湖南省衡阳市衡东县云开中学高三物理期末试题含解析

湖南省衡阳市衡东县云开中学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.“叠罗汉”是一种高难度的杂技。由六人叠成的三层静态造型如图所示，假设每个人的质最均为m，下面五人弯腰后背部呈水平状态，则最底层正中间的人的一只脚对水平地面的压力约为（重力加速度为g）（

）A．mg

B．mg

C.mg

D．mg参考答案：C2.如图所示，两等量异种点电荷，以两电荷连线的中点O为圆心画出半圆，在半圆上有a、b、c三点，a,c分别为半圆与两电荷连线的交点，b点在两电荷连线的垂直平分线上，下列说法正确的是(

)A．a、c两点的电场强度相同B．a、c两点的电势相同C．负电荷在a点的电势能大于在b点的电势能D．将正电荷由c点移到b点电场力做负功参考答案：AD根据等量异号点电荷电场线的对称性可知，a、c两处电场线疏密程度相同，则场强大小相同，场强方向都沿ac方向，所以ac两点的电场强度相同．故A正确．

根据顺着电场线电势降低可知，a点的电势高于c点的电势．故B错误．

两等量异号点电荷连线的垂直平分线是一条等势线，b点的电势与O点电势相等，a点的电势高于O点的电势，则知a点的电势高于b点的电势．由于负电荷在电势高处电势能小，故负电荷在a点的电势能小于在b点的电势能．故C错误．

将正电荷由c移到b电场力做的功等于由由c移到o电场力做的功，逆着电场线方向移动正电荷电场力做负功．故D正确．3.2010年10月1日，嫦娥二号卫星发射成功．作为我国探月工程二期的技术先导星，嫦娥二号的主要任务是为嫦娥三号实现月面软着陆开展部分关键技术试验，并继续进行月球科学探测和研究．如图，嫦娥二号卫星的工作轨道是100km环月圆轨道Ⅰ，为对嫦娥三号的预选着陆区——月球虹湾地区（图中B点正下方）进行精细成像，嫦娥二号在A点将轨道变为椭圆轨道Ⅱ，使其近月点在虹湾地区正上方B点，大约距月面15km．下列说法中正确的是A．沿轨道Ⅱ运动的周期小于沿轨道Ⅰ运动的周期B．在轨道Ⅱ上A点的加速度等于在轨道Ⅰ上A点的加速度C．在轨道Ⅱ上A点的速度大于在轨道Ⅰ上A点的速度D．完成任务后，卫星返回工作轨道Ⅰ时，在A点需加速参考答案：ABD4.若物体在运动过程中所受到的合外力不为零，则在运动过程中A．物体的动能可能不变

B．物体的动量可能不变C．物体的加速度可能不变

D．物体运动的方向可能不变参考答案：ACD5.在轻绳两端各系一小球，一人用手拿着上端的小球站在三层楼的阳台上，放手后让小球自由下落，两球相继落地的时间差为Δt1，如果人站在四楼的阳台上，同样放手让小球自由地下落，两球相继落地的时间差为Δt2，则Δt1和Δt2相比较有：A、Δt1＜Δt2

B、Δt1＝Δt2 C、Δt1＞Δt2

D、无法判断参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示为某同学利用方格坐标纸测定半圆形玻璃砖折射率实验的记录情况，虚线为半径与玻璃砖相同的圆，在没有其它测量工具的情况下，只需由坐标纸即可测出玻璃砖的折射率．则玻璃砖所在位置为图中的

参考答案：7.如图所示，质量为m、边长为L的正方形线圈ABCD由n匝导线绕成，线圈中有顺时针方向大小为I的电流，在AB边的中点用细线竖直悬挂于轻杆一端，轻杆另一端通过竖直的弹簧固定于地面，轻杆可绕杆中央的固定转轴O在竖直平面内转动。在图中虚线的下方，有与线圈平面垂直的匀强磁场，磁感强度为B，平衡时，CD边水平且线圈有一半面积在磁场中，忽略电流I产生的磁场，穿过线圈的磁通量为

；弹簧受到的拉力为______。参考答案：

答案：、

8.某同学想设计一个调光电路，现在已有下列器材：一只标有“6V，3W”的灯泡L，一只标有“12Ω，1A”的滑动变阻器，一电源电动势为12V，电源内阻不计，开关一只，导线若干．要想使调光电路的开关闭合后，改变滑动变阻器的滑片P的位置，可使灯泡由正常发光到逐渐变暗，直至熄灭．

（1）为了满足实验设计的要求还需要_________________________（填写实验器材），理由_____________________________________________

_______________________________________________

_______________________________________________

___________________________________________

（2）请在右边的方框内画出符合设计要求的电路图．参考答案：（1）一个分压电阻R0；

若仅用现有器材设计电路其电路图如图所示，通过计算可知，当滑动触片P使灯泡正确发光时，滑动电阻器左边部分电阻为R1=7.42Ω，通过部分的电流将大于1A，所以滑动变阻器将破坏，因此不能满足灯泡正常发光的情况．

（2）电路图如图所示．9.某同学用如图12所示的装置来探究动能定理。①实验时为了保证小车受到的合力与钩码的总重力大小近似相等，钩码的总质量应满足的实验条件是

，实验时首先要做的步骤是

。②挂上适当的钩码后小车开始做匀加速直线运动，用打点计时器在纸带上记录其运动情况。图13是实验时得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F是计数点。本实验能测出的物理量有：小车的质量M，钩码的总质量m，各计数点间的距离，已知相邻计数点间的时间间隔为T，重力加速度为g。则打点计时器打出B点时小车的速度为

，实验中小车所受合外力做的功与动能变化间的关系式为

。（用题中及图中所给字母表示）参考答案：①钩码的总质量远小于小车的质量(1分)

平衡摩擦力(1分)②vB＝(2分)mg(Δx3＋Δx4)＝M()2－M()2等均可10.某同学研究小滑块在水平长木板上运动所受摩擦力的大小，选用的实验器材是：长木板、总质量为m的小滑块、光电门、数字毫秒计、弧形斜面、挡光片、游标卡尺、刻度尺。器材安装如图甲所示.①主要的实验过程：(ⅰ)用游标卡尺测量挡光片宽度d，读数如图乙所示，则d=

mm；(ⅱ)让小滑块车从斜面上某一位置释放，读出小滑块通过光电门时数字毫秒计示数t;(ⅲ)用刻度尺量出小滑块停止运动时挡光片与光电门间的距离L;(ⅳ)求出小滑块车与木板间摩擦力f=

(用物理量m、d、L、t表示)；②若实验中没有现成的挡光片，某同学用一宽度为6cm的金属片替代，这种做法是否合理?

(选填“合理”或“不合理”)。③实验中，小滑块释放的高度要适当高一些，其目的是减少

误差。（选填“系统”或“偶然”）参考答案：）①(ⅰ)6.00(2分)；(ⅳ)(2分)；②不合理(2分)；③系统(2分)11.如图，活塞将一定质量的理想气体封闭于导热汽缸中，活塞可沿气缸内壁无摩擦滑动。通过加热使气体温度从T1升高到T2，此过程中气体吸热12J，气体膨胀对外做功8J，则气体的内能增加了

J；若将活塞固定，仍使气体温度从T1升高到T2，则气体吸收的热量为

J．参考答案：12.如图，质量为kg的木板放在光滑水平面上，一质量为kg的物块放在木板上，它们之间有摩擦，木板足够长．开始时两者都以m/s的初速度向相反方向运动，当木板的速度为m/s时，物块的速度大小为

m/s，木板和物块最终的共同速度大小为

m/s．参考答案：0.8；2

13.小胡同学在学习了圆周运动的知识后，设计了一个课题，名称为：快速测量自行车的骑行速度。他的设想是：通过计算踏脚板转动的角速度，推算自行车的骑行速度。如上图所示是自行车的传动示意图，其中Ⅰ是大齿轮，Ⅱ是小齿轮，Ⅲ是后轮。当大齿轮Ⅰ（脚踏板）的转速通过测量为n（r/s）时，则大齿轮的角速度是

rad/s。若要知道在这种情况下自行车前进的速度，除需要测量大齿轮Ⅰ的半径r1，小齿轮Ⅱ的半径r2外，还需要测量的物理量是

。用上述物理量推导出自行车前进速度的表达式为：

。参考答案：2πn,

车轮半径r3,2πn根据角速度ω=2πn得：大齿轮的角速度ω=2πn。踏脚板与大齿轮共轴，所以角速度相等，小齿轮与大齿轮通过链条链接，所以线速度相等，设小齿轮的角速度为ω′，测量出自行车后轮的半径r3，根据v=r3ω′

得：v=2πn三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（09年大连24中质检）（选修3—4）（5分）半径为R的半圆柱形玻璃，横截面如图所O为圆心，已知玻璃的折射率为，当光由玻璃射向空气时，发生全反射的临界角为45°．一束与MN平面成45°的平行光束射到玻璃的半圆柱面上，经玻璃折射后，有部分光能从MN平面上射出．求①说明光能从MN平面上射出的理由?

②能从MN射出的光束的宽度d为多少?参考答案：解析：①如下图所示，进入玻璃中的光线a垂直半球面，沿半径方向直达球心位置O，且入射角等于临界角，恰好在O点发生全反射。光线a右侧的光线（如：光线b）经球面折射后，射在MN上的入射角一定大于临界角，在MN上发生全反射，不能射出。光线a左侧的光线经半球面折射后，射到MN面上的入射角均小于临界角，能从MN面上射出。（1分）最左边射向半球的光线c与球面相切，入射角i=90°折射角r=45°。故光线c将垂直MN射出（1分）

②由折射定律知（1分）

则r=45°

（1分）

所以在MN面上射出的光束宽度应是

（1分）15.（8分）请问高压锅的设计运用了哪些物理知识？参考答案：①水的沸点随液面上方气压的增大而升高；②力的平衡；③压强；④熔点（熔化）。解析：高压锅是现代家庭厨房中常见的炊具之一，以物理角度看：高压锅从外形到工作过程都包含有许多的物理知识在里面．高压锅的基本原理就是利用增大锅内的气压，来提高烹饪食物的温度，从而能够比较快的将食物煮熟。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（12分）如图所示，一个内轨光滑外轨粗糙的圆形轨道竖直放置，圆心处有一个带正电的点电荷（内外轨相距很近，半径均可视为R），在轨道最低点放一个带负电的小球，质量为m，直径略小于内外轨的距离，现给小球一个水平初速度，经过一段时间后，小球在P、Q之间来回往复运动不止，OP、OQ与竖直方向的夹角为θ=37°．（cos37°=0.8，sin37°=0.6）试求：（1）小球能否通过最高点？（2）小球与圆心点电荷的库仑力；（3）整个过程中小球在最低点对外轨的最大压力；（4）整个过程中小球克服摩擦所做的功Wf和库仑力所做的功Wk．参考答案：见解析解：（1）假设没有摩擦力，则过程中机械能守恒，因此由机械能守恒定律可知：解得：h=R，因此小球不可能到达最高点；（2）根据经过一段时间后，小球在P、Q之间来回往复运动不止，则说明不再受到摩擦力作用，则有当小球运动到最低点时，恰好由库仑力与重力提供向心力，根据机械能守恒定律可得：解得：v2=0.4gR再由牛顿第二定律可得：解得：F=1.4mg（3）整个过程中小球在最低点速度最大时，则球对外轨的压力最大，因此根据牛顿第二定律可得：解得：N=1.6mg（4）由于库仑力与速度方向始终垂直，所以库仑力不做功．即W库=0再由动能定理对小球在整个过程中，则有=0.8mgR答：（1）小球不能否通过最高点；（2）小球与圆心点电荷的库仑力为1.4mg；（3）整个过程中小球在最低点对外轨的最大压力为1.6mg；（4）整个过程中小球克服摩擦所做的功Wf为0.8mgR和库仑力所做的功Wk为零．17.如图所示，轻绳悬挂一质量为m=2.0kg的小球，现对小球再施加一个力F，使小球静止在绳子与竖直方向成60°的位置上，g=10m/s2．（1）若F为水平方向，求F的大小；（2）若要使F的取值最小，求F的大小和方向．参考答案：解：（1）由图可知，拉力及重力的合力与F大小相等方向相反，由几何关系可知：F=mgtan60°=20N；（2）由于拉力的方向不变，重力的大小、方向均不变；而拉力与F的合力一定与重力大小相等，方向相反，由图利用几何关系可知当力的方向与拉力方向垂直时F有最小值：Fmin=mgsin60°=10N方向为与水平方向成60°斜向上答：（1）F为水平方向时，F为20N；（2）F的最小值为10N，方向与水平方向成60度角斜向上．18.如图所示,物体从光滑斜面上的A点由静止开始下滑,经过B点后进入水平面(设经过B点前后速度大小不变),最后停在C点.每隔0.2秒钟通过速度传感器测量物体的瞬时速度,下表给出了部分测量数据.(重力加速度g=10m/s2)求:(1)斜面的倾角落α(2)物体与水平面之间的动摩擦因数μ(3)t=0.6s时的瞬时速度vt(s)0.00.20.4…1.21.4…v(m/s)0.01.02.0…1.10.7…

参考答案：(1)α=30°

(2)μ=0.2

(3)2.3m/s物体在光滑斜面上运动时,做匀速直线运动,由前三列数据可求物体在斜面上运动