2021年湖北省宜昌市楊守敬中學(xué)高三物理下學(xué)期期末試題含解析

2021年湖北省宜昌市楊守敬中學(xué)高三物理下學(xué)期期末試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.如圖所示，在粗糙水平地面上放著一個(gè)截面為四分之一圓弧的柱狀物體A，A的左端緊靠豎直墻，A與豎直墻之間放一光滑圓球B，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，若把A向右移動(dòng)少許后，它們?nèi)蕴幱陟o止?fàn)顟B(tài)，則（）A．B對(duì)墻的壓力增大 B．A與B之間的作用力增大C．地面對(duì)A的摩擦力減小 D．A對(duì)地面的壓力減小參考答案：C【考點(diǎn)】共點(diǎn)力平衡的條件及其應(yīng)用；物體的彈性和彈力．【分析】對(duì)小球進(jìn)行受力分析，根據(jù)A物體移動(dòng)可得出小球B受A支持力方向的變化，由幾何關(guān)系可得出各力的變化，對(duì)整體進(jìn)行分析可得出水平向上摩擦力及豎直向上的壓力的變化．【解答】解：對(duì)小球B受力分析，作出平行四邊形如圖所示：A滑動(dòng)前，B球受墻壁及A的彈力的合力與重力大小相等，方向相反；如圖中實(shí)線所示；而將A向外平移后，B受彈力的方向?qū)⑸弦?，如虛線所示，但B仍受力平衡，由圖可知A球?qū)的彈力及墻壁對(duì)球的彈力均減?。还蔄錯(cuò)誤，B錯(cuò)誤；以AB為整體分析，水平方向上受墻壁的彈力和地面的摩擦力而處于平衡狀態(tài)，彈力減小，故摩擦力減小，故C正確；豎直方向上受重力及地面的支持力，兩物體的重力不變，故A對(duì)地面的壓力不變，故D錯(cuò)誤；故選：C．2.如圖所示，在邊長(zhǎng)為a的等邊三角形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，其方向垂直紙面向外，一個(gè)邊長(zhǎng)也為a的等邊三角形導(dǎo)線框架EFG正好與上述磁場(chǎng)區(qū)域的邊界重合，現(xiàn)使導(dǎo)線框以周期T繞其中心O點(diǎn)在紙面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)導(dǎo)線框轉(zhuǎn)到圖中虛線位置，則在這時(shí)間內(nèi)

（

）A．平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小等于B．平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小等于C．順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)感應(yīng)電流方向?yàn)镋→F→G→ED．逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)感應(yīng)電流方向?yàn)镋→G→F→E參考答案：AC3.如圖所示，在豎直平面內(nèi)有水平向右、場(chǎng)強(qiáng)為1×104N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)。在勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一根長(zhǎng)2m的絕緣細(xì)線，一端固定在O點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量為0.08kg的帶電小球，它靜止時(shí)懸線與豎直方向成37°角。若小球獲得一定初速度后恰能繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，取小球在靜止時(shí)的位置為電勢(shì)能零點(diǎn)和重力勢(shì)能零點(diǎn)，cos37°＝0.8，g＝10m/s2．下列說(shuō)法正確的是（）A.小球的電荷量q＝6×10﹣5CB.小球在c點(diǎn)的動(dòng)能最小，且為1JC.小球在b點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能最小D.小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電勢(shì)能和機(jī)械能之和保持不變，且為5J參考答案：AD【詳解】小球靜止時(shí)懸線與豎直方向成37°角，受重力、拉力和電場(chǎng)力，三力平衡，根據(jù)平衡得：mgtan37°＝qE，解得：，故A正確；小球恰能繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，在等效最高點(diǎn)b速度最小，根據(jù)牛頓第二定律得：；最小動(dòng)能為：，故B錯(cuò)誤；根據(jù)能量守恒定律，電勢(shì)能與機(jī)械能之和不變，所以機(jī)械能最小的位置是電勢(shì)能最大的位置，根據(jù)電場(chǎng)力做功最多的過(guò)程，即與O點(diǎn)等高的最左的位置a點(diǎn)，故C錯(cuò)誤；選最低點(diǎn)為零勢(shì)能點(diǎn)，求A點(diǎn)的電勢(shì)能和重力勢(shì)能加上動(dòng)能就是能量之和為：E＝Ek+Ep+Ep′＝1J+mg×2Lcos37°+Eq×2Lsin37°＝5J，故D正確。4.國(guó)將開展空氣中PM2.5濃度的監(jiān)測(cè)工作.PM2.5是指空氣中直徑小于2.5微米的懸浮顆粒物，其漂浮在空中做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，很難自然沉降到地面，吸入后會(huì)進(jìn)入血液對(duì)人體形成危害.礦物燃料燃燒的排放是形成PM2.5的主要原因.下列關(guān)于PM2.5的說(shuō)法中不正確的是

A．溫度越高，PM2.5的運(yùn)動(dòng)越激烈B．PM2.5在空氣中的運(yùn)動(dòng)屬于分子熱運(yùn)動(dòng)C．周圍大量分子對(duì)PM2.5碰撞的不平衡使其在空中做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)D．倡導(dǎo)低碳生活減少化石燃料的使用能有效減小PM2.5在空氣中的濃度參考答案：B5.如圖所示，用一根細(xì)線OB把電燈拉至圖中位置，電線OA與天花板夾角為60o。若要使細(xì)線OB所受拉力最小，則細(xì)繩OB與OA的夾角應(yīng)為A、60o

B、30o

C、120o

D、90o參考答案：C二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.一個(gè)中子與某原子核發(fā)生核反應(yīng),生成一個(gè)氘核,其核反應(yīng)方程式為_________________.該反應(yīng)放出的能量為Q,則氘核的比結(jié)合能為_____________________參考答案：；7.從地面豎直上拋的小球，空氣阻力不計(jì)，在拋出后的時(shí)刻t1和時(shí)刻t2的位移相同，則它拋出時(shí)的初速度大小為，在時(shí)刻t1時(shí)離地面的高度為．參考答案：解：根據(jù)豎直上拋運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性，時(shí)刻到最高點(diǎn)的時(shí)間從拋出點(diǎn)到最高點(diǎn)的時(shí)間拋出時(shí)的初速度時(shí)刻離地面的高度=故答案為：8.如圖所示，AB為勻質(zhì)桿，其重為G，它與豎直墻面成角；BC為支撐AB的水平輕桿，A、B、C三處均用鉸鏈連接且位于同一豎直平面內(nèi)。則BC桿對(duì)B端鉸鏈的作用力大小為_______,AB桿對(duì)A端鉸鏈的作用力與豎直方向夾角_______角(選填“大于”、“等于”或“小于”)。參考答案：、小于9.如右圖所示是利用閃光照相研究平拋運(yùn)動(dòng)的示意圖。小球A由斜槽滾下，從桌邊緣水平拋出，當(dāng)它恰好離開桌[邊緣時(shí)，小球B也同時(shí)下落，用閃光相機(jī)拍攝的照片中B球有四個(gè)像，相鄰兩像間實(shí)際下落距離已在圖中標(biāo)出，單位cm，如圖所示。兩球恰在位置4相碰。則兩球經(jīng)過(guò)

s時(shí)間相碰，A球離開桌面時(shí)的速度為

m/s。(g取10m/s2)參考答案：

0.4

s;

1.5

m/s10.地球半徑為R，衛(wèi)星A、B均環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其中衛(wèi)星A以第一宇宙速度環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)，衛(wèi)星B的環(huán)繞半徑為4R，則衛(wèi)星A與衛(wèi)星B的速度大小之比為________；周期之比為________。參考答案：2∶1；1∶8 11.為了用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)定木塊A和長(zhǎng)木板B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ，甲、乙兩同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如圖所示的甲、乙兩個(gè)試驗(yàn)方案．（1）為了用某一彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)表示A和B之間的滑動(dòng)摩擦力大小，你認(rèn)為方案甲更易于操作．簡(jiǎn)述理由因?yàn)榧追桨咐緣K時(shí)不需要?jiǎng)蛩倮瓌?dòng)．（2）若A和B的重力分別為100N和150N，當(dāng)甲中A被拉動(dòng)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)a示數(shù)為60N，b示數(shù)為110N，則A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4．參考答案：考點(diǎn)：探究影響摩擦力的大小的因素．專題：實(shí)驗(yàn)題．分析：（1）實(shí)驗(yàn)中我們是根據(jù)拉力與摩擦力是一對(duì)平衡力的原理，才通過(guò)測(cè)力計(jì)讀出摩擦力大小的，因此，在操作時(shí)要保持物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，這也是實(shí)驗(yàn)操作中較難保持的地方，方案甲很好地解決了這一問(wèn)題；（2）根據(jù)公式f=μN(yùn)可對(duì)動(dòng)摩擦因數(shù)進(jìn)行計(jì)算，但關(guān)鍵是要分析出摩擦力f的大?。獯穑航猓海?）由圖示實(shí)驗(yàn)可知，甲方案中拉動(dòng)物體A，不需要控制物體A做勻速直線運(yùn)動(dòng)，且彈簧測(cè)力計(jì)靜止，便于彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)；乙方案中用彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)A，需要控制A做勻速直線運(yùn)動(dòng)，難于控制A做勻速直線運(yùn)動(dòng)，另一當(dāng)面彈簧測(cè)力計(jì)是運(yùn)動(dòng)的，難于準(zhǔn)確讀數(shù)，因此甲方案更易于操作．（2）由題意可知，在甲方案中，兩物體接觸面受到的壓力等于B的重力，即N=150N，彈簧測(cè)力計(jì)a的示數(shù)等于兩物體接觸面間摩擦力的大小，即f=60N．由公式f=μN(yùn)得，動(dòng)摩擦因素μ===0.4．故答案為：（1）甲；因?yàn)榧追桨咐緣K時(shí)不需要?jiǎng)蛩倮瓌?dòng)；（2）0.4．點(diǎn)評(píng)：本題考查了作用力與反作用力、平衡力的關(guān)系，并且要判斷在不同的情況下接觸面受到的正壓力的大小，特別是注意根據(jù)給出的各個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，分析判斷出要用哪一個(gè)數(shù)據(jù)，是解答本題的難點(diǎn)，這對(duì)于學(xué)生有一定的迷惑性．12.（3分）一電子具100eV的動(dòng)能、從A點(diǎn)垂直電場(chǎng)線方向飛入勻強(qiáng)電場(chǎng)，當(dāng)從B點(diǎn)飛出時(shí)與場(chǎng)強(qiáng)方向恰成150°，如圖所示，則A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為______V。參考答案：

30013.一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，在t=0時(shí)刻波剛好傳播到x=6m處的質(zhì)點(diǎn)A，如圖所示，已知波的傳播速度為48m/s．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：①?gòu)膱D示時(shí)刻起再經(jīng)過(guò)

s，質(zhì)點(diǎn)B第一次處于波峰；②寫出從圖示時(shí)刻起質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)方程為

cm．參考答案：①0.5（2分）②(cm)（2分）試題分析：①根據(jù)波的傳播原理，是質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)形式在介質(zhì)里勻速傳播，x=0m，處的質(zhì)點(diǎn)處于波峰位置，所以當(dāng)它的振動(dòng)形式傳播到B點(diǎn)時(shí)，B點(diǎn)第一次出現(xiàn)在波峰，用時(shí)；②由圖知質(zhì)點(diǎn)A在t=o時(shí)刻處于平衡位置且向下振動(dòng)，，，所以質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)方程為(cm)?？键c(diǎn)：本題考查機(jī)械波的傳播三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.在“描繪標(biāo)有‘9V，5W’小燈泡伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中，要求測(cè)量從0V到9．0V的電壓下通過(guò)小燈泡的電流，實(shí)驗(yàn)室提供了下列器材

A．電流表A1（量程100mA，內(nèi)阻1Ω）

B．電流表A2（量程0．6A，內(nèi)阻0．3Ω）

C．電壓表V1（量程3．0V，內(nèi)阻3kΩ）

D．電壓表V2（量程15．0V，內(nèi)阻10kΩ）E．滑動(dòng)變阻器R1（最大阻值為50Ω）

F．滑動(dòng)變阻器R2（最大阻值為500Ω）G．電源E（電動(dòng)勢(shì)15V，內(nèi)阻忽略）

H．電鍵、導(dǎo)線若干

（1）為了提高測(cè)量準(zhǔn)確度和有效性，應(yīng)選擇的器材為（只需填寫器材前面的字母即可）電流表

；電壓表

；滑動(dòng)變阻器

。

（2）下列給出的測(cè)量電路圖甲中，最合理的是

。（3）某同學(xué)已連接好的電路如圖乙，其中兩個(gè)不當(dāng)之處是①

②

（4）某同學(xué)用正確的方法分別測(cè)得兩只燈泡L1和L2的伏安特性曲線如圖丙中Ⅰ和Ⅱ所示。然后又將燈泡L1、L2分別與電池組連成如圖丁所示電路。測(cè)得通過(guò)L1和L2的電流分別為0．30A和0．60A，則電池組的電動(dòng)勢(shì)為

V，內(nèi)阻為Ω（數(shù)值取到小數(shù)點(diǎn)下一位）。參考答案：（1）B

D

E

（2）B

（3）①電鍵閉合

②滑動(dòng)變阻器滑片位置在中間

（4）9．6——10．4V

6．0——8．0Ω15.

因?yàn)槭诌厸]有天平,小王同學(xué)思考如何利用一已知?jiǎng)哦认禂?shù)為k的彈簧和長(zhǎng)度測(cè)量工具來(lái)粗測(cè)一小球的質(zhì)量,他從資料上查得彈簧的彈性勢(shì)能

(其中x為彈簧形變量)后,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):將彈簧一端固定在水平桌面上,另一端緊靠小球,彈簧原長(zhǎng)時(shí)小球恰好在桌邊,然后壓縮彈簧并測(cè)得壓縮量x,釋放彈簧,小球飛出后落在水平地面上,測(cè)出桌高h(yuǎn)以及落點(diǎn)到桌邊沿的水平距離s．(1)小球質(zhì)量的表達(dá)式為:

．（4分）(2)如果桌面摩擦是本次實(shí)驗(yàn)誤差的主要因素,那么小球質(zhì)量的測(cè)量值將

（2分）(填“偏大”、“偏小”或“準(zhǔn)確”)．

參考答案：

⑴；⑵偏大

解析:⑴由題意知:,平拋過(guò)程有:聯(lián)立三式解得:⑵桌面摩擦使得小球飛出速度偏小,據(jù),

知的測(cè)量值偏大.

四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，實(shí)線和虛線分別是沿x軸傳播的一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0和t=0.06s時(shí)刻的波形圖。已知在t=0時(shí)刻，x=l.5m處的質(zhì)點(diǎn)向y軸正方向運(yùn)動(dòng)。（1）判斷該波的傳播方向；（2）求該波的最小頻率：（3）若3T<t<4T，求該波的波速。參考答案：17.如圖所示，區(qū)域Ⅰ中有豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E；區(qū)域Ⅱ內(nèi)有垂直紙面向外的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B；區(qū)域Ⅲ中有垂直紙面向里的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為2B。一質(zhì)量為m、帶電量為q的帶負(fù)電粒子（不計(jì)重力）從左邊界O點(diǎn)正上方的M點(diǎn)以速度v0水平射入電場(chǎng)，經(jīng)水平分界線OP上的A點(diǎn)與OP成60°角射入Ⅱ區(qū)域的磁場(chǎng)，并垂直豎直邊界CD進(jìn)入Ⅲ區(qū)域的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。

求：（1）粒子在Ⅱ區(qū)域勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑；（2）O、M間的距離；（3）粒子從第一次進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅲ到離開區(qū)域Ⅲ所經(jīng)歷的時(shí)間t3。參考答案：解：（1）粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)粒子過(guò)A點(diǎn)時(shí)速度為v，由類平拋規(guī)律知

①

（3分）粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得：

②

（1分）所以

③

（2分）（2）設(shè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1，加速度為a，則有

④

（2分）

⑤

（2分）即

⑥

O、M兩點(diǎn)間的距離為⑦

（2分）（3）設(shè)粒子在Ⅲ區(qū)域磁場(chǎng)中運(yùn)行時(shí)間為t3，粒子在Ⅲ區(qū)域磁場(chǎng)中運(yùn)行為T3，則：

⑧

（2分）由①②式可得：⑨（1分）則：

⑩

（2分）Ks5u由⑩式可得：（1分）Ks5u18.半徑R=40cm豎直放置的光滑圓軌道與水平直軌道相連接（如圖所示）．質(zhì)量m=50g的小球A以一定的初速度由直軌道向左運(yùn)動(dòng)，并沿圓軌道的內(nèi)壁沖上去．如果A經(jīng)過(guò)N點(diǎn)時(shí)的速度V1=6m/s，A經(jīng)過(guò)軌道最高點(diǎn)M后作平拋運(yùn)動(dòng)，平拋的水平距離為1.6m．求：（1）小球經(jīng)過(guò)M時(shí)速度多大；（2）小球經(jīng)過(guò)M時(shí)對(duì)軌道的壓力多大；（3）小球從N點(diǎn)滑到軌道最高點(diǎn)M的過(guò)程中克服摩擦力做的功是多少．（g=10m/s2）參考答案：考點(diǎn)：動(dòng)能定理的應(yīng)用；平拋運(yùn)動(dòng)．專題：動(dòng)能定理的應(yīng)用專題．分析：（1）小球從M后作平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的基本公式