湖北省荆州市石首第一中学高三物理上学期期末试卷含解析

湖北省荆州市石首第一中学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. 用长度为l的细绳悬挂一个质量为m的小球，将小球移至和悬点等高的位置使绳自然伸直。放手后小球在竖直平面内做圆周运动，小球在最低点的势能取做零，则小球运动过程中第一次动能和势能相等时重力的瞬时功率为（       ）          A．   B．        C．      D． 参考答案： C 2. 如图所示，一半径为R的均匀带正电圆环水平放置，环心为O点，质量为m的带正电的小球从O点正上方h高的A点静止释放，并穿过带电环，关于小球从A到关于O的对称点A′过程加速度（a）、重力势能（EpG）、机械能（E）、电势能（Ep电）随位置变化的图象可能正确的是（取O点为坐标原点且重力势能为零，向下为正方向，无限远电势为零）（　　） 参考答案： 3. 杂技演员表演“水流星”，在长为0.9m的细绳的一端，系一个与水的总质量为m=0.5kg的盛水容器，以绳的另一端为圆心，在竖直平面内做圆周运动，如图所示，若“水流星”通过最高点时的速率为3m/s，则下列说法正确的是（g=10m/s2） A. “水流星”通过最高点时，没有水从容器中流出 B. “水流星”通过最高点时，绳的张力及容器底部受到的压力均为零 C. “水流星”通过最高点时，处于完全失重状态，不受力的作用 D. “水流星”通过最高点时，绳子的拉力大小为5N 参考答案： AB 【详解】当水对桶底压力为零时有：mg=m，解得，由于“水流星”通过最高点的速度为3m/s，知水对桶底压力为零，不会从容器中流出。对水和桶分析，有：T+mg=m，解得T=0．知此时绳子的拉力为零。故AB正确，D错误。“水流星”通过最高点时，仅受重力，处于完全失重状态。故C错误。故选AB。 4. 如图（甲）所示，面积S＝0.2 m2的线圈，匝数n＝90匝，总电阻r＝2.0 Ω，线圈处在变化的磁场中，设磁场垂直纸面向外为正方向，磁感应强度B随时间t按图（乙）所示规律变化，方向垂直线圈平面。图（甲）中电阻阻值为10Ω。下列说法中正确的是（       ） S断开，电压表示数为零 S断开，电压表示数为0.04V S闭合，电流表中电流方向向左 S闭合，电流表示数是0.3A 参考答案： D 5. 如图所示,一个质量为m的物体(可视为质点),以某一初速度由A点冲上倾角为30°的固定斜面,其加速度大小为1.5g,物体在斜面上运动的最高点为B,B点与A点的高度差为h,则从A点到B点的过程中,下列说法正确的是(      ) A.物体重力势能增加了1.5mgh      B.物体重力势能增加了mgh C.物体动能损失了1.5mgh          D.物体机械能损失了2mgh 参考答案： BD 二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. 一端封闭的玻璃管自重为G，横截面积为S，内装一段高为h的水银柱，封闭了一定质量的气体。现将玻璃管封闭端用弹簧测力计悬起，另一端没入水银槽中，如图所示。当玻璃管没入一定深度后，弹簧测力计的示数为G。若当时的大气压为p0，则此时管内上方气体的压强为_______，玻璃管内、外水银面的高度差△x为_______。(设玻璃管壁的厚度不计)   参考答案： p0      h  7. 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60J，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____________J，在撤去恒力F之前，当物体的动能为7J时，物体的机械能为____________J。 参考答案： 60； 28  8. 一质子束入射到能静止      靶核上，产生如下核反应:                       P+   →X+n 式中P代表质子，n代表中子，X代表核反应产生的新核。由反应式可知，新核X的质子数为         ，中子数为          。 参考答案： 9. 2．爱因斯坦在现代物理学领域作出了很多重要贡献，试举出其中两项：                              ；                            ． 参考答案： 相对论；光的量子性 10. 小车以某一初速沿水平长木板向左作减速运动，长木板左端外有一传感器，通过数据采集器和计算机相连，开始计时时小车距离传感器的距离为x0，可测得以后小车每隔0.1s离传感器的距离，测得的数据如下表，（距离单位为cm，计算结果保留3位有效数字） x0 x1 x2 x3 x4 29.94 20.80 13.22 7.24 2.84 （1）小车离传感器为时x2小车的瞬时速度v2= _____m/s； （2）小车运动的加速度大小a=______ m/s2． 参考答案： ⑴0.678m/s, （2）1.60 m/s2～1.57 m/s2均可 11. 2013年3月14日，欧洲核子研究中心的物理学家宣布，他们利用强子(质子)对撞机发现了粒子物理标准模型所预言的希格斯粒子，它可用来解释粒子获得质量的机制.希格斯与恩格勒因此获得2013年度的诺贝尔物理学奖.希格斯粒子的能量约为125GeV (1GeV=109eV)，与之对应的质量约为             kg(结果保留一位有效数字).若对撞机中高速运动的质子的速度为v，质量为m，普朗克常量为h，则该质子的物质波波长为        参考答案： 12. 在共点力合成的实验中，根据实验数据画出力的     图示，如图所示．图上标出了F1、F2、F、F′'四个力，其中                 （填上述字母）不是由弹簧秤直接测得的．若F与F′  的            _基本相等，            _基本相同，说明共点         力合成的平行四边行定则得到了验证． 参考答案： 13. A.两颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，若运行线速度之比是v1∶v2＝1∶2，则它们运行的轨道半径之比为__________，所在位置的重力加速度之比为 4∶1，1∶16 2012学年普陀模拟21A __________。 参考答案： 4∶1，1∶16 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. 某学生为了测量一物体的质量，找到一个力电转换器，该转换器的输出电压正比于受压面的压力（比例系数为k），如图所示。测量时先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为0；而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体质量成正比的输出电压U。现有下列器材：力电转换器、质量为m0的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个、电键及导线若干、待测物体（可置于力电转换器的受压面上）。 请完成对该物体质量的测量。 （l）设计一个电路，要求力电转换器的输入电压可调，并且使电压的调节范围尽可能大，在方框中画出完整的测量电路图。 （2）以下为简要的测量步骤，请将不完整处补充完整： A．调节滑动变阻器，使转换器的输出电压为零； B．将         放在转换器上，记下输出电压U0； C．将待测物放在转换器上，记下输出电压U1； （3）根据以上测量，可求出：比例系数k=       ，待测物体的质量m=       。 （4）请设想实验中可能会出现的一个问题：                               。 参考答案： （1）设计的电路图如图所示。（3分） （2）砝码（2分） （3）k＝U0/m0g，m＝m0U/U0。（4分） （4）①因电源电压不够而输出电压调不到零； ②待测物体质量超出转换器量程。 （2分，答出一个即可得2分） 15. 在“用油膜法估测分子的大小”实验中，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标纸上正方形小方格的边长为10mm，该油酸膜的面积是   ▲  m2；若一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是4×10－6 mL，则油酸分子的直径是 ▲ m．（上述结果均保留1位有效数字） 参考答案： 解：①在围成的方格中，不足半个舍去，多于半个的算一个，共有80个方格，故油酸膜的面积为 S=80×（10×10﹣3）2 m2=8×10﹣3m2 ②油酸分子直径为 d==m=5×10﹣10m 故答案为：8×10﹣3，5×10﹣10． 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. 如图所示，光滑绝缘水平桌面上固定一绝缘挡板P，质量分别为和的小 物块A和B（可视为质点）分别带有和的电荷量，两物块由绝缘的轻弹簧相 连，一不可伸长的轻绳跨过定滑轮，一端与物块B 连接，另一端连接轻质小钩．整个装 置处于正交的场强大小为E、方向水平向左的匀 强电场和磁感应强度大小为B、方向水平向里的 匀强磁场中。物块A，B开始时均静止，已知 弹簧的劲度系数为K，不计一切摩擦及AB间的 库仑力，物块A、B所带的电荷量不变，B不会 碰到滑轮，物块A、B均不离开水平桌面．若在 小钩上挂一质量为M的物块C并由静止释放，可使物块A对挡板P的压力为零，但不 会离开P，则 （1）求物块C下落的最大距离； （2）求小物块C下落到最低点的过程中，小物块B的电势能的变化量、弹簧的弹性势 能变化量； （3）若C的质量改为2M，求小物块A刚离开挡板P时小物块B的速度大小以及此时 小物块B对水平桌面的压力． 参考答案： 本题主要考察弹簧、物体作运动的临界点、能量守恒定律及受力平衡等知识点。属中档题型。 （1）开始时弹簧的形变量为，对物体B由平衡条件可得：． ……（2分） 设A刚离开挡板时，弹簧的形变量为，对物块B由平衡条件可得：．（2分） 故C下降的最大距离为：．……………………………（1分） （2）物块C由静止释放下落至最低点的过程中，B的电势能增加量为： ．……………………………………………………（3分） 由能量守恒定律可知：物块由静止释放至下落至最低点的过程中，C的重力势能减小 量等于B的电势能的增量和弹簧弹性势能的增量即： ．…………………………………………………………………（3分） 解得：．…………………………………………（1分） （3）当C的质量为2M时，设A刚离开挡板时B的速度为V，由能量守恒定律可知： ．…………………………………………（3分） 解得A刚离开P时B的速度为：．…………………………（1分） 因为物块AB均不离开水平桌面，所以对物块B竖直方向受力平衡： ．……………………………………………………………………（3分） 解得：．……………………………………（1分） 17. 如图所示，在沿水平方向的匀强电场中有一固定点O，用一根长度为l=0.40m的绝缘细线把质量为m=0.20kg，带有q=6.0×10﹣4C正电荷的金属小球悬挂在O点，小球静止在B点时细线与竖直方向的夹角为θ=37°．求： （1）AB两点间的电势差UAB． （2）将小球拉至位置A使细线水平后由静止释放，小球通过最低点C时细线对小球的拉力F的大小． （3）如果要使小球能绕O点做完整的圆周运动，则小球在A点时沿垂直于OA方向运动的初速度v0的大小．（g取10m/s2，sin37°=O.60，cos37°=0.80） 参考答案： 解：①带电小球在B点静止受力平衡，根据平衡条件得则： qE=mgtanθ 得：=V/m 由U=Ed有：V ②设小球运动至C点时速度为vC则： mgL﹣qEL=mvC2 解得：vc=1.4m/s 在C点，小球受重力和细线的合力提供向心力，根据向心力