湖北省孝感市文昌阁中学高三物理上学期期末试题含解析

湖北省孝感市文昌阁中学高三物理上学期期末试题含解析 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. 一半径为R、质量可视为均匀分布的球形行星的密度为ρ，自转周期为T0，若万有引力常量为G，则（　　） A．该行星表面重力加速度在两极的大小为GρRπ B．该行星的卫星在星球表面附近做圆周运动的速率为2πR C．该行星的同步卫星的轨道半径为R（）  D．该行星的同步卫星的运行速率为 参考答案： A 【考点】万有引力定律及其应用． 【分析】利用行星两极物体所受的万有引力等于重力求出重力加速度，根据万有引力提供向心力结合行星密度可以求出行星的卫星在星球表面圆周运动的速度，行星同步卫星的周期等于行星自转周期，根据万有引力提供向心力得到轨道半径，行星运行速率根据v=ωr求解 【解答】解：（1）对于放置于行星两极的质量为m的物体，由万有引力等于重力得出： 得：…① 其中…② 联立①②得：，故A正确 B、卫星绕行星表面做匀速圆周运动，万有引力等于向心力，有： 解得： 由于 所以有，故B错误． C、根据万有引力提供向心力得： 得： 由于M=ρV= 解得：，故C错误． D、根据，该行星的同步卫星的轨道半径不等于行星半径R，故D错误． 故选：A 2. 有同学这样探究太阳的密度：正午时分让太阳光垂直照射一个当中有小孔的黑纸板，接收屏上出现一个小圆斑；测量小圆斑的直径和黑纸板到接收屏的距离，可大致推出太阳直径。他掌握的数据是：太阳光传到地球所需的时间、地球的公转周期、万有引力恒量；在最终得出太阳密度的过程中，他用到的物理规律是小孔成像规律和（    ） A.牛顿第二定律                                 B.万有引力定律 C.万有引力定律、牛顿第二定律         D. 万有引力定律、牛顿第三定律 参考答案： 答案：C 解析：根据万有引力定律和牛顿第二定律可得太阳的质量，根据小孔成像规律和相似三角形的知识可得太阳的直径D，故可求出太阳的密度。 3. 如图所示，将物体A放在容器B中，以某一速度把容器B竖直上抛，不计空气阻力，运动过程中容器B的地面始终保持水平，下列说法正确的是（     ） A．上升过程中A对B的压力大于物体A受到的重力 B．在上升和下降过程中A对B的压力都一定为零 C．下降过程中A对B的压力大于物体A受到的重力 D．在上升和下降过程中A对B的压力都等于物体A受到的重力 参考答案： B 4. （单选）如图所示，三个物体质量分别为=1.0kg、 =2.0kg、=3.0kg ，已知斜面上表面光滑，斜面倾角，和之间的动摩擦因数μ=0.8。不计绳和滑轮的质量和摩擦。初始用外力使整个系统静止，当撤掉外力时，将（g=10m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力） A.和一起沿斜面下滑             B.和一起沿斜面上滑 C.相对于上滑                   D.相对于下滑 参考答案： D 5. 物块A、B放在光滑水平面上并用轻质弹簧做成的弹簧秤相连，如图所示，今对物体A、B分别施以方向相反的水平力Fl、F2，且Fl大于F2，则弹簧秤的示数： A．一定大于F2，小于F1         B．一定等于F1—F2  C．一定等于F1＋F2            D．条件不足，无法确定 参考答案： A 试题分析：两个物体一起向左做匀加速直线运动，对两个物体整体运用牛顿第二定律，有：，再对物体1受力分析，运用牛顿第二定律，得到：，两式解得，由于大于，故F一定大于小于，故选项A正确。 二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. 质量为M的均匀直角金属杆aob可绕水平光滑轴o在竖直平面内转动，oa=ob/2=l．现加一水平方向的匀强磁场，磁感应强度为B，并通以电流I，若撤去外力后恰能使直角金属杆ob部分保持水平，如图所示．则电流应从杆的_______端流入；此电流强度I的大小为____________．      参考答案： 答案：a   4Mg/9Bl 7. 特种兵过山谷的一种方法可化简为如右图所示的模型：将一根长为2d、不可伸长的细绳的两端固定在相距为d的A、B两等高处，悬绳上有小滑轮P，战士们相互配合，可沿着细绳滑到对面。开始时，战士甲拉住滑轮，质量为m的战士乙吊在滑轮上，处于静止状态，AP竖直，则此时甲对滑轮的水平拉力为____________；若甲将滑轮由静止释放，则乙在滑动中速度的最大值为____________。（不计滑轮与绳的质量，不计滑轮的大小及摩擦）      参考答案： mg， 8. 如右图所示，AB为竖直固定金属棒，金属杆BC重为G。长为L，并可绕过B点垂直纸面的水平轴无摩擦转动，AC为轻质金属线，DABC＝37°，DACB＝90°，在图示范围内有一匀强磁场，其磁感应强度与时间成正比：B＝k t，整个回路总电阻为R，则回路中感应电流I＝      ，当t =      时金属线AC中拉力恰为零。（已知，） 参考答案： ；   9. 小明同学设计了一个实验来探究自行车的初速度与其克服阻力作功的关系。实验的主要步骤是：①找一段平直的路面，并在路面上画一道起点线；②骑上自行车用较快速度驶过起点线，并从车把手处自由释放一团很容易辨别的橡皮泥；③车驶过起点线后就不再蹬自行车脚蹬，让车依靠惯性沿直线继续前进；④待车停下，记录自行车停下时的位置；⑥用卷尺量出起点线到橡皮泥落地点间的距离s、起点线到终点的距离L及车把手处离地高度h。若自行车在行驶中所受的阻力为f并保持恒定。 （1）自行车经过起点线时的速度v=　　　　　；（用己知的物理量和所测量得到的物理量表示） （2）自行车经过起点线后克服阻力做功W=　　　　　；（用己知的物理量和所测量得到的物理量表示） （3）多次改变自行车经过起点时的初速度，重复上述实验步骤②~④，则每次只需测量上述物理量中的　　　　　和　　　　　，就能通过数据分析达到实验目的。 参考答案： 10. 质量为0.4kg的小球甲以速度3m/s沿光滑水平面向右运动，质量为4kg的小球乙以速度5m/s沿光滑水平面向左运动，它们相碰后，甲球以速度8m/s被弹回，求此时乙球的速度大小为        m/s，方向         。 参考答案： 3.9，水平向左 11. （4分）钳型表的工作原理如图所示。当通有交流电的导线从环形铁芯的中间穿过时，与绕在铁芯上的线圈相连的电表指针会发生偏转。由于通过环形铁芯的磁通量与导线中的电流成正比，所以通过偏转角度的大小可以测量导线中的电流。日常所用交流电的频率在中国和英国分别为50Hz和60Hz。现用一钳型电流表在中国测量某一电流，电表读数为10A；若用同一电表在英国测量同样大小的电流，则读数将是         A。若此表在中国的测量值是准确的，且量程为30A；为使其在英国的测量值变为准确，应重新将其量程标定为        A。 参考答案： 12 ， 25 解析：根据φ∝，＝Imsin(),∝Imcos(),说明线圈中的电动势有效值与频率成正比，根据欧姆定律可知电流与频率成正比，所以在英国用同一电表在英国测量同样大小的电流的读数将是I＝10A×＝12A；因为在英国电流值为标准的6/5，需量程为变为原来的5/6。 12. 1825年，科拉顿做了这样一个实验，他将一个磁铁插入连有灵敏电流计的闭合线圈，观察在线圈中是否有电流产生．在实验时，科拉顿为了排除磁铁移动时对灵敏电流计的影响，他通过很长的导线把接在闭合线圈上的灵敏电流计放到隔壁房间．科拉顿在两个房间之间来回跑，始终没看到电流计指针动一下．科拉顿没能看到电流计指针发生偏转的原因是　他认为电流是稳定的　．若要使科拉顿能看到电流计指针发生偏转，请你提出一种改进的方法　将电表等器材置于同一房间　． 参考答案： 考点： 感应电流的产生条件． 分析： 当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中产生感应电流；当穿过闭合电路的磁通量不发生变化时，电路中不会产生感应电流． 解答： 解：科拉顿用条形磁铁在线圈中进行插进和抽出的实验时，线圈中的磁通量发生了变化，电流表的回路中有感应电流产生；当他跑到另一个房间时，由于磁铁在线圈在不动，此时没有感应电流，所以他无法观察到．若要使科拉顿能看到电流计指针发生偏转，将电表等器材置于同一房间即可在线圈中进行插进和抽出的实验时，观察到电流表的回路中有感应电流产生． 故答案为：他认为电流是稳定的；将电表等器材置于同一房间 点评： 本题考查了感应电流产生的条件的应用，掌握感应电流条件是正确解题的关键；本题难度不大，是一道基础题． 13. 电量分别为+q、+q和-q的三个小球，质量均为m，固定在水平放置的边长均为的绝缘轻质三角形框架的三个顶点处，并处于场强为E且方向水平的匀强电场中，如图所示．三角形框架在未知力F作用下绕框架中心O由静止开始沿逆时针转动，当转过120０时角速度为ω．则此过程中，带电小球系统总的电势能的增量为_____；合外力做的功为______． 参考答案： 2Eql；  三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. （5分）光电效应实验的装置如图所示，则下面说法中正确的是     （A）用紫外光照射锌板，验电器指针会发生偏转 （B）用红色光照射锌板，验电器指针会发生偏转 （C）锌板带的是负电荷 （D）使验电器指针发生偏转的是正电荷 参考答案： 答案：AD 15. 某同学在家中尝试验证平行四边形定则，他找到三条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子，设计了如下实验：将两条橡皮筋的一端分别固定在墙上的两个钉子A、B上，另一端是这二条橡皮筋连接，结点为O，将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物。 ①为完成实验，下述操作中必需的是                 a．测量细绳的长度； b．测量橡皮筋的原长；      c．测量悬挂重物后橡皮筋的长度：d．记录悬挂重物后结点O的位置。 ②钉子位置固定，若利用现有器材，改变条件再次验证实验，可采用的方法是                。 参考答案： 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. 如图所示，质量m=1kg的小物体从倾角θ=37°的光滑斜面上A点静止开始下滑，经过B点后进入粗糙水平面（经过B点时速度大小不变而方向变为水平）。AB=3m。试求： （1）小物体从A点开始运动到停止的时间t=2.2s，则小物体与地面间的动摩擦因数μ多大？ （2）若在小物体上始终施加一个水平向左的恒力F，发现当F=F0时，小物体恰能从A点静止出发，沿ABC到达水平面上的C点停止，BC=7.6m。求F0的大小。 （3）某同学根据第（2）问的结果，得到如下判断：“当F≥F0时，小物体一定能从A点静止出发，沿ABC到达C点。”这一观点是否有疏漏，若有，请对F的范围予以补充。 （sin37°=0.6，cos37°=0.8，取ｇ=10m/s2） 参考答案： （1）物体在斜面上的加速度a1=gsinθ=6m/s2 物体在斜面上运动中，得t1=1s，vB=a1t1=6m/s 物体在水平面上的加速度a2=μg ，t2=2.2- t1=1.2s vB=a2t2，得μ=0.5 （2）对A到C列动能定理式，其中h为斜面高度，L为斜面水平宽度 mgh+F0（BC+L）－μmg BC =0 ，F0=2N （3）有疏漏，F太大物体会离开斜面，而不能沿ABC运动。　 临界状态为物体沿斜面运动但与斜面没有弹力，此时F=mg/tanθ=16.7N， 得16.7≥F≥F0 17. （10分）如图所示，一个质量为、电荷量带正电的