2020年湖南省益阳市汀合洲中学高三物理上学期期末试题含解析

2020年湖南省益阳市汀合洲中学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. （多选）无极变速可以在变速范围内任意连续地变换速度，性能优于传统的档位变速器，很多种高档汽车都应用无极变速。

如图所示是截锥式无极变速模型示意图，两个锥轮之间有一个滚动轮，主动轮、滚动轮、从动轮之间靠着彼此之间的摩擦力带动。

假设滚动轮位于主动轮直径D1、从动轮直径D2的位置，主动轮转速n1、从动轮转速n2，下列说法正确的是（）
A．
B．
C．若主动轮转速恒定，当滚动轮从左向右移动时，从动轮转速增加
D．若主动轮转速恒定，当滚动轮从右向左移动时，从动轮转速增加
参考答案：
BD
从动轮与主动轮边缘线速度相等，则有而，即D1n1=D2n2,故B正确；当滚动轮向左移动时从动轮v不变r减小由可知角速度变大，所以转速增加。

2. 一物块由静止开始从粗糙斜面上的某点加速下滑到另一点，在此过程中重力对物体做的功等于 ( )
A．物块动能的增加量
B．物块重力势能的减少量与物块克服摩擦力做的功之和
C．物块重力势能的减少量和物块动能的增加量以及物块克服摩擦力做的功之和D．物块动能的增加量与物块克服摩擦力做的功之和
参考答案：
D
3. （单选）如图所示的简谐运动图象中，在t1和t2时刻，运动质点相同的量为（）
A．加速度B．位移C．速度D．回复力
参考答案：
考点：简谐运动的振动图象；简谐运动的振幅、周期和频率．
专题：简谐运动专题．
分析：由简谐运动的图象直接读出位移，根据简谐运动的特征分析回复力、加速度关系．根据质点的位置关系，判断速度关系．
解答：解：A、B、由图读出，t1和t2时刻，质点运动的位移大小相等，方向相反；
根据简谐运动的加速度a=﹣，位移大小相等，方向相反，则加速度大小相等，方向相反；
故A错误，B错误；
C、x﹣t图象上点的切线的斜率表示速度，故在t1和t2时刻速度相同，故C正确；
D、根据简谐运动的基本特征是：F=﹣kx得知，t1和t2时刻质点的回复力大小相等，方向相反，故D错误；
故选：C．
点评：对于矢量，只有大小相等，方向相同时矢量才相同．根据简谐运动的图象可以分析质点的振动情况，判断各个物理量的变化情况．
4. （单选）如图所示，重物被绕过小滑轮的细线所悬挂，小滑轮被一根细线系于天花板上的点。

放在粗糙的水平桌面上，是三根线的结点，水平拉着物体，、与夹角如图所示。

细线、小滑轮的重力和细线与滑轮间的摩擦力均可忽略，整个装置处于静止状态。

若悬挂小滑轮的细线的张力是，则下列说法中错误的是（）( )
A．重物A的质量为B．桌面对B物体的摩擦力为
C．重物C的质量为D．与竖直方向的夹角为
参考答案：
【知识点】共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力．B3 B4 B7
【答案解析】D 解析：设悬挂小滑轮的斜线中的拉力与O′a绳的拉力分别为T1和T，
则有：2Tcos30°=T1得：T=20N．重物A的质量mA= =2kg，故A正确；结点O′为研究对象，受力如图，
根据平衡条件得，弹簧的弹力为：F1=Tcos60°=10N．mcg=10N mc=1kg，故C正确；
根据平衡条件桌面对B物体的摩擦力与O′b的拉力相等，即：F2=Tsin60°=20?
N=10 N，故B正确．D、由于动滑轮两侧绳子的拉力大小相等，根据对称性可知，细线OP与竖直方向的夹角为30°．故D错误．题目要求选错误的，故选：D．
【思路点拨】根据悬挂小滑轮的斜线中的拉力与O′a绳的拉力关系，求出O′a绳的拉力．以结点O′为研究对象，分析受力，根据平衡条件求出弹簧的弹力和绳O′b的拉力．重物A的重力大小等于O′a绳的拉力大小．再根据物体B平衡求出桌面对物体B的摩擦力．本题涉及滑轮和结点平衡问题．根据动滑轮不省力的特点，确定细线OP与竖直方向的夹角是关键．
5. 为了儿童安全，布绒玩具必须检测其中是否存在金属断针，可以先将玩具放置在强磁场中，若其中有断针，则断针被磁化，用磁报警装置可以检测到断针的存在。

如图所示是磁报警装置中的一部分电路示意图，其中RB是磁敏传感器，它的电阻随断针的出现而减小，a、b接报警器，当传感器RB所在处出现断针时，电流表的
电流I、ab两端的电压U将
A．I变大，U变大
B．I变小，U变小
C．I变大，U变小
D．I变小，U变大
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，半径为R的光滑半圆球固定在水平面上，顶部有一小物体A，现给它一个水平初速度，当这一水平初速度v0至少为_______________时，它将做平抛运动，这时小物体A的落地点P到球心O的距离=_______________.
参考答案：
;
在最高点，有mg-N=m，N=0时物体A做平抛运动，此时v0=．物体A做平抛运动的时间，所以==。

7. 一个质量为M=3kg的木板与一个轻弹簧相连，在木板的上方有一质量m为2kg 的物块，若在物块上施加一竖直向下的外力F，此时木板和物块一起处于静止状态，如图所示。

突然撤去外力，木板和物块一起向上运动0.2m时，物块恰好与木板分离，此时木板的速度为4m/s，则物块和木板分离时弹簧的弹力为________ N，木板和物块一起向上运动，直至分离的过程中，弹簧弹力做的功为
________J。

参考答案：
０ N；５０ J。

8. 同打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示。

a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。

现利用图乙所示装置研究滑块的运动情况，图中MN是水平桌面，Q是木板与桌面的接触点，1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出，让滑块从木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为5.0×10－2 s和2.0×10－2 s。

用游标卡尺测量小滑块的宽度d，卡尺示数如图丙所示。

（1）读出滑块的宽度d＝________ cm。

（2）滑块通过光电门1的速度v1＝______ m/s。

(保留两位有效数字)
（3）若提供一把米尺，测出两个光电门之间的距离1.00 m，则滑块运动的加速度为
_______m/s2。

(保留两位有效数字)
参考答案：
9. 一辆公共汽车进站后开始刹车，做匀减速直线运动，开始刹车后的第1 s内和第2 s内位移大小依次为9 m和7 m，则刹车后6 s内的位移是m
参考答案：
25m
10. 相对论论认为时间和空间与物质的速度有关；在高速前进中的列车的中点处，某乘客突然按下手电筒，使其发出一道闪光，该乘客认为闪光向前、向后传播的速度相等，都为c，站在铁轨旁边地面上的观察者认为闪光向前、向后传播的速度___▲__（填“相等”、“不等”）。

并且，车上的乘客认为，电筒的闪光同时到达列车的前、后壁，地面上的观察者
认为电筒的闪光先到达列车的__▲___（填“前”、“后”）壁。

参考答案：
车厢中的人认为，车厢是个惯性系，光向前向后传播的速度相等，光源在车厢中央，闪光同时到达前后两壁．地面上人以地面是一个惯性系，光向前向后传播的速度相等，向前传播的路程长些，到达前壁的时刻晚些。

11. 要测定个人的反应速度，按图所示，请你的同学用手指拿着一把长30 cm的直尺，当他松开直尺，你见到直尺向下落下，立即用手抓住直尺，记录抓住处的数据，重复以上步骤多次．现有A、B、C三位同学相互测定反应速度得到的数据，如下表所示（单位：cm）。

这三位同学中反应速度最快的是________，他的最快反应时间为________ s．（g=10 m/s2）
第一次第二次第三次
12. 一个小灯泡在3伏的电压下，通过0.25A电流，灯泡所发出的光经聚光后形成很细的光束，沿某个方向直线射出。

设灯泡发出的光波长为6000埃，则每秒钟发出的光子个数为______个，沿光的传播方向上2m长的光束内的光子为________个[jf23]。

参考答案：
2.26×1018，1.51×1010
13. 如图所示，为一平抛小球运动的示意图，对图中小球所处位置进行测量得：位置点1与位置点4竖直距离为15cm，位置点4与位置点7 的竖直距离为25cm，各位置点之间的水平距离均为5cm。

则
（1）小球抛出时的速度大小为 m/s。

（2）小球抛出点（填“在”或“不在”）位置点1处。

（3）小球在位置点4时的竖直速度是 m/s。

（空气阻力不计，g=10m/s2，保留二位有效数字）
参考答案：
（1）1.5 （2）不在 0.67
三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，先用一个弹簧秤拉橡皮条的另一端到某—点并记下该点的位置；再将橡皮条的另一端系两根细绳，细绳的另一端都有绳套，用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条。

(1)某同学认为在此过程中必须注意以下几项，其中正确的是_________.
A.两根细绳必须等长
B.橡皮条应与两绳夹角的角平分线在同一直线上
C.在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行
D.在用两个弹簧秤同时拉细绳时要注意使两个弹簧秤的读数相等
E.在用两个弹簧秤同时拉细绳时必须将橡皮条的另一端拉到用一个弹簧秤拉时记下的位置
(2)本实验采用的科学方法是_______
A.理想实验法
B.等效替代法
C.控制变量法
D.建立物理模型法
参考答案：
)(1) CE (2) B
15. （６分）用如图所示的装置，探究功与物体速度变化的关系．实验时，先适当垫高木板，然后由静止释放小车，小车在橡皮条弹力的作用下被弹出，沿木板滑行。

小车滑行过程中带动通过打点计器的纸带，记录运动情况．观察发现纸带前面部分点迹疏密不均匀，后面部分点迹疏密均匀，回答下列问题：
（1）本实验观察发现纸带前面部分点迹疏密不均匀，后面部分点迹疏密均匀，这是因为：（）
A . 小车前面做变加速运动，后面做匀加速运动
B. 小车前面做匀加速运动，后面做匀速运动
C. 小车前面做匀加速运动，后面做变加速运动
D. 小车前面做变加速运动，后面做匀速运动
（2）若实验作了n次，所用橡皮条分别为1根、2根……n根，通过纸带求出小车的速度分别为v1、v2……v n，用W表示橡皮条对小车所做的功，作出的W—V图线是一条过坐标原点。

（3）在本实验中你认为影响实验效果的可能原因是
_________________________．(只要回答出一种原因即可)
参考答案：
１）D （２分）
2 )抛物线（２分）
3 )可能原因是:橡皮筋粗细不均匀，或木板倾斜不够,或太过倾斜等．（２分）
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图所示，在倾角为的光滑绝缘斜面上放两个质量分别为m1和m2的带电小球A、B（均可视为质点），m1=2m2，相距为L。

两球同时由静止开始释放时，B球的初始加速度恰好等于零。

经过一段时间后，当两球距离为L' 时A、B的加速度大小之比为a1:a2=3：2，求L' : L。

某同学求解如下；
由B球初始加速度恰好等于零，得初始时刻A对B的库仑斥力F=，当两球距离为
L'时，A球的加速度，B球的加速度，由a1:a2=3:2．得F'=2.5,再由库仑力公式便可求得
问二你认为上述解法正确吗？若认为正确，请求出最终结果；若认为不正确，则说明理由并求出你认为正确的结果。

参考答案：
17. （8分）一质量为的小孩子站在电梯内的
体重计上。

电梯从0时刻由静止开始下降，在0到
6s内体重计示数F的变化如图所示。

试问：在这段时间内电梯下降的高度是多少？取重力加速度。

参考答案：
解析：由图可知，在第一段时间内，电梯向下匀加速运动，
解得
电梯下降的高度
在第二段时间内，电梯向下匀速运动，速度为，下降高度在第三段时间内，电梯向下匀减速运动，
解得
下降高度
所以，在整个过程中，电梯下降的总高度为
18. 细长的截面均匀的U形玻璃管，两端都开口，管内有两段水银柱封闭着一段空气柱，若气体温度是300K时，空气柱在U形管的左侧，A、B两点之间的15cm如图所示（图中标注的长度单位是cm）．若保持气体的温度不变，从左侧开口处缓慢地再注入25cm长的水银柱，管内的空气长为多少？为了使这段空气柱长度恢复到15cm，且回到A、B两点
之间．可以向U形管内再注入一些水银，且改变气体的温度．求从左、右哪一侧注入多长的水银柱？气体的温度变为多少？（大气压强相当于75cmHg产生的压强）
下面是某同学的部分解法：由于左侧开口处缓慢地注入25cm长的水银柱，所以气体末态压强变为125cmHg，根据玻意耳定律，有：p1V1=p2V2，100×15S=125×L2S，得
L2=12cm．你认为该同学的解法是否正确？试说明理由并继续完成该题解答．
参考答案：
解得：x=5cm．
即5cm长处于底部的水平管中，末态压强为120cmHg，
p1V1=p2V2
代入数据得：L2=12.5cm．
为使气柱长度恢复到15cm，且回到A、B两点之间，应向右侧管内再注入25cmHg 水银，且需要升温，有：
代入数据得：T3=375K．
答：该同学解法错误，管内的空气长为12.5cm．
应向右侧管内再注入25cmHg水银，气体的温度变为375K．
本题考查了玻意耳定律和查理定律的综合运用，关键抓住气体状态的不变量，选择。