江苏省南京市白云石矿学校高三物理期末试题含解析

江苏省南京市白云石矿学校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.如图所示，两段光滑圆弧轨道半径分别为R1和R2，圆心分别为O1和O2，所对应的圆心角均小于5°，在最低点O平滑连接。M点和N点分别位于O点左右两侧，距离MO小于NO。现分别将位于M点和N点的两个小球A和B（均可视为质点）同时由静止释放。关于两小球第一次相遇点的位置，下列判断正确的是A．恰好在O点 B．一定在O点的左侧C．一定在O点的右侧 D．条件不足，无法确定参考答案：C2.如图所示，把一块擦得很亮的锌板连接在验电器上，用弧光灯照射锌板，结果验电器的指针张开，则以下说法正确的是：A．增大弧光灯强度，锌板发射出的光电子的最大初动能越大B．该现象说明光具有粒子性C．锌板带上了正电，验电器带上了负电D．若用红外线照射锌板也可能使指针张开参考答案：B3.如图所示，一根细线下端拴一个金属小球P，细线的上端固定在金属块Q上，Q放在带小孔的水平桌面上。小球在某一水平面内做匀速圆周运动（圆锥摆）。现使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动（图上未画出），两次金属块Q都保持在桌面上静止。则后一种情况与原来相比较，下面的判断中正确的是

（

）

A．Q受到桌面的支持力变大

B．Q受到桌面的静摩擦力变大

C．小球P运动的角速度变大

D．小球P运动的周期变大参考答案：4.我国发射的神舟五号载人宇宙飞船的周期约为90min，如果把它绕地球的运动看作是匀速圆周运动，飞船的运动和地球同步卫星的运动相比，下列判断正确的是A．飞船的轨道半径大于同步卫星的轨道半径B．飞船的运行速度大于同步卫星的运行速度C．飞船运动的向心加速度大于同步卫星的向心加速度D．飞船运动的角速度小于同步卫星的角速度参考答案：BC5.如图所示，一质量为m的小球沿光滑的水平面以速度v冲上一个静止在水平地面上的质量为2m的曲面体，曲面体的曲面部分为1/4圆弧并且和水平面相切。当小球从曲面体再次滑到水平面的瞬间，其速度为（

）A．

B．C．

D．参考答案：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.甲、乙两天体的质量之比为l：80，它们围绕二者连线上的某点Ｏ做匀速圆周运动。据此可知甲、乙绕O点运动的线速度大小之比为参考答案：7.物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数。实验装置如图甲所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与穿过电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz。开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列点。图乙给出的是实验中获取的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出连续的5个计数点A、B、C、D、E，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），测出各计数点到A点之间的距离如图所示。请完成下列小题：

(l)根据图中数据计算：①打C点时滑块的速度的大小为___________m/s；

②滑块的加速度a=___________（保留两位有效数字）；

⑧若在计算过程中不小心将交流电的频率当成60Hz，则计算出的加速度值将__________

（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

(2)为了测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的是____________。A．木板的长度LB．木板的质量C．滑块的质量D.托盘和砝码的总质量E．滑块运动的时间t(3)滑块与木板间的动摩擦因数＝______(用被测物理量的字母表示，重力加速度为g)参考答案：8.如图为“用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力与质量的关系”的实验装置。（1）该实验应用的研究方法是_________________________法；（2）在小车总质量不变时，改变所挂钩码的数量，多次重复测量，可画出关系图线（如图所示）。①分析此图线的OA段可得出的实验结论是________________。②此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是____。（3）若保持所挂钩砝数量不变，改变小车质量，多次重复测量，可以研究加速度a与质量m的关系，则应该绘制什么关系图线？答：___________。参考答案：（1）控制变量法（2）质量一定的情况下，加速度与合外力成正比（3）没有使小车质量远大于钩码质量（4）是9.像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图2所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现利用图所示装置测量滑块和长1m左右的木块间的动摩擦因数，图中MN是水平桌面，Q是木板与桌面的接触点，1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出。此外在木板顶端的P点还悬挂着一个铅锤，让滑块从木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为0.05s和0.02s，挡光片的宽度d=1．0cm。（1）滑块通过光电门1的速度v1=

m/s，滑块通过光电门2的速度v2=

m/s。若光电门1、2的距离为L=21．0cm，则滑块的加速度为

m/s2。（2）若仅提供一把米尺，已知当地的重力加速度为g，为完成测量，除了研究v1．v2和两个光电门之间的距离L外，还需测量的物理量是

（说明各量的物理意义，同时指明代表物理量的字母）。（3）用（2）中各物理量求解动摩擦因数的表达μ=

（用字母表示）。参考答案：①0.2m/s；

0.5m/s

0.5m/s2；

②P点离桌面的距离h、重锤在桌面上所指的点与Q点距离a、斜面的长度b（3）Ks5u10.如图所示为皮带转动装置，右边两轮共轴连接，且RA=RC=2RB皮带不打滑，则在A、B、C三轮中的周期TA：TB：TC=

，线速度vA：vB：vC=

，向心加速度aA：aB：aC=

、

参考答案：2：1：1，1：1：2，1：2：4解：由于A轮和B轮是皮带传动，皮带传动的特点是两轮与皮带接触点的线速度的大小与皮带的线速度大小相同，故，所以，

由角速度和线速度的关系式可得，由于B轮和C轮共轴，故两轮角速度相同，即，故

，所以周期之比为

由角速度和线速度的关系式可得。11.如图所示，做平抛运动的质点经过O、A、B三点，以O为坐标原点，A、B两点坐标如图所示，平抛的初速度是____________m/s。经过A点时的速度是____________m/s。则抛出点的坐标是_______________参考答案：5；

；

(-5，-5)。

12.如图所示，两个质量相等而粗糙程度不同的物体m1和m2，分别固定在一细棒的两端，放在一倾角为α的斜面上，设m1和m2与斜面的摩擦因数为μ1和μ2，并满足tanα=

，细棒的质量不计，与斜面不接触，试求两物体同时有最大静摩擦力时棒与斜面上最大倾斜线AB的夹角θ的余弦值（最大静摩擦力依据滑动摩擦力公式计算）参考答案：13.某同学为了探究杆转动时的动能表达式，设计了如图所示的实验：质量为m的均匀长直杆一端固定在光滑转轴O处，杆由水平位置静止释放，用光电门测出另一端A经过某位置时的瞬时速度vA，并记下该位置与转轴O的高度差h。⑴设杆的宽度为L（L很小），A端通过光电门的时间为t，则A端通过光电门的瞬时速度vA的表达式为

▲

。组

次123456h/m0.050.100.150.200.250.30vA/（m·s-1）1.231.732.122.462.743.00vA-1/（s·m-1）0.810.580.470.410.360.33vA2/（m2·s-2）1.503.004.506.057.519.00

⑵调节h的大小并记录对应的速度vA，数据如上表。为了形象直观地反映vA和h的关系，请选择适当的纵坐标并画出图象。⑶当地重力加速度g取10m/s2，结合图象分析，杆转动时的动能Ek=

▲

（请用质量m、速度vA表示）。参考答案：⑴（3分）⑵如图（纵坐标1分，图象2分）⑶（2分）三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图所示,在真空中一束平行复色光被透明的三棱镜ABC(截面为正三角形)折射后分解为互相分离的a、b、c三种色光,分别照射到三块板上.则:（1）若将a、b、c三种色光分别通过某狭缝,则发生衍射现象最明显的是哪种色光?（2）若OD平行于CB,三棱镜对a色光的折射率na是多少?参考答案：（1）折射率最小的是c光,则它的波长最长,衍射现象最明显；（2）（1）由图知，三种色光，a的偏折程度最大，c的偏折程度最小，知a的折射率最大，c的折射率最小．则c的频率最小，波长最长衍射现象最明显。（2）若OD平行于CB,则折射角，三棱镜对a色光的折射率。15.（选修3-3）（6分）如图所示，用面积为S的活塞在汽缸内封闭着一定质量的空气，活塞质量为m，在活塞上加一恒定压力F，使活塞下降的最大高度为?h，已知此过程中气体放出的热量为Q，外界大气压强为p0，问此过程中被封闭气体的内能变化了多少？

参考答案：解析：由热力学第一定律△U=W+Q得

△U=（F+mg+P0S）△h－Q

（6分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，长L=1.5m，高h=0.45m，质量M=10kg的长方体木箱，在水平面上向右做直线运动．当木箱的速度v0=3.6m/s时，对木箱施加一个方向水平向左的恒力F=50N，并同时将一个质量m=lkg的小球轻放在距木箱右端的P点(小球可视为质点，放在P点时相对于地面的速度为零)，经过一段时间，小球脱离木箱落到地面．木箱与地面的动摩擦因数为0.2，其他摩擦均不计．取g=10m/s2．求：⑴小球从离开木箱开始至落到地面所用的时间；⑵小球放到P点后，木箱向右运动的最大位移；⑶小球离开木箱时木箱的速度．

参考答案：⑴设小球从离开木箱开始至落到地面所用的时间为t，由于，

则s．

⑵小球放到木箱后相对地面静止，木箱的加速度为m/s2．

木箱向右运动的最大位移为m

⑶x1<1m，故小球不会从木箱的左端掉下．

木箱向左运动的加速度为m/s2

设木箱向左运动的距离为x2时，小球脱离木箱m

设木箱向左运动的时间为t2，由，得s

小球刚离开木箱瞬间，木箱的速度方向向左，

大小为m/s

17.一木箱放在平板车的中部，距平板车的后端、驾驶室后端均为L=1.5m，如图所示处于静止状态，木箱与平板车之间的动摩擦因数为μ=0.5，现使平板车以a1的加速度匀加速启动，速度达到v=6m/s后接着做匀速直线运动，运动一段时间后匀减速刹车（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）．（g=10m/s2）求：（1）若木箱与平板车相对静止，加速度a1大小满足什么条件？；（2）若a1=6m/s2，当木箱与平板车的速度都达到v=6m/s时，木箱在平板车上的位置（离驾驶室后端距离）；（3）若在木箱速度刚达到6m/s时平板车立即刹车，则要使木箱不会撞到驾驶室，平板车刹车时的加速度大小满足什么条件？参考答案：解：（1）木箱与车相对静止，加速度相同，当木箱受到的静摩擦力达到最大值时加速度最大，由牛顿第二定律有：fmax=mam=μmg得解得

（2）因为，故木箱与车发生相对滑动当木箱速度达到6m/s时：t1===1.2s位移为x1==×1.2=3.6m平板车速度达到6m/s所需时间为：位移为x2=+v（t1﹣t2）解得x2=4.2m当木箱与平板车的速度都达到v=6m/s时，木箱在平板车上离驾驶室后端距离为：s=x2﹣x1+L=4.2m﹣3.6m+1.5m=2.1m（3）木箱减速停止时的位移为：x3===3.6m平板车减速停止时的位移为：木箱不与车相碰：x3﹣x4≤s解得：a≤12m/s2．答：（1）若木箱与平板车相对静止，加速度a1大小满足的条件是；（2）当木箱与平板车的速度都达到v=6m/s时，木箱在平板车上的位置是2.1m；（3）若在木箱速度刚达到6m/s时平板车立即刹车，则要使木箱不会撞到驾驶室，平板车刹车时的加速度大小满足：a≤12m/s2．【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动规律的综合运用．【分析】（1）木箱与平板车相对静止，加速度相同，当木箱受到的静摩擦力达到最大值时加速度最大，由牛顿第二定律求解．（2）汽车先匀加速运动后匀速运动，木箱也先匀加速运动后与汽车一起做匀速运动．汽车匀加速运动时，木箱相对于车后退，根据出木箱匀加速运动的加速度，由速度公式求出汽车速度达到v=6m/s的时间；求出此时木箱的速度，再由速度公式得到木箱需要多长时间速度才能与汽车相同．由位移求出汽车和木箱相对地的位移，两者之差即可求得木箱在车上的位置；（3）由速度位移关系公式求出木箱相对地运动的距离，刹车时为木箱恰好不撞到驾