湖南省张家界市侨辉中学高三物理上学期期末试卷含解析

湖南省张家界市侨辉中学高三物理上学期期末试卷含解析一、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.如图所示，三个完全相同的物体a、b、c叠放在粗糙水平桌面上，a的左端通过一根轻绳与质量m=3kg的小球相连，小球静止在固定的光滑半球形器皿中，在半球形器皿中的绳与水平方向的夹角为60°，且半球形器皿边沿与物体a间的轻绳水平．水平向右的力F=30N作用在b上，三个物体保持静止状态．取g=10m/s2，下列说法正确的是（）A．物体b受到物体a施加的一个大小为30N的静摩擦力，方向水平向右B．桌面对物体a的摩擦力大小为0C．物体c受到物体b施加的大小为30N的静摩擦力，方向水平向右D．撤去力F的瞬间，三个物体一定会获得向左的加速度参考答案：B【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．【分析】整个系统保持静止，先根据三力关系求出绳的拉力T，进而判断桌面对a的静摩擦力的大小和方向．由b静止，可知水平面上受力平衡，且c对b的静摩擦力为0，则a对b的静摩擦力大小为F，方向水平向左．隔离法分析c，可得出受静摩擦力为0．撤去F后，对a分析，看绳的拉力和未撤去F前的桌面对a的静摩擦力的大小，若拉力小于静摩擦力则整个系统静止，若拉力大于摩擦力，再隔离分析b对a的静摩擦力，进而分析整个系统是否有向左的加速度．【解答】解：A、由几何关系可知，小球与半球的球心的连线、拉小球的细线以及水平半径组成一个等边三角形．对小球m进行受力分析如图，可知：2Tsin60°=mg，解得：T=30N，因为绳子拉力为：T=30N=F=30N，因此对abc三个物体的整体分析可知，桌面对a的静摩擦力为零；对b与c整体分析，由于bc整体处于平衡状态，由于水平拉力F=30N，因此b受到水平向左的摩擦力也为30N，故A错误；B、以abc组成的整体为研究对象，整体在水平方向受到向右的30N的拉力和向左的30N的拉力，沿水平方向的合力对，所以c不受地面的摩擦力．故B正确；C、物体c处于平衡状态，不受拉力，则也不受摩擦力，故C错误；D、撤去力F的瞬间，由于绳子拉力与a与桌面间的摩擦力关系不确定，因此三个物体是否运动不确定，故D错误．故选：B2.2012年6月18日，我国“神舟九号”与“天宫一号”成功实现交会对接，如图所示，圆形轨道Ⅰ为“天宫一号”运行轨道，圆形轨道Ⅱ为“神舟九号”运行轨道，在实现交会对接前“神舟九号”要进行多次变轨，则（

）A.“天宫一号”的运行速率大于“神舟九号”在轨道Ⅱ上的运行速率B.“神舟九号”变轨前的动能比变轨后的动能要大C.“神舟九号”变轨后机械能增大D.“天宫一号”的向心加速度大于“神舟九号”在轨道Ⅱ上的向心加速度参考答案：3.在LC振荡电路中，L是电感线圈的自感系数，C是由a和b两板组成的电容器的电容．在时刻，电路中的电流不为零，而电容器的a板带电量为＋q；经过一段时间后在时刻，a板第一次带－q的电量，则可能有（

）A．t2－t1＝2πB．t2－t1＝πC．在t1和t2时刻电路中的电流方向可能相同D．在t1和t2时刻电路中的电流方向可能相反参考答案：BD4.（单选题）早在1610年，伽利略就观察到了木星的四颗卫星，其中艾奥是最靠近木星的卫星。已知艾奥中心到木星中心的距离r1，木星自转周期T1，木星公转周期T2，木星到太阳距离r2，木星表面重力加速度g，引力常量为G，由此可求A.木星的质量

B.太阳的质量 C.艾奥的质量

D.木星的平均密度参考答案：B5.（多选）如图26所示，处于匀强磁场中的平行金属导轨跟大线圈P相接，导轨上放一导线ab，大线圈P内有同圆心的闭合小线圈M，要使M中产生顺时针方向的感应电流，则导线ab的运动是(

)A．匀速向右运动 B．加速向右运动C．减速向右运动

D．加速向左运动参考答案：CD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.“用DIS测变速直线运动的瞬时速度”实验中，使用的传感器是____________传感器。小王同学利用DIS实验器材研究某物体沿X轴运动的规律，发现物体所处的坐标X与时间t满足X=t3-2t（单位均是SI制单位），则该物体在第2秒末的瞬时速度大小为____________m/s。

参考答案：光电门

10

7.（4分）如图所示，一储油圆桶，底面直径与桶高均为d．当桶内无油时，从某点恰能看到桶底边缘上的某点B．当桶内油的深度等于桶高的一半时，在A点沿AB方向看去，看到桶底上的C点，C、B相距，由此可得油的折射率n=

；光在油中传播的速度

m/s．（结果可用根式表示）参考答案：，．解：由题意得，光线在油中的入射角的正弦，光线在空气中折射角的正弦．则折射率n=．根据得，v=．8.一定质量的理想气体处于标准状态下时体积为V0，分别经过如下两个不同的过程使体积都增大到2V0：①等温膨胀变为2V0，再等容升压使其恢复成一个标准大气压，总共吸收的热量为Q1，内能的变化为；②等压膨胀到2V0，吸收的热量为Q2，内能的变化为．则Q1

Q2，

。（填“大于”、“等于”、“小于”）参考答案：小于

等于

9.如图所示，某种自动洗衣机进水时，洗衣机缸内水位升高，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量．将细管中密闭的空气视为理想气体，当洗衣缸内水位缓慢升高时，外界对空气做了0.5J的功，则空气________(填“吸收”或“放出”)了__________的热量．参考答案：放出0.510.如图，将酒精灯和装有适量水的试管固定在小车上，小车放在较光滑的水平桌面上，用橡胶塞子塞住（不漏气）试管口，现让小车处于静止，点燃酒精灯给试管中水加热。当加热一段时间后，橡胶塞子向右喷出时，可以观察到小车向

（选填“左”或“右”）运动，在这个过程中，整个小车（含酒精灯和装有适量水的试管）对橡胶塞子的作用力与橡胶塞子对小车的作用力方向______（选填“相同”或“相反”），整个小车受到的合外力方向向_______（选填“左”、“右”、“上”或“下”）。参考答案：左，相反，左。解析：塞子喷出瞬间，小车与塞子瞬间在水平方向动量守恒，故小车向左运动，整个小车（含酒精灯和装有适量水的试管）对橡胶塞子的作用力与橡胶塞子对小车的作用力为相互作用力，方向相反，所以小车受到的合力向左。11.已知金属钙的逸出功为2.7eV，氢原子的能级图如图所示．一群处于n=4的氢原子在向低能级跃迁的过程中，可能辐射

▲

种频率的光子，有

▲

种频率的光能使钙发生光电效应．

参考答案：6（1分）

3（2分）12.作匀速圆周运动的飞机，运动半径为4000m，线速度为80m/s，则周期为

s，角速度为

rad/s。

参考答案：13.甲、乙两同学做测量反应时间的实验，实验时，甲用手握住直尺的上部，乙用一只手在直尺下部做握住直尺的准备，此时乙的拇指上端与直尺的19.00cm刻度对齐．当看到甲放开手时，乙立即去握住直尺，该图是测

（填“甲”或“乙”）的反应时间，此时乙的拇指上端与直尺的6.20cm刻度对齐．则所测同学的反应时间为

s．（取g=10m/s2）．参考答案：乙，0.16．【考点】自由落体运动．【分析】直尺下降的时间就是人的反应时间，根据自由落体运动的位移求出反应时间．【解答】解：甲放开手，乙去握直尺，可知测量的是乙的反应时间．根据h=得：t==0.16s．故答案为：乙，0.16．三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（简答）光滑的长轨道形状如图所示，下部为半圆形，半径为R，固定在竖直平面内．质量分别为m、2m的两小环A、B用长为R的轻杆连接在一起，套在轨道上，A环距轨道底部高为2R．现将A、B两环从图示位置静止释放．重力加速度为g．求：（1）A环到达轨道底部时，两环速度大小；（2）运动过程中A环距轨道底部的最大高度；（3）若仅将轻杆长度增大为2R，其他条件不变，求运动过程中A环距轨道底部的最大高度．参考答案：（1）A环到达轨道底部时，两环速度大小为；（2）运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R；（3）若仅将轻杆长度增大为2R，其他条件不变，运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R．解：（1）A、B都进入圆轨道后，两环具有相同角速度，则两环速度大小一定相等，对系统，由机械能守恒定律得：mg?2R+2mg?R=（m+2m）v2，解得：v=；（2）运动过程中A环距轨道最低点的最大高度为h1，如图所示，整体机械能守恒：mg?2R+2mg?3R=2mg（h﹣R）+mgh，解得：h=R；（3）若将杆长换成2R，A环离开底部的最大高度为h2．如图所示．整体机械能守恒：mg?2R+2mg（2R+2R）=mgh′+2mg（h′+2R），解得：h′=R；答：（1）A环到达轨道底部时，两环速度大小为；（2）运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R；（3）若仅将轻杆长度增大为2R，其他条件不变，运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R．15.如图甲所示，将一质量m=3kg的小球竖直向上抛出，小球在运动过程中的速度随时间变化的规律如图乙所示，设阻力大小恒定不变，g=10m/s2，求（1）小球在上升过程中受到阻力的大小f．（2）小球在4s末的速度v及此时离抛出点的高度h．参考答案：（1）小球上升过程中阻力f为5N；（2）小球在4秒末的速度为16m/s以及此时离抛出点h为8m考点： 牛顿第二定律；匀变速直线运动的图像．专题： 牛顿运动定律综合专题．分析： （1）根据匀变速直线运动的速度时间公式求出小球上升的加速度，再根据牛顿第二定律求出小球上升过程中受到空气的平均阻力．（2）利用牛顿第二定律求出下落加速度，利用运动学公式求的速度和位移．解答： 解：由图可知，在0～2s内，小球做匀减速直线运动，加速度大小为：由牛顿第二定律，有：f+mg=ma1代入数据，解得：f=6N．（2）2s～4s内，小球做匀加速直线运动，其所受阻力方向与重力方向相反，设加速度的大小为a2，有：mg﹣f=ma2即4s末小球的速度v=a2t=16m/s依据图象可知，小球在4s末离抛出点的高度：．答：（1）小球上升过程中阻力f为5N；（2）小球在4秒末的速度为16m/s以及此时离抛出点h为8m点评： 本题主要考查了牛顿第二定律及运动学公式，注意加速度是中间桥梁四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，有一内壁光滑的试管装有质量为1g的小球，试管的开口端封闭后安装在水平轴O上，转动轴到管底小球的距离为5cm，让试管在竖直平面内做匀速转动．问：(1)转动轴达某一转速时，试管底部受到小球的压力的最大值为最小值的3倍，此时角速度多大？(2)当转速ω＝10rad/s时，管底对小球的作用力的最大值和最小值各是多少？(g取10m/s2)参考答案：⑴20rad/s

⑵N1=0,N2=0.015N

17.（计算）如图所示，固定于同一条竖直线上的A、B是两个带等量异种电荷的点电荷，电荷量分别为+Q和﹣Q，A、B相距为2d．MN是竖直放置的光滑绝缘细杆，另有一个穿过细杆的带电小球p，其质量为m、电荷量为+q（可视为点电荷，不影响电场的分布），现将小球p从与点电荷A等高的C处由静止开始释放，小球p向下运动到距C点距离为d的O点时，速度为v，已知MN与AB之间的距离为d，静电力常量为k，重力加速度为g．求：（1）C、O间的电势差UCO；（2）小球p在O点时的加速度；（3）小球p经过与点电荷B等高的D点时的速度．参考答案：（1）C、O间的电势差UCO为；（2）小球p在O点时的加速度为：+g，方向竖直向下；（3）小球p经过与点电荷B等高的D点时的速度为v考点：电势差与电场强度的关系；动能定理解：（1）小球p由C运动到O时，由动能定理得：mgd+qUCO=mv2﹣0，解得：UCO=；（2）小球p经过O点时受力如图：由库仑定律得：F1=F2=k，它们的合力为：F=F1cos45°+F2cos45°=，所以p在O点处的加速度：a==+g，方向竖直向下；（3）由电场特点可知，在C、D间电场的分布是对称的．即小球p由C运动到O与由O运动到D的过程中合外力做的功是相等的，由动能定理得：W合=mv﹣0=2×mv2，解得：vD=v；答：（1）C、O间的电势差UCO为；（2）小球p在O点时的加速度为：+g，方向竖直向下；（3）小球p经过与点电荷B等高的D点时的速度为v18.一跳伞运动员从476m高空离开直升机落下，开始未打开伞，自由下落一段高度后才打开伞以2m/s2的加速度匀减速