2021-2022學年湖南省益陽市樊家廟鄉(xiāng)中學高三物理期末試題

2021-2022學年湖南省益陽市樊家廟鄉(xiāng)中學高三物理期末試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.質(zhì)量分別為m1和m2的兩個物體A、B，并排靜止在水平地面上，如圖甲所示，用同向水平拉力F1、F2分別作用于物體A和B上，作用一段時間后撤去，兩物體各自滑行一段距離后停止．兩物體運動的速度—時間圖象分別如圖乙中圖線a、b所示，相關(guān)數(shù)據(jù)已在圖中標出，已知m1＜m2，下列判斷中正確的有()A.A、B兩物體與地面的動摩擦因數(shù)一定相同B.一定有F1大于F2C.力F1對物體A所做的功一定小于力F2對物體B所做的功D.力F1的最大瞬時功率一定小于力F2的最大瞬時功率參考答案：AC2.（單選）如圖所示，質(zhì)量為M的半圓形軌道槽放置在水平地面上，槽內(nèi)壁光滑．質(zhì)量為m的小物體從槽的左側(cè)頂端由靜止開始下滑到右側(cè)最高點的過程中，軌道槽始終靜止，則該過程中A．軌道槽對地面的最大壓力為(M+2m)gB．軌道槽對地面的最小壓力為MgC．軌道槽對地面的摩擦力先增大后減小D．軌道槽對地面的摩擦力方向先向右后向左參考答案：【知識點】向心力；牛頓第二定律．C2D4【答案解析】B解析：A、當物體運動到最低點時，由機械能守恒可知，mv2=mgR；由向心力公式可得m=F-mg；解得：F=3mg；故軌首槽對地面的壓力為3mg+Mg；此時壓力最大，故A錯誤；B、當m在最高點時，物體只受重力對半圓軌道沒有壓力，故此時軌道槽對地面的壓力最小為Mg，故B正確；C、當m對軌道的壓力有沿水平方向的分量時，軌道槽受到水平方向的摩擦力，而在最低點時，水平分量為零，故此時摩擦力為零，故C錯誤；D、m在軌道左側(cè)時，對槽的彈力有水平向左的分量，故此時地面對槽有向右的摩擦力；當物體到達右側(cè)時，彈力向右，故摩擦力向左，由牛頓第三定律可知，D錯誤；故選B．【思路點撥】m在半圓槽中運動時，最底點處受支持力最大；最高點處時受支持力最小；由向心力公式可求得支持力；再對半圓槽分析可得出軌道槽對地面的最大及最小壓力．本題影響槽對地面的壓力的關(guān)鍵是小球?qū)Σ鄣膲毫?，故?yīng)先分析小球的受力，再去分析槽對地面的壓力．3.如圖所示，水平光滑的平行金屬導軌，左端與電阻R相連接，勻強磁場B豎直向下分布在導軌所在的空間內(nèi)，質(zhì)量一定的金屬棒在垂直導軌的方向上擱在導軌上。今使棒以一定的初速度向右運動，到位置時棒剛好靜止。設(shè)導軌與棒的電阻均不計，、與、的間距相等，則金屬棒在由→和由→的兩個過程中

（

）

A．棒運動的加速度相等B．通過棒橫截面的電量相等C．棒運動的速度變化量相同D．回路中產(chǎn)生的熱量相等參考答案：

答案：BC4.第29屆奧運會在北京舉行，跳水比賽是我國的傳統(tǒng)優(yōu)勢項目。某運動員正在進行10m跳臺跳水訓練，若只研究運動員入水前的下落過程，下列說法正確的是A.為了研究運動員的技術(shù)動作，可將正在比賽的運動員視為質(zhì)點B.運動員在下落過程中，感覺水面在勻速上升C.前一半時間內(nèi)位移大，后一半時間內(nèi)位移小D.前一半位移用的時間長，后一半位移用的時間短參考答案：D解：A：研究運動員的技術(shù)動作時，運動員的大小和形狀不能忽略，不能將正在比賽的運動員視為質(zhì)點。故A項錯誤。B：運動員在下落過程中，運動員向下做加速運動，感覺水面在加速上升。故B項錯誤。C：運動員在下落過程中，運動員向下做加速運動，前一半時間內(nèi)位移小，后一半時間內(nèi)位移大。故C項錯誤。D：運動員在下落過程中，運動員向下做加速運動，前一半位移用的時間長，后一半位移用的時間短。故D項正確。5.關(guān)于電場力和電場強度，下列說法正確的是(

)

A．電場強度的方向總是跟電場力的方向一致

B．電場強度的大小總是跟電場力的大小成正比

C．正電荷受到的電場力的方向跟電場強度的方向一致

D．電荷在某點受到的電場力越大，該點的電場強度越大參考答案：

答案:C二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.一打點計時器固定在斜面上某處，一小車拖著穿過打點計時器的紙帶從斜面上滑下，下圖是打出紙帶的一段。①已知打點計時器使用的交流電頻率為50Hz，利用下圖給出的數(shù)據(jù)可求出小車下滑的加速度a=____________。②為了求出小車在下滑過程中所受的阻力，還需測量的物理量有_____________。用測得的量及加速度a表示阻力的計算式是為f=_______________。參考答案：（1）①4.00m/s2 （2分，3.90～4.10m/s2之間都正確） ②小車質(zhì)量m；斜面上任意兩點間距離l及這兩點的高度差h。（2分）7.在光滑的絕緣水平面上，有一個正方形的abcd，頂點a、c處分別固定一個正點電荷，電荷量相等，如圖所示。若將一個帶負電的粒子置于b點，自由釋放，粒子將沿著對角線bd往復運動。粒子從b點運動到d點的過程中

（

）A.先作勻加速運動，后作勻減速運動B.先從高電勢到低電勢，后從低電勢到高電勢C.電勢能與機械能之和先增大，后減小D.電勢能先減小，后增大參考答案：D8.摩托車手在水平地面轉(zhuǎn)彎時為了保證安全，將身體及車身傾斜，車輪與地面間的動摩擦因數(shù)為μ，車手與車身總質(zhì)量為M，轉(zhuǎn)彎半徑為R。為不產(chǎn)生側(cè)滑，轉(zhuǎn)彎時速度應(yīng)不大于

；設(shè)轉(zhuǎn)彎、不側(cè)滑時的車速為v，則地面受到摩托車的作用力大小為

。參考答案：

由靜摩擦力提供向心力可得，解得v=，地面受到摩托車的作用力為摩托車的重力與摩擦力的合力。9.(5分)三個阻值相同，額定電壓也相同的電阻，將其中兩個并聯(lián)再與第三個串聯(lián)，共同能承受的最大總電壓為U1，最大總功率為P1；若將兩個串聯(lián)后再與第三個并聯(lián)，則共同能承受的最大總電壓為U2，最大總功率為P2；則U1︰U2＝，P1︰P2＝

。參考答案：

答案：3︰2、1︰110.某同學研究小車在斜面上的運動，用打點計時器記錄了小車做勻變速直線運動的位移，得到一段紙帶如圖所示。在紙帶上選取幾個相鄰計數(shù)點A、B、C、D，相鄰計數(shù)點間的時間間隔均為T，B、C和D各點到A的距離為、和。由此可算出小車運動的加速度大小=____________________，打點計時器在打C點時，小車的速度大小=_______。

（用已知的物理量符號表示）參考答案：11.如圖所示，一列簡諧橫波沿x軸正向傳播，波傳到x=1m的P點時，P點開始向下振動，此時為計時起點，已知在t=0.4s時PM間第一次形成圖示波形，此時x=4m的M點正好在波谷。當M點開始振動時，P點正好在

，這列波的傳播速度是 。

參考答案：波峰

10m/s12.如圖所示，兩根細線把兩個相同的小球懸于同一點，并使兩球在同一水平面內(nèi)做勻速圓周運動，其中小球1的轉(zhuǎn)動半徑較大，則兩小球轉(zhuǎn)動的角速度大小關(guān)系為ω1

ω2，兩根線中拉力大小關(guān)系為T1

T2，（填“＞”“＜”或“=”）參考答案：=；＞【考點】物體做曲線運動的條件．【分析】兩個小球均做勻速圓周運動，對它們受力分析，找出向心力來源，可先求出角速度．【解答】解：對其中一個小球受力分析，如圖，受重力，繩子的拉力，由于小球做勻速圓周運動，故合力提供向心力；將重力與拉力合成，合力指向圓心，由幾何關(guān)系得合力：F=mgtanθ…①；由向心力公式得：F=mω2r…②設(shè)繩子與懸掛點間的高度差為h，由幾何關(guān)系，得：r=htanθ…③；由①②③三式得：ω=，與繩子的長度和轉(zhuǎn)動半徑無關(guān)，故二者角速度相等；繩子拉力T=，則T1＞T2；故答案為：=；＞13.（9分）一臺小型電動機在3V電壓下工作，通過它的電流是0.2A，用此電動機提升物重4N的物體，在30秒內(nèi)可以使該物體勻速提升3m，除電動機線圈生熱之外不計其它的能量損失，則電動機的輸入電功率為__________W,在提升重物的30秒內(nèi)，電動機線圈所產(chǎn)生的熱量______J,線圈的電阻__________Ω。參考答案：

0.6W，6J，5Ω三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（選修3-3模塊）（4分）如圖所示，絕熱隔板S把絕熱的氣缸分隔成體積相等的兩部分，S與氣缸壁的接觸是光滑的．兩部分中分別盛有相同質(zhì)量、相同溫度的同種氣體a和b．氣體分子之間相互作用可忽略不計．現(xiàn)通過電熱絲對氣體a緩慢加熱一段時間后，a、b各自達到新的平衡狀態(tài)．試分析a、b兩部分氣體與初狀態(tài)相比，體積、壓強、溫度、內(nèi)能各如何變化？參考答案：

答案:

氣缸和隔板絕熱，電熱絲對氣體a加熱，a溫度升高，體積增大，壓強增大，內(nèi)能增大；（2分）

a對b做功，b的體積減小，溫度升高，壓強增大，內(nèi)能增大。（2分）15.如圖所示，將一個斜面放在小車上面固定，斜面傾角θ=37°，緊靠斜面有一質(zhì)量為5kg的光滑球，取重力加速度g＝10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8，則：試求在下列狀態(tài)下：(1)小車向右勻速運動時，斜面和小車對小球的彈力大小分別是多少？(2)小車向右以加速度3m/s2做勻加速直線運動，斜面和小車對小球的彈力大小分別是多少？(3)小車至少以多大的加速度運動才能使小球相對于斜面向上運動。參考答案：(1)0，50N(2)25N，30N

(3)7.5m/s2【詳解】(1)小車勻速運動時，小球隨之一起勻速運動，合力為零，斜面對小球的彈力大小為0，豎直方向上小車對小球的彈力等于小球重力，即：否則小球的合力不為零，不能做勻速運動.(2)小車向右以加速度a1=3m/s2做勻加速直線運動時受力分析如圖所示，有：代入數(shù)據(jù)解得：N1=25N，N2=30N(3)要使小球相對于斜面向上運動，則小車對小球彈力為0，球只受重力和斜面的彈力，受力分析如圖，有：代入數(shù)據(jù)解得：答：(1)小車向右勻速運動時，斜面對小球的彈力為0和小車對小球的彈力為50N(2)小車向右以加速度3m/s2做勻加速直線運動，斜面和小車對小球的彈力大小分別是N1=25N，N2=30N.(3)小車至少以加速度向右運動才能使小球相對于斜面向上運動。四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（16分）如圖所示，水平地面上有一輛固定有豎直光滑絕緣管的小車，管的底部有一質(zhì)量m=0.2g、電荷量q=8×10-5C的小球，小球的直徑比管的內(nèi)徑略?。诠芸谒谒矫鍹N的下方存在著垂直紙面向里、磁感應(yīng)強度B1=15T的勻強磁場，MN面的上方還存在著豎直向上、場強E=25V/m的勻強電場和垂直紙面向外、磁感應(yīng)強度B2=5T的勻強磁場?，F(xiàn)讓小車始終保持v=2m/s的速度勻速向右運動，以帶電小球剛經(jīng)過場的邊界PQ為計時的起點，測得小球?qū)軅?cè)壁的彈力FN隨高度h變化的關(guān)系如圖所示．g取10m/s2，不計空氣阻力。求：（1）小球剛進入磁場B1時的加速度大小a；（2）絕緣管的長度L；（3）小球離開管后再次經(jīng)過水平面MN時距管口的距離△x。

參考答案：解析：（1）以小球為研究對象，豎直方向小球受重力和恒定的洛倫茲力f1，故小球在管中豎直方向做勻加速直線運動，加速度設(shè)為a，則

（4分）

（2）在小球運動到管口時，F(xiàn)N＝2.4×10－3N，設(shè)v1為小球豎直分速度，由

，則

（3分）

由得

（3分）

（3）小球離開管口進入復合場，其中qE＝2×10－3N，mg＝2×10－3N．

（1分）

故電場力與重力平衡，小球在復合場中做勻速圓周運動，合速度與MN成45°角，軌道半徑為R，

（1分）

小球離開管口開始計時，到再次經(jīng)過

MN所通過的水平距離

（1分）

對應(yīng)時間

（1分）

小車運動距離為x2，

（1分）

17.（10分）已知一足夠長斜面傾角為θ=37°，一質(zhì)量M=10kg的物體，在斜面底部受到一個沿斜面向上的F=100N的力作用由靜止開始運動，物體在2秒內(nèi)位移為4m，2秒末撤銷力F，（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）求：

（1）物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ；

（2）從撤銷力F開始2秒末物體的速度v.

參考答案：解析：（1）設(shè)力F作用時物體的加速度為a1，t1=2s，則由

（1分）有力F作用時，由牛頓第二定律：

（2分）代入數(shù)據(jù)可求得：

（1分）（2）設(shè)撤銷力F的瞬間物體的速度為v1，則v1=a1t1=4m/s

（1分）設(shè)撤銷力F以后，物體沿斜面減速上滑的加速度為a2，依牛頓第二定律有：

（1分）設(shè)從撤銷力F至達最高點歷時t2，由v=at得：，

（1分）設(shè)物體達最高點后沿斜面加速下滑的加速度為a3,則由

（1分）加速下滑時間t3=t－t2=1.5s

（1分）故撤銷力F后2s末物體的速度為v=a3t3=6m/s，方向沿斜面向下

（1分）18.如圖（甲）所示為使用DIS系統(tǒng)研究單擺的裝置．液體槽的A、B兩個側(cè)面為銅板，其余部分為絕緣材料，槽中盛滿導電液體．質(zhì)量不計的細銅絲的上端固定在液體槽正上方的O點，下端連接一個小銅球，銅絲的下端稍穿出銅球一點長度，當銅球在液體上方擺動時，細銅絲始終與導電液體接觸（銅絲與液體間的阻力忽略不計），將此系統(tǒng)接入電路．已知定值電阻R1=3Ω，滑動變阻器的總電阻R2=20Ω，變阻器兩個端點a、b之間的長度為30cm，槽中導電液體接入電路的電阻R3=10Ω且恒定不變