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1、湖北省荆门市钟祥实验中学2020-2021学年高三物理上学期期末试卷含解析一、 选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分每小题只有一个选项符合题意1. （多选）如图所示，一个杂技表演者站在桌子上做水流星表演，他手拿细线一端，另一端系一装有水的杯子，并使杯子在竖直平面内做圆周运动，如果杯子运动到最高点时杯子中的水恰好不从杯中流出，表演中桌子静止不动，杯子和水的总质量为m，已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A杯子运动到最低点时，桌子对地面的压力最大B杯子运动过程中地面对桌子始终没有摩擦力的作用C杯子运动到最低点时细线的拉力为6mgD杯子从最高点运动到最低点的过程中水杯处于超重状态参考答
2、案：解：A、当杯子经过最低点时，里面的水处于超重状态，桌子对地面的压力最大，故A正确；B、当杯子不是处于最高或最低点时，有向心加速度在水平方向的分量，桌子受到水平方向的力，地面对桌子有摩擦力作用，故B错误；C、水做圆周运动，经过最高点时，满足V=，从最高点到最低点机械能守恒，根据向心力公式：Fmg=，联立得F=6mg，故C正确；D、杯子从最高点运动到最低点的过程中水杯先是失重，后超重，D错误；故选：AC2. 如图10所示a、b、c、d分别是一个菱形的四个顶点，。现将三个等量的正电荷+Q分别固定在a、b、c三个顶点上，将一个电荷量为+q的点电荷依次放在菱形中心O点和另一个顶点d处，下列说法正确的
3、是Ad点电场强度的方向由O指向dB+q在d点所具有的电势能比在O点的大Cd点的电势低于O点的电势Dd点的电场强度大于O点的电场强度参考答案：【知识点】电势能；电场强度；电势 I1 I2【答案解析】A C 解析：A、d点电场是由三个点电荷所产生的电场的叠加，根据对称性和平行四边形定则可知，d点电场强度的方向由o点指向d点，故A正确、，o、d间电场线方向由o点指向d，根据顺着电场线方向电势降低，o点电势高于d点电势，而正电荷在高电势处电势能较大，则+Q在d点所具有的电势能较小.故B错误，C正确.D、设菱形的边长为r，根据公式分析可知三个点电荷在d产生的场强大小相等，由电场叠加可知，d点场强大小为;
4、o点的场强大小为=，可见，d点场强小于点场强.故D错误.【思路点拨】根据电场的叠加，分析d点电场强度的方向；o点电场强度等于b处+Q在o处产生的电场强度大小.顺着电场线方向电势降低，分析d点和o点电势关系.3. （单选）如图所示，一物体自倾角为的固定斜面顶端沿水平方向抛出后落在斜面上物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角满足（ ）Atansin BtancosCtantan Dtan2tan参考答案：D4. （多选） 质量为m的小球A在光滑水平面上以速度V0与质量为2m的静止的小球B正碰后，A球的速度大小恰好变为原来的1/3，则B球的速度大小可能是 A.V0/3 B.2V0/3 C.4V0/9
5、D.8V0/9参考答案：AB5. （多选）如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈（单匝）的周期为T，转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为2。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60时的感应电流为1A。那么A.线圈消耗的电功率为4WB.线圈中感应电流的有效值为2AC.任意时刻线圈中的感应电动势为e=4cosD. 任意时刻穿过线圈的磁通量为=sin参考答案：AC 解析： 从垂直中性面开始其瞬时表达式为i=Imcos，则电流的最大值为 Im=2A感应电动势的最大值为 Em=Imr=22=4V任意时刻线圈中的感应电动势为 e=Emcost=4cos线圈消耗的电功率为 P=I2r=(Im)2
6、r=(2)22W=4W任意时刻穿过线圈的磁通量为=BSsint根据公式Em=NBS=Nm可得故=故选：AC二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6. 如图所示，竖直墙上挂着一面时钟，地面上的静止的观察者A观测到钟的面积为S，另一观察者B以0.8倍光速平行y轴正方向运动，观察到钟的面积为S则S和S的大小关系是 .（填写选项前的字母） AS S BS = SCS S D无法判断参考答案：A7. （8分）质量为10kg的物体放在可绕竖直轴转动的水平圆盘上，物体与转轴间用轻弹簧相连物体与转盘间最大静摩擦力是重力的02倍，弹簧的劲度系数为600 Nm，原长为4cm，此时圆盘处于静止状态，如图
7、213所示圆盘开始转动后，要使物体与圆盘保持相对静止，圆盘的最大角速度= (2)当角速度达到20时，弹簧的伸长量X= (g取10ms2)参考答案：8. 为了探究受到空气阻力时，物体运动速度随时间的变化规律，某同学采用了“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置(如图所示)实验时，平衡小车与木板之间的摩擦力后，在小车上安装一薄板，以增大空气对小车运动的阻力(1)往砝码盘中加入一小砝码，在释放小车_(选填“之前”或“之后”)接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点(2)从纸带上选取若干计数点进行测量，得出各计数点的时间t与速度v的数据如下表：时间t/s00.501.001.502.002.5
8、0速度v/(ms1)0.120.190.230.260.280.29请根据实验数据作出小车的vt图象(3)通过对实验结果的分析，该同学认为：随着运动速度的增加，小车所受的空气阻力将变大你是否同意他的观点？请根据vt图象简要阐述理由参考答案：9. 如图所示，是一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，已知波的传播速度v=2m/s，则振动的周期为 s，x=1.0m处质点的振动方向沿 (填 “y轴正方向”或 “y轴负方向”)，x=2.0m处的质点在01.5s内通过的路程为 cm参考答案：10. 示波器是著名的实验仪器，如图是示波器的示意图，金属丝发射出来的电子被加速后从金属板的小孔穿出，进
9、入偏转电场。电子在穿出偏转电场后沿直线前进，最后打在荧光屏上。设加速电压U1，偏转极板长L，偏转板间距d，当电子加速后从两偏转板的中央沿与板平行方向进入偏转电场。偏转电压U2为时，电子束打在荧光屏上偏转距离最大。参考答案：U2 = 2d2U1/L2，11. 如图，框架ABC由三根长度均为l、质量均为m的均匀细棒组成，A端用光滑铰链铰接在墙壁上现用竖直方向的力F作用在C端，使AB边处于竖直方向且保持平衡，则力F的大小为mg若在C点施加的作用力改为大小为1.5mg、方向始终垂直于AC边的力F，使框架从图示位置开始逆时针转动，运动过程中当框架具有最大动能时，力F所做的功为0.25mgl参考答案：考点
10、：功的计算；共点力平衡的条件及其应用版权所有专题：功的计算专题分析：框架ABC保持平衡，则重力的力矩应等于F的力矩，根据力矩平衡列式即可求解，力F的大小；使框架从图示位置开始逆时针转动，运动过程中当F的力矩等于重力力矩时，动能最大，求出AC边转过的角度，力F做的功等于力乘以弧长解答：解：对框架ABC受力分析，其整体重心在O点，由数学知识可知，OD=，框架ABC保持平衡，则重力的力矩应等于F的力矩，根据力矩平衡得：F?CD=3mg?OD解得：F=mg使框架从图示位置开始逆时针转动，运动过程中当F的力矩等于重力力矩时，动能最大，则有：Fl=3mg?L解得：L=，即重心位置距离墙壁的距离为时，动能最
11、大，根据几何关系可知，转过的圆心角为：=此过程中力F做的功为：W=Fl=1.5mgl=0.25mgl故答案为：mg，0.25mgl点评：本题主要考查了力矩平衡公式的直接应用，知道运动过程中当F的力矩等于重力力矩时，动能最大，力F始终与AC垂直，则F做的功等于力乘以弧长，难度适中12. （1）用电磁打点计时器、水平木板（包括定滑轮）、小车等器材做“研究小车加速度与质量的关系”的实验。下图是某学生做该实验时小车即将释放之前的实验装置图，该图中有4处错误，请写出其中两处：_ _；_ _。（2）利用打点计时器和如图的其他器材可以开展多项实验探究，其主要步骤如下：a、按装置安装好器材并连好电路.b、接通
12、电源，释放纸带，让重锤由静止开始自由下落.c、关闭电源，取出纸带, 更换纸带重复步骤b，打出几条纸带.d、选择一条符合实验要求的纸带，数据如图（相邻计数点的时间为T），进行数据处理:若是探究重力做功和物体动能变化的关系.需求出重锤运动到各计数点的瞬时速度，试表示在B点时重锤运动的瞬时速度VB= . 若是测量重力加速度g. 为减少实验的偶然误差，采用逐差法处理数据，则加速度大小可以表示为g = .如果求出的加速度值与当地重力加速度公认的值g有较大差距，说明实验过程存在较大的阻力，若要测出阻力的大小，则还需测量的物理量是 .（ g为已知量）参考答案：（1）（4分）（2）（6分）VB - （2分）g
13、 -（2分）重锤的质量m； 13. （2分）在衰变时产生的也具有放射性，它能放出一个 粒子而变为。参考答案：三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14. 质量为m=4kg的小物块静止于水平地面上的A点，现用F=10N的水平恒力拉动物块一段时间后撤去，物块继续滑动一段位移停在B点，A、B两点相距x=45m，物块与地面间的动摩擦因数=0.2g取10m/s2求：（1）撤去力F后物块继续滑动的时间t；（2）物块在力F作用过程发生的位移x1的大小参考答案：（1）撤去力F后物块继续滑动的时间为3s；（2）物块在力F作用过程发生的位移x1的大小36m解：设F作用时间为t1，之后滑动时间为t，前
14、段加速度大小为a1，后段加速度大小为a2（1）由牛顿第二定律可得：Fmg=ma1mg=ma2且：a1t1=a2t可得：a1=0.5m/s2 ，a2=2m/s2 ，t1=4t（a1t12+a2t2）=x解得：t=3s（2）由（1）可知，力F作用时间t1=4t=12x1=a1t12= =36 m答：（1）撤去力F后物块继续滑动的时间为3s；（2）物块在力F作用过程发生的位移x1的大小36m15. (8分) 如图所示，有四列简谐波同时沿x轴正方向传播，波速分别是 v、2 v、3 v和 4 v，a、b是x轴上所给定的两点，且abl。在t时刻a、b两点间四列波的波形分别如图所示，则由该时刻起a点出现波峰的先后顺序依次是图 ；频率由高到低的先后顺序依次是图
