湖南省娄底市长沙铁路总公司铁路中学高三物理上学期期末试卷含解析

湖南省娄底市长沙铁路总公司铁路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. 一个用半导体材料制成的电阻器D，其电流I随它两端电压U变化的伏安特性曲线如图（a）所示．将它与两个标准电阻R1、R2组成如图（b）所示电路，当电键S接通位置1时，三个用电器消耗的电功率均为P．将电键S切换到位置2后，电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别是PD、P1、P2，下列关系中正确的是 A．P1＞P                  B．P1＞P2 C．4P1＞PD               D．PD＋P1＋P2＞3P 参考答案： C 2. （单选）如图为某质点做简谐振动的振动图象，则（　　） 　 A． 质点的振动周期为10s B． 2s时质点的加速度最大 　 C． 4s时质点的速度为零 D． 7s时质点的位移最大 参考答案： 考点： 波长、频率和波速的关系；横波的图象． 分析： 由振动图象读出周期．由位移的最大值读出振幅．根据加速度与位移方向相反，读出加速度的方向．分析位移的变化，确定速度方向． 解答： 解：A、由图知质点的振动周期为12s，故A错误； B、根据a=﹣知位移最大时加速度最大，故t=2s时加速度不是最大，B错误； C、4s时处于平衡位置，速度最大，故C错误； D、由图知7s时在负的最大位移处，质点的位移最大，D正确； 故选：D． 点评： 本题考查基本的读图能力．要抓住简谐运动的特征：a=﹣，研究加速度与位移的关系． 3. 如图所示，轻弹簧两端拴接两个小球a、b，拴接小球的细线固定在天花板，两球静止，两细线与水平方向的夹角α=30°，弹簧水平，以下说法正确的是  A．两球质量一定相等 B．两球质量可能不相等 C．剪断左侧细线瞬间，a球加速度为g D．剪断左侧细线瞬间，b球加速度为O 参考答案： AD 4. 如图所示，实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t ＝ 0时刻的波形图，虚线是这列波在t ＝0.2 s时刻的波形图。已知该波的波速是0.8 m／s ，则下列说法正确的是 A．这列波的波长是14 ㎝ B．这列波的周期是0.125 s C．这列波可能是沿x轴正方向传播的 D．t ＝0时，x＝4 ㎝处的质点速度沿y轴负方向 参考答案： 答案：D 解析：从图中可以看出波长等于12cm，由已知得波速等于，周期；经过波传播的距离，而一个波长等于，所以波又传播了，所以波向x轴负方向传播。根据三角形法则可以得出当t=0时，x＝4 ㎝处的质点速度沿y轴负方向。 三角形法则如右图，黑色箭头表示波的传播方向，红色箭头表示质点的振动方向。（右侧的为本题中的图，左侧的不是） 5. 如图所示,在两等量异种点电荷的电场中,MN为两电荷连线的中垂线,a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线,且a与c关于MN对称,b点位于MN上，d点位于两电荷的连线上。以下判断正确的是 A. b点场强比d点场强大, B. b点电势比d点电势高 C. a、6两点间的电势差等于b,c两点间的电势差 D. 试探电荷+q在a点的电势能小于在c点的电势能 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. 如图所示，甲带正电，乙是不带电的绝缘物块，空间中有垂直纸面向里的匀强磁场。甲、乙叠放在一起，二者无相对滑动地沿粗糙的斜面，由静止开始加速下滑，在加速阶段，甲、乙两物块间的摩擦力将                乙物块与斜面间的摩擦力将           （填增大、减小或不变） 参考答案： 减小，增大； 7. 火星的球半径是地球半径的1/2,火星质量是地球质量的1/10,忽略火星的自转,如果地球上质量为60㎏的人到火星上去,则此人在火星表面的质量是_______㎏,所受的重力是______N;在火星表面由于火星的引力产生的加速度是________m/s;在地球表面上可举起60㎏杠铃的人,到火星上用同样的力,可以举起质量_______㎏的物体。g取9.8 m/s2 参考答案： 60（1分）， 235.2 （1分）， 3.92 （1分）， 150（1分） 8. 如图所示，粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U形管竖直放置，右端与大气相通，左端封闭气柱长l1=20 cm(可视为理想气体)，两管中水银面等高。现将右端与一低压舱(未画出)接通，稳定后右管水银面高出左管水银面h=10 cm。(环境温度不变，大气压强p0=75 cmHg) ①求稳定后低压舱内的压强(用“cmHg”作单位)。 ②此过程左管内的气体对外界________(填“做正功”“做负功”或“不做功”)，气体将________(填“吸热”或“放热”)． 参考答案： ①50 cmHg　②做正功　吸热 9. （选修3-4）（3分）图甲是一列简谐波某时刻的波动图像，图乙为该波源的振动图像。根据图示信息可知该波的波速是      m/s。   参考答案：     答案：20m/s（3分） 10. 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 11. 在图（a）所示的电路中，合上电键S，变阻器的滑动头C从A端滑至B端的过程中，电源的输出功率P与路端电压U、路端电压U与总电流I的关系曲线分别如图（b）、（c）所示。不计电表、导线对电路的影响。则电源电动势E=__________V，电源内阻r=________Ω。 参考答案： 12，3 12. 光电管是应用___________的原理制成的光电元件。如图所示的电路中，如果a端与电源________（选填“正”或“负”）极相连，那么当光照射到光电管的阴极K时，电路中就会产生电流。 参考答案： 光电效应、正 13. 一列有8节车厢的动车组列车，沿列车前进方向看，每两节车厢中有一节自带动力的车厢（动车）和一节不带动力的车厢（拖车）．该动车组列车在水平铁轨上匀加速行驶时，设每节动车的动力装置均提供大小为F的牵引力，每节车厢所受的阻力均为f，每节车厢总质量均为m，则第4节车厢与第5节车厢水平连接装置之间的相互作用力大小为　  　． 参考答案： 0 【考点】牛顿第二定律；力的合成与分解的运用． 【分析】以整体为研究对象，根据牛顿第二定律可得加速度；再以前4节车厢为研究对象求解第4节车厢与第5节车厢水平连接装置之间的相互作用力大小． 【解答】解：整体受到的牵引力为4F，阻力为8f，根据牛顿第二定律可得加速度为：a=； 设第4节车厢与第5节车厢水平连接装置之间的相互作用力大小为T， 以前面4节车厢为研究对象，根据牛顿第二定律可得：2F﹣4f﹣T=4ma， 即：2F﹣4f﹣T=4m×，解得T=0， 故答案为：0 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. 某同学自制了一个土豆电池，为了精确测定“土豆电池”的电动势和内阻，他通过上网查询获知“土豆电池”的电动势大约有l伏，内阻为lk-2k．然后他就带着自制的“土豆电池”到实验室进行测试。在他的实验桌上摆放的有导线、开关和下列规格的器材。     A．电流表A1（量程为0 -0.6A，内阻为1）     B．灵敏电流表A2（量程为0-1mA，内阻为100）     C滑动变阻器R1(最大阻值10)     D．滑动变阻器R2(最大阻值2 k)     E．定值电阻R0(阻值2 k)     F电阻箱R(O -9999) (1)为了能尽可能准确地测定“土豆电池”的电动势和内阻，请你替他在图甲中选取合适的实验器材并用笔画线将其连接成实验电路。 （2）该同学用他选择的器材测量了多组实验数据，并作出了如图乙所示的图线，根据图像可得出电源的电动势E=_______V．内阻r=_________。（图中新标数字仅代表系数，数量级和单位由所选器材决定） 参考答案： 15. 为测定一节干电池的电动势和内阻，用如图所示电路。除干电池、开关、导线外可供使用的实验器材还有： A．电流表(量程0.6A   3A) B．电压表(量程3V  15V) C．滑动变阻器(阻值范围0～10Ω  额定电流2A) D．滑动变阻器(阻值范围0～200Ω  额定电流1A) ①请你完成下面的选择：电流表量程选_______， 电压表量程选_______，滑动变阻器选_______。（填器材前面的字母代号） ②在图（乙）用笔画线代替导线完成实物连线； 参考答案： ①0.6A  3V  C ②用铅笔画线代替导线完成实物连线 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. 如图10所示，质量为m的小球，由长为l的细线系住，线能承受的最大拉力是9mg，细线的另一端固定在A点，AB是过A的竖直线，E为AB上的一点，且AE=0.5l，过E作水平线EF，在EF上钉铁钉D，现将小球拉直水平，然后由静止释放，小球在运动过程中，不计细线与钉子碰撞时的能量损失，不考虑小球与细线间的碰撞． （1）若钉铁钉位置在E点，求细线与钉子碰撞前后瞬间，细线的拉力分别是多少？ （2）若小球能绕钉子在竖直面内做完整的圆周运动，求钉子位置在水平线EF上距E点距离的取值。 参考答案： （1）小球释放后沿圆周运动，运动过程中机械能守恒，设运动到最低点速度为v，由机械能守恒定律得，碰钉子瞬间前后小球运动的速率不变，碰钉子前瞬间圆周运动半径为l，碰钉子前瞬间线的拉力为F1，碰钉子后瞬间圆周运动半径为l/2，碰钉子后瞬间线的拉力为F2，由圆周运动、牛顿第二定律得：， 得， （2）设在D点绳刚好承受最大拉力，记DE=x1，则：AD= 悬线碰到钉子后，绕钉做圆周运动的半径为：r1=l－AD= l－ 当小球落到D点正下方时，绳受到的最大拉力为F，此时小球的速度v1，由牛顿第二定律有： F－mg=     结合F≤9mg  由机械能守恒定律得：mg (+r1)= mv12 由上式联立解得：x1≤     随着x的减小，即钉子左移，绕钉子做圆周运动的半径越来越大．转至最高点的临界速度也越来越大，但根据机械能守恒定律，半径r越大，转至最高点的瞬时速度越小，当这个瞬时速度小于临界速度时，小球就不能到达圆的最高点了． 设钉子在G点小球刚能绕钉做圆周运动到达圆的最高点，设EG=x2， 则：AG=            r2=l－AG= l－      在最高点：mg≤      由机械能守恒定律得：mg (—r2)= mv22           联立得：x2≥          钉子位置在水平线EF上距E点距离的取值范围是： ≤x≤      17. 如图所示，一质量为m2＝0.4kg的平顶小车静止在光滑的水平轨道上。质量为m1＝0.39kg的小物块（可视为质点）静止在车顶的左端。一质量为m0＝0.01kg的子弹以水平速度v0＝200m/s射中物块左端并留在物块中，子弹与物块的作用时间极短。最终物块相对地面以4m/s的速度滑离小车，物块与车顶面的动摩擦因数μ＝0.5，取重力加速度g＝10m/s2．求： （1）子弹射入物块过程中与物块共速时的速度大小； （2）小车的长度。 参考答案： （1） （2）0.8 【详解】（1）子弹与物块相互作用过程动量守恒，设共速时的速度为 有  解得： （2）设物块滑离小车时的速度为 ，此时小车的速度为 ，三个物体组成的系统动量守恒： 设小车的长度为L,有能量守恒可得： 解得： 故本题答案是：（1） （2）0.8 【点睛】在一般的板块模型里如果