湖北省恩施市神农溪高级中学高三物理期末试题含解析

湖北省恩施市神农溪高级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. （单选）如图所示，固定在水平面上的光滑斜面倾角为θ=30°，物体A，B通过细绳及轻弹簧连接于光滑轻滑轮两侧，P为固定在斜面上且与斜面垂直的光滑挡板，物体A，B的质量分别为m和4m，开始时用手托住物体A，滑轮两边的细绳恰好伸直，且左边的细绳与斜面平行，弹簧处于原长状态，A距离地面高度为h，放手后A从静止开始下降，在A下落至地面前的瞬间，物体B恰好对挡板无压力，空气阻力不计，下列关于物体A的说法正确的是（　　） 　 A． 在下落至地面前的过程中机械能守恒 　 B． 在下落至地面前的瞬间速度不一定为零 　 C． 在下落至地面前的过程中对轻弹簧做的功为mgh 　 D． 在下落至地面前的过程中可能一直在做加速运动 参考答案： 考点： 机械能守恒定律；功的计算． 专题： 机械能守恒定律应用专题． 分析： 首先知道题境，分析AB两物体的受力情况及各力做功情况，从而分析A其运动情况，类比弹簧振子，从而判断选项． 解答： 解：A、A从静止到下落过程中，只有重力和弹簧的弹力做功，所以A在下落至地面的过程中系统的机械能守恒，而A的机械能不守恒，故A错误； BD、据在A下落至地面前的瞬间，物体B恰好对挡板无压力，以B为研究对象，据平衡求得此时弹簧的弹力为T=4mgsin30°=2mg；再以A为研究对象，当A静止释放的瞬间，A受重力mg，其合力方向向下，大小为mg；当A落地瞬间，A受重力mg和弹簧的弹力2mg，其合力向上，大小为mg，A做简谐运动，据对称性可知，落地瞬间其速度为零；据弹簧振子的运动情况可知，A向下运动时，先做加速度减小的加速运动，然后做加速度逐渐增大的减速运动，故BD错误； C、据A做简谐运动和能量守恒可知，A落地瞬间，A的重力势能完全转化为弹簧的弹性势能，所以弹簧的弹力做功可能为mgh，故C正确； 故选：C． 点评： 明确A的运动情况和B在A落地瞬间的弹力是解题的前提，类比弹簧振子模型是解题的关键，灵活应用能量守恒判断弹簧做功情况，题目有点难度． 2. 如图1所示，细绳竖直拉紧，小球和光滑斜面接触，并处于静止状态，则小球受到的力可能是 A．重力、绳的拉力 B．重力、绳的拉力、斜面的弹力 C．重力、斜面的弹力 D．重力 参考答案： A 3. 在坐标原点的波源S产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v=400m/s。已知t=0时，波刚好传播到x=40m处，如图所示。在x=400m处有一接收器（图中未画出）。则下列说法正确的是(      ) A．波源S开始振动时方向沿y轴负方向ks5u B．x=40m处的质点在t=0.025s时位移最大 C．接收器在t=1s时才能接收到此波 D．波源S沿x轴负方向运动，则接收器接收到的波的频率会变大 参考答案： A 4. 一个单摆做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力的频率f的关系）如图所示，则 （ ） A．此单摆的固有周期约为0.5s       B．此单摆的摆长约为2m C．若摆长减小，单摆的固有频率增大 D．若摆长增大，共振曲线的峰将向左移动 参考答案： CD 5. 如图所示，轻杆长为3L，在杆的A、B两端分别固定质量均为m的球A和球B，杆上距球A为L处的点O装在光滑的水平转动轴上，外界给予系统一定的能量后，杆和球在竖直面内转动．在转动的过程中，忽略空气的阻力．若球B运动到最高点时，球B对杆恰好无作用力，则下列说法正确的是                            （    ）          A．球B在最高点时速度为零          B．此时球A的速度也为零          C．球B在最高点时，杆对水平轴的作用力为1.5mg          D．球B转到最低点时，其速度为 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，质量为m，横截面为直角三角形的物块ABC，∠ABC =α，AB边靠在竖直墙面上，F是垂直于斜边BC的推力，现物块静止不动，则摩擦力的大小为_______________。     参考答案： 7. 为了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的砝码．实验测出了砝码质量m与弹簧长度l的相应数据，其对应点已在图上标出．(g＝9.8 m/s2) (1)作出m－L的关系图线； (2)弹簧的劲度系数为__________ N/m(结果保留三位有效数字)． 参考答案： (1)如图所示 (2)根据图象的斜率可以求得弹簧的劲度系数：Δmg＝kΔl，则k＝g＝×9.8 N/m＝0.261 N/m(在0.248 N/m～0.262 N/m之间均正确) 8. 如图所示，一列简谐波沿x轴传播，实线为t=0时的波形图，此时P质点向y轴负方向运动，虚线为经过0.02s时第一次出现的波形图，则波沿x轴 ▲  (填“正”或“负”)方向传播，波速为   ▲   m/s。 参考答案： 正  50 9. 某同学利用数码相机研究竖直上抛小球的运动情况。数码相机每隔0．05 s 拍照一次，图7 是小球上升过程的照片，图中所标数据为实际距离，则：    （1）图中t5时刻小球的速度v5＝________m/s。    （2）小球上升过程中的加速度a ＝________m/s2。    （3）t6时刻后小球还能上升的高度h = ________m。 参考答案： 10. 一质量为M=1.2kg的物块静止在光滑水平桌面上，一质量为m=20g的子弹以水平速度v0=100m/s射入物块，在很短的时间内以水平速度10m/s穿出．则子弹穿出木块时，子弹动量改变量的大小为　1.8　kg?m/s，木块获得的水平初速度大小为　1.5　m/s． 参考答案： 考点： 动量守恒定律． 分析： 子弹穿过木块的过程系统动量守恒，应用动量的计算公式与动量守恒定律可以求出动量的该变量与木块的速度． 解答： 解：子弹动量的该变量：△p=mv﹣mv0=0.020×10﹣0.020×100=﹣1.8kg?m/s，负号表示方向； 子弹穿过木块过程系统动量守恒，以子弹的初速度方向为正方向， 由动量守恒定律得：mv0=mv+Mv′，代入数据解得：v′=1.5m/s； 故答案为：1.8；1.5． 点评： 本题考查了求动量的变化量、求速度，应用动量的计算公式、动量守恒定律即可正确解题． 11. 两个劲度系数分别为和的轻质弹簧、串接在一起，弹簧的一端固定在墙上，如图所示. 开始时两弹簧均处于原长状态，现用水平力作用在弹簧的端向右拉动弹簧，已知弹的伸长量为，则弹簧的伸长量为                 . 参考答案： 12. 地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，若高空中某处的重力加速度为g/2，则该处距地球表面的高度为____________，在该高度绕地球做匀速圆周运动的卫星的线速度大小为______________。   参考答案：    ,     13. 近年，我国的高铁发展非常迅猛．为了保证行车安全，车辆转弯的技术要求是相当高的．如果在转弯处铺成如图所示内、外等高的轨道，则车辆经过弯道时，火车的　外轨　（选填“外轮”、“内轮”）对轨道有侧向挤压，容易导致翻车事故．为此，铺设轨道时应该把　内轨　（选填“外轨”、“内轨”）适当降低一定的高度．如果两轨道间距为L，内外轨高度差为h，弯道半径为R，则火车对内外轨轨道均无侧向挤压时火车的行驶速度为　　． 参考答案： 考点： 向心力． 专题： 牛顿第二定律在圆周运动中的应用． 分析： 火车拐弯需要有指向圆心的向心力，若内、外轨等高，则火车拐弯时由外轨的压力去提供，若火车拐弯时不侧向挤压车轮轮缘，要靠重力和支持力的合力提供向心力，进而判断降低哪一侧的高度．火车对内外轨轨道均无侧向挤压时，火车拐弯所需要的向心力由支持力和重力的合力提供．根据牛顿第二定律求解火车的行驶速度． 解答： 解：火车拐弯需要有指向圆心的向心力，若内、外轨等高，则火车拐弯时由外轨的压力去提供，则火车的外轮对轨道有侧向挤压，若火车拐弯时不侧向挤压车轮轮缘，要靠重力和支持力的合力提供向心力，则铺设轨道时应该把内轨降低一定的高度，使外轨高于内轨． 设路面的倾角为θ，由牛顿第二定律得：mgtanθ=m 由于θ较小，则tanθ≈sinθ≈ 解得 v= 故答案为：外轮，内轨，． 点评： 本题是生活中圆周运动问题，关键是分析受力情况，分析外界提供的向心力与所需要的向心力的关系，难度不大，属于基础题． 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. （10分）用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值（约100Ω）        电源E，电动势约为6.0V，内阻可忽略不计；        电流表A1，量程为0—50mA，内阻r1=20Ω；        电流表A-2，量程为0—300mA，内阻r2=4Ω；        定值电阻R0，阻值为20Ω        滑动变阻器R，最大阻值为10Ω；        单刀掷开关S，导线若干。 （1）要求测量中尽量减小误差，并测多组数据。        试在虚线框中画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图（原理图中的元件要用相应的英文字母标注）。            （2）若某次测量中电流表A1的示数为I1，电流表A2的示数为I2。则由已知量和测量量计算Rx的表达式为Rx=                 。 参考答案：    答案：（1）如答图—1所示； （2）。         15. 在“研究弹簧的形变与外力的关系”的实验中，将弹簧水平放置，测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F。实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的。用记录的外力F与弹簧的形变量x作出的F--x图线如图所示。 （1）由图求出弹簧的劲度系数，即k=_________ （2）图线不过原点的原因是：___________________________________________________。 参考答案： 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. （10分）如图，在一端开口、一端封闭、粗细均匀的玻璃管内,一段长为h=25cm的水银柱封闭着一定质量的理想气体，当玻璃管水平放置时，管内封闭的气柱长度为L1=20cm（如图a），这时的大气压强P0=75cmHg，室温是t1=27℃。将玻璃管缓慢地转过90o,使它开口向上，并竖直浸入热水中（如图b），待稳定后，测得玻璃管内气柱的长度L2=17.5cm。 （1）求此时管内气体的温度t2 （2）保持管内气体的温度t2不变，往玻璃管内缓慢加入水银，当封闭的气柱长度L3=14cm时，加入的水银柱长度是多少？（玻璃管足够长）。 参考答案： 解析： （1）    (3分) 代入数值解得：     t2=77℃        (2分) （2）   (3分) 代入数值解得：        (2分) 17. 如图所示，坐标系xOy在竖直平面内，水平轨道AB和斜面BC均光滑且绝缘，AB和BC的长度均为L，斜面BC与水平地面间的夹角θ=600，有一质量为m、电量为+q的带电小球（可看成质点）被放在A点．已知在第一象限分布着互相垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上，场强大小E2=，磁场垂直纸面向外，磁感应强度大小为B；在第二象限分布着沿x轴正向的匀强电场，场强大小未知．现将放在A点的带电小球由静止释放，恰能到达C点，问 （1）分析说明小球在第一象限做什么运动； （2）小球运动到B点的速度； （3