湖北省荆州市育英中学高三物理期末试题含解析

湖北省荆州市育英中学高三物理期末试题含解析 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. 如图所示，固定斜面倾角为θ，整个斜面长分为AB、BC两段，AB＝2BC．小物块P(可视为质点)与AB、BC两段斜面间的动摩擦因数分别为μ1、μ2．已知P由静止开始从A点释放，恰好能滑动到C点而停下，那么θ、μ1、μ2间应满足的关系是(　　)                A．tan θ＝      B．tan θ＝  C．tan θ＝2μ1－μ2      D．tan θ＝2μ2－μ1 参考答案： B 2. （多选）如图所示，质量20kg的小物块（可视为质点）以速度4m/s水平向右进入转送带，传送带向左传动、速率为3m/s，两皮带轮轴心间的距离是9m，已知小物块与传送带间的动摩擦因数为0.1．对此，下列说法中正确是（　　） 　 A． 物体将从传送带的左边离开 B． 特体将从传送带的右边离开 　 C． 物块离开传送带的速度为3m/s D． 物块离开传送带的速度为4m/s 参考答案： 考点： 牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．. 专题： 牛顿运动定律综合专题． 分析： 滑块向右运动是减速，先假设皮带足够长，根据牛顿第二定律列式求解加速度，然后根据速度位移关系公式求解位移，通过与传送带的长度比较后得到物体的实际运动性质． 解答： 解：A、B、滑块向右运动是减速，先假设皮带足够长，根据牛顿第二定律，有： a= 根据速度位移关系公式，有： ﹣v2=2（﹣a）x 解得：x= 故没有到达最右端速度即减为零，此后在传送带的作用下向左运动，故从左边滑出，故A正确，B错误； C、如果向左一直加速，末速度为4m/s，但传送带速度为3m/s，小于滑块的初速度，故滑块速度增加到3m/s后即与传送带间无摩擦，一起做匀速运动，故离开传送带的速度为3m/s，故C正确，D错误； 故选：AC． 点评： 本题关键是明确先根据牛顿第二定律判断出物体的加速度，然后根据运动学公式判断物体的运动性质，不难． 3. 如图所示，两个倾角相同的滑杆上分别套A、B两个圆环，两个圆环上分别用细线悬吊着两个物体C、D，当它们都沿滑杆向下滑动时，A的悬线与杆垂直，B的悬线竖直向下。则下列说法中正确的是[LU10] （       ） A．A环与滑杆无摩擦力         B．B环与滑杆无摩擦力 C．A环做的是匀速运动       D．B环做的是匀加速运动 参考答案： 4. 某物体在恒力F（F≠0）的作用下沿直线运动，以下各图分别表示物体的位移s，速度v，加速度a和受到的冲量l随时间变化的图象，其中不可能的是 参考答案： A 5. （单选题）两个等量正点电荷位于垂直于x轴的连线上，相对原点对称分布，选无穷远处电势为零。能正确描述x轴上电场强度E、电势φ随位置x变化规律的是图（　　） 参考答案： C 二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. 一只木箱在水平地面上受到水平推力F作用，在5s内F的变化和木箱速度的变化如图中（a）、（b）所示，则木箱的质量为_______________kg，木箱与地面间的动摩擦因数为_______________.（g=10m/s2） 参考答案： 25；0.2 由v-t图可知3-5s，物块做匀速运动，有Ff=F=50N． 在0-3s内物块做匀加速运动，加速度a=3m/s2，由牛顿第二定律得 ma=F-Ff， 将F=125N、Ff=50N及a代入解得m=25kg． 由动摩擦力公式得 μ= =0.2．故答案为：25；0.2。 7. 单位换算：10 m/s =           cm/s =           km/h 参考答案： 1000  ；    36  8. 如图所示，一定质量的理想气体发生如图所示的状态变化，状态A与状态B 的体积关系为VA     VB(选填“大于”、“小于”或“等于”)； 若从A状态到C状态的过程中气体对外做了100J的功，则此过程中_______(选填“吸热”或“放热”) 参考答案： ＜  （2分）    吸热 9. 在验证牛顿运动定律的实验中有如图（a）所示的装置，小车放在斜面上，车前端拴有不可伸长的细线，跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连，小车后面与穿过打点计时器的纸带相连。开始时，小车停在靠近打点计时器的位置，重物到地面的距离小于小车到滑轮的距离。启动计时器，释放重物，小车在重物牵引下，由静止开始沿斜面向上运动，重物落地后，小车会继续向上运动一段距离。打点计时器使用的交流电频率为50Hz。图（b）中a、b、c是小车运动纸带上的三段，纸带运动方向如图箭头所示。 （1）根据所提供的纸带和数据，计算打c段纸带时小车的加速度大小为         m/s2（计算结果保留两位有效数字）。 （2）打a段纸带时，小车的加速度大小是2.5m/s2，请根据加速度的情况，判断小车运动的最大速度可能出现在b段纸带中的            两点之间。 （3）若g取，由纸带数据可推算出重物m与小车的质量M之比为m：M=      。 参考答案： （1）5.0 （3分）；（2）D4D5（3分）；(3)1：1 10. （4分）随着能量消耗的迅速增加，如何有效的提高能量利用率是人类所面临的一项重要任务。如图是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案，与站台连接的轨道有一个小的坡度，从提高能量利用的角度来看，这种设计的优点是                     。 参考答案：         上坡时，部分动能转化为重力势能；下坡时部分重力势能转化为动能。 11. 某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验，图甲所示为实验装置的简图。(交流电的频率为50 Hz) （1）如图乙所示为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为__   ______m/s2。(保留两位有效数字) （2）保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的数据如下表： 实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 小车加速度a/m·s－2 1.90 1.72 1.49 1.25 1.00 0.75 0.50 0.30 小车质量m/kg 0.25 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00 1.67 /kg－1 4.00 3.45 3.03 2.50 2.00 1.41 1.00 0.60 请在如图12所示的坐标纸中画出图线，并由图线求出小车加速度a与质量倒数之间的关系式是______________________。 参考答案： 12. 某物理兴趣小组利用学校的数字实验室设计了一个测量小车瞬时速度的实验。设计的实验装置如图所示。将长直木板B支成斜面，小车C的前端固定挡光片P，光电门G固定在木板的侧面A处，让小车在斜面上的同一位置O由静止释放，用光电计时器（未画出）记录挡光片通过光电门时挡光的时间。兴趣小组共准备了宽度不同的五块挡光片，分别做了五次实验（每次实验时挡光片的前沿均与小车的前端对齐），并计算出各次挡光片通过光电门的平均速度。记录的数据如下表所示： 实验顺序 1 2 50. 5 0. 396 2 4 95. 0 0. 421 3 6 137. 5 0. 436 4 8 174. 5 0. 459 5 10 212. 0 0. 472 完成下列作图和填空： （1）根据表中给出的数据，在如图给出的坐标纸上画出图线； （2）由所画出的图线，得出小车的加速度大小为__________; （3）由所画出的图线，得出小车前端过A处的瞬时速度大小为_________m/s。 （以上两空均保留3位有效数字） 参考答案： （1）（3分）如下图 （2）（3分）0.930（0.900-0.960均给分） （3）（3分）0.375（0.360-0.390均给分） 13. 如图所示，一物体在平行于斜面向上的恒力F作用下，由静止从底端沿光滑的斜面向上做匀加速直线运动，经时间t力F做功为60 J，此后撤去恒力F，物体又经时间t回到出发点，若以地面为零势能点，则当物体回到出发点时的动能为EK=__________J，在撤去恒力F之前，当物体的动能为7 J时，物体的机械能为E=_________J。 参考答案： EK=60 J、   E=28 J 三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. 如图所示，一定质量理想气体经历A→B的等压过程，B→C的绝热过程（气体与外界无热量交换），其中B→C过程中内能减少900J．求A→B→C过程中气体对外界做的总功． 参考答案： W=1500J 【详解】由题意可知，过程为等压膨胀，所以气体对外做功为： 过程：由热力学第一定律得：  则气体对外界做的总功为：  代入数据解得： 。 15. （选修3-4）（6分）如图所示，己知平行玻璃砖的折射率，厚度为。入射光线以入射角60°射到玻璃砖的上表面，经玻璃砖折射从下表面射出，出射光线与入射光线平行，求两平行光线间距离。（结果可用根式表示） 参考答案： 解析：∵n=    ∴r=300      （2分）   光路图如图所示   ∴L1=d/cosr =        （2分）   ∴L2= L1sin300=       （2分） 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. 如图所示，一个带正电的粒子沿磁场边界从A点射入左侧磁场，粒子质量为m、电荷量为q，其中区域Ⅰ、Ⅲ内是垂直纸面向外的匀强磁场，左边区域足够大，右边区域宽度为1.3d，磁感应强度大小均为B，区域Ⅱ是两磁场间的无场区，两条竖直虚线是其边界线，宽度为d；粒子从左边界线A点射入磁场后，经过Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区域后能回到A点，若粒子在左侧磁场中的半径为d，整个装置在真空中，不计粒子的重力． （1）求：粒子从A点射出到回到A点经历的时间t （2）若在区域Ⅱ内加一水平向右的匀强电场，粒子仍能回到A点，求：电场强度E． 参考答案： 解：（1）因粒子从A点出发，经过Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区域后能回到A点，由对称性可知粒子做圆周运动的半径为r=d，如右侧上图．   由Bqv=m得 v= 所以运行时间为 t==． （2）设在区域Ⅱ内加速的粒子到Ⅲ区的速度为v1 由动能定理：qEd=mv12﹣mv2 设在区域Ⅲ内粒子做圆周运动的半径为r，分析粒子运动的轨迹，如图所示， 粒子沿半径为d的半圆运动至Ⅱ区，经电场加速后，在Ⅲ区又经半圆运动返回电场减速到边界线的A点，此时设AN=x 则：x=2（r﹣d） 此后，粒子每经历一次“回旋”，粒子沿边界线的距离就减小x，经过n次回旋后能返回A点． 必须满足：nx=2d（n=1、2、3、…） 求得：（n=1、2、3、…） 半径r太大可能从右边飞出磁场，所以必须满足下面条件： 由r≤1.3d，得：即，（n=4、5、6、…） 由公式：Bqv1=m；得：，（n=4、5、6、…） 代入得：（n=4、5、6、…） 答： （1）粒子从A点射出到回到A点经历的时间t为． （2）若在区域Ⅱ内加一水平向右的匀强电场，粒子仍能回到A点，电场强度E应为（n=4、5、6、…）． 17. 滑沙游戏中，游戏者从沙坡顶部坐滑沙车呼啸滑下．为了安全，滑沙车上通常装有刹车手柄，游客可以通过操纵刹车手柄对滑沙车施加一个与车运动方向相反的制动力F，从而控制车速．为便于研究，作如下简化：游客从顶端A点由静止滑下8s后，操纵刹车手柄使滑沙车匀速下滑至底端B点，在水平沙道上继续滑行直至停止．已知游