2018年湖南省衡阳市祁东成章中学高三物理下学期期末试题含解析

2018年湖南省衡阳市祁东成章中学高三物理下学期期
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. 如图所示，重80N的物体A放在倾角为30°的粗糙斜面上，有一根原长为
10cm，劲度系数为1000N/m的弹簧，其一端固定在斜面底端，另一端放置物体A 后，弹簧长度缩短为8cm。

现用一测力计沿斜面向上拉物体。

若物体与斜面间的最大静摩擦力为25N，当弹簧的长度仍为8cm时，测力计的示数可能为
A．10N B．20N C．40N D．60N
参考答案：
ABC
2. 2016年8月16日1时40分，我国在酒泉卫星发射中心用“长征二号”丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空，将在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信。

“墨子”将由火箭发射至高度为500千米的预定圆形轨道。

此前6月在西昌卫星发射中心成功发射了第二十三颗北斗导航卫星G7，G7属地球静止轨道卫星（高度约为36000千米），它将使北斗系统的可靠性进一步提高。

关于卫星说法中正确的是( )
A. 量子科学实验卫星“墨子”环绕速度比北斗G7小
B. 通过地面控制可以将G7北斗定点于西昌正上方
C. 量子科学实验卫星“墨子”的周期比北斗G7大
D. 量子科学实验卫星“墨子”的向心加速度比北斗G7大
参考答案：
D
【详解】A．由公式：
可得v与r成反比，则量子科学实验卫星“墨子”的环绕速度比北斗G7大，故A项错
误。

B．地球静止轨道卫星只能定点于赤道正上方，故B错误。

C．由：
得：
可知r越大，T越大，故C错误。

D．向心加速度：
得r越大，a越小，故D正确。

3. 如图所示，两束相同的平行细激光束，垂直射到玻璃半圆柱的MON侧面上。

已知光线“1”沿直线穿过玻璃，它的入射点是O，光线“2”的入射点为A，穿过玻璃后两条光线交于P 点。

已知玻璃柱截面的圆半径为R，OA= ，OP =，光在真空中的传播速度为c。

据此可知
A．光线“2”在圆弧面的入射角为45°
B．此种玻璃材料对该光线的折射率为
C．该光线在玻璃中传播速度为
D．光线“1”在玻璃中传播时间为
参考答案：
D
4. （单选）如图所示为一小灯泡的伏安特性曲线，横轴和纵轴分别表示电压U和电流I。

图线上点A的坐标为（U1，I1），过点A的切线与纵轴交点的纵坐标为I2小灯泡两端电压为Ul时，电阻等于
A．B．
C．D．
参考答案：
B
5. 如图所示，A板发出的电子经加速后，水平射入水平放置的两平行金属板间，金属板间所加的电压为U，电子最终打在光屏P上，关于电子的运动，则下列说法中正确的是（）
A．滑动触头向右移动时，其他不变，则电子打在
荧光屏上的位置上升
B．滑动触头向左移动时，其他不变，则电子打在
荧光屏上的位置上升
C．电压U增大时，其他不变，则电子打在荧光屏上的速度大小不变
D．电压U增大时，其他不变，则电子从发出到打在荧光屏上的时间不变
参考答案：
BD
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 在圆轨道运动的质量为m的人造地球卫星,它到地面的距离等于地球半径R，已知地面上的重力加速度为g，则卫星运动的加速度为，卫星的动能为。

参考答案：
g/4，mgR／4
7. 实际电流表有内阻，可等效为理想电流表与电阻的串联．测量实际电流表G1内阻r1的电路如图9所示．供选择的仪器如下：①待测电流表G1(0～5 mA，内阻约300 Ω)，②电流表G2(0～10 mA，内阻约100 Ω)，③定值电阻R1(300 Ω)，④定值电阻R2(10 Ω)，⑤滑动变阻器R3(0～1 000 Ω)，⑥滑动变阻器R4(0～20 Ω)，⑦干电池(1.5 V)，⑧开关S及导线若干．
图9
(1)定值电阻应选________，滑动变阻器应选________．(在空格内填写序号)
(2)用连线连接实物图．
(3)补全实验步骤：
①按电路图连接电路，________；
②闭合开关S，移动滑动触头至某一位置，记录G1、G2的读数I1、I2；
③_____________________________________________________________________ ___；
图10
④以I2为纵坐标，I1为横坐标，作出相应图线，如图10所示．
(4)根据I2I1图线的斜率k及定值电阻，写出待测电流表内阻的表达式________．
参考答案：
(1)根据电路的原理图，定值电阻应适当大一些，滑动变阻器采用分压接法时，应选用阻值适当小一些的变阻器
(2)连线时要注意电表的正负接线柱不能接反
(3)略
(4)根据串、并联电路规律可知：I2＝I1＋＝I1，所以k＝，所以r1＝(k－1)R1.
答案(1)③⑥
(2)如图
(3)①将滑动触头移至最左端③多次移动滑动触头，记录相应的G1、G2读数
I1、I2
(4)r1＝(k－1)R1
8. 在光电效应试验中，某金属的截止频率相应的波长为，该金属的逸出功为______。

若用波长为（<0）单色光做实验，则其截止电压为______。

已知电子的电荷量，真空中的光速和布朗克常量分别为e、c和h.
参考答案：
（1）（2）
（1）由和得
（2）由爱因斯坦质能方程和得
9. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，从波源质点O起振时开始计时，0.2s时的波形如图所示，该波的波速为＿＿＿m/s；波源质点简谐运动的表达式y=＿＿＿cm．
参考答案：
10 －10sin5πt
10. 如图所示，一定质量的理想气体由状态a沿abc变化到状态c，吸收了340J的热量，并对外做功120J。

若该气体由状态a沿adc变化到状态c时，对外做功40J，则这一过程中气体（填“吸收”或“放出”）热量J。

参考答案：
吸收（2分）260J
11. 在研究平抛物体运动实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长
L=1.25cm.若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度的计算式为V0＝______________(用L、g表示),其值是____________.(取g=9.8米/秒2)
参考答案：
0.70m/s
设相邻两点间的时间间隔为T
竖直方向：2L-L=gT2，得到T=，水平方向：v0==
代入数据解得v0=0.70m/s .
12. 如图所示，物块A放在倾斜的木板上。

当木板的倾角分别为37ｏ和53ｏ时物块所受摩擦力的大小恰好相等，则物块和木板间的动摩擦因数为
（可能会
用到的三角函数：sin37ｏ=0．6, cos37ｏ=0．8）
参考答案：
13. 用多用电表欧姆档的“×l0”倍率，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图3所示，则该电阻的阻值约为Ω。

参考答案：
欧姆表表盘读数为22Ω，由于选择的是“×l0”倍率，故待测电阻的阻值是220Ω。

三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 某课外小组的三位同学想要测量以下三种电池的电动势和内电阻：
Ⅰ．R20（1号）干电池：电动势约为1.5V
Ⅱ．R6（5号）干电池：电动势约为1.5V
Ⅲ．某种锂电池：电动势约为20V
他们可选择的部分器材有：
A．电压表（量程3V时内阻约3k；量程15V时内阻约15k）
B．电阻箱（阻值范围0 ~999）
C．电阻箱（阻值范围0 ~99999）?
D．滑动变阻器（阻值0 ~50，额定电流1.5A）
E．滑动变阻器（阻值0 ~2k，额定电流0.5A）
F．电流表（量程为0.6A，内阻约0.125）
为完成测量，三位同学进行了如下实验：
①甲同学将一节1号干电池直接接在量程为3V的电压表两端（如图甲所示），将此时电压表的示数作为电池电动势的测量值。

以下对这种测量方法的误差分析正确的是
A．这种测量方法得到的电动势的测量值比真实值大
B．这种测量方法造成误差的原因是测量时电路中有微小电流
C．因为“断路时路端电压等于电源电动势”，所以这种测量方法的系统误差为零
②乙同学将一节5号干电池接入图乙所示电路中，为完成该实验，电压表应选择的量程是V；滑动变阻器应选择（选填相应器材前的字母）。

③乙同学根据测量数据画出U-I的图像如图丙所示（图中只画了坐标纸的大格），关于此图像的下列说法中正确的是
A．此图线在横轴上的截距表示电池被短路时的短路电流
B．为减小误差，可以将原坐标纸上两坐标轴交点处的纵坐标取为1.0V，使每小格代表的电压值变小，从而放大纵轴的标度
C．纵轴的标度放大后，图线在横轴上的截距仍表示电池被短路时的短路电流
D．纵轴的标度放大后，电池的内阻仍等于图线斜率的绝对值
④丙同学为了测量锂电池的电动势，想给量程是15V的电压表串联一个定值电阻（用电阻箱代替），改装成量程是25V的电压表，实验电路如图丁所示，请将以下电压表改装过程的主要实验步骤补充完整：
A．闭合开关前将滑动变阻器的滑片移至端（选填“a”或“b”），并把电阻箱阻值调到零a b
B．闭合开关后调节滑动变阻器使电压表示数为10V
C．保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱使电压表示数为V
D．不改变电阻箱的阻值，保持电阻箱与量程为15V的电压表串联，撤去其它线路就得到量程为的25V电压表
⑤丙同学的上述操作步骤中，电阻箱应选，滑动变阻器应选（选填相应器材前的字母）
参考答案：
①B；②0~3；D；③ABD；④;6;C;E
①误差是由于电压表分流引起的，即这种测量方法造成误差的原因是测量时电路中有
微小电流，B正确
②电压表应选择的量程根据电源确定，两节电池电动势约3V，故选0-3V量程，需要知道电阻数值，应用电阻箱，999即可。

③根据，此图线在横轴上的截距表示电池被短路时的短路电流，A正确；为减小误差，使图象占满坐标空间，可以将原坐标纸上两坐标轴交点处的纵坐标取为1.0V，使每小格代表的电压值变小，从而放大纵轴的标度，B正确；纵轴的标度放大后，电池的内阻仍等于图线斜率的绝对值，D正确。

15. 某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻．实验室除提供开关S和导线外，有以下器材可供选择：
电压表：V1（量程3V，内阻R v1=10kΩ）
电压表：V2（量程15V，内阻R v2=50kΩ）
电流表：G（量程3mA，内阻R g=100Ω）
电流表：A（量程3A，内阻约为0.5Ω）
滑动变阻器：R1（阻值范围0～10Ω，额定电流2A）R2（阻值范围0～1000Ω，额定电流1A）
定值电阻：R3=0.5ΩR4=10Ω
①为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中电压表应选用V1，滑动变阻器应选用R1（填写器材的符号）．
该同学发现所给的两个电流表的量程均不符合要求，他将电流表G进行改装，电流表G 应与定值电阻R3并联，改装后的电流表对应的量程是0.603A．
②在如图所示的虚线框内，画出该同学实验连线时依据的实验原理图．
③电流表G改装后其表盘没有来得及重新刻度，该同学利用上述实验原理测得数据，以电流表G的读数为横坐标，以电压表V的读数为纵坐标绘出了如图所示的图线，根据图线可求出电源的电动势E= 1.48V （结果保留三位有效数字），电源的内阻r=0.85Ω （结果保留两位有效数字）．
参考答案：
解：①一节干电池的电动势约E=3V，故电压表应选择V1；为方便实验操作，滑动变阻器应选R1，它的阻值范围是0?10Ω，
电路中最小电流约为：I min===0.3A；电流表A的量程是3A，0.3A不到该量程的三分之一，流表量程太大，因此不能用电流表A．
为了扩大电流表的量程，应并联一个小电阻；故应与R3并联；改装后电流表量程：
I=I g+=0.003+A=0.603A；
②由题意可知，电流表用表头进行改装，电压表并联在电源两端；原理图如下图：
③由上可知，改装后电流表的量程是电流表G量程的200倍，图象的纵截距b等于电源的电动势，由图读出电源的电动势为：E=1.48V．
图线的斜率大小k=r，由数学知识知：k==0.84，
则电源的内阻为：r=k=0.84Ω
故答案为；①V1、R1、R3；0.603（填0.6或0.60均可）
②如图所示
③1.48，0.85（0.70﹣0.90之间）
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图所示，在足够大倾角为θ的光滑斜面上，有一长为l的细线，细线的一端固定在O点，另一端拴一质量为m的小球，现使小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动，已知O 点到斜面底边的距离，求：
（1）小球通过最高点A时的速度；
（2）小球通过最低点B时，细线对小球的拉力；
（3）小球运动到A点或B点时细线断裂，小球滑落到斜面底边时与C点的距离若相等，则l和d应满足什么关系？
参考答案：
解：(1) 小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动，刚小球通过A点时细线的拉力为零，根据圆周运动和牛顿第二定律有：
解得：(3分）
（2）小球从A点运动到B点，根据机械能守恒定律有：
解得：(3分)
小球在B点时根据圆周运功和牛顿第二定律有
解得：( 3 分）
（3）小球运动到A点或B点时细线断裂，小球在平行底边方向做匀速运动，在垂直底边方向做初速为零的匀加速度运动〔类平抛运动）
细线在A点断裂：
细线在B点断裂：
又
联立解得：( 3 分）
17. 如图13所示，质量m=0.5kg的物体放在水平面上，在F=3.0N的水平恒定拉力作用下由静止开始运动，物体发生位移x=4.0m时撤去力F，物体在水平面上继续滑动一段距离后停止运动。

已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.4，重力加速度g取10m/s2。

求:
（1）物体在力F作用过程中加速度的大小；
（2）撤去力F的瞬间，物体速度的大小；
（3）撤去力F后物体继续滑动的时间。

参考答案：
（1）a1=2m/s2（2）v=4.0m/s（3）t=1s
（1）设物体受到的滑动摩擦力为Ff，加速度为a1，则Ff=μmg
根据牛顿第二定律，物块在力F作用过程中，有F-Ff=ma1 （1分）
解得a1=2m/s2 （1分）
18. 如图所示，一根内壁光滑的直角三角形玻璃管子处于竖直平面内，倾斜角为θ= 37°，让两个小球分别从顶点A由静止开始出发，一个球沿AC滑下，到达C所用的时间为t1，另一个球竖直自由下落经过B到达C，所用的时间为t2，在转弯
处有个极小的光滑圆弧，可确保小球转弯时无机械能损失，且转弯时间可以忽略不计。

问：
（1）计算t1∶ t2的值；
（2）若用同样的玻璃管把ABC轨道改为如图所示的ADEFC（在转弯处均有个极小的光滑圆弧），仍让小球从A静止开始运动，依次通过D、E、F后到达C点所用时间为t3，试定性说明t3和t1、t2的大小关系。

参考答案：
(1)设内壁光滑的直角三角形玻璃管三边AB、BC、AC分别为3l、4l、5l，由AC 边滑下，根据牛顿第二定律可得加速度a=gsinθ=6m/s2。

由5l=at12，
解得t1=5…………(2分)
沿ABC滑下，在AB段由3l=gt212，解得t21=………………(2分)
沿水平段BC运动速度，v= gt21=，由4l=vt22，解得t22=……(2分)
t2= t21 +t22=5……………………. (2分)
t1∶ t2=1 ∶ 1。

即两球同时释放同时到达…………….. (2分)
（2）若用同样的玻璃管把ABC轨道改为如图所示的ADEFC，若球沿ADEF到C，则可判断小球在竖直管中运动时间是相等的。

沿DE运动时速度比在BC中运动时要小，故在水平管中运动时间长，所以沿ABC管运动时间比沿ADEFC的时间要短一些，所以t3> t2= t1. ………………. (2分)。