江苏省南京市南湖第二中学高三物理上学期期末试卷含解析

江苏省南京市南湖第二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.在电梯中，把一重物置于台秤上，台秤与力传感器相连，电梯从静止加速上升，然后又匀速运动一段时间，最后停止运动，传感器的屏幕上显示出其受到的压力与时间的关系(N-t)图象如图所示，则()A.电梯在启动阶段约经历了3.5s的加速上升过程B.重物的重量为50NC.电梯的最大加速度约为6.7m/s2D.电梯的最大加速度约为16.7m/s2参考答案：C2.一单摆做小角度摆动，其位移－时间图象如图，以下说法正确的是A．时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最小B．时刻摆球速度为零，悬线对它的拉力最小C．时刻摆球速度为零，悬线对它的拉力最大D．时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最大参考答案：

D3.（多选）汽车以恒定功率在公路上运动，从斜坡上匀速向下行驶进入水平路面，最后在水平路面匀速运动，假设汽车受到的阻力正比于汽车对路面的压力，且斜面和水平地面的粗糙程度相同。在这段时间内，速率v和加速度a的变化关系可能是参考答案：AC设汽车质量为m,斜面倾角为，汽车与地面和斜面的动摩擦因数为，当汽车从斜坡上匀速向下行驶，牵引力与重力沿斜坡方向的分力之和等于斜坡上的阻力即。汽车从斜坡通过拐角处刚到达水平路面上，路面的摩擦力比牵引力大，有，汽车开始做减速运动，速度减小，牵引力增大，加速度减小，速度继续减小，最后牵引力等于水平路面的摩擦力，加速度为零，汽车最后在水平路面上匀速运动，故选AC。4.2013年12月2日，我国成功发射“嫦娥三号”探月卫星，如图所示为“嫦娥三号”飞行轨道示意图．“嫦娥三号”任务全过程主要经历5个关键飞控阶段，分别是：发射及入轨段；地月转移段；环月段；动力下降段；月面工作段．其中在环月段时要从圆轨道变换到椭圆轨道．下列说法正确的是（）A．“嫦娥三号”的发射速度大于11.2km/sB．由圆轨道变换到椭圆轨道时，“嫦娥三号”要加速C．由圆轨道变换到椭圆轨道时，“嫦娥三号”绕月球运动的周期减小D．“嫦娥三号”在动力下降段处于失重状态参考答案：C【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用．【分析】通过宇宙速度的意义判断嫦娥三号发射速度的大小，根据卫星变轨原理分析轨道变化时卫星是加速还是减速．根据开普勒第三定律判断不同轨道上卫星的周期关系．根据物体加速度方向判断超重和失重状态．【解答】解：A、嫦娥三号发射出去后绕地球做椭圆运动，没有离开地球束缚，故嫦娥三号的发射速度大于7.9km/s，小于11.2km/s，故A错误；B、嫦娥三号在圆轨道上做圆周运动万有引力等于向心力，要进入椭圆轨道需要做近心运动，使得在交界点所受万有引力大于圆周运动向心力，因为同在交界点万有引力不变，故嫦娥三号只有通过减速减小向心力而做近心运动进入椭圆轨道，故B错误；C、根据开普勒第三定律得=k，由圆轨道变换到椭圆轨道时，“嫦娥三号”绕月球运动的周期减小，故C正确；D、“嫦娥三号”在动力下降段做减速下降，即加速度方向向上，处于超重状态，故D错误；故选：C．5.（多选）如图所示，水平光滑地面上停放着一辆质量为M的小车，其左侧有半径为R的四分之一光滑圆弧轨道AB，轨道最低点B与水平轨道BC相切，整个轨道处于同一竖直平面内．将质量为m的物块（可视为质点）从A点无初速释放，物块沿轨道滑行至轨道末端C处恰好没有滑出．重力加速度为g，空气阻力可忽略不计．关于物块从A位置运动至C位置的过程，下列说法中正确的是（）A．小车和物块构成的系统动量守恒B．摩擦力对物块和轨道BC所做功的代数和为零C．物块的最大速度为D．小车的最大速度为参考答案：考点：动量守恒定律．专题：动量定理应用专题．分析：系统所受合外力为零，系统动量守恒，应用动量守恒定律与能量守恒定律分析答题．解答：解：A、小车和物块组成的系统水平方向所受合外力为零，水平方向动量守恒，系统整体所受合外力不为零，系统动量不守恒，故A错误；B、摩擦力对物块和轨道BC所做功的代数和等于摩擦力与相对位移的乘积，摩擦力做功的代数和不为零，故B错误；C、如果小车固定不动，物块到达水平轨道时速度最大，由机械能守恒定律得：mgR=mv2，v=，现在物块下滑时，小车向左滑动，物块的速度小于，故C错误；D、小车与物块组成的系统水平方向动量守恒，物块下滑过程，以向右为正方向，由动量守恒定律得：mv1﹣Mv2=0，由机械能守恒定律得：mv12+Mv22=mgR，从物块到达水平面到物块到达右端过程中，由动量守恒定律得：mv1﹣Mv2=（M+m）v，解得：v=，故D正确；故选：D．点评：动量守恒条件是：系统所受合外力为零，对物体受力分析，判断系统动量是否守恒；熟练应用动量守恒定律、动能定律、能量守恒定律即可正确解题．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示是物体在某段运动过程中的v-t图像，在t1和t2时刻的瞬时速度分别为v1和v2，则在t1到t2的时间内，物体运动的加速度是______________（选填：“不变”、“增大”或“减小”）的，它的平均速度v___________（选填：“等于”、“大于”或“小于”）（v1＋v2）/2。参考答案：

答案：不断减小，小于

7.某次光电效应实验中，测得某金属的入射光的频率和反向遏制电压Uc的值如表所示．（已知电子的电量为e=1.6×10﹣19C）Uc/V0.5410.6370.7410.8090.878?/1014Hz5.6645.8886.0986.3036.501根据表格中的数据，作出了Uc﹣ν图象，如图所示，则根据图象求出：①这种金属的截止频率为4.27×1014Hz；（保留三位有效数字）②普朗克常量6.3×10﹣34Js．（保留两位有效数字）参考答案：：解：由爱因斯坦光电效应方程：hγ=W+Ek得：hγ=hγc+eUc变形得：Uc=（γ﹣γc）；由题图可知，Uc=0对应的频率即为截止频率γc，得：γc=4.27×1014Hz图线的斜率为：==3.93×10﹣15V?s

代入电子电量计算得：h=6.3×10﹣34J?s故答案为：4.27×1014，6.3×10﹣34．【解析】8.在共点力合成的实验中，根据实验数据画出力的

图示，如图所示．图上标出了F1、F2、F、F′'四个力，其中

（填上述字母）不是由弹簧秤直接测得的．若F与F′

的

_基本相等，

_基本相同，说明共点

力合成的平行四边行定则得到了验证．参考答案：9.如图，水平地面上有一坑，其竖直截面为半圆，abab为沿水平方向的直径．若在a点以初速度v0沿ab方向抛出一小球，小球会击中坑壁上的c点．已知c点与水平地面的距离为圆半径的一半，则圆的半径为

．参考答案：【考点】平抛运动．【分析】平抛运动可以分解为在水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动，竖直方向上的位移已经知道了，但是水平方向的位移要用三角形的知识来求，然后才能求圆的半径．【解答】解：如图所示h=R则Od==R小球做平抛运动的水平位移为：x=R+R竖直位移为：y=h=R根据平抛运动的规律得：y=gt2x=v0t联立解得：R=故答案为：．10.在“用DIS研究小车加速度与所受合外力的关系”实验中时，甲、乙两组分别用如图（a）、（b）所示的实验装置实验，重物通过细线跨过滑轮拉相同质量小车，位移传感器（B）随小车一起沿水平轨道运动，位移传感器（A）固定在轨道一端．甲组实验中把重物的重力作为拉力F，乙组直接用力传感器测得拉力F，改变重物的重力重复实验多次，记录多组数据，并画出a-F图像。（1）位移传感器（B）属于

。（填“发射器”或“接收器”）（2）甲组实验把重物的重力作为拉力F的条件是

。（3）图（c）中符合甲组同学做出的实验图像的是

；符合乙组同学做出的实验图像的是

。参考答案：（1）发射器（2分）（2）小车的质量远大于重物的质量（2分）（3）②（1分）；①（1分）11.光滑的水平面上固定着一个螺旋形光滑水平轨道，俯视如图所示。一个小球以一定速度沿轨道切线方向进入轨道，则轨道对小球做_______（填“正功”、“负功”或“不做功”），小球的线速度_______（填“增大”、“减小”或“不变”）。参考答案：不做功；不变解析：轨道支持力与运动方向垂直，轨道对小球不做功，小球的线速度不变。12.如图所示，在一个质量为M、横截面积为S的圆柱形导热气缸中，用活塞封闭了一部分空气，气体的体积为，活塞与气缸壁间密封且光滑，一弹簧秤连接在活塞上，将整个气缸悬吊在天花板上．当外界气温升高（大气压保持为）时，则弹簧秤的示数

▲

（填“变大”、“变小”或“不变”），如在该过程中气体从外界吸收的热量为，且气体的体积的变化量为，则气体的内能增加量为

▲

．参考答案：不变

（2分）

13.在距离地面某高处，将小球以速度沿水平方向抛出，抛出时小球的动能与重力势能相等。小球在空中飞行到某一位置A时位移与水平方向的夹角为（不计空气阻力），则小球在A点的速度大小为________________，A点离地高度为________________。参考答案：，三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（2013?黄冈模拟）某种材料的三棱镜截面ABC如图所示，底边BC水平且镀银，其中∠A=90°，∠B=60°，一束竖直向下的光束从AB边上的M点入射，经过BC面反射后，从AC边上的N点平行于BC边射出，且MN连线平行于BC．求：（Ⅰ）光线在M点的折射角；（Ⅱ）三棱镜的折射率．（可用根式表示）参考答案：（Ⅰ）光线在M点的折射角是15°；（Ⅱ）三棱镜的折射率是．考点： 光的折射定律．专题： 光的折射专题．分析： （Ⅰ）由几何知识求出光线在M点的入射角和折射角．（Ⅱ）运用折射定律求解三棱镜的折射率．解答： 解：（Ⅰ）如图，∠A=90°，∠B=60°，∠C=30°．由题意可得∠1=∠2=60°，∠NMQ=30°，∠MNQ=60°．根据折射定律，可得：∠PMQ=∠PNQ．根据反射定律，可得：∠PMN=∠PNM．即为：∠NMQ+∠PMQ=∠MNQ﹣∠PNQ．故折射角∠PMQ=15°（Ⅱ）折射率n==答：（Ⅰ）光线在M点的折射角是15°；（Ⅱ）三棱镜的折射率是．点评： 本题是几何光学问题，作出光路图，运用几何知识求出入射角和折射角是解题的关键之处，即能很容易解决此类问题．15.（选修3-4模块）（4分）如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，已知波的传播速度v=2m/s．试回答下列问题：①写出x=1.0m处质点的振动函数表达式；②求出x=2.5m处质点在0～4.5s内通过的路程及t=4.5s时的位移．参考答案：

解析：①波长λ=2.0m，周期T=λ/v=1.0s，振幅A=5cm，则y=5sin(2πt)

cm（2分）

②n=t/T=4.5，则4.5s内路程s=4nA=90cm；x=2.5m质点在t=0时位移为y=5cm，则经过4个周期后与初始时刻相同，经4.5个周期后该质点位移y=

—5cm．（2分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，将小砝码置于桌面上的薄纸板上，用水平向右的拉力将纸板迅速抽出，砝码的移动很小，几乎观察不到，这就是大家熟悉的惯性演示实验。若砝码和纸板的质量分别为和，各接触面间的动摩擦因数均为。重力加速度为g。（1）当纸板相对砝码运动时，求纸板所受摩擦力的大小；（2）要使纸板相对砝码运动，求所需拉力的大小范围；（3）本实验中，=0.5kg，=0.1kg，=0.2，砝码与纸板左端的距离d=0.1m，取g=10。若砝码移动的距离超过=0.002m，人眼就能感知。为确保实验成功，纸板所需的拉力至少多大？参考答案：(1)砝码对纸板的摩擦力

桌面对纸板的摩擦力

解得

(2)设砝码的加速度为,纸板的加速度为,则

发生相对运动

解得

(3)纸板抽出前,砝码运动的距离

纸板运动的距离纸板抽出后，砝码在桌面上运动的距离

由题意知

解得

代入数据得F=22.4N。17.如图所示，质量为m=lkg的小物块由静止轻轻放在水平匀速运动的传送带上，从A点随传送带运动到水平部分的最右端B点，经半圆轨道C点沿圆弧切线进入竖直光滑的半圆轨道，恰能做圆周运动。C点在B点的正上方，D点为轨道的最低点。小物块离开D点后，做平抛运动，恰好垂直于倾斜挡板打在挡板跟水平面相交的E点。已知半圆轨道的半径R=0．9m，D点距水平面的高度h=0．75m，取g=10m/s2，试求：

（1）摩擦力对物块做的功；