2021年湖北省宜昌市杨守敬中学高三物理下学期期末试题含解析

2021年湖北省宜昌市杨守敬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，在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A，A的左端紧靠竖直墙，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于静止状态，若把A向右移动少许后，它们仍处于静止状态，则（）A．B对墙的压力增大 B．A与B之间的作用力增大C．地面对A的摩擦力减小 D．A对地面的压力减小参考答案：C【考点】共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力．【分析】对小球进行受力分析，根据A物体移动可得出小球B受A支持力方向的变化，由几何关系可得出各力的变化，对整体进行分析可得出水平向上摩擦力及竖直向上的压力的变化．【解答】解：对小球B受力分析，作出平行四边形如图所示：A滑动前，B球受墙壁及A的弹力的合力与重力大小相等，方向相反；如图中实线所示；而将A向外平移后，B受弹力的方向将上移，如虚线所示，但B仍受力平衡，由图可知A球对B的弹力及墙壁对球的弹力均减小；故A错误，B错误；以AB为整体分析，水平方向上受墙壁的弹力和地面的摩擦力而处于平衡状态，弹力减小，故摩擦力减小，故C正确；竖直方向上受重力及地面的支持力，两物体的重力不变，故A对地面的压力不变，故D错误；故选：C．2.如图所示，在边长为a的等边三角形区域内有匀强磁场B，其方向垂直纸面向外，一个边长也为a的等边三角形导线框架EFG正好与上述磁场区域的边界重合，现使导线框以周期T绕其中心O点在纸面内匀速转动，经过导线框转到图中虚线位置，则在这时间内

（

）A．平均感应电动势大小等于B．平均感应电动势大小等于C．顺时针方向转动时感应电流方向为E→F→G→ED．逆时针方向转动时感应电流方向为E→G→F→E参考答案：AC3.如图所示，在竖直平面内有水平向右、场强为1×104N/C的匀强电场。在匀强电场中有一根长2m的绝缘细线，一端固定在O点，另一端系一质量为0.08kg的带电小球，它静止时悬线与竖直方向成37°角。若小球获得一定初速度后恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，取小球在静止时的位置为电势能零点和重力势能零点，cos37°＝0.8，g＝10m/s2．下列说法正确的是（）A.小球的电荷量q＝6×10﹣5CB.小球在c点的动能最小，且为1JC.小球在b点时的机械能最小D.小球在运动过程中电势能和机械能之和保持不变，且为5J参考答案：AD【详解】小球静止时悬线与竖直方向成37°角，受重力、拉力和电场力，三力平衡，根据平衡得：mgtan37°＝qE，解得：，故A正确；小球恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，在等效最高点b速度最小，根据牛顿第二定律得：；最小动能为：，故B错误；根据能量守恒定律，电势能与机械能之和不变，所以机械能最小的位置是电势能最大的位置，根据电场力做功最多的过程，即与O点等高的最左的位置a点，故C错误；选最低点为零势能点，求A点的电势能和重力势能加上动能就是能量之和为：E＝Ek+Ep+Ep′＝1J+mg×2Lcos37°+Eq×2Lsin37°＝5J，故D正确。4.国将开展空气中PM2.5浓度的监测工作.PM2.5是指空气中直径小于2.5微米的悬浮颗粒物，其漂浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后会进入血液对人体形成危害.矿物燃料燃烧的排放是形成PM2.5的主要原因.下列关于PM2.5的说法中不正确的是

A．温度越高，PM2.5的运动越激烈B．PM2.5在空气中的运动属于分子热运动C．周围大量分子对PM2.5碰撞的不平衡使其在空中做无规则运动D．倡导低碳生活减少化石燃料的使用能有效减小PM2.5在空气中的浓度参考答案：B5.如图所示，用一根细线OB把电灯拉至图中位置，电线OA与天花板夹角为60o。若要使细线OB所受拉力最小，则细绳OB与OA的夹角应为A、60o

B、30o

C、120o

D、90o参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一个中子与某原子核发生核反应,生成一个氘核,其核反应方程式为_________________.该反应放出的能量为Q,则氘核的比结合能为_____________________参考答案：；7.从地面竖直上抛的小球，空气阻力不计，在抛出后的时刻t1和时刻t2的位移相同，则它抛出时的初速度大小为，在时刻t1时离地面的高度为．参考答案：解：根据竖直上抛运动的对称性，时刻到最高点的时间从抛出点到最高点的时间抛出时的初速度时刻离地面的高度=故答案为：8.如图所示，AB为匀质杆，其重为G，它与竖直墙面成角；BC为支撑AB的水平轻杆，A、B、C三处均用铰链连接且位于同一竖直平面内。则BC杆对B端铰链的作用力大小为_______,AB杆对A端铰链的作用力与竖直方向夹角_______角(选填“大于”、“等于”或“小于”)。参考答案：、小于9.如右图所示是利用闪光照相研究平抛运动的示意图。小球A由斜槽滚下，从桌边缘水平抛出，当它恰好离开桌[边缘时，小球B也同时下落，用闪光相机拍摄的照片中B球有四个像，相邻两像间实际下落距离已在图中标出，单位cm，如图所示。两球恰在位置4相碰。则两球经过

s时间相碰，A球离开桌面时的速度为

m/s。(g取10m/s2)参考答案：

0.4

s;

1.5

m/s10.地球半径为R，卫星A、B均环绕地球做匀速圆周运动，其中卫星A以第一宇宙速度环绕地球运动，卫星B的环绕半径为4R，则卫星A与卫星B的速度大小之比为________；周期之比为________。参考答案：2∶1；1∶8 11.为了用弹簧测力计测定木块A和长木板B间的动摩擦因数μ，甲、乙两同学分别设计了如图所示的甲、乙两个试验方案．（1）为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力大小，你认为方案甲更易于操作．简述理由因为甲方案拉木块时不需要匀速拉动．（2）若A和B的重力分别为100N和150N，当甲中A被拉动时，弹簧测力计a示数为60N，b示数为110N，则A、B间的动摩擦因数为0.4．参考答案：考点：探究影响摩擦力的大小的因素．专题：实验题．分析：（1）实验中我们是根据拉力与摩擦力是一对平衡力的原理，才通过测力计读出摩擦力大小的，因此，在操作时要保持物体做匀速直线运动，这也是实验操作中较难保持的地方，方案甲很好地解决了这一问题；（2）根据公式f=μN可对动摩擦因数进行计算，但关键是要分析出摩擦力f的大小．解答：解：（1）由图示实验可知，甲方案中拉动物体A，不需要控制物体A做匀速直线运动，且弹簧测力计静止，便于弹簧测力计读数；乙方案中用弹簧测力计拉动A，需要控制A做匀速直线运动，难于控制A做匀速直线运动，另一当面弹簧测力计是运动的，难于准确读数，因此甲方案更易于操作．（2）由题意可知，在甲方案中，两物体接触面受到的压力等于B的重力，即N=150N，弹簧测力计a的示数等于两物体接触面间摩擦力的大小，即f=60N．由公式f=μN得，动摩擦因素μ===0.4．故答案为：（1）甲；因为甲方案拉木块时不需要匀速拉动；（2）0.4．点评：本题考查了作用力与反作用力、平衡力的关系，并且要判断在不同的情况下接触面受到的正压力的大小，特别是注意根据给出的各个弹簧测力计的示数，分析判断出要用哪一个数据，是解答本题的难点，这对于学生有一定的迷惑性．12.（3分）一电子具100eV的动能、从A点垂直电场线方向飞入匀强电场，当从B点飞出时与场强方向恰成150°，如图所示，则A、B两点间的电势差为______V。参考答案：

30013.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在t=0时刻波刚好传播到x=6m处的质点A，如图所示，已知波的传播速度为48m/s．请回答下列问题：①从图示时刻起再经过

s，质点B第一次处于波峰；②写出从图示时刻起质点A的振动方程为

cm．参考答案：①0.5（2分）②(cm)（2分）试题分析：①根据波的传播原理，是质点的振动形式在介质里匀速传播，x=0m，处的质点处于波峰位置，所以当它的振动形式传播到B点时，B点第一次出现在波峰，用时；②由图知质点A在t=o时刻处于平衡位置且向下振动，，，所以质点A的振动方程为(cm)。考点：本题考查机械波的传播三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.在“描绘标有‘9V，5W’小灯泡伏安特性曲线”的实验中，要求测量从0V到9．0V的电压下通过小灯泡的电流，实验室提供了下列器材

A．电流表A1（量程100mA，内阻1Ω）

B．电流表A2（量程0．6A，内阻0．3Ω）

C．电压表V1（量程3．0V，内阻3kΩ）

D．电压表V2（量程15．0V，内阻10kΩ）E．滑动变阻器R1（最大阻值为50Ω）

F．滑动变阻器R2（最大阻值为500Ω）G．电源E（电动势15V，内阻忽略）

H．电键、导线若干

（1）为了提高测量准确度和有效性，应选择的器材为（只需填写器材前面的字母即可）电流表

；电压表

；滑动变阻器

。

（2）下列给出的测量电路图甲中，最合理的是

。（3）某同学已连接好的电路如图乙，其中两个不当之处是①

②

（4）某同学用正确的方法分别测得两只灯泡L1和L2的伏安特性曲线如图丙中Ⅰ和Ⅱ所示。然后又将灯泡L1、L2分别与电池组连成如图丁所示电路。测得通过L1和L2的电流分别为0．30A和0．60A，则电池组的电动势为

V，内阻为Ω（数值取到小数点下一位）。参考答案：（1）B

D

E

（2）B

（3）①电键闭合

②滑动变阻器滑片位置在中间

（4）9．6——10．4V

6．0——8．0Ω15.

因为手边没有天平,小王同学思考如何利用一已知劲度系数为k的弹簧和长度测量工具来粗测一小球的质量,他从资料上查得弹簧的弹性势能

(其中x为弹簧形变量)后,设计了如下实验:将弹簧一端固定在水平桌面上,另一端紧靠小球,弹簧原长时小球恰好在桌边,然后压缩弹簧并测得压缩量x,释放弹簧,小球飞出后落在水平地面上,测出桌高h以及落点到桌边沿的水平距离s．(1)小球质量的表达式为:

．（4分）(2)如果桌面摩擦是本次实验误差的主要因素,那么小球质量的测量值将

（2分）(填“偏大”、“偏小”或“准确”)．

参考答案：

⑴；⑵偏大

解析:⑴由题意知:,平抛过程有:联立三式解得:⑵桌面摩擦使得小球飞出速度偏小,据,

知的测量值偏大.

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0和t=0.06s时刻的波形图。已知在t=0时刻，x=l.5m处的质点向y轴正方向运动。（1）判断该波的传播方向；（2）求该波的最小频率：（3）若3T<t<4T，求该波的波速。参考答案：17.如图所示，区域Ⅰ中有竖直向上的匀强电场，电场强度为E；区域Ⅱ内有垂直纸面向外的水平匀强磁场，磁感应强度为B；区域Ⅲ中有垂直纸面向里的水平匀强磁场，磁感应强度为2B。一质量为m、带电量为q的带负电粒子（不计重力）从左边界O点正上方的M点以速度v0水平射入电场，经水平分界线OP上的A点与OP成60°角射入Ⅱ区域的磁场，并垂直竖直边界CD进入Ⅲ区域的匀强磁场中。

求：（1）粒子在Ⅱ区域匀强磁场中运动的轨道半径；（2）O、M间的距离；（3）粒子从第一次进入区域Ⅲ到离开区域Ⅲ所经历的时间t3。参考答案：解：（1）粒子在匀强电场中做类平抛运动，设粒子过A点时速度为v，由类平抛规律知

①

（3分）粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：

②

（1分）所以

③

（2分）（2）设粒子在电场中运动时间为t1，加速度为a，则有

④

（2分）

⑤

（2分）即

⑥

O、M两点间的距离为⑦

（2分）（3）设粒子在Ⅲ区域磁场中运行时间为t3，粒子在Ⅲ区域磁场中运行为T3，则：

⑧

（2分）由①②式可得：⑨（1分）则：

⑩

（2分）Ks5u由⑩式可得：（1分）Ks5u18.半径R=40cm竖直放置的光滑圆轨道与水平直轨道相连接（如图所示）．质量m=50g的小球A以一定的初速度由直轨道向左运动，并沿圆轨道的内壁冲上去．如果A经过N点时的速度V1=6m/s，A经过轨道最高点M后作平抛运动，平抛的水平距离为1.6m．求：（1）小球经过M时速度多大；（2）小球经过M时对轨道的压力多大；（3）小球从N点滑到轨道最高点M的过程中克服摩擦力做的功是多少．（g=10m/s2）参考答案：考点：动能定理的应用；平抛运动．专题：动能定理的应用专题．分析：（1）小球从M后作平抛运动，根据平抛运动的基本公式