2021年湖北省武汉市二十六中学高三物理期末试卷含解析

2021年湖北省武汉市二十六中学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.（多选）如图所示为用绞车拖物块的示意图．拴接物块的细线被缠绕在轮轴上，轮轴逆时针转动从而拖动物块．已知轮轴的半径R=0.5m，细线始终保持水平；被拖动物块质量m=1kg，与地面间的动摩擦因数μ=0.5；轮轴的角速度随时间变化的关系是ω=2trad/s，g=10m/s2．以下判断正确的是（）A．物块做匀速运动B．物块做匀加速直线运动，加速度大小是1m/s2C．绳对物块的拉力是5ND．绳对物块的拉力是6N参考答案：考点：牛顿第二定律；线速度、角速度和周期、转速．专题：牛顿运动定律综合专题．分析：由物块速度v=ωR=at，可得物块运动的加速度，结合牛顿第二定律即对物块的受力分析可求解绳子拉力解答：解：A、B、由题意知，物块的速度v=ωR=2t×0.5=1t又v=at故可得：a=1m/s2，故A错误，B正确；C、D、由牛顿第二定律可得：物块所受合外力F=ma=1NF=T﹣f，地面摩擦阻力f=μmg=0.5×1×10=5N故可得物块受力绳子拉力T=f+F=5+1=6N，故C错误，D正确故选：BD点评：本题关键根据绞车的线速度等于物块运动速度从而求解物块的加速度，根据牛顿第二定律求解．2.如图所示，物体P置于水平面上，用轻细线跨过质量不计的光滑定滑轮连接一个重力G=10N的重物，物体P向右运动的加速度为；若细线下端不挂重物，而用F=10N的力竖直向下拉细线下端，这时物体P的加速度为，则A．

B．C．

D．条件不足，无法判断参考答案：A解析：3.关于静电场，下列说法正确的是

（

）

A．电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关

B．无论是正电荷还是负电荷，只要静电力做正功电势能一定减小

C．电势越高的位置，电荷的电势能越大

D．在等势面上，电场强度处处相等参考答案：B4.如图所示，将一轻弹簧固定在倾角为30°的斜面底端，现用一质量为m的物体将弹簧压缩锁定在A点，解除锁定后，物体将沿斜面上滑，物体在运动过程中所能到达的最高点B距A点的竖直高度为h，物体离开弹簧后沿斜面向上运动的加速度大小等于重力加速度g。则下列说法正确的是A．弹簧的最大弹性势能为mghB．物体从A点运动到B点的过程中系统损失的机械能为mghC．物体的最大动能等于弹簧的最大弹性势能D．物体最终静止在B点参考答案：BD根据能量守恒，在物块上升到最高点的过程中，弹性势能变为物块的重力势能mgh和内能，故弹簧的最大弹性势能应大于mgh，故A错误。物体离开弹簧后沿斜面向上运动的加速度大小等于重力加速度g，由牛顿第二定律得物块所受沿斜面向下的合力为，F=mg，而重力沿斜面向下的分量为mgsin30°=mg，可知，物块必定受到沿斜面向下的摩擦力为f=mg，摩擦力做功等于物体从A点运动到B点的过程中系统损失的机械能，Wf=f=mgh，故B正确。物体动能最大时，加速度为零，此时物块必定沿斜面向上移动了一定距离，故损失了一部分机械能，所以动能小于弹簧的最大弹性势能，故C错误。由于物体到达B点后，瞬时速度为零，此后摩擦力方向沿斜面向上，与重力沿斜面向下的分力相抵消，物块将静止在B点，故D正确。故选BD。5.（多选）图甲中的AB是一个点电荷电场中的电场线，图乙则是放在电场线上a、b处的试探电荷所受电场力太小与电荷量间的函数图象，由此可判定：(

)A．若场源是正电荷，位于A侧B．若场源是正电荷，位于B侧C．若场源是负电荷，位于A侧D．若场源是负电荷，位于B侧参考答案：AC二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.图示为简单欧姆表原理示意图，其中电流表的偏电流=300A,内阻Rg=100，可变电阻R的最大阻值为10k，电池的电动势E=1.5V,内阻r=0.5，图中与接线柱A相连的表笔颜色应是

色，接正确使用方法测量电阻Rx的阻值时，指针指在刻度盘的正中央，则Rx=

k.若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述Rx其测量结果与原结果相比较

（填“变大”、“变小”或“不变”）。参考答案：红；5；变大7.在“研究平抛物体运动”的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L=1.25cm。若小球在平抛运动途中的几个位置中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为vo=（用L、g表示），]其值是（取g=9.8m/s2），小球在b点的速率是。（结果都保留两位有效数字）参考答案：

0.70m/s

0.88m/s8.一船在静水中的划行速率为5m/s，要横渡一条宽30m、流速为4m/s的河流，此船渡河的最短时间为

s，此船渡河的最短航程为

m.参考答案：9.某探究学习小组的同学欲探究恒力做功与物体动能变化的关系，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到打点计时器以及学生电源、天平、刻度尺、导线、复写纸、纸带、小桶和沙子若干。并将小车连接上纸带，用细线通过滑轮挂上小沙桶。

（1）某同学的实验步骤如下：用天平称量小车的质量M和沙与桶的总质量m。让沙桶带动小车加速运动，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，算出这两点的速度v1与v2。

①本实验装置图（准备放开小车时刻）中有什么缺点或错误？②要完成本实验，还缺哪些重要实验步骤？

③本实验认为小车所受合外力等于沙桶重力，则应控制的实验条件是什么？

。

（2）在实验操作正确的前提下，若挑选的一条点迹清晰的纸带如下图所示，已知相邻两个点间的时间间隔为T，从A点到B、C、D、E、F点的距离依次为s1、s2、s3、s4、s5（图中未标s3、s4、s5），则由此可求得纸带上由B点到E点所对应过程中，合外力对小车所做的功W=____；该小车动能改变量的表达式为△EK=

（结果用题中已知物理量的符号表示）；若满足

．则动能定理得证。参考答案：10.（4分）在桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥的轴（图中虚线）与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，如图所示。有一半径为r的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合。已知玻璃的折射率为1.5，则光束在桌面上形成的光斑半径为

。参考答案：

2r11.在探究弹簧振子（如图在一根轻质弹簧下悬挂质量为m的重物，让其在竖直方向上振动）振动周期T与物体质量m间的关系的实验中：(1)如图，某同学尝试用DIS测量周期，把弹簧振子挂在力传感器的挂钩上，图中力传感器的引出端A应接到__________．使重物做竖直方向小幅度振动，当力的测量值最大时重物位于__________．若测得连续N个力最大值之间的时间间隔为t，则重物的周期为__________．(2)为了探究周期T与质量m间的关系，某同学改变重物质量，多次测量，得到了下表中所示的实验数据。为了得到T与m的明确关系，该同学建立了右下图的坐标系，并将横轴用来表示质量m，请在图中标出纵轴表示的物理量，然后在坐标系中画出图线。(3)周期T与质量m间的关系是

参考答案：（1）数据采集器（1分），最低点（1分），（2分）（2）如右图（2分）（3）振动周期T的平方与重物的质量m成正比。（或者：T2∝m，T2=0.20m，T2=km）（2分）12.在“研究匀变速直线运动”的实验中，电磁打点计时器使用

（选填“直流”或“交流”）电源，若电源频率为50Hz，则它每隔

秒打一次点．如果每隔5个点取一个计数点，那么相邻计数点间的时间间隔是

．参考答案：交流，0.02，0.12s【考点】探究小车速度随时间变化的规律．【分析】解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项．【解答】解：电磁打点计时器是使用交流电源的计时仪器，当电源的频率为50Hz时，它每隔0.02s打一次点．如果每隔5个点取一个计数点，相邻两个计数点时间间隔为6×0.02s=0.12s故答案为：交流，0.02，0.12s13.如图所示，水平设置的三条光滑平行金属导轨a、b、c位于同一水平面上，a与b、b与c相距均为d=1m，导轨ac间横跨一质量为m=1kg的金属棒MN，棒与三条导轨垂直，且始终接触良好。棒的电阻r=2Ω，导轨的电阻忽略不计。在导轨bc间接一电阻为R=2Ω的灯泡，导轨ac间接一理想电压表。整个装置放在磁感应强度B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下。现对棒MN施加一水平向右的拉力F，使棒从静止开始运动。若施加的水平外力功率恒定，且棒达到稳定时的速度为1.5m/s，则水平外力的功率为

W，此时电压表读数为

V。参考答案：三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某学习小组为了测小电动机的内阻，进行了如下的实验：①测得滑块的质量为5.0kg；②将滑块、打点计时器和纸带安装在水平桌面上，如图甲所示；③接通打点计时器（其打点周期为0.02s）；④电动机以额定功率通过水平细绳牵引滑块运动，达到最大速度时，输入电动机电流为0.5A，电动机两端电压为36V，一段时间后关闭电源并立即制动电动机，待滑块静止时再关闭打点计时器（设小车在整个过程中所受的阻力恒定）。在关闭电源前后，打点计时器在纸带上打出的部分点迹如图乙所示。请你分析纸带的数据，回答下列问题：（计算结果保留二位有效数字）①、该滑块达到的最大速度为_________________m/s；②、关闭电源后，滑块运动的加速度大小为_______________m/s2;③、该电动机的内阻为____________Ω。参考答案：①、1.5m/s（2分）

②、2.0m/s2（3分）

③、12Ω15.如图所示，某小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的分

解．A、B为两个相同的双向力传感器，该型号传感器在受到拉力时读数为正，受到压力时读数为负．A连接质量不计的细绳，可沿固定的板做圆弧形移动．B固定不动，通过光滑铰链连接长0.3m的杆．将细绳连接在杆右端O点构成支架．保持杆在水平方向，按如下步骤操作：①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB＝θ

②对两个传感器进行调零③用另一绳在O点悬挂一个钩码，记录两个传感器读数④取下钩码，移动传感器A改变θ角重复上述实验步骤，得到表格.F11.0010.580…1.002…F2－0.868－0.291…0.865…θ30°60°…150°…

根据表格A传感器对应的是表中力________(选填“F1”或“F2”)．钩码质量为________kg(保留一位有效数字)．参考答案：F1

0.05四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，△ABC为一直角三棱镜的截面，其顶角∠BAC=30°，AB边的长度为L，P为垂直于直线BCD的光屏，P屏到C的距离为L．一宽度也为L的平行单色光束垂直射向AB面，在屏上形成一条宽度等于AB的光带，已知光速为c，求：Ⅰ．棱镜的折射率；Ⅱ．沿BC边入射的光线从照射到玻璃砖到射到屏P上所用的时间．参考答案：解：（1）平行光束经棱镜折射后的出射光束仍是平行光束，如下图所示．图中θ1、θ2为AC面上入射角和折射角，根据折射定律，有nsinθ1=sinθ2，设出射光线与水平方向成α角，则θ2=θ1+α

而AC1=BC=ABtan∠BAC；

可得：tanα===．

解得α=30°，因θ1=30°则有θ2=60°，因此n==（2）由上图可知，光线在玻璃中传播时间t1=；而在空气中传播时间t2=；因此所用的时间t=t1+t2==答：（1）棱镜的折射率；（2）沿BC边入射的光线从照射到玻璃砖到射到屏P上所用的时间．【考点】光的折射定律．【专题】光的折射专题．【分析】平行光束垂直射向AB面方向不变，在AC面发生折射，作出光路图．根据几何知识求出AC面上的入射角和折射角，再由折射定律求解折射率n；根据传播距离与速度的比值，求得在玻璃中与空气中时间，两者之和即可求解．17.如图所示，在倾角为37°的固定斜面上，有一个质量为5kg的物体静止放在斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为0.8。g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：(1)物体对斜面的压力；(2)物体所受的摩擦力；

(3)若用原长为L0=10cm，劲度系数为3.1×103N/m的弹簧沿斜面向上拉物体，使之向上匀速运动，则弹簧的最终长度L是多少？

参考答案：(1)物体静止在斜面上受力分析如右图所示，则物体受到斜面的支持力为：N＝mgcos37°＝40N

(2分)

方

向：垂直斜面向上

(1分)根据牛顿第三定律，