2020-2021学年湖北省武汉市张家铺中学高三物理下学期期末试卷含解析一、 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. （单选）如图所示，A、B两物块的质量分别为2m和m，静止叠放在水平地面上A、B间的动摩擦因数为，B与地面间的动摩擦因数为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g现对A施加一水平拉力F，则（）A当F2mg时，A、B都相对地面静止B当F=mg时，A的加速度为gC当F=2mg时，A相对B滑动D无论F为何值，B的加速度不会超过g参考答案：考点：牛顿第二定律；力的合成与分解的运用.专题：牛顿运动定律综合专题分析：根据A、B之间的最大静摩擦力，隔离对B分析求出整体的临界加速度，通过牛顿第二定律求出A、B不发生相对滑动时的最大拉力然后通过整体法隔离法逐项分析解答：解：AB之间的最大静摩擦力为：fmax=mAg=2mg，B与地面间的最大静摩擦力为：fmax=（mA+mB）g=1.5mg，A、当 F2 mg 时，Ffmax，AB之间不会发生相对滑动，但只要拉力大于1.5mg时，B与地面间会发生相对滑动，故A错误；B、当 F=mg 时，Ffmax，AB间会发生相对滑动，由牛顿第二定律有：a=，选项B正确C、当 F=2mg 时，恰好达到最大静摩擦力；AB间会发生相对滑动，A相对B发生滑动，故C正确D、A对B的最大摩擦力为2mg，B受到的地面的最大静摩擦力为3mg，无论F为何值，B都不会发生相对滑动当然加速度更不会超过g，选项D正确故选：BCD点评：本题考查了摩擦力的计算和牛顿第二定律的综合运用，解决本题的突破口在于通过隔离法和整体法求出A、B不发生相对滑动时的最大拉力2. （单选）对于真空中电荷量为q的静止点电荷而言，当选取离点电荷无穷远处的电势为零时，离点电荷距离为r的位置的电势为=kq/r（k为静电力常量）。如图所示，两电荷量大小均为Q的异种点电荷相距为d，现将一质子（电荷量为e）从两电荷连线上的A点沿以负电荷为圆心、半径为R的半圆形轨迹ABC移到C点，在质子从A到C的过程中，系统电势能的变化情况为A减少 B增加C减少 D增加参考答案：A3. “嫦娥二号”探月卫星于2010年10月1日成功发射，目前正在月球上方100km的圆形轨道上运行。已知“嫦娥二号”卫星的运行周期、月球半径、月球表面重力加速度、万有引力恒量G。根据以上信息不可以求出的是 （ ）A卫星所在处的加速度 B月球的平均密度C卫星线速度大小 D卫星所需向心力参考答案：D4. 如图所示，一根弹性良好的橡皮绳固定在同一高度的A、B两点，中间悬挂一 轻质光滑滑轮，滑轮下端挂一质量为m的重物，平衡时橡皮绳之间的夹角为 现把B点水平右移到C点，达到新的平衡（橡皮绳始终在弹性限度内）则移动后相比移动前，下列说法中正确的是 （ ） A重物所受的合力变大 B橡皮绳的弹力变大 C橡皮绳对滑轮的合力变大 D橡皮绳之间的张角变大参考答案：BD5. 绝对真理是不存在的，物理规律总是在一定的范围内成立。如牛顿运动定律的适用范围是 （ ）（A）宏观物体的运动（B）微观粒子的运动（C）宏观物体的低速运动（D）微观粒子的低速运动参考答案：C二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6. 用速度大小为v1的中子轰击静止的碳原子核，结果中子以速度大小v2反向弹回。认为质子、中子质量均为m，以v1的方向为正方向，则轰击前后中子的动量改变量为_；不计其它力的作用，碰后碳原子核获得的初速度为_ 参考答案：.-m(v2+v1)，(v2+v1)/127. 一轻弹簧原长为10 cm，把它上端固定，下端悬挂一重为0.5 N的钩码，静止时它的长度为12 cm，弹簧的劲度系数为 N/m；现有一个带有半径为14 cm的光滑圆弧的物块静止放在水平面上，半径OA水平，OB竖直，右图所示；将上述轻弹簧的一端拴在A点，另一端拴着一个小球，发现小球静止在圆弧上的P点，且BOP=30，则小球重为 N。参考答案：（25；）8. 如图所示，一半径为R的光滑圆环，竖直放在水平向右的的匀强电场中，匀强电场的电场强度大小为E。环上a、c是竖直直径的两端，b、d是水平直径的两端，质量为m的带电小球套在圆环上，并可沿环无摩擦滑动，已知小球自a点由静止释放，沿abc运动到d点时速度恰好为零，由此可知小球所受重力 （选填“大于”、“小于”或“等于”）带电小球所受的静电力。小球在 （选填“a”、“b”、“c”或“d”）点时的电势能最小。参考答案：等于 b题意：自a点由静止释放，沿abc运动到d点时速度恰好为零，说明小球带负电，并且bc弧形中点是速度最大的位置（等效最低点），画出受力分析图，则重力和电场力等大；电场力正功最多时，电势能最小，所有在b点电势能最小。9. 现要验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律。给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面(如图)、小车、计时器一个、米尺。(1)填入适当的公式或文字，完善以下实验步骤(不考虑摩擦力的影响) 让小车自斜面上方一固定点Al从静止开始下滑至斜面底端A2，记下所用的时间t。 用米尺测量Al与A2之间的距离s则小车的加速度a= 。 用米尺测量A1相对于A2的高度h。所受重力为mg，则小车所受的合外力F= 。 改变 ，重复上述测量。 以h为横坐标，1/t2为缎坐标，根据实验数据作图。如能得到一条过原点的直线，则可以验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律。(2)在探究如何消除上述实验中摩擦阻力影响的过程中，某同学设计的方案是： 调节斜面倾角，使小车在斜面上匀速下滑。测量此时A1相对于斜面底端A2的高度h0。 进行(1)中的各项测量。 计算与作图时用（h-h0）代替h。 对此方案有以下几种评论意见： A、方案正确可行。 B、方案的理论依据正确，但利用所给的器材无法确定小车在斜面上是否做匀速运动。 C、方案的理论依据有问题，小车所受摩擦力与斜面倾向有关。 其中合理的意见是 。参考答案：10. 如图所示，某车沿水平方向高速行驶，车厢中央的光源发出一个闪光， 闪光照到了车厢的前、后壁，则地面上的观察者认为该闪光 （选填“先到达前壁”、“先到达后壁”或“同时到达前后壁”），同时他观察到车厢的长度比静止时变 （选填“长”或“短”）了。参考答案：先到达后壁 短11. 如图所示，半圆形玻璃砖半径为 8cm ，使直径 AB 垂直于屏幕并接触于 B 点，当激光束 a 以 i 30 的入射角射向玻璃砖的圆心 O 时，在屏幕上 M 点出现光斑，测得 M 到 B 的距离为8cm 。则玻璃砖的折射率为_。要使激光束不能从 AB面射出，则入射角 i 至少应为 _。参考答案： (1). (2). 45【分析】先根据几何关系求解光线的折射角，然后根据折射定律求解折射率； 要使激光束不能从 AB面射出，则入射角大于临界角，根据求解临界角.【详解】因MB=OB=8cm，可知折射角为r=450，根据光的折射定律可得：；临界角，可得C=450，即要使激光束不能从 AB面射出，则入射角 i 至少应为450.12. （1）在一次探究活动中，某同学用如图（a）所示的装置测量铁块A与放在光滑水平桌面上的金属板B之间的动摩擦因数，已知铁块A的质量mA=1.5，用水平恒力F向左拉金属板B，使其向左运动，弹簧秤示数的放大情况如图所示，g取10m/s2，则A、B间的动摩擦因数= （2）该同学还设计性地将纸带连接在金属板B的后面，通过打点计时器连续打下一些计时点，取时间间隔为0.1s的几个点，如图（b）所示，各相邻点间距离在图中标出.则在打C点时金属板被拉动的速度= m/s.（结果保留两位有效数字）参考答案：（1）0.290.30（3分） （2）0.80（3分）13. 有一列简谐横波在弹性介质中沿x轴正方向以速率v=10m/s传播，某时刻的波形如图所示，把此时刻作为零时刻，质点A的振动方程为y= m.参考答案：由题图读出波长和振幅，由波速公式求出频率，由得出角速度，由于质点A开始时刻向下振动，故将相关数据代入可得答案三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14. 某兴趣小组用如图甲所示实验装置完成探究弹簧弹力和弹簧伸长的关系后做拓展研究。 请根据如下实验过程，完成相关实验内容：(1)将轻质弹簧悬挂于铁架台，测得弹簧原长L0；(2)在弹簧下端拴挂质量为m的钩码，待系统静止时，测得弹簧长度L；(3)当地重力加速度为g，弹簧的劲度系数k=_（用m、g、L0、L表示）；(4)托起钩码使弹簧恢复原长，并由静止释放，测得弹簧拉伸的最大长度L。发现LL，于是进一步探究弹簧两次伸长量x0 = L -L0和 x = L-L0之间的关系；(5)改变钩码个数，重复实验，得到多组x0、x数据，作出xx0图象如图乙所示；(6)由图乙可知 = _，该小组换用不同弹簧进行同样实验，发现的值相同。(7)通过分析，该小组得出了弹簧弹性势能表达式：步骤(2)中，系统静止时，钩码受力平衡有mg =_（用k、x0表示）；步骤(4)中，根据机械能守恒定律，弹簧被拉伸到最长时的弹性势能_（用m、g、x表示）；结合步骤(6)，劲度系数为k的弹簧伸长x时，对应的弹性势能Ep=_（用k、x表示）。参考答案： (1). (3)； (2). (6) 2 (3). (7)kx0； (4). mgx； (5). kx2；【详解】（1）由平衡可得：，解得：；（6）由图乙可知；（7）步骤(2)中，系统静止时，钩码受力平衡有mg = kx0步骤(4)中，根据机械能守恒定律，弹簧被拉伸到最长时的弹性势能等于物体重力势能的减小量，即mgx；劲度系数为k的弹簧伸长x时，对应的弹性势能Ep=mgx=kxx0=kx2.15. 如图所示的实验装置可以探究加速度与物体质量、物体受力的关系小车上固定一个盒子，盒子内盛有沙子沙桶的总质量(包括桶以及桶内沙子质量)记为m，小车的总质量(包括车、盒子及盒内沙子质量)记为M.（木板上表面光滑） (1)验证在质量不变的情况下，加速度与合外力成正比：从盒子中取出一些沙子，装入沙桶中，称量并记录沙桶的总重力mg，将该力视为合外力F，对应的加速度a则从打下的纸带中计算得出多次改变合外力F的大小，每次都会得到一个相应的加速度本次实验中，桶内的沙子取自小车中，故系统的总质量不变