湖北省孝感市文昌中学高三物理期末试卷含解析

湖北省孝感市文昌中学高三物理期末试卷含解析一、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.（单选）游乐场中有一种叫“空中飞椅”的设施，其基本装置是用一细杆将座椅与转盘的边缘相连接，人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋，若将人和座椅看成质量为m的质点，简化为如图所示的模型，其中P为处于水平面内的转盘，可绕竖直转轴OO′转动，已知细杆长为l，转盘静止时细杆与转轴间的距离为d，转盘转动时细杆只能在转轴与细杆平行的平面内绕其上端点转动。让转盘由静止逐渐加速转动，经过一段时间后质点与转盘一起做匀速圆周运动，此时细杆与竖直方向的夹角为θ，不计空气阻力及细杆重，则质点从静止到做匀速圆周运动的过程中，细杆对质点做的功为（

）A．B．C．D．参考答案：A由于质点做匀速圆周运动，有，所以质点做匀速圆周运动时的动能为，设静止时质点的重力势能为零，则此时质点的重力势能为，由能量守恒知质点从静止到做匀速圆周运动的过程中，细杆对质点做的功全部转化成质点的机械能，所以选项A正确。2.

表面光滑、半径为R的半球固定在水平地面上,球心O的正上方O′处有一无摩擦定滑轮,轻质细绳两端各系一个小球挂在定滑轮上,如图所示.两小球平衡时,若滑轮两侧细绳的长度分别为L1=2.4R和L2=2.5R,则这两个小球的质量之比m1∶m2为（不计球的大小）（

）24:1

B.25∶1

C.24:25

D.25∶24

参考答案：D3.某同学发现库仑定律有万有引力定律有许多可比之处，他对此做了一番比较，得到如下结论，你认为正确的是

①静电力和万有引力都不是通过直接接触而引起的

②库仑定律和万有引力定律分别只适用于点电荷之间和质点之间的相互作用

③带电体都有质量，因此他们之间除了静电力外，还存在万有引力

④氢原子中的电子和原子核之间主要是靠静电力发生相互作用

A．①②

B．③④

C．①②③

D．①②③④参考答案：D4.（多选）如图所示，在一绝缘斜面C上有一带正电的小物体A处于静止状态，现将一带正电的小球B沿以A为圆心的圆弧缓慢地从P点转至A正上方的Q点处，已知P、A在同一水平线上，且在此过程中物体A和C始终保持静止不动，A、B可视为质点．关于此过程，下列说法正确的是（）A．物体A受到斜面的库仑力一直不变B．物体A受到斜面的支持力先增大后减小C．地面对斜面C的摩擦力先增大后减小D．斜面对A的作用力一直增大参考答案：BD解析：A、物体A受到的库仑力大小不变，但是方向一直在改变，故A错误；B、对A研究：P对A的库仑力垂直于斜面方向的分力，先逐渐增大后逐渐减小，当库仑力与斜面垂直时最大，设该分力为F′，根据平衡条件：斜面对A的支持力N=mgcosα+F′，可知N先增大后减小，故B正确；C、以A和C整体为研究对象，分析受力情况如图所示．设P对A的库仑力大小为F，与竖直方向的夹角为θ．根据平衡条件得：f=Fsinθ由于F大小不变，θ减小，则知地面对斜面C的摩擦力逐渐减小．故C错误；D、对A分析，A受力重力、库仑力，斜面对A的支持力、摩擦力，斜面对物体A的合力与重力和库伦力的合力平衡，重力与库仑力夹角变小，合力变大，故斜面对A的作用力变大，故D正确；故选：BD．5.(单选)若带正电荷的小球只受到电场力作用，则它在任意一段时间内(

)A．一定沿电场线由高电势处向低电势处运动B．一定沿电场线由低电势处向高电势处运动C．不一定沿电场线运动，但一定由高电势处向低电势处运动D．不一定沿电场线运动，也不一定由高电势处向低电势处运动参考答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一个圆盘边缘系一根细绳，绳的下端拴着一个质量为m的小球，圆盘的半径是r，绳长为L，圆盘匀速转动时小球随着一起转动，并且细绳与竖直方向成θ角，如图所示，则圆盘的转速是______.参考答案：7.某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率．实验操作如下：（1）螺旋测微器如题1图所示．在测量电阻丝直径时，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动_____（选填“A”“B”或“C”），直到听见“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器的损坏．（2）选择电阻丝的_____（选填“同一”或“不同”）位置进行多次测量，取其平均值作为电阻丝的直径．（3）2图甲中Rx，为待测电阻丝．请用笔画线代替导线，将滑动变阻器接入2图乙实物电路中的正确位置____（4）为测量R，利用2图甲所示的电路，调节滑动变阻器测得5组电压U1和电流I1的值，作出的U1–I1关系图象如图图所示．接着，将电压表改接在a、b两端，测得5组电压U2和电流I2的值，数据见下表：U2/V0.501.021.542.052.55I2/mA20.040.060.080.0100.0

请根据表中的数据，在方格纸上作出U2–I2图象．___（5）由此，可求得电阻丝的Rx=______Ω．根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率．参考答案：

(1).C

(2).不同

(3).

(4).

(5).23.5（23.0~24.0都算对）【详解】(1)在测量时，为了不损坏被测物体，最后也改用微调方旋钮即C，直到听见“喀喀”的响声；(2)为了减小测量误差，应选用电阻丝不同位置进行多次测量；(3)按照原理图，将实物图连线如图：；(4)将表格中各组数据在坐标纸上描出，再连成一条直线，如图：；当电压表按甲图连接时，电压表测的电压为的电压之和，当电压表接在a、b间时，电压表测的电压为的电压，由图可得：，所以。8.用能量为E0的光子照射基态氢原子，刚好可使该原子中的电子成为自由电子，这一能量E0称为氢的电离能．现用一频率为v的光子从基态氢原子中击出一电子（电子质量为m)。该电子在远离核以后速度的大小为

，其德布罗意波长为

（普朗克常全为h)参考答案：

9.一质量为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1.8kg?m/s，木块获得的水平初速度大小为1.5m/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．10.如图所示的电路中，电源电动势V，内电阻Ω，当滑动变阻器R1的阻值调为Ω后，电键S断开时，R2的功率为W，电源的输出功率为W，则通过R2的电流是A．接通电键S后，A、B间电路消耗的电功率仍为W．则Ω．参考答案：0.5；11.如图所示，实线为一列简谐波在t＝0时刻的波形，虚线表示经过Dt＝0.2s后它的波形图，已知T＜Dt＜2T（T表示周期），则这列波传播速度可能值v＝_____；这列波的频率可能值f＝_______。参考答案：12.在倾角为30°的斜面顶点以10m/s的速度水平抛出一个质量为0.1kg的小球，则小球落到斜面上瞬间重力的瞬时功率为

，过程中重力的平均功率为

。（结果保留根号）参考答案：

平抛运动的位移偏转角为30°，故：，而、解得：故过程中重力的平均功率为：小球落到斜面上瞬间重力的瞬时功率为：13.在《研究匀变速直线运动的规律》实验中，小车拖纸带运动，打点计时器在纸带上打出一系列点，处理时每隔4个点取一个记数点，测出的数据如图。则打点计时器打下C点时小车的速度vC=

m/s，小车运动的加速度a=

m/s2。参考答案：2,

2.4三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（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）15.(3-5模块)(5分)有两个质量为m的均处于基态的氢原子A、B，A静止，B以速度v0与之发生碰撞．己知：碰撞前后二者的速度均在一条直线上，碰撞过程中部分动能有可能被某一氢原子吸收。从而该原子由基态跃迁到激发态，然后，此原子向低能级态跃迁，并发出光子．如欲碰后发出一个光子，则速度v0至少需要多大？己知氢原子的基态能量为E1(E1<0)。参考答案：解析：，--------------(1分)

，--------------(1分)

，--------------(1分)

--------------(2分)四、计算题：本题共3小题，共计47分16.(9分)在一次跳伞特技表演中，质量为120kg的运动员(连同装备)从高度为300m的静止在空中的直升飞机上无初速下落，6s后他打开伞包，落地时速度恰好为零。不计打开伞包前的空气阻力，并假设打开伞包后的空气阻力恒定，g取10m／s2。求：(1)打开伞包时运动员的速度。(2)打开伞包后运动员(连同装备)所受的空气阻力。参考答案：解析：（1）设打开伞包运动员的速度为则有

①

（2分）

（2）打开伞包前运动员下落的距离②

（2分）

打开伞包后运动员下落的距离

又：

③

（2分）

④

（2分）

联以上两式代入数据解得：

（1分）17.如图14所示，在绝缘水平面O点固定一正电荷，电量为Q，在离O点高度为r0的A处由静止释放某带同种电荷、电量为q的液珠，开始运动瞬间的加速度大小恰好为重力加速度g。已知静电常量为k，两电荷均可看成点电荷，不计空气阻力。则：(1)液珠开始运动瞬间所受库仑力的大小和方向；(2)液珠运动速度最大时离O点的距离h；(3)已知该液珠运动的最大高度B点离O点的距离为2r0，则当电量为的液珠仍从A处静止释放时，问能否运动到原的最大高度B点？若能，则此时经过B点的速度为多大？参考答案：(1)；（2分）方向竖直向上(2)开始运动瞬间：；

速度最大时：

即=

所以(3)能回到B点。（1分）液珠q从A处到B处由动能定律的得：

液珠从A处到B处由动能定律的得：

其中，

∴

18.特战队员从悬停在空中离地55m高的直升机上沿绳下滑进行降落训练，某特战队员和他携带的武器质量共为80kg，设特战队员用特制的手套轻握绳子时可获得200N