湖北省荆州市沙市第二中学高三物理下学期期末试题含解析

湖北省荆州市沙市第二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. （多选）如图所示，水平放置的圆形铜线圈沿着条形磁铁的竖直轴线自由下落．问，在它穿过条形磁铁的过程中(　　) A．线圈的感应电流方向改变两次 B．线圈的感应电流方向没有改变 C．线圈所受的安培力始终为阻力 D．线圈所受的安培力先为阻力，后为动力 参考答案： 2. （2013?宿迁一模）下列四幅图的有关说法中正确的是（　　）        （　　） 　 A． 分子间距离为r0时，分子间不存在引力和斥力 　 B． 水面上的单分子油膜，在测量油膜直径d大小时可把他们当做球形处理 　 C． 食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性 　 D． 猛推木质推杆，密闭的气体温度升高，压强变大，气体对外界做正功 参考答案： BC 解：A、分子间同时存在引力和斥力，分子间距离为r0时，分子力的合力为零，故A错误； B、从B图看出，水面上的单分子油膜，在测量油膜直径d大小时可把它们当做球形处理，故B正确； C、从C图可以看出，食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性，故C正确； D、猛推木质推杆，密闭的气体温度升高，压强变大，外界对气体做正功，故D错误； 故选BC． 3. （单选）已知某单色光的波长为λ，在真空中的传播速度为c，普朗克常量为h，则该电磁波辐射的能量子的值为（       ） A．             B．                C． D．hcλ 参考答案： A 4. 如图所示，质量为M导热性能良好的气缸由一根平行于斜面的细线系在光滑斜面上。气缸内有一个质量为m的活塞，活塞与气缸壁之间无摩擦且不漏气。气缸内密封有一定质量的理想气体。如果大气压强增大（温度不变），则 A．气体的体积增大 B．细线的张力增大    C．气体的压强增大 D．斜面对气缸的支持力增大 参考答案： C 5. 如图，光滑斜面固定于水平面，滑块A、B叠放后一起冲上斜面，且始终保持相对静止，A上表面水平，则在斜面上运动时，B受力的示意图为 参考答案： A 二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. 某同学设计了如下实验方案用来‘验证牛顿运动定律’:     (1)如图甲所示，将木板有定滑轮的一端垫起，把滑块通过细绳与带夹的重锤相连，然后跨过定滑轮，重锤下夹一纸带，穿过打点计时器。调整木板倾角，直到轻推滑块后，滑块沿木板匀速运动。     (2)如图乙所示，保持长木板的倾角不变，将打点计时器安装在长木板上靠近滑轮处，取下细绳和重锤，将滑块与纸带相连，使其穿过打点计时器，然后接通电源释放滑块，使之由静止开始加速运动。打点计时器使用的交流电的频率为50Hz，打出的纸带如图丙所示，A, B, C,D,E是纸带上五个计数点。     ①图乙中滑块下滑的加速度为_______。(结果保留两位有效数字)     ②若重锤质量为m，滑块质量为M,重力加速度为g，则滑块加速下滑受到的合力为________。     ③某同学在保持滑块质量不变的情况下，通过多次改变滑块所受合力，由实验数据作出的a-F，图象如图丁所示，则滑块的质量为______kg.(结果保留两位有效数字) 参考答案： 7. 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： 2.5m/s 8. 质量为m=60kg的人站在质量为M=100kg的小车上，一起以v=3 m/s的速度在光滑水平地面上做匀速直线运动．若人相对车以u=4m/s的速率水平向后跳出，则车的速率变为　4.5　m/s． 参考答案： 考点： 动量守恒定律． 专题： 动量定理应用专题． 分析： 首先要明确参考系，一般选地面为参考系．其次选择研究的对象，以小车和车上的人组成的系统为研究对象．接着选择正方向，以小车前进的方向为正方向．最关键的是明确系统中各物体的速度大小及方向，跳前系统对地的速度为v0，设跳离时车对地的速度为v，人对地的速度为﹣u+v．最后根据动量守恒定律列方程求解． 解答： 解：选地面为参考系，以小车和车上的人为系统，以小车前进的方向为正方向，跳前系统对地的速度为v0，设跳离时车对地的速度为v，人对地的速度为﹣u+v， 根据动量守恒定律：（M+m）v0=Mv+m（﹣u+v′）， 解得：v′=v+u， 代入数据解得：v′=4.5m/s； 故答案为：4.5． 点评： 运动动量守恒定律时，一定要注意所有的速度都是相对于同一个参考系，因此该题的难点是人对地的速度为多大． 9. 如图，给静止在水平粗糙地面上的木块一初速度，使之开始运动。一学生利用角动量定理来考察此木块以后的运动过程：“把参考点设于如图所示的地面上一点O，此时摩擦力f的力矩为0，从而地面木块的角动量将守恒，这样木块将不减速而作匀速运动。”请指出上述推理的错误，并给出正确的解释：                                                                                                                                                                                                                          。 参考答案： 该学生未考虑竖直方向木块所受的支持力和重力的力矩.仅根据摩擦力的力矩为零便推出木块的角动量应守恒，这样推理本身就不正确.事实上，此时支持力合力的作用线在重力作用线的右侧，支持力与重力的合力矩不为0，木块的角动量不守恒，与木块作减速运动不矛盾．（5分） 10. 在平直的公路上，自行车与同方向行驶的汽车同时经过A点。自行车做匀速运动，速度为6m/s．汽车做初速度为10m/s(此即为汽车过A点的速度)、加速度大小为0.5m/s2的匀减速运动．则自行车追上汽车所需时间为          s，自行车追上汽车时，汽车的速度大小为          m/s，自行车追上汽车前，它们的最大距离是          m。 参考答案： 16；2；16 11. 如图所示，R1＝5Ω，R2阻值未知，灯L标有“3V  3W”字样，R3是最大电阻是6Ω的滑动变阻器．P为滑片，电流表内阻不计，灯L电阻不变．当P滑到A时，灯L正常发光；当P滑到B时，电源的输出功率为20W．则电源电动势为_____V；当P滑到变阻器中点G时，电源内电路损耗功率为______W． 参考答案： 12   2．56 12. 在长为l的绝缘轻杆两端分别固定带电量分别为＋q、－q的等量异种点电荷，放入场强为E的匀强电场中，轻杆可绕中点O自由转动，若忽略两点电荷间的相互作用，在轻杆与电场线夹角为θ时，两点电荷受到的电场力对O点的合力矩大小为_______________，若设过O点的等势面电势为零，则两电荷具有的电势能之和为_____________________。 参考答案：     答案：qELsinθ；qELcosθ 13. 一简谐横波沿x轴正向传播，t=0时刻的波形如图（a）所示，x=0.30m处的质点的振动图线如图（b）所示，该质点在t=0时刻的运动方向沿y轴_________（填“正向”或“负向”）。已知该波的波长大于0.30m，则该波的波长为_______m。 参考答案： 正向　0.8 三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. 如图所示,甲为某一列简谐波t=t0时刻的图象,乙是这列波上P点从这一时刻起的振动图象,试讨论: ① 波的传播方向和传播速度. ② 求0~2.3 s内P质点通过的路程. 参考答案： ①x轴正方向传播，5.0m/s ②2.3m 解：(1)根据振动图象可知判断P点在t=t0时刻在平衡位置且向负的最大位移运动，则波沿x轴正方向传播， 由甲图可知，波长λ=2m，由乙图可知，周期T=0.4s，则波速 (2)由于T=0.4s，则,则路程 【点睛】本题中根据质点的振动方向判断波的传播方向，可采用波形的平移法和质点的振动法等等方法，知道波速、波长、周期的关系. 15. 2004年1月25日，继“勇气”号之后，“机遇”号火星探测器再次成功登陆火星．人类为了探测距离地球大约3.0×105km的月球，也发射了一种类似四轮小车的月球探测器．它能够在自动导航系统的控制下行走，且每隔10s向地球发射一次信号，探测器上还装着两个相同的减速器(其中一只是备用的)，这种减速器可提供的最大加速度为5m/s2，某次探测器的自动导航系统出现故障，从而使探测器只能匀速前进而不再避开障碍物．此时地球上的科学家只能对探测器进行人工遥控操作．下表为控制中心的显示屏上的数据：   　已知控制中心的信号发射和接收设备工作速度极快．科学家每次分析数据并输入命令至少需要3s.问： (1)经过数据分析，你认为减速器是否执行了命令？ (2)假如你是控制中心的工作人员，采取怎样的措施？加速度满足什么条件？请计算说明．   参考答案： (1)未执行命令　(2)立即输入命令，启动另一个备用减速器，加速度a>1m/s2，便可使探测器不与障碍物相碰．   四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. 如图所示，水平放置的 A、B 是两个相同气缸，其长度和截面积分别为20 cm和10 cm2，C 是可在气缸内无摩擦滑动的、厚度不计的活塞，D为阀门，整个装置均由导热良好材料制成．开始阀门关闭，A 内有压强为 pA = 2.0×105 Pa 的氮气，B 内有压强为pB = 1.2×105 Pa的氧气；阀门打开后，活塞 C开始移动，最后达到平衡．试求活塞 C 移动的距离及平衡后 B 中气体的压强．假设环境温度始终不变． 参考答案： 设平衡后活塞向右移动的距离为x，平衡后B中气体压强为p，活塞移动前与平衡后的温度相同，则由玻意耳定律得： 对A部分气体有：pALS=p(L+x)S  (2分) 对B部分气体有：pBLS=p(L-x)S  (2分) 代入相关数据解得： x=5cm  (1分) p=1.6×105Pa  (1分) 17. 如图，质量均为1kg的小球A、B（均可视为质点）静置于水平面上的C点，D点处有一固定的竖直光滑半圆轨道，轨道半径R＝8cm，CD间距离x0=4m。现用F＝9N的水平向右的力推A，在到达D点前某时刻撤去F，此后B恰能通过半圆轨道的最高点。已知A、B与水平面动摩擦因数分别为μ1＝0.2，μ2＝0.1。求： ①力F作用的时间。 ②最终A、B两球间的距离（B落地后即静止）。 参考答案： (1)t=1s  (2)x=0.09m 解：①B恰能通过半圆轨道的最高点，则 ，解得v= 由最低点到最高点：，解得B在D点的速度vD=2m/s； AB在力F作用下的加速度 撤去F后B的加速度为aB=-μ2g=-1m/s； 设F作用的时间为t，则 带入数据解得：t=1s 则力F作用的时间为1s. ②撤去F时AB距离D点的距离为： ， 此时AB的速度v1=a1t=3m/s； 撤去F后A的加速度为aA=-μ1g=-2m/s； 则A停止运动的位移 即A停止的位置距离D点0.25m； B做平抛运动的水平位移， 则最终A、B两球间的距离0.25m-0.16m=0.09m. 【点睛】此题涉及到的物理过程比较复杂，关键是认真搞清物体运动的物理过程，根据不同的过程选择合适的规律列方程；知道小球恰能经过圆轨道最高点的