湖北省宜昌市第十三中学2020-2021学年高三物理期末试卷带解析

湖北省宜昌市第十三中学2020-2021学年高三物理期末试卷含解析
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,一物体从高为H的斜面顶端由静止开始滑下，滑上与该斜面相连的一光滑曲面后又返回斜面，在斜面上能上升到的最大高度为H。

若不考虑物体经过斜面底端转折处的能量损失，则当物体再一次滑回斜面时上升的最大高度为
A.0
B.H
C. H与H之间
D. 0与H之间。

参考答案：
B
2. （单选）如图所示，空间中存在着由一固定的正点电荷Q（图中未画出）产生的电场．另一正点电荷q仅在电场力作用下沿曲线MN运动，在M点的速度大小为v0，方向沿MP方向，到达N点时速度大小为v，且v＜v0，则（）
A．Q一定在虚线MP上方
B．M点的电势比N点的电势高
C．q在M点的电势能比在N点的电势能小
D．q在M点的加速度比在N点的加速度大
参考答案：
解：A、试探电荷从M到N速度减小，说明N点离场源电荷较近，而曲线运动合力指向曲线的内侧，故试探电荷可以在MP下方，只要离N点近即可，故A错误；
B、C、只有电场力做功，动能和电势能之和守恒，N点动能小，故在N点电势能大，根据公式
φ=，N点的电势高，故B错误，C正确；D、试探电荷从M到N速度减小，说明N点离场源电荷较近，在N点受到的电场力大，加速度大，故D错误；
故选：C．
3. 为了节约用电，一种新型双门电冰箱安装了如下控制装置：只要有一扇门没有关紧，报警器就鸣响。

如果规定：门关紧时输入信号为“1”，未关紧时输入信号为“0”；当输出信号为“1”时，报警器就鸣响，输出信号为“0”时，报警器就不鸣响。

则能正确表示该控制装置工作原理的逻辑门是（）
（A）与门（B）或门（C）非门（D）与非门
参考答案：
D
4. 下列说法正确的是
A．牛顿发现了万有引力定律并最早测出了引力常量
B．当原子由高能级向低能级跃迁时会辐射光子
C．光电效应证实了光的波动性
D．卢瑟福通过α粒子散射实验确定了原子核是由质子和中子构成
参考答案：
B
5. 21．如图甲所示，单匝导线框abcd固定于匀强磁场中，规定磁场垂直纸面向里为正方向。

从t=0时刻开始磁场随时间发生变化，若规定顺时针方向为电流的正方向，线框中感应电流随时间变化规律如图乙所示，则下列各图中，能正确反映磁场随时间变化规律的是
（）
参考答案：
D
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. A.两颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，若运行线速度之比是v1∶v2＝1∶2，则它们运行的轨道半径之比为__________，所在位置的重力加速度之比为[jf21] __________。

参考答案：
4∶1，1∶16
7. 如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，A为沿传播方向上的某一质点（该时刻位于平衡位置），该时刻A质点的运动方向是____________（选填“向右”、“向左”、“向上”、“向下”）。

如果该质点振动的频率为2Hz，则此列波的传播速度大小为
____________m/s。

参考答案：
向下8
8. 如右图所示为一小球做平抛运动频闪照相的闪光照片的一部分，图中背景小方格的边长为5cm．如果敢g=l0，则：
(1)闪光的频率是________Hz；
(2)小球做平抛运动时的初速度大小是________m/s；
(3)小球经过B点时的速度大小是_______m/s.
参考答案：
9. （4分）如图所示，在竖直墙壁的顶端有一直径可以忽略的定滑轮，用细绳将质量m＝2kg的光滑球沿墙壁缓慢拉起来。

起始时与墙的夹角为30°，终了时绳与墙壁的夹角为60°。

在这过程中，拉力F的最大值为 N。

球对墙的压力的大小在这个过程的变化
是（填变大、变小或不变）。

（g取10m/s2）参考答案：
答案：40，变大
10. 在如图所示的光电效应现象中，光电管阴极K的极限频率为v0，则阴极材料的逸出功等于_________；现用频率大于v0的光照射在阴极上，若在A、K之间加一数值为U的反向电压时，光电流恰好为零，则光电子的最大初动能为_________；若入射光频率为v（v>v0），则光电子的最大初动能为_________。

参考答案：
hv0；eU；hv-h v0
11. 某同学用弹簧秤、木块和细线去粗略测定木块跟一个固定斜面之间的动摩擦因数μ．木块放在斜面上，不加拉力时将保持静止．实验的主要步骤是：
（1）用弹簧秤测出；
（2）用弹簧秤平行斜面拉动木块，使木块沿斜面向上做匀速运动，记下弹簧秤的示数F1；
（3）用弹簧秤平行斜面拉动木块，，记下弹簧秤的示数F2．
(4) 推导出动摩擦因数μ= .
参考答案：
12. 如图所示，实线是一列简谐横波在t时刻的波形图，虚线是在t时刻后时刻的波形图．已知，若波速为15m/s，则质点M在t时刻的振动方向为▲；则在时间内，质点M通过的路程为▲ m．
参考答案：
向下（2分）0.3m
13. 下图为接在50Hz低压交流电源上的打点计时器，在纸带做匀加速直线运动时打出的一条纸带，图中所示的是每打5个点所取的记数点，但第3个记数点没有画出。

由图数据可求得：
（1）该物体的加速度为 m/s2， .com
（2）第3个记数点与第2个记数点的距离约为 cm，
（3）打第2个计数点时该物体的速度为 m/s。

参考答案：
(1)0.74 (2)4.36 (3)0.399
（1）设1、2间的位移为x1，2、3间的位移为x2，3、4间的位移为x3，4、5间的位移为x4；因为周期为T=0.02s，且每打5个点取一个记数点，所以每两个点之间的时间间隔
T=0.1s；由匀变速直线运动的推论xm-xn=(m-n)at2得：
x4-x1=3at2带入数据得：
（5.84-3.62）×10-2=a×0.12
解得：a=0.74m/s2．
（2）第3个记数点与第2个记数点的距离即为x2，由匀变速直线运动的推论：x2-x1=at2得：
x2=x1+at2带入数据得：
x2=3.62×10-2+0.74×0.12=0.0436m
即为：4.36cm．（3）由中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度可知
=0.399m/s.
三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. （8分）在“利用打点计时器测定匀加速直线运动加速度”的实验中，打点计时器接在50Hz的低压交变电源上。

某同学在打出的纸带上每5点取一个计数点，共取了A、B、C、D、E、F六个计数点（每相邻两个计数点间的四个点未画出）。

从每一个计数点处将纸带剪开分成五段（分别为a、b、c、d、e段），将这五段纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在xoy 坐标系中，如图所示，由此可以得到一条表示v－t关系的图线，从而求出加速度的大小。

(1)请你在xoy坐标系中用最简洁的方法作出能表示v－t关系的图线(作答在图上)；
(2)从第一个计数点开始计时，为求出0.15s时刻的瞬时速度，需要测出哪一段纸带的长度？答：；
(3)若测得a段纸带的长度为2.0cm，e段纸带的长度为10.0cm，则可求出加速度的大小为 m/s2。

参考答案：
b；2.0
15. 为了测一个自感系数很大的线圈L 的直流电阻RL ，实验室提供以下器材： (A)待测线圈L(阻值约为2，额定电流2A) (B)电流表A1(量程0．6A ，内阻r1=0．2) (C)电流表A2(量程3．0A ，内阻r2约为0．2) (D)滑动变阻器R1(0～l 0) (E)滑动变阻器R2(0～l k ) (F)定值电阻R3=10 (G)定值电阻R4=100
(H)电源(电动势E 约为9V ，内阻很小) (I)单刀单掷开关两只S1、S2，导线若干。

要求实验时，改变滑动变阻器的阻值，在尽可能大的范围内测得多组Al 表和A2表的读数I1、I2，然后利用给出的I2-I1图象(如图所示)，求出线圈的电阻RL 。

①实验中定值电阻应选用 ，滑动变阻器应选用 。

②请你画完方框中的实验电路图。

③实验结束时应先断开开关 。

④由I2-I1图象，求得线圈的直流电阻
RL=
参考答案：
四、计算题：本题共3小题，共计47
分
16. 如图所示，质量为 、半径为
的质量分布均匀的圆环静止在粗糙的水平桌面
上，一质量为
的光滑小球以水平速度 通过环上的小孔正对环心射入环内，
与环发生第一次碰撞后到第二次碰撞前小球恰好不会从小孔中穿出。

假设小球与环内壁的碰撞为弹性碰撞，只考虑圆环与桌面之间的摩擦，且粗糙程度各处相同。

求：
①第一次碰撞后圆环的速度； ②第二次碰撞前圆环的位移； ③圆环通过的总位移。

参考答案：
①
；
②；③。

试题分析：①设第一次刚碰撞完，小球和环各自的速度大小分别为和，取向左为正方向，根据动量守恒定律和机械能守恒定律，有：
整理可以得到：
，。

②第一次碰撞后经过时间，小球恰好未从小孔中穿出，即此时二者共速，均为， 由运动学规律：
对圆环，由动量定理：
联立解得：
假设环在第二次碰撞前已停止，其位移由动能定理：解得此时小球的位移，由运动学规律：
假设成立，所以在第二次碰撞前环的位移为
③多次碰撞后小球和环最终静止，设圆滑受到的摩擦力为，通过的总位移为，系统的动能全部转化为摩擦生热：
联立解得，圆环通过的总位移为：。

考点：动量守恒定律、功能关系。

17. 如图所示.质量为m=10kg的物体在F=90N的平行于斜面向上的拉力作用下，从粗糙斜面的底消由静止开始沿斜面运动.斜面罔定不动.与水平地面的夹角θ=37°力F作用t1=8s后撤去.物体在斜面上继续上滑了t2=1s后,速度减为零。

(已知 sin37°=0.6，cos37°=0.8，
g=10m/s2)求：
(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ；
(2)物体沿斜面上升过程中的总位移A
(3)物块能否返回底端，若不能说明理由；若能.计算滑回底端时速度。

参考答案：
【解析】（1）当拉力作用在物体上时受力情况答图6所示，设加速运动时的加速度大小为a1，末速度为v，撤去拉力后减速运动时的加速度大小为a2，则:
N＝mg cosθ,F-f-mg sinθ＝ma1,f＝μN,f+mg sinθ＝ma2。

（4分）
由运动学规律可知v＝a1t1，v=a2t2，
解得μ＝。

（1分）
代入数据得μ＝0.25，a1＝1m/s2，a2＝8m/s2。

（1分）
（2）物体的总位移：s＝a1t12＋a2t22，（1分）代入数据得s＝36m。

（1分）
（3）物块能返回底端，滑回底端时速度为v，v2=2as=2s（g sinθ-μmg cosθ）或mg sinθs-μmg cosθs=mv2，（1分）代入数据解得：v=12√2m/s（1分）
18. 如图所示，光滑斜面末端与一个半径为R的光滑圆轨道平滑连接，两辆质量均为m的相同小车（大小可忽略），中间夹住一轻弹簧后用挂钩连接一起．两车从斜面上的某一高度由静止滑下，当两车刚滑入圆环最低点时连接两车的挂钩突然断开，弹簧将两车弹开，其中后车刚好停在圆环最低点处，前车沿圆环轨道运动恰能越过圆弧轨道最高点．已知重力加速度为g．求：
（1）前车被弹出时的速度．
（2）两车下滑的高度h．
（3）把前车弹出过程中弹簧释放的弹性势能．
参考答案：
（1）前车恰能越过圆轨道的最高点，它越过圆轨道的最高点的速度v0为：
mg=mv02/R解得：v0=(Rg)1/2 （3分）
前车被弹出时的速度v1为：mv02/2+2mgR=mv21/2 解得：v1=（5Rg）1/2（3分）（2）设两车滑到圆轨道最低点时的速度为v，由动量守恒定律得：
mv1=2mv解得：v=（5Rg）1/2/2 （3分）
由机械能守恒定律得：两车下滑时高度h为：2mv2/2=2mgh解得：h=5R/8 （3分）(3) 把前车弹出时弹簧释放的弹性势能为：E p=mv12/2-2mv2/2=5mgR/4。