湖北省荆州市监利县第一中学高三物理期末试卷含解析

湖北省荆州市监利县第一中学高三物理期末试卷含解析 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. 近地人造卫星1和2绕地球做匀速圆周运动的周期分别为T1和,设在卫星1、卫星2各自所在的高度上的重力加速度大小分别为、，则 A．                         B． D．                          D． 参考答案： B 解析：卫星绕天体作匀速圆周运动由万有引力提供向心力有＝mR,可得＝K为常数，由重力等于万有引力＝mg，联立解得g＝，则g与成反比。 2. 如图所示,一个小球沿竖直放置的光滑圆形轨道做圆周运动,圆环的半径为R,关于小球的运动情况,下列说法中正确的是(     ) A.小球的线速度方向时刻在变化,但总在圆周切线方向上 B.小球的加速度方向时刻在变化,但一定是指向圆心的 C.小球的线速度的大小总大于或等于 D.小球对轨道最低点的压力大小一定大于重力 参考答案： AD 3. （单选）随着航天技术的发展，在地球周围有很多人造飞行器，其中有一些已超过其设计寿命且能量耗尽。每到太阳活动期，地球的大气层会变厚，这时有些飞行器在大气阻力的作用下，运行的轨道高度将逐渐降低（在其绕地球运动的每一周过程中，轨道高度变化很小，均可近似视为匀速圆周运动）。为了避免飞行器坠入大气层后对地面设施及人员造成安全威胁，人们设想发射导弹将其在运行轨道上击碎。具体设想是：在导弹的弹头脱离推进装置后，经过一段无动力飞行，从飞行器后下方逐渐接近目标，在进入有效命中距离后引爆弹头并将该飞行器击碎。对于这一过程中的飞行器及弹头，下列说法中正确的是（    ） A．飞行器轨道高度降低后，它做圆周运动的周期变大 B．飞行器轨道高度降低后，它做圆周运动的速率变大 C．弹头在脱离推进装置之前，始终处于失重状态 D．弹头引爆前瞬间，弹头的加速度一定小于此时飞行器的加速度 参考答案： B 4. （多选）（2010?宁夏）如图所示，在外力作用下某质点运动的υ﹣t图象为正弦曲线．从图中可以判断（　　） 　 A． 在0～t1时间内，外力做正功 　 B． 在0～t1时间内，外力的功率逐渐增大 　 C． 在t2时刻，外力的功率最大 　 D． 在t1～t3时间内，外力做的总功为零　 参考答案： AD 考点：功的计算；功率、平均功率和瞬时功率 解：A、在0～t1时间内，由图象可知，物体的速度沿正方向，加速度为正值且减小，故力与速度方向相同，故外力做正功；故A正确； B、图象斜率表示加速度，加速度对应合外力，合外力减小，速度增大；由图象可知0时刻速度为零，t1时刻速度最大但拉力为零，由P=Fv可知外力的功率在0时刻功率为零，t1时刻功率也为零，可知功率先增大后减小，B错误． C、t2时刻物体的速度为零，由P=Fv可知外力的功率为零，故C错误． D、在t1～t3时间内物体的动能变化为零，由动能定理可知外力做的总功为零，故D正确； 故选AD 5. 如右图所示，图形凹槽半径R=30cm，质量m=1kg的小物块在沿半径方向的轻弹簧挤压下处于静止状态。已知弹簧的劲度系数k=50N/m，自由长度L=40cm，一端固定在圆心O处，弹簧与竖直方向的夹角为37°。取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。则                                                                     （     ） A．物块对槽的压力大小是15N B．物块对槽的压力大小是13N C．槽对物块的摩擦力大小是6N D．槽对物块的摩擦力大小是8N 参考答案： BC 由受力分析可知物体退槽的压力，槽对物块的摩擦力。 二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. 一灯泡的电功率为P，若消耗的电能看成全部以波长为入的光波均匀地向周围辐射，设光在空气的传播速度近似为真空中的光速c，普朗克常量为h．则这种光波光子的能量为，在距离灯泡d处垂直于光的传播方向S面积上，单位时间内通过的光子数目为         。 参考答案： 7. 如图所示，AB、CD为两根平行并且均匀的相同电阻丝，直导线EF可以在AB、CD上滑行并保持与AB垂直，EF与AB、CD接触良好，图中电压表为理想电压表，当EF处于图中位置时电压表读数为U1=8.0伏，已知将EF由图中位置向左移动一段△L后电压表读数变为U2=6.0伏，则电路中电阻的变化量DR与变化前电路的总电阻R之比DR:R=______.若将EF由图中位置向右移一段相同△L后，那么电压表读数U3=_____伏。 参考答案： DR:R=1:3   U3=12.0伏 8. 如图所示，一列简谐横波在均匀介质中沿x轴负方向传播，波速为4m/s，则质点P此时刻的振动方向沿y轴      （填“正”或“负”）方向．经过△t=3s．质点Q通过的路程是          m。 参考答案： 正　0.6 9. 地球半径为R，卫星A、B均环绕地球做匀速圆周运动，其中卫星A以第一宇宙速度环绕地球运动，卫星B的环绕半径为4R，则卫星A与卫星B的速度大小之比为________；周期之比为________。 参考答案： 2∶1；1∶8 10. 作匀速圆周运动的飞机，运动半径为4000m，线速度为80m/s，则周期为       s， 角速度为            rad/s。     参考答案： 11. P、Q是一列简谐横波中的两质点，已知P离振源较近，P、Q两点的平衡位置相距15m（小于一个波长），各自的振动图象如图所示。此列波的波速为        m/s。 参考答案： 12. 如图所示，L1、L2是输电线，甲是       互感器，乙是       互感器，若甲图中原副线圈匝数比为100：1，乙图中原副线圈匝数比为1：10，且电压表示数220V，电流表示数10A，则线路输送电压为      V，电流为        A。   参考答案：    答案：电压、电流  22000、100 13. 物体A、B的质量之比为mA:mB=4:1，使它们以相同的初速度沿水平地面滑行，若它们受到的阻力相等，那么它们停下来所用的时间之比为tA:tB=______，若两物体与地面的动摩擦因数相同，那么它们停下来所用的时间之比为tA:tB=______ 参考答案： 4:1;1:1 三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. （9分）我国登月的“嫦娥计划”已经启动，2007年10月24日，我国自行研制的探月卫星“嫦娥一号”探测器成功发射。相比较美国宇航员已经多次登陆月球。而言，中国航天还有很多艰难的路要走。若一位物理学家通过电视机观看宇航员登月球的情况，他发现在发射到月球上的一个仪器舱旁边悬挂着一个重物在那里摆动, 悬挂重物的绳长跟宇航员的身高相仿, 这位物理学家看了看自己的手表，测了一下时间，于是他估测出月球表面上的自由落体加速度。请探究一下, 他是怎样估测的? 参考答案： 据宇航员的身高估测出摆长；测出时间，数出摆动次数，算得摆动周期；据公式,求得月球的重力加速度。 解析：据单摆周期公式, 只要测出单摆摆长和摆动周期, 即可测出月球表面上的自由落体加速度．据宇航员的身高估测出摆长；测出时间，数出摆动次数，算得摆动周期；据公式求得月球的重力加速度。(9分)      15. 图所示摩托车做腾跃特技表演，沿曲面冲上高0.8m顶部水平高台，接着以4m/s水平速度离开平台，落至地面时，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道,并沿轨道下滑.A、B为圆弧两端点,其连线水平.已知圆弧半径为2m，人和车的总质量为200kg，特技表演的全过程中，空气阻力不计.(计算中取g=10m/s2.求: (1)从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离s. (2)从平台飞出到达A点时速度大小及圆弧对应圆心角θ. (3)若已知人和车运动到圆弧轨道最低点O速度为6m/s,求此时人和车对轨道的压力. 参考答案： (1)1.6m  (2)m/s，90°  (3)5600N 【详解】(1)车做的是平抛运动，很据平抛运动的规律可得： 竖直方向上： 水平方向上： 可得： . (2)摩托车落至A点时其竖直方向的分速度： 到达A点时速度： 设摩托车落地时速度方向与水平方向的夹角为，则： 即，所以： (3)对摩托车受力分析可以知道，摩托车受到的指向圆心方向的合力作为圆周运动的向心力，所以有：    当时，计算得出. 由牛顿第三定律可以知道人和车在最低点O时对轨道的压力为5600 N. 答：(1)从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离. (2)从平台飞出到达A点时速度，圆弧对应圆心角. (3)当最低点O速度为6m/s，人和车对轨道的压力5600 N. 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. （16分）如图所示，质量为M的卡车载有质量为m的重物在平直的公路上以速率v前行，重物与车厢前壁距离为L.卡车紧急制动后做匀变速直线运动，车轮与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g.则 （1）若重物与车厢没有相对滑动，从卡车制动开始到完全停止需要多长时间？此期间重物所受的摩擦力为多大？ （2）若重物与车厢有相对滑动，它们之间的动摩擦因数为μ，为了避免制动时重物与车厢前壁发生碰撞，卡车制动前的速率最大为多少？ 参考答案： （1）  ＝（2） （1）设卡车运动方向为正，重物与车厢之间的摩擦力大小为， 由题意：  ，       联立可得： ，        重物所受的摩擦力大小为=ma=, 与v 方向相反 （2）设卡车与地面的摩擦力大小为，卡车受到的合外力大小为 ，重物与车厢之间的摩擦力大小为， 在制动过程中，由题意： 设卡车从制动到停止运动的对地位移为，加速度大小为，有 设从卡车制动到重物停止运动，重物的对地位移为，受到的合外力大小为，加速度大小为，由题意有      且 > 设重物与车厢前壁恰能发生接触 ，则有，其中， 联立可得卡车制动前的最大速率：。 17. 如图所示，一气缸竖直放置，用一质量为m的活塞在缸内封闭了一定量的理想气体，在气缸的底部安装有一根电热丝，用导线和外界电源相连，已知气缸壁和活塞都是绝热的，气缸壁与活塞间接触光滑且不漏气．现接通电源，电热丝对缸内气体缓慢加热．设活塞横截面积为S，外界大气压强为p0，电热丝热功率为P，测得通电t时间内活塞缓慢向上移动高度h，求： ①气缸内气体压强的大小； ②t时间缸内气体对外所做的功和内能的变化量． 参考答案： ①由活塞受力平衡，p0+=p ②气体对外做功W=pSh=p0Sh+mgh     内能的变化量△E=Q-W=Pt-mgh- p0Sh 18. 如图，竖直平面坐标系的第一象限，有垂直面向外的水平匀强磁场和竖直向上的匀强电场，大小分别为B和E；第四象限有垂直面向里的水平匀强电场,大小也为；第三象限内有一绝缘光滑竖直放置的半径为的半圆轨道,轨道最高点与坐标原点相切,最低点与绝缘光滑水平面相切于.一质量为的带电小球从轴上()的点沿轴正方向进入第一象限后做圆周运动,恰好通过坐标原点,且水平切入半圆轨道并沿轨道内侧运动,过点水平进入第四象限,并在电场中运动(已知重力加速度为). (1)判断小球的带电性质并求出其所带电荷量； (2)点距坐标原点至少多高； (3)若该小球以满足(2)中最小值的位置和对应速度进入第一象限,通过点开始计时,经时间小球距坐标原点的距离为多远？ 参考答案： 见解析 (1)小球进入第一象限正交的电场和磁场后,在垂直磁场的平面内做圆周运动,说明重力与电场力平衡.设小球所带电荷量为,则有: