湖北省恩施市州高级中学2020年高三物理上学期期末试题带解析

湖北省恩施市州高级中学2020年高三物理上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. （单选）如图所示，质量为M、上表面光滑的平板水平安放在A、B两固定支座上．质量为m的小滑块以某一速度匀速从木板的左端滑至右端．能正确反映滑行过程中，B支座所受压力N B随小滑块运动时间t变化规律的是（）
A． B． C． D．
参考答案：
【考点】：力矩的平衡条件．
【分析】：以A支座为转轴，以平板和小滑块m为研究对象，分析受力：除转轴外，整体受到重力和B支座的支持力，根据力矩平衡列方程得到支持力的解析式，再由牛顿第三定律得到B支座所受压力N B随小滑块运动时间t变化的解析式，来选择图象．
：解：设小滑块的速度大小为v，平板长为L，质量为M．以A支座为转轴，
则根据力矩平衡，得
mg?vt+Mg L=N B′?L
得到N B′=Mg+t
根据牛顿第三定律，得B支座所受压力N B=Mg+t，可见，C正确
故选：C
【点评】：本题是根据力矩平衡条件列方程，得到压力N B与时间关系的解析式，再根据解析式来选择图象，这是图象问题常用的方法．
2. (多选题)如图所示，两个等量同种点电荷分别固定于光滑绝缘水平面上A、B两点。

一个带电粒子由静止释放，仅受电场力作用，沿着AB中垂线从C点运动到D点（C、D是关于AB对称的两点）。

下列关于粒子运动的v-t图像中可能正确的是（）参考答案：
CD
3. （单选）如图所示，当滑动变阻器滑动触头向左移时，灯泡L1、L2、L3的亮度将
A．都变亮
B．都变暗
C．L1、L2变亮，L3变暗
D．L1、L3变亮，L2变暗
参考答案：
C
4. 如图所示，甲、乙两船在同一条河流中同时开始渡河，M，N分别是甲、乙两船的出发点，两船头与河岸均成α角，甲船船头恰好对准N点的正对岸P点，经过一段时间乙船恰好达到P点，如果划船速度大小相同，且两船相遇，不影响各自的航行，下列判断正确的是（）
A．甲船也能到达正对岸
B．甲船渡河时间一定短
C．两船相遇在NP直线上的某点（非P点）
D．渡河过程中两船不会相遇
参考答案：
C
【考点】运动的合成和分解．
【分析】小船过河的速度为船在静水中的速度垂直河岸方向的分速度，故要求过河时间需要将船速分解为沿河岸的速度和垂直河岸的速度；要求两船相遇的地点，需要求出两船之间的相对速度，即它们各自沿河岸的速度的和．
【解答】解：A、由乙的运动可知，乙船垂直河岸到达正对岸，说明水流方向向右；甲船参与了两个分运动，沿着船头指向的匀速运动，随着水流方向的匀速运动，故不可能到达正对岸，故A错误；
B、小船过河的速度为船本身的速度垂直河岸方向的分速度，故小船过河的速度v y=vsinα，故小船过
河的时间：t1=，故甲乙两船到达对岸的时间相同，故B错误；
C、D、以流动的水为参考系，相遇点在两个船速度方向射线的交点上；又由于乙船沿着NP方向运动，故相遇点在NP的中点上；故C正确，D错误；
故选：C
5. 如图甲所示，一理想变压器给一个小灯泡供电。

当原线圈输入如图乙所示的交变电压时，额定电压为的小灯泡恰好正常发光，已知灯泡的电阻为R，图中电压表为理想电表．下列说法正确的是
A．变压器输入电压的瞬时值为
B．电压表的示数为
C．变压器的输入功率为
D．变压器的匝数比为
参考答案：
AC
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 如图所示的电路中，电源电动势E=6V，内电阻r=1Ω，M为一小电动机，其内部线圈的导线电阻R M=2Ω。

R为一只保护电阻，R=3Ω。

电动机正常运转时，电压表（可当作理想电表）的示数为1.5V
，则电源的输出功率为 W，电动机的输出功率为
Ｗ。

参考答案：
2.5；1.5 15
7. 质量分别为10kg和20kg的物体A和B，叠放在水平面上，如右图,AB间的最大静摩擦力为10N，B与水平面间的摩擦系数μ=0.5，以力F作用于B使AB一同加速运动，则力F满足___________ (g取10 m/s)2
参考答案：
150N<F≤180N
8. 地球的第一宇宙速度为V，若某行星的质量是地球的6倍，半径是地球的1.5倍，则该行星的第一宇宙速度为。

参考答案：
2v
9. A.动能相等的两物体A、B在光滑水平面上沿同一直线相向而行，它们的速度大小之比
v A:v B=2: 1，则动量大小之比P A:P B= ;两者碰后粘在一起运动，其总动量与A原来动量大小之比P:P A= 。

参考答案：
1:2；1:1
根据动量与动能的关系：
【考点】动能和速度的关系：v A:v B=2: 1，可知两者质量之比1:4，所以动量的关系为：1:2；两者碰撞遵循动量守恒，其总动量与A的动量等大反向，所以碰后的总动量与A原来的动量之比为1:1。

10. 某发电厂用2.2KV的电压将电能输出到远处的用户，后改为用22KV的电压，在既有输电线路上输送同样的电功率。

前后两种输电方式消耗在输电线上的电功率之比为
__________。

要将2.2KV的电压升高到22KV，若变压器原线圈的匝数为180匝，则副线圈的匝数应该是________匝。

参考答案：
答案：100；1800
解析：由于电线的电阻不变，相同的功率，以不同的电压输送时，输送电流也不同。

设输送功率为P，则有，而在电线上损耗功率为，所以有损失的功率与输送电压的平方成反比，两种输电方式的输送电压之比为，所以损失功率之比为，即前后两种输电方式消耗在输电线上的电功率之比为100。

理想变压器没有能量损失，原副线圈的电压比等于匝数比。

所以副线圈的匝数为原线圈匝数的10倍，等于1800匝。

11. 如图为氢原子的能级图，大量处于n=5激发态的氢原子跃迁时，可能发出个能量不同的光子，其中频率最大的光子能量为 eV，若用此光照射到逸出功为3.06 eV的光电管上，则加在该光电管上的反向遏止电压为 V。

参考答案：
10, 13.06, 10 12. 如图所示，倾角为θ的斜面处于竖直向下的匀强电场中，在斜面上某点以初速度为v0水平抛出一个质量为m的带正电小球，小球受到的电场力与重力相等，地球表面重力加速度为g，设斜面足够长，求：（1）小球经时间落到斜面上;（2）从水平抛出至落到斜面的过程中，小球的电势能变化量为．
参考答案：
V0tanθ/g mV02 tan2θ
13. 如图所示，质量均为m的a、b两木块叠放在水平面上，a受到斜向上与水平面成θ角的力F作用，b受到斜向下与水平面成θ角的力F作用，两力在同一竖直平面内，此时两木块保持静止，则水平面对b的支持力可能 2mg（填“大于”“小于”或“等于”）
参考答案：
等于
三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. （选修3-3模块）（4分）如图所示，绝热隔板S把绝热的气缸分隔成体积相等的两部分，S与气缸壁的接触是光滑的．两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b．气体分子之间相互作用可忽略不计．现通过电热丝对气体a缓慢加热一段时间后，a、b 各自达到新的平衡状态．试分析a、b两部分气体与初状态相比，体积、压强、温度、内能各如何变化？
参考答案：
答案
:
气缸和隔板绝热，电热丝对气体a加热，a温度升高，体积增大，压强增大，内能增
大；（2分）
a对b做功，b的体积减小，温度升高，压强增大，内能增大。

（2分）
15. （12分）位于处的声源从时刻开始振动，振动图像如图，已知波在空气中传播的速度为340m/s，则：
（1）该声源振动的位移随时间变化的表达式为mm。

（2）从声源振动开始经过s，位于x=68m的观测者开始听到声音。

（3）如果在声源和观测者之间设置一堵长为30m，高为2m，吸音效果良好的墙，观测者能否听到声音，为什么？
参考答案：
答案：（1）（4分）；（2）（4分）0.2；（3）（4分）能。

因为声波的波长与障碍物的高度差不多，可以发生明显的衍射现象，所以，观察者能够听到声音。

四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 单板滑雪U型池如图所示，由两个完全相同的1/4圆弧滑道AB、CD和水平滑道BC构成，圆弧滑道的半径R=4m，B、C分别为圆弧滑道的最低点，B、C间的距离s=7.5m，假设某次比赛中运动员经过水平滑道B点时水平向右的速度v0=16m/s，运动员从B点运动到C点所用的时间t＝0.5s，从D点跃起时的速度vD=8 m/s．设运动员连同滑板的质量m=50kg，忽略空气阻力的影响，已知圆弧上A、D两点的切线沿竖直方向，重力加速度g取
10m/s2．求：
(1) 运动员在B点对圆弧轨道的压力．
（2）运动员从D点跃起后在空中完成运动的时间．（3）运动员从C点到D点运动的过程中克服摩擦阻力所做的功．
参考答案：
17. 如图所示，用轻质活塞在气缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与气缸壁之间的摩擦忽略不计。

开始时活塞距气缸底的高度为，气体温度为。

给气缸加热，活塞缓慢上升到距气缸底的高度为处时，缸内气体吸收的热量。

已知活塞横截面积
，大气压强。

求：
①加热后缸内气体的温度。

②此过程中缸内气体增加的内能△U 。

参考答案：
18.
为保障安全驾驶，公安部重新修订《机动车驾驶证申领和使用规定》，
新规定于2013年1月1日起正式施行．如图所示，在合安高速公路某处安装了一台500万像素的固定雷达测速仪，可以准确抓拍超速车辆以及测量运动车辆的加速度．若B 为测速仪，A 为汽车，两者相距355m ，此时刻B 发出超声波，同时A 由于紧急情况而急刹车（视为匀变速直线运动），当B 接收到反射回来的超声波信号时，A 恰好停止，且此时A 、B 相距335m ，已知声速为340m/s ． （1）求汽车刹车过程中的加速度；
（2）若该路段汽车正常行驶时速度要求在60km/h ～110km/h ，则该汽车刹车前的行驶速度是否合法？
参考答案：
解答： 解：超声波从B 发出到A 与被A 反射到被B 接收所需的时间相等，在整个这段时间内汽车的
位移x=355﹣335m=20m ．初速度为零的匀变速直线运动，在开始相等时间内的位移之比为1：3，所以x 1=5m ，x 2=15m ，则超声波被A 接收时，AB 的位移x ′=335+5m=340m ，所以超声波从
B 发出到被A 接收所需的时间T=．则t=2T=2s ．
根据△x=aT 2得，a=
=10m/s 2．
（2）由A 车刹车过程中的位移
解得：刹车前的速度v 0=20m/s=72km/h 在规定范围内，是合法的．
答：（1）汽车刹车过程中的加速度为10m/s 2；
（2）若该路段汽车正常行驶时速度要求在60km/h ～110km/h ，则该汽车刹车前的行驶速度合法．。