湖北省荆门市安团实验中学高三物理下学期期末试题含解析

湖北省荆门市安团实验中学高三物理下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. 一实验兴趣小组做了一次实验，实验时让某同学从桌子上跳下，自由下落H后双脚触地，他顺势弯曲双腿，他的重心又下降了h后停住，利用传感器和计算机显示该同学受到地面支持力F随时间变化的图象如图所示。根据图象提供的信息，以下判断正确的是          A．t2时刻该同学的脚刚接触地面          B．在t2至t3时间内该同学处于下落阶段          C．t3时刻该同学的加速度为零          D．在t3至t4时间内该同学处于加速下落阶段 参考答案： B 2. 如图所示，两根光滑直杆(粗细可忽略不计)水平平行放置，一质量为、半径为的均匀细圆环套在两根直杆上，两杆之间的距离为，甲图为立体图，乙图为侧视图。现将两杆沿水平方向缓慢靠近直至两杆接触为止，在此过程中 A．每根细杆对圆环的弹力均增加 B．每根细杆对圆环的最大弹力均为 C．每根细杆对圆环的弹力均不做功 D．每根细杆对圆环所做的功均为 参考答案：     答案：BD 3. (多选题)如图所示，一质量为m的小球套在光滑竖直杆上，轻质弹簧一端固定于O点，另一端与该小球相连。现将小球从A点由静止释放，沿竖直杆运动到B点，已知OA长度小于OB长度，弹簧处于OA、OB两位置时弹力大小相等。在小球由A到B的过程中（包括A、B两位置）（    ） A．加速度等于重力加速度ｇ的位置有两个 B．弹簧弹力的功率为零的位置有两个 C．弹簧弹力对小球所做的正功等于小球克服弹簧弹力所做的功 D．弹簧弹力做正功过程中小球运动的距离等于小球克服弹簧弹力做功过程中小球运动的距离 参考答案： AC 4. （单选）如图所示，空间有与水平方向成θ角的匀强电场．一个质量为m的带电小球，用长L的绝缘细线悬挂于O点．当小球静止时，细线恰好处于水平位置．现用一个外力将小球沿圆弧缓慢地拉到最低点，此过程小球的电荷量不变．则该外力做的功为（　　） 　 A． mgLcotθ B． mgLtanθ C． D． mgL 参考答案： 考点： 动能定理的应用；带电粒子在匀强电场中的运动．. 专题： 动能定理的应用专题． 分析： 小球在最高点受力平衡，根据平衡条件得出电场力大小；然后对从最高点到最低点过程运用动能定理列式求解． 解答： 解：小球在最高点受力平衡，如图，根据平衡条件，有： T=mgcotθ…① qE=…② 对从最高点到最低点过程运用动能定理得到： WF+mgL+qE?L?cos（225°﹣θ）=0…③ 由②③解得：WF=mgLcotθ 故选：A． 点评： 本题关键是先根据平衡条件求出弹力和电场力，然后根据动能定理列式求解出拉力F做的功． 5. 如图所示，当小车A以恒定的速度v向左运动时，则对于B物体来说，下列说法正确的是（   ） A．加速上升 B．匀速上升 C．B物体受到的拉力大于B物体受到的重力 D．B物体受到的拉力等于B物体受到的重力 参考答案： AC 设绳子与水平方向的夹角为θ，根据平行四边形定则有：沿绳子方向的速度 v′=vcosθ，沿绳子方向的速度等于B物体的速度，在运动的过程中，θ角减小，则v′增大．所以物体加速上升．物体的加速度方向向上，根据牛顿第二定律，知绳子的拉力大于B物体的重力．故A、C正确，B、D错误． 二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. 如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为B0，半圆弧导线框的直径为d，电阻为R。使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，线框中产生的感应电流大小为_________。现使线框保持图中所示位置，让磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小应为_________。   参考答案： ； 7. 如图所示，质量为m的小球，以初速度v0从斜面上A点水平抛出，落在斜面上B点时动能为初动能的5倍，则在此过程中重力冲量为__________，所用的时间为__________。 参考答案： 2mv0        2v0/g 8. 一个质量为50千克的人站立在静止于平静的水面上的质量为400千克船上，突然船上人以2米/秒的水平速度跳向岸，不计水的阻力，则船以_____  ___米/秒的速度后退，若该人向上跳起，以人船为系统，人船的动量_____ __ __。（填守恒或不守恒） 参考答案： 0．25   ；不守恒  9. 如图所示，同一平面内有两根互相平行的长直导线甲和乙，通有大小均为I且方向相反的电 流，a、b两点与两导线共面，其连线与导线垂直，a、b到两导线中点O的连线长度和甲乙间距离均相等．已知直线电流I 产生的磁场中磁感应强度的分布规律是（K为比例系数，为某点到直导线的距离），现测得O点磁感应强度的大小为，则a点的磁感应强度大小为　　　　　，乙导线单位长度受到的安培力的大小为　　　　　 N． 参考答案： ;  10. 如图1所示，寒假前，某同学利用DIS系统对封闭在注射器内的一定质量的气体作了两次等温过程的研究．第一次是在室温下通过推、拉活塞改变气体体积，并记录体积和相应的压强；第二次在较高温度环境下重复这一过程． （1）结束操作后，该同学绘制了这两个等温过程的p﹣1/V关系图线，如图．则反映气体在第二次实验中的p﹣1/V关系图线的是　1　（选填“1”或“2”）； （2）该同学是通过开启室内暖风空调实现环境温度升高的．在这一过程中，注射器水平地放置在桌面上，活塞可以自由伸缩，管内的气体经历了一个　等压　（选填“等压”“等温”或“等容”）的变化过程． 参考答案： 考点： 理想气体的状态方程；热力学第一定律． 专题： 理想气体状态方程专题． 分析： （1）由图看出p﹣图象是过原点的倾斜直线，斜率一定，根据数学知识研究出斜率等于pV，即可根据气态方程分析． （2）注射器水平地放置在桌面上，以活塞为研究对象，受力分析，根据平衡条件列方程，进而分析作何种变化． 解答： 解：（1）由图2看出p﹣图象是过原点的倾斜直线，其斜率等于pV，斜率不变，则pV不变，根据气态方程=c，可知气体的温度不变，均作等温变化． 由气态方程得知T与pV正比，即T与图线的斜率成正比，所以可知反映气体在第二次实验中的p﹣关系图线的是 1． （2）注射器水平地放置在桌面上，设注射器内的压强为P，大气压强为P0，活塞横截面积为S， 活塞移动过程中速度缓慢，认为活塞处于平衡状态，则： PS=P0S 即P=P0 可知，管内的气体压强等于大气压，保持不变，所以管内气体经历了一个等压变化． 故答案为：（1）1； （2）等压． 点评： 对于气体的图象，往往要研究其斜率、面积等方面的数学意义，来分析其物理意义． 确定封闭气体压强时通常是以封闭气体的活塞为研究对象受力分析通过平衡条件列方程来确定． 11. 某兴趣小组为测一遥控电动小车的额定功率，进行了如下实验： ①用天平测出电动小车的质量为0.4kg； ②将电动小车、纸带和打点计时器按如图甲所示安装； ③接通打点计时器（其打点时间间隔为0.02 s）； ④使电动小车以额定功率加速运动，达到最大速度一段时间后关闭小车电源，待小车静止时再关闭打点计时器(设小车在整个过程中所受的阻力恒定)。 乙 在上述过程中，打点计时器在纸带上所打的部分点迹如图乙所示。(长度单位：cm) 请你分析纸带数据，回答下列问题：（结果保留两位有效数字） ① 该电动小车运动的最大速度为_______m/s； ② 该电动小车的额定功率为________W。 参考答案： ①1.5 （3分）  ②1.2（ 12. 如图，圆环质量为M，经过环心的竖直钢丝AB上套有一质量为m的球，今将小球沿钢丝AB以初速vo竖直向上抛出。致使大圆环对地无作用力，则小球上升的加速度为       。小球能上升的最大高度为      。（设AB钢丝足够长，小球不能达到A点） 参考答案： 13. 已知地球半径为R，地球自转周期为T，同步卫星离地面的高度为H，万有引力恒量为G，则同步卫星绕地球运动的线速度为________，地球的质量为________。 参考答案： ， 三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. 一列简谐横波在t=时的波形图如图（a）所示，P、Q是介质中的两个质点，图（b）是质点Q的振动图像。求 （i）波速及波的传播方向； （ii）质点Q的平衡位置的x坐标。 参考答案： （1）波沿负方向传播；    （2）xQ=9 cm 本题考查波动图像、振动图像、波动传播及其相关的知识点。 （ii）设质点P、Q平衡位置的x坐标分别为、。由图（a）知，处，因此    ④ 由图（b）知，在时Q点处于平衡位置，经，其振动状态向x轴负方向传播至P点处，由此及③式有 ⑤ 由④⑤式得，质点Q的平衡位置的x坐标为   ⑥ 15. 如图所示，将一个斜面放在小车上面固定，斜面倾角θ=37°，紧靠斜面有一质量为5kg的光滑球，取重力加速度g＝10 m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8，则：试求在下列状态下： (1)小车向右匀速运动时，斜面和小车对小球的弹力大小分别是多少？ (2)小车向右以加速度3m/s2做匀加速直线运动，斜面和小车对小球的弹力大小分别是多少？ (3)小车至少以多大的加速度运动才能使小球相对于斜面向上运动。 参考答案： (1)0 ，50N　(2)25N ，30N   (3)7.5m/s2 【详解】(1)小车匀速运动时，小球随之一起匀速运动，合力为零，斜面对小球的弹力大小为0，竖直方向上小车对小球的弹力等于小球重力，即： 否则小球的合力不为零，不能做匀速运动. (2)小车向右以加速度a1=3m/s2做匀加速直线运动时受力分析如图所示，有： 代入数据解得：N1=25N，N2=30N (3)要使小球相对于斜面向上运动，则小车对小球弹力为0，球只受重力和斜面的弹力，受力分析如图，有： 代入数据解得： 答：(1)小车向右匀速运动时，斜面对小球的弹力为0和小车对小球的弹力为50N (2)小车向右以加速度3m/s2做匀加速直线运动，斜面和小车对小球的弹力大小分别是N1=25N，N2=30N. (3)小车至少以加速度向右运动才能使小球相对于斜面向上运动。 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. 如图所示，半径为R，质量不计的圆盘盘面与地面相垂直，圆心处有一个垂直盘面的光滑水平固定轴O，在盘的最右边缘处固定一个质量为m的小球A，在O点的正下方离O点处固定一个质量也为m的小球B，放开盘让其自由转动，问： （1）A球转到最低点时线速度为多大？ （2）在转动过程中半径OA向左偏离竖直方向的最大角度是多少？ 参考答案： 考点： 机械能守恒定律；牛顿第二定律；向心力．版权所有 专题： 机械能守恒定律应用专题． 分析： （1）两小球的角速度相等，应用机械能守恒定律或动能定理可以求出小球的速度． （2）在OA向左偏离竖直方向偏角最大时，小球速度为零，由机械能守恒定律可以求出最大偏角． 解答： 解：（1）取圆盘最低处的水平面势能为零， 由机械能守恒定律可得：mgR+mg=m（ωR）2+m（ω×）2+mgR， vA=ωR，解得：vA=； （2）取圆心所在处的水平面势能为零，根据初始位置重力势能与图状态的重力势能相等可得到：﹣mg=﹣mgRcosθ+mgsinθ， Rcos