湖南省娄底市北渡中学高三物理上学期期末试题带解析

湖南省娄底市北渡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. 一定质量的理想气体，其起始状态和终了状态分别与如图所示中的A点和B点相对应，它们的体积相等，则下列过程中可能的是（）
A．先保持压强不变升高温度，后保持温度不变减小压强
B．先保持温度不变增大体积，后保持压强不变升高温度
C．先保持温度不变减小体积，后保持压强不变升高温度
D．先保持压强不变减小体积，后保持温度不变减小压强
参考答案：
C
2. 用一根绳子竖直向上拉一个物块，物块从静止开始运动，绳子拉力的功率按如图所示规律变化，已知物块的质量为m，重力加速度为g，0﹣t0时间内物块做匀加速直线运动，t0时刻后功率保持不变，t1时刻物块达到最大速度，则下列说法正确的是（）
A．物块始终做匀加速直线运动
B．0﹣t0时间内物块的加速度大小为
C．t0时刻物块的速度大小为
D．0﹣t1时间内物块上升的高度为参考答案：
D
【考点】功率、平均功率和瞬时功率；牛顿第二定律．
【分析】t0时刻以后，功率保持不变，结合P=Fv分析牵引力的变化，结合牛顿第二定律得出加速度的变化．根据P=Fv，结合牛顿第二定律得出P﹣t的关系式，结合图线的斜率求出加速度．P﹣t图线围成的面积表示牵引力做功的大小，根据动能定理求出0﹣t1时间内物块上升的高度．
【解答】解：A、0﹣t0时间内物块做匀加速直线运动，t0时刻后功率保持不变，根据P=Fv知，v增大，F减小，物块做加速度减小的加速运动，当加速度减小到零，物体做匀速直线运动，故A错误．
B、根据P0=Fv=Fat，F=mg+ma得，P=（mg+ma）at，可知图线的斜率k=，可知
a≠，故B错误．
C、在t1时刻速度达到最大，F=mg，则速度v=，可知t0时刻物块的速度大小小于，故C错误．
D、P﹣t图线围成的面积表示牵引力做功的大小，根据动能定理得，
，解得h=．故D正确．
故选：D．
3. （单选）如图所示，一固定斜面倾角为30°，一质量为m的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动，加速度大小等于重力加速度的大小。

物块上升的最大高度为，则此过程中，物块的（）
A．动能损失了B．动能损失了
C．机械能损失了D．机械能损失了
参考答案：
C
4. （1）关于热力学定律，下列说法正确的是（ ） A ．为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量 B ．对某物体做功，必定会使该物体的内能增加 C ．可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功 D ．不可能使热量从低温物体传向高温物体 E ．功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程
（2）.（9分）如图，长L ＝100cm ，粗细均匀的玻璃管一端封闭。

水平放置时，长L 0＝50cm 的空气柱被水银柱封住，水银柱长h ＝30cm 。

将玻璃管缓慢地转到开口向下和竖直位置，然后竖直插入水银槽，插入后有 h ＝15cm 的水银柱进入玻璃管。

设整个过程中温度始终保持不变，大气压强p 0＝75cmHg 。

求：
插入水银槽后管内气体的压强p 。

参考答案：
5. （单选）“蛟龙号”是我国首台自主研制的作业型深海载人潜水器，如图所
示，它是目前世界上下潜能力最强的潜水器．假设某次海试活动中，“蛟龙号”完成海底任务后竖直上浮，从上浮速度为v 时开始计时，此后“蛟龙号”匀减速上浮，经过时间t 上浮到海面，速度恰好减为零，则“蛟龙号”在t0（t0＜t ）时刻距离海平面的深度为（ ）
．
B ．
vt0（1﹣
）
C ．
D
参考答案：
解：蛟龙号上浮时的加速度大小a=，
根据逆向思维，可知蛟龙号在t0时刻距离海平面的深度h=．
故选：D ．
二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. （5分）一个蓄电池输出电压为12V ，若输出的电能为4.3×106
J ，则它放出的电量为_____________C 。

参考答案：
答案：3.6×105
7. 某半导体激光器发射频率为1014HZ 的激光，激光器的功率为5.0×10-3W 。

普朗克常量h ＝6.63×10-34
J·s，该激光器每秒发出的光子数为___________。

（结果保留三位有效数字）
参考答案：
7.54x1016
8. 1,3,5
某探究学习小组的同学欲以右图装置中的滑块为对象验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙、垫块。

当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态。

若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：
（1）你认为还需要的实验器材有 、 。

(两个)
（2）实验时为了保证滑块（质量为M ）受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量m 应满足的实验条件是 ，实验时首先要做的步骤是 。

（3）在（2）的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M 。

往沙桶中装入适量的细沙，用天
平称出此时沙和沙桶的总质量m 。

让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L 和这两点的速度大小v1与v2（v1< v2）。

则对滑块，本实验最终要验证的数学表达式为 （用题中的字母表示） 。

（4）要探究滑块与沙及沙桶组成的系统机械能是否守恒，如果实验时所用滑块质量为M ，沙及沙桶总质量为m ，让沙桶带动滑块在水平气垫导轨上加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L 和这两点的速度大小v1与v2（v1< v2）。

则最终需验证的数学表达式为 （用题中的字母表示） 。

参考答案：
（1）____天平______ (2分) ______刻度尺____ (2分) （2）_____ m<<M ___(2分) 平衡摩擦力_____ (2分)
（3） (3分)
（4） (3分)
9. 如图所示，边长为L的正方形区域abcd内存在着匀强电场，一个质量为m、电量为q、初速度为v0的带电粒子从a点沿ab方向进入电场，不计重力。

若粒子恰好从c点离开电场，则电场强度E＝______________；粒子离开电场时的动能为______________。

参考答案：
，mv02
10. 用电磁打点计时器、水平木板（包括定滑轮）、小车等器材做“研究小车加速度与质量的关系”的实验。

下图是某学生做该实验时小车即将释放之前的实验装置图，该图中有4处错误，它们分别是：
①___________________________；②___________________________；
③___________________________；④___________________________。

（2）某实验小组设计了如图（a）所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像。

他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a-F图线，如图（b）所示。

滑块和位移传感器发射部分的总质量
m= kg；滑块和轨道间的动摩擦因数μ=（重力加速度g取10m/s2）。

参考答案：
11. 如图所示，AB是一根裸导线，单位长度的电阻为R0，一部分弯曲成半径为r0的圆圈，圆圈导线相交处导电接触良好。

圆圈所在区域有与圆圈平面垂直的均匀磁场，磁感强度为B。

导线一端B点固定，A端在沿BA方向的恒力F作用下向右缓慢移动，从而使圆圈缓慢缩小。

设在圆圈缩小过程中始终保持圆的形状，导体回路是柔软的，在此过程中F所作功全部变为，此圆圈从初始的半径r0到完全消失所需时间T为。

参考答案：
感应电流产生的焦耳热，
12. 2011年11月3日，中国自行研制的神舟八号飞船与天宫一号目标飞行器在距地球343km 的轨道实现自动对接。

神舟八号飞船离地面346.9km处圆轨道速度（选填“大于”或“小于”）离地面200km处圆轨道速度；假设神舟八号在近圆轨道做匀速圆周运动时，离地高度为H，地球表面重力加速度为g，地球半径为R，则神舟八号的运行速度为。

参考答案：
小于，
13. （4分）叫裂变，叫聚变。

参考答案：
原子核被种子轰击后分裂成两块质量差不多的碎块，这样的核反应叫裂变；两个轻核结合成质量较大的核，这样的核反应叫聚变
三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. （简答）如图13所示,滑块A套在光滑的坚直杆上,滑块A通过细绳绕过光滑滑轮连接物块B,B又与一轻质弹贊连接在一起，轻质弹簧另一端固定在地面上,’开始用手托住物块.使绳子刚好伸直处于水平位位置但无张力。

现将A由静止释放.当A下滑到C点时(C点图中未标出)A的速度刚好为零，此时B还没有到达滑轮位置，已知弹簧的劲度系数k=100N/m ,滑轮质量和大小及摩擦可忽略不计，滑轮与杆的水平距离L=0.3m,AC距离为0.4m，m B=lkg,重力加速度g=10 m/s2。

试求：
(1)滑'块A的质量m A
(2)若滑块A质量增加一倍,其他条件不变，仍让滑块A从静止滑到C点,则滑块A到达C
点时A、B的速度大小分别是多少？
参考答案：
（1）（2）（3），
功能关系．解析：（1）开始绳子无张力，对B分析有kx1=m B g，
解得：弹簧的压缩量x1=0.1m（1分）
当物块A滑到C点时，根据勾股定理绳伸出滑轮的长度为0.5 m，则B上升了0.2m,所以弹簧又伸长了0.1m。

（1分）
由A、B及弹簧组成的系统机械能守恒，又弹簧伸长量与压缩量相等则弹性势能变化量为零
所以m A gh1=m B gh2（2分）
其中h1=0.4m，h2=0.2m
所以m A=0.5kg（1分）
（2）滑块A质量增加一倍，则m A=1kg，令滑块到达C点时A、B的速度分别为v1和v2
由A、B及弹簧组成的系统机械能守恒得
（2分）
又有几何关系可得AB的速度关系有 v A cosθ=v B（1分）
其中θ为绳与杆的夹角且cosθ=0.8
解得：（1分）
（1分）
（1）首先由物体静止条件求出弹簧压缩的长度，再根据几何知识求出物体B上升的距离，从而可求出弹簧伸长的长度，然后再根据能量守恒定律即可求解物体A的质量；题（2）的关键是根据速度合成与分解规律求出物体B与A的速度关系，然后再根据能量守恒定律列式求解即可．
15. 质量为m=4kg的小物块静止于水平地面上的A点，现用F=10N的水平恒力拉动物块一段时间后撤去，物块继续滑动一段位移停在B点，A、B两点相距x=45m，物块与地面间的动摩擦因数μ=0.2．g 取10m/s2．求：
（1）撤去力F后物块继续滑动的时间t；
（2）物块在力F作用过程发生的位移x1的大小．
参考答案：
（1）撤去力F后物块继续滑动的时间为3s；
（2）物块在力F作用过程发生的位移x1的大小36m
解：设F作用时间为t1，之后滑动时间为t，前段加速度大小为a1，后段加速度大小为a2
（1）由牛顿第二定律可得：F﹣μmg=ma1
μmg=ma2
且：a1t1=a2t
可得：a1=0.5m/s2，a2=2m/s2，t1=4t
（a1t12+a2t2）=x
解得：t=3s
（2）由（1）可知，力F作用时间t1=4t=12
x1=a1t12= =36 m
答：（1）撤去力F后物块继续滑动的时间为3s；
（2）物块在力F作用过程发生的位移x1的大小36m
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. （08年兰州55中期中）(18分)蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。

一个质量为60kg的运动员，从离水平网面3.2m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0m高处。

已知运动员与网接触的时间为1.2s。

若把这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理，求此力的大小。

(g=10m/s2)
参考答案：
解析：将运动员看作质量为m的质点，从h1高处下落，刚接触网时速度的大小
(向下) (2分)
弹跳后到达的高度为h2，刚离网时速度大小
(向上) (2分)
速度的改变量(向上)
以a表示加速度，t表示接触时间，则
接触过程中运动员受到向上的弹力F和向下的重力mg。

由牛顿第二定律，
F-mg=ma
由以上五式解得， (以上10分)
代入数值得 (4分)
17. 如图所示，质量M＝8 kg的小车放在光滑水平面上，在小车左端加一水平推力F＝8 N。

当小车向右运动的速度达到3 m/s时，在小车右端轻轻地放一个大小不计、质量m＝2 kg的小物块。

小物块与小车间的动摩擦因数μ＝0.2，小车足够长。

g取10 m/s2，则：
(1)放上小物块后，小物块及小车的加速度各为多大；
(2)从小物块放上小车开始，经过t＝3 s小物块通过的位移大小为多少？
参考答案：
解析：(1)小物块的加速度am＝μg＝2 m/s2
18. 水上滑梯可简化成如图所示的模型，斜槽AB和水平槽BC平滑连接，斜槽AB的竖直高度H＝6．0 m，倾角θ＝37°．水平槽BC长d＝2．0 m，BC面与水面的距离h＝0．80 m，人与AB、BC
间的动摩
擦因数均为μ＝0．10．取重力加速度g＝10 m/s2，cos 37°＝0．8，sin 37°＝0．6．一小朋友从滑梯顶端A点无初速地自由滑下，求：
（1）小朋友沿斜槽AB下滑时加速度的大小a；
（2）小朋友滑到C点时速度的大小v；
（3）在从C点滑出至落到水面的过程中，小朋友在水平方向位移的大小x．
参考答案：
解(1)小朋友在斜槽上受力如图所示，根据牛顿第二定律得
解得x＝4．0 m。