2022年湖南省怀化市郭公坪中学高三物理下学期期末试题含解析

2022年湖南省怀化市郭公坪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.如图所示A、B是带有等量的同种电荷的两小球，它们的质量都是m，它们的悬线长度是L，悬线上端都固定在同一点O，B球悬线竖直且被固定，A球在力的作用下，偏离B球x的地方静止平衡，此时A受到绳的拉力为T；现保持其他条件不变，用改变A球质量的方法，使A球在距B为处平衡，则A受到绳的拉力为（

）

A．T

B．2T

C．4T

D．8T参考答案：答案：D2.物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”。如图，她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后.将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环。闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起。某司学另找来器材再探究此实验。他连接好电路，经重复试验，线圈上的套环均末动。对比老师演示的实验，下列四个选项中,导致套环未动的原因可能是（

）A.线圈接在了直流电源上B.电源电压过高C.所选线圈的匝数过多D.所用套环的材料与老师的不同参考答案：D3.下面四个图像依次分别表示四个物体A、B、C、D的位移、加速度、速度和动能随时间变化的规律。其中哪个物体可能是受到平衡力作用的（

）参考答案：A物体受到平衡力作用时处于平衡状态，将静止或做匀速直线运动，只有选项A符合题意。（B物体做加速度逐渐减小的变加速直线运动；C物体做匀减速直线运动；D物体做减速运动。）4.压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小．一同学利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置，如图甲所示，将压敏电阻平放在升降机内，受压面朝上，在上面放一物体m，升降机静止时电流表示数为I0.某过程中电流表的示数如图乙所示，则在此过程中()A．物体处于失重状态

B．物体处于超重状态C．升降机一定向上做匀加速运动

D．升降机可能向下做匀减速运动参考答案：BD5.（多选题）如图所示，半径为R的内壁光滑圆轨道竖直固定在桌面上，一个可视为质点的质量为m的小球静止在轨道底部A点。现用小锤沿水平方向快速击打小球，使小球在极短的时间内获得一个水平速度后沿轨道在竖直面内运动。当小球回到A点时，再次用小锤沿运动方向击打小球，通过两次击打，小球才能运动到圆轨道的最高点。已知小球在运动过程中始终未脱离轨道，在第一次击打过程中小锤对小球做功W1，第二次击打过程中小锤对小球做功W2。设先后两次击打过程中小锤对小球做功全部用来增加小球的动能，则的值可能是（

）A.

B.

C.

D．1参考答案：BC试题分析：第一次击打后球最多到达与球心O等高位置，根据功能关系，有：W1≤mgR…①两次击打后可以到轨道最高点，根据功能关系，有：W1+W2-2mgR=mv2…②在最高点，有：mg+N=m≥mg…③联立①②③解得：W1≤mgR；W2≥mgR故，故BC正确，AD错误；故选BC.考点：动能定理；牛顿定律的应用【名师点睛】本题考查牛顿定律在圆周运动中的应用问题；关键是抓住临界状态，然后结合功能关系和牛顿第二定律列式分析，不难。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.在万有引力定律研究太阳系中的行星围绕太阳运动时，我们可以根据地球的公转周期，求出太阳的质量。在运算过程中，采用理想化方法，把太阳和地球简化成质点，还做了

和

的简化处理。参考答案：答案：把地球的运动简化为匀速圆周运动（匀速、轨迹圆周分别填在两空上得一空分），忽略其他星体对地球的作用，认为地球只受太阳引力作用。7.如图所示，三段不可伸长的细绳OA、OB、OC,能承受的最大拉力相同，它们共同悬挂一重物，其中OB是水平的，A端、B端固定.若逐渐增加C端所挂物体的质量，则最先断的绳________.参考答案：OA8.两块相同的竖直木板A、B间有质量均为m的四块相同的木块，用两个大小均为F的水平力压木板，使木板均处于平衡，如图所示.设所有接触面间的动摩擦因数均为μ.则第2块对第3块的摩擦力大小为

参考答案：：09.如图所示，PQ是固定的水平导轨，两端有定滑轮，物体A和B用细绳相连处于静止状态时，α=37°，β=53°。若B重5N，则A所受的摩擦力大小为_______N，方向为____________。参考答案：1，水平向左。解:对物体B受力分析,受到重力,两根细线的拉力和,如图所示,有:

再对A物体受力分析,受到重力和支持力,向左的拉力和向右的拉力,由于向右的拉力大于向左的拉力,根据平衡条件,有:,静摩擦力方向水平向左.故答案为:,水平向左.10.原子核聚变可望给人类未来提供丰富洁净的能源。当氘等离子体被加热到适当高温时,氘核参与的几种聚变反应可能发生，放出能量。这几种反应的总效果可以表示为①该反应方程中的k=

,d=

；②质量亏损为

kg.参考答案：11.由于水的表面张力，荷叶上的小水滴总是球形的．在小水滴表面层中，水分子之间的相互作用总体上表现为_____（选填“引力”或“斥力”）．分子势能Ep和分子间距离r的关系图象如图所示，能总体上反映小水滴表面层中水分子Ep的是图中______（选填“A”“B”或“C”）的位置．参考答案：

(1).引力

(2).C【详解】由于在小水滴表面层中，水分子间的距离大于，所以水分子之间的相互作用总体上表现为引力，由于当分子间距离为时，分子间作用力为0，分子势能最小即图中的B点，由于表面层中分子间距大于，所以能总体反映小水滴表面层中水分子势能的是C位置。12.如图所示，电荷量为Q1、Q2的两个正点电荷分别置于A点和B点。在以AB为直径的光滑绝缘半圆环上，穿着一个带点小球（可视为点电荷，重力可忽略），若带点小球在P点保持静止，则该小球带

电荷（选填“正”或“负”或“正或负”），设这时连线PA与AB的夹角为a，则tana=

。参考答案：

答案：正或负

13.用如图1所示装置研究平地运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。（1）下列实验条件必须满足的有____________。A．斜槽轨道光滑B．斜槽轨道末段水平C．挡板高度等间距变化D．每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球（2）为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。a．取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的________（选填“最上端”、“最下端”或者“球心”）对应白纸上的位置即为原点；在确定y轴时______（选填“需要”或者“不需要”）y轴与重锤线平行。b．若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如图2所示，在轨迹上取A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为x，测得AB和BC的竖直间距分别是y1和y2，则______（选填“大于”、“等于”或者“小于”）。可求得钢球平抛的初速度大小为____________（已知当地重力加速度为g，结果用上述字母表示）。（3）为了得到平抛物体的运动轨迹，同学们还提出了以下三种方案，其中可行的是____________。A．从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹B．用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹C．将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹（4）伽利略曾研究过平抛运动，他推断：从同一炮台水平发射的炮弹，如果不受空气阻力，不论它们能射多远，在空中飞行的时间都一样。这实际上揭示了平抛物体_________。A．在水平方向上做匀速直线运动B．在竖直方向上做自由落体运动C．在下落过程中机械能守恒（5）牛顿设想，把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点就一次比一次远，如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星。同样是受地球引力，随着抛出速度增大，物体会从做平抛运动逐渐变为做圆周运动，请分析原因。___________________________参考答案：

(1).BD

(2).球心

(3).需要

(4).大于

(5).

(6).B

(7).B

(8).利用平抛运动的轨迹的抛物线和圆周运动知识证明即可【详解】根据平抛运动的规律：水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体运动解答。(1)本实验中要保证小球飞出斜槽末端时的速度为水平，即小球做平抛运动，且每次飞出时的速度应相同，所以只要每次将小球从斜槽上同一位置由静止释放即可，故BD正确；(2)a.平抛运动的起始点应为钢球静置于Q点时，钢球的球心对应纸上的位置，由于平抛运动在竖直方向做自由落体运动，所以在确定y轴时需要y轴与重锤线平行；b.由初速度为零的匀加速直线运动规律即在相等时间间隔内所通过的位移之比为可知，由于A点不是抛出点，所以；设AB，BC间所用的时间为T，竖直方向有：，水平方向有：，联立解得：；(3)A项：从细管水平喷出稳定的细水柱，由于细水柱射出后受到空气阻力的作用，所以此方案不可行；B项：用频闪照相在同一底片上记录小球不同时刻位置即平抛运动的轨迹上的点，平滑连接在一起即为平抛运动轨迹，所以此方案可行；C项：将铅笔垂直于竖直的白板放轩，以一定初速度水平抛出，笔尖与白纸间有摩擦阻力的作用，所以铅笔作的不是平抛运动，故此方案不可行；(4)由平抛运动竖直方向运动可知，，时间，所以只要高度相同，时间相同，故B正确；(5)由平抛运动可知，竖直方向：，水平方向：，联立解得：，即抛出物体的轨迹为抛物线，当抛出的速度越大，在抛物线上某点的速度足以提供该点做圆周运动的向心力时，物体的轨迹从抛物线变为圆。三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.为了测量木块与长木板间的动摩擦因数，某同学用铁架台将长板倾斜支在水平桌面上，组成如图甲所示的装置，所提供的器材有：长木板、木块（其前端固定有用于挡光的窄片K）、光电计时器、米尺、铁架台等，在长木板上标出A、B两点，B点处放置光电门（图中未画出），用于记录窄片通过光电门时的挡光时间，该同学进行了如下实验：（1）用游标尺测量窄片K的宽度d如图乙所示，则d=______mm，测量长木板上A、B两点间的距离L和竖直高度差h。（2）从A点由静止释放木块使其沿斜面下滑，测得木块经过光电门时的档光时间为△t=2.50×10-3s，算出木块经B点时的速度v=_____m/s，由L和v得出滑块的加速度a。（3）由以上测量和算出的物理量可以得出木块与长木板间的动摩擦因数的表达式为μ=_______（用题中所给字母h、L、a和重力加速度g表示）参考答案：

(1).(1)2.50；

(2).（2）1.0；

(3).（3）试题分析：(1)游标卡尺的读数是主尺读数加上游标读数；(2)挡光片通过光电门的时间很短，因此可以用其通过的平均速度来代替瞬时速度；(3)根据牛顿运动定律写出表达式，求动摩擦因数的大小。解：(1)主尺读数是2mm，游标读数是，则窄片K的宽度；(2)木块经B点时的速度(3)对木块受力分析，根据牛顿运动定律有：据运动学公式有其中、联立解得：15.（简答）如图13所示,滑块A套在光滑的坚直杆上,滑块A通过细绳绕过光滑滑轮连接物块B,B又与一轻质弹贊连接在一起，轻质弹簧另一端固定在地面上,’开始用手托住物块.使绳子刚好伸直处于水平位位置但无张力。现将A由静止释放.当A下滑到C点时(C点图中未标出)A的速度刚好为零，此时B还没有到达滑轮位置，已知弹簧的劲度系数k=100N/m,滑轮质量和大小及摩擦可忽略不计，滑轮与杆的水平距离L=0.3m,AC距离为0.4m，mB=lkg,重力加速度g=10m/s2。试求：(1)滑'块A的质量mA(2)若滑块A质量增加一倍,其他条件不变，仍让滑块A从静止滑到C点,则滑块A到达C点时A、B的速度大小分别是多少？参考答案：（1）

（2）

（3），功能关系．解析：（1）开始绳子无张力，对B分析有kx1=mBg，解得：弹簧的压缩量x1=0.1m（1分）当物块A滑到C点时，根据勾股定理绳伸出滑轮的长度为0.5m，则B上升了0.2m,所以弹簧又伸长了0.1m。（1分）由A、B及弹簧组成的系统机械能守恒，又弹簧伸长量与压缩量相等则弹性势能变化量为零所以mAgh1=mBgh2（2分）其中h1=0.4m，h2=0.2m所以mA=0.5kg（1分）（2）滑块A质量增加一倍，则mA=1kg，令滑块到达C点时A、B的速度分别为v1和v2

由A、B及弹簧组成的系统机械能守恒得（2分）又有几何关系可得AB的速度关系有vAcosθ=vB（1分）其中θ为绳与杆的夹角且cosθ=0.8解得：（1分）（1分）（1）首先由物体静止条件求出弹簧压缩的长度，再根据几何知识求出物体B上升的距离，从而可求出弹簧伸长的长度，然后再根据能量守恒定律即可求解物体A的质量；题（2）的关键是根据速度合成与分解规律求出物体B与A的速度关系，然后再根据能量守恒定律列式求解即可．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，AC为光滑竖直杆，ABC为构成直角的光滑L形轨道，B处有一小圆弧连接可使小球顺利转弯，并且A、B、C三点正好是圆上三点，而AC正好是该圆的直径，如果套在杆上的小球自A点静止释放(图中小球未画出)，分别沿ABC曲轨道和AC直轨道运动到C点，如果沿ABC曲轨道运动的时间是沿AC直轨道运动所用时间的1.5倍，求AC与AB夹角α的值参考答案：53°解析：设圆环的半径为R，小球沿AC做自由落体运动，运动的时间t2满足：

2R=

可解得t2=2…①

小球沿AB段运动时，a=gcosα，且AB=2Rcosα，所需的时间tAB满足；

2Rcosα=gcosα

解得：tAB=2在B点小球的速度v=atAB，以后沿BC做匀加速运动，其加速度为：a'=gsinα，且BC=2Rsinα

故：2Rsinα=vtBC+a′其中tBC=1.5t2-tAB=0.5t2=带入后解得tanα=，即α=53°17.内壁光滑的导热汽缸竖直浸入在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭压强为1.0×1