1）A環(huán)到達軌道底部時，兩環(huán)速度大小為；（2）運動過程中A環(huán)距軌道底部的最大高度為R；（3）若僅將輕桿長度增大為2R，其他條件不變，運動過程中A環(huán)距軌道底部的最大高度為R．解：（1）A、B都進入圓軌道后，兩環(huán)具有相同角速度，則兩環(huán)速度大小一定相等，對系統(tǒng)，由機械能守恒定律得：mg?2R+2mg?R=（m+2m）v2，解得：v=；（2）運動過程中A環(huán)距軌道最低點的最大高度為h1，如圖所示，整體機械能守恒：mg?2R+2mg?3R=2mg（h﹣R）+mgh，解得：h=R；（3）若將桿長換成2R，A環(huán)離開底部的最大高度為h2．如圖所示．整體機械能守恒：mg?2R+2mg（2R+2R）=mgh′+2mg（h′+2R），解得：h′=R；答：（1）A環(huán)到達軌道底部時，兩環(huán)速度大小為；（2）運動過程中A環(huán)距軌道底部的最大高度為R；（3）若僅將輕桿長度增大為2R，其他條件不變，運動過程中A環(huán)距軌道底部的最大高度為R．15.如圖甲所示，將一質量m=3kg的小球豎直向上拋出，小球在運動過程中的速度隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，設阻力大小恒定不變，g=10m/s2，求（1）小球在上升過程中受到阻力的大小f．（2）小球在4s末的速度v及此時離拋出點的高度h．參考答案：（1）小球上升過程中阻力f為5N；（2）小球在4秒末的速度為16m/s以及此時離拋出點h為8m考點： 牛頓第二定律；勻變速直線運動的圖像．專題： 牛頓運動定律綜合專題．分析： （1）根據(jù)勻變速直線運動的速度時間公式求出小球上升的加速度，再根據(jù)牛頓第二定律求出小球上升過程中受到空氣的平均阻力．（2）利用牛頓第二定律求出下落加速度，利用運動學公式求的速度和位移．解答： 解：由圖可知，在0～2s內(nèi)，小球做勻減速直線運動，加速度大小為：由牛頓第二定律，有：f+mg=ma1代入數(shù)據(jù)，解得：f=6N．（2）2s～4s內(nèi)，小球做勻加速直線運動，其所受阻力方向與重力方向相反，設加速度的大小為a2，有：mg﹣f=ma2即4s末小球的速度v=a2t=16m/s依據(jù)圖象可知，小球在4s末離拋出點的高度：．答：（1）小球上升過程中阻力f為5N；（2）小球在4秒末的速度為16m/s以及此時離拋出點h為8m點評： 本題主要考查了牛頓第二定律及運動學公式，注意加速度是中間橋梁四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，有一內(nèi)壁光滑的試管裝有質量為1g的小球，試管的開口端封閉后安裝在水平軸O上，轉動軸到管底小球的距離為5cm，讓試管在豎直平面內(nèi)做勻速轉動．問：(1)轉動軸達某一轉速時，試管底部受到小球的壓力的最大值為最小值的3倍，此時角速度多大？(2)當轉速ω＝10rad/s時，管底對小球的作用力的最大值和最小值各是多少？(g取10m/s2)參考答案：⑴20rad/s

⑵N1=0,N2=0.015N

17.（計算）如圖所示，固定于同一條豎直線上的A、B是兩個帶等量異種電荷的點電荷，電荷量分別為+Q和﹣Q，A、B相距為2d．MN是豎直放置的光滑絕緣細桿，另有一個穿過細桿的帶電小球p，其質量為m、電荷量為+q（可視為點電荷，不影響電場的分布），現(xiàn)將小球p從與點電荷A等高的C處由靜止開始釋放，小球p向下運動到距C點距離為d的O點時，速度為v，已知MN與AB之間的距離為d，靜電力常量為k，重力加速度為g．求：（1）C、O間的電勢差UCO；（2）小球p在O點時的加速度；（3）小球p經(jīng)過與點電荷B等高的D點時的速度．參考答案：（1）C、O間的電勢差UCO為；（2）小球p在O點時的加速度為：+g，方向豎直向下；（3）小球p經(jīng)過與點電荷B等高的D點時的速度為v考點：電勢差與電場強度的關系；動能定理解：（1）小球p由C運動到O時，由動能定理得：mgd+qUCO=mv2﹣0，解得：UCO=；（2）小球p經(jīng)過O點時受力如圖：由庫侖定律得：F1=F2=k，它們的合力為：F=F1cos45°+F2cos45°=，所以p在O點處的加速度：a==+g，方向豎直向下；（3）由電場特點可知，在C、D間電場的分布是對稱的．即小球p由C運動到O與由O運動到D的過程中合外力做的功是相等的，由動能定理得：W合=mv﹣0=2×mv2，解得：vD=v；答：（1）C、O間的電勢差UCO為；（2）小球p在O點時的加速度為：+g，方向豎直向下；（3）小球p經(jīng)過與點電荷B等高的D點時的速度為v18.一跳傘運動員從476m高空離開直升機落下，開始未打開傘，自由下落一段高度后才打開傘以2m/s2的加速度勻減速