2022-2023学年安徽省芜湖市安徽师范大学附属萃文中学高三物理上学期期末试题含解析

1、2022-2023学年安徽省芜湖市安徽师范大学附属萃文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. （多选）美国费米国家加速器实验室于2008年8月宣布，在对撞实验中发现一种新型粒子欧米伽b重子，这是迄今为止物理学界发现的质量最大的重子这一发现也证实夸克模型是成功的1961年，理论物理学家提出夸克模型，指出重子是由3个夸克组成的亚原子粒子现代物理学认为，夸克共分6种3类：上夸克、下夸克；粲夸克、奇异夸克；顶夸克、底夸克（如下表）质子由两个上夸克加一个下夸克组成，而中子的构成是两个下夸克加一个上夸克，因此人类目前所接触的物质都是

2、由第一类夸克组成的此次对撞实验发现的新型粒子是由2个奇异夸克和1个底夸克组成这是物理学界首次发现由后两类夸克混合组成的重子注：1G=109根据以上信息可以判定：（ ）（A）欧米伽b重子的带电量为e （B）欧米伽b重子的质量是质子质量的250倍（C）欧米伽b重子的质量是中子质量的250倍（D）质量单位GeV/c2可由质能方程Emc2得知1 GeV/c21.781027 kg参考答案：ACDA、欧米伽b重子是由2个奇异夸克和1个底夸克组成；而一个奇异夸克带电量为和1个底夸克带电量为，因此欧米伽b重子的带电量为，故A正确；B、欧米伽b重子是由2个奇异夸克和1个底夸克组成；则一个奇异夸克质量为和1个底

3、夸克带电量为，因此欧米伽b重子质量为，而质子由两个上夸克加一个下夸克组成，则质子的质量为，所以欧米伽b重子的质量是质子质量的312.5倍，故B错误；C、欧米伽b重子是由2个奇异夸克和1个底夸克组成；则一个奇异夸克质量为和1个底夸克带电量为，因此欧米伽b重子质量为，而中子由两个下夸克加一个上夸克，则质子的质量为，所以欧米伽b重子的质量是质子质量的250倍，故C正确；D、由质能方程得：，可知，质量单位GeV/c2，那么，故D正确；故选ACD。2. (多选)某电视台冲关栏目，选手需要抓住固定在支架上的绳子向上攀登，才可冲上领奖台，如图所示如果某选手刚刚匀速攀爬到接近绳子顶端时，突然因抓不住绳子而加速

4、滑下，对该过程进行分析(不考虑脚蹬墙壁的作用)，下述说法正确的是()A上行时，人受到绳子的拉力与重力和摩擦力平衡B上行时，绳子拉力对人做的功等于人重力势能的增加C下滑时，人受到重力大于摩擦力，加速度小于gD下滑时，重力势能的减小大于动能的增加，机械能的减少量等于克服摩擦力做的功参考答案：CD3. 如图所示，闭合电键S，电压表的示数为U，电流表的示数为I，现向左调节滑动变阻器R的触头P，电压表V的示数改变量的大小为U，电流表的示数改变量大小为I，则下列说法正确的是 （ ） A 变大 B 变大C电阻R1的功率变大D电源的总功率变大参考答案：AC4. （单选）如图所示，放在水平桌面上的木块A处于静止

5、状态，所挂的砝码和托盘的总质量0.6kg，弹簧测力计读数为2N，滑轮摩擦不计，若轻轻取走盘中的部分砝码，使总质量减小到0.3kg，将会出现的情况是（g=10m/s2）（）A弹簧测力计的读数将变小BA仍静止不动CA对桌面的摩擦力不变DA所受的合力将要变大参考答案：解：初态时，对A受力分析有：得到摩擦力Ff=F1F2=62=4N，说明最大静摩擦力Fmax4N，当将总质量减小到0.3kg时，拉力为变为3N，物体仍静止，合力仍为零；弹簧测力计的示数不变，故摩擦力变化Ff=1N故ACD错误，B正确5. 汽车正在以 10m/s的速度在平直的公路上匀速前进，在它的正前方x处有一辆自行车以4m/s的速度做同方

6、向的匀速直线运动，汽车立即关闭油门做a = - 6m/s2的匀变速运动，若汽车恰好碰不上自行车，则x的大小为 （ ） A9.67m B3.33m C3m D7m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. 一简谐横波在x轴上传播，t=0时的波形如图甲所示，x=200cm处质点P的振动图线如图乙所示，由此可以确定这列波的波长为 m，频率为 Hz，波速为 m/s，传播方向为 （填“向左”或“向右”）。参考答案：1； 0.5； 0.5；向左7. 一台激光器发光功率为P0，发出的激光在真空中波长为，真空中的光速为，普朗克常量为，则每一个光子的能量为 ；该激光器在时间内辐射的光子数

7、为 。参考答案： hC/ ； P0t/ hc 8. 某兴趣小组在做“探究动能定理”的实验前，提出了以下几种猜想：Wv，Wv2，W。他们的实验装置如下图所示，PQ为一块倾斜放置的木板，在Q处固定一个速度传感器，物块从斜面上某处由静止释放，物块到达Q点的速度大小由速度传感器测得。为探究动能定理，本实验还需测量的物理量是 ；根据实验所测数据，为了直观地通过图象得到实验结论，应绘制 图象。参考答案：物块初始位置到测速器的距离L L-v29. 一电子以4106 m/s的速度沿与电场垂直的方向从A点水平垂直于场 强方向飞入，并从B点沿与场强方向成150的方向飞出该电场，如图所示，则A、B两点的电势差为_V

8、(电子的质量为9.11031 kg，电荷量为1.61019 C)参考答案：136.510. （4分）图示电路中，R112W，R26W，滑动变阻器R3上标有“20W，2A”字样，理想电压表的量程有0-3V和0-15V两档，理想电流表的量程有0-0.6A和0-3A两档。闭合电键S，将滑片P从最左端向右移动到某位置时，电压表、电流表示数分别为2.5V和0.3A；继续向右移动滑片P到另一位置，电压表指针指在满偏的1/3，电流表指针指在满偏的1/4，则此时电流表示数为_A，该电源的电动势为_V。参考答案：0.15，7.5解析：由于题意当“继续向右移动滑片P到另一位置”电压表示数一定大于2.5V，电流表示

9、数一定小于0.3A，再结合电压表指针指在满偏的1/3，电流表指针指在满偏的1/4，可知电压表的量程为0-15V，电流表的量程为0-0.6A，因此当滑片滑到下一位置是电流表的实数为；电压表的示数为5V；由串并联电路规律得：，得 ，由闭合电路欧姆定律得；同理：，得，由闭合电路欧姆定律以上各式联立解得：。11. 如图所示是小英“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验，铜块和木块的大小、形状完全相同，实验时弹簧测力计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动。（1）比较甲、乙两图，可得到的结论是 ；（2）若物体不是做匀速运动，而是做加速直线运动，弹簧测力计读数 摩擦力（填 “等于”或“不等于”）；（3）实际操作时

10、，手拉着弹簧测力计做匀速直线运动是比较困难的，因而测力计的读数不一定等于摩擦力的大小。请你提出一个改进的方法，确保测力计的读数等于摩擦力的大小。你的做法（画图或文字说明） 。参考答案：12. 如图所示，一定质量的理想气体，处在A状态时，温度为tA=27，则在状态B的温度为33气体从状态A等容变化到状态M，再等压变化到状态B的过程中对外所做的功为300J（取1atm=1.0105Pa）参考答案：考点：理想气体的状态方程专题：理想气体状态方程专题分析：由图象可知A和B状态的各个状态参量，根据理想气体的状态方程可以求得在B状态时气体的温度，在等压变化的过程中，封闭气体的压力不变，根据功的公式W=FL

11、可以求得气体对外做功的大小解答：解：由图可知，对于一定质量的理想气体，在A状态时，PA=2.5atm，VA=3L，TA=27+273=300K在B状态时，PB=1atm，VB=6L，TB=？根据理想气体的状态方程可得=代入数据解得 TB=240k=33C 气体从状态A等容变化到状态M的过程中，气体的体积不变，所以此过程中不对外部做功，从状态M等压变化到状态B的过程中，封闭气体的压强不变，压力的大小为F=PS，气体对外做的功的大小为W=FL=PS?L=PV=1.0105Pa（63）103=300J故答案为：33C，300J点评：根据图象，找出气体在不同的状态下的状态参量，根据理想气体状态方程计算

12、即可，在计算做功的大小的时候，要注意A到M的过程，气体的体积不变，气体对外不做功只在M到B的等压的过程中对外做功13. 如图甲所示，两个平行金属板P、Q竖直放置，两板间加上如图乙所示的电压。t=0时，Q板比P板电势高5V，此时在两板的正中央M点有一个电子仅受电场力作用从静止开始运动，假设电子始终未与两板相碰。在0t810-10 s的时间内，这个电子处于M点的右侧、速度向左且逐渐减小的时间范围是 。参考答案： 6*10-10s t 8*10-10s 三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14. （09年大连24中质检）（选修33）（5分）在图所示的气缸中封闭着温度为100的理想气体

13、一重物用绳索经滑轮与缸中活塞相连接重物和活塞均处于平衡状态，这时活塞离缸底的高度为20 cm如果缸内气体变为0，问： 重物是上升还是下降？说明理由。这时重物将从原处移动多少厘米？（设活塞与气缸壁问无摩擦）（结果保留一位小数）参考答案： 解析： 缸内气体温度降低，压强减小，故活塞下移，重物上升。（2分）分析可知缸内气体作等压变化，设活塞截面积为S2，气体初态体积V1=20S3，温度T1=373K，末态温度T2=273K，体积设为V2=hS3（h为活塞到缸底的距离） 据 （1分） 可得h=14.6 则重物上升高度 （1分）15. (3-5模块) (5分) 有两个质量为m的均处于基态的氢原子A、B，

14、A静止，B以速度v0与之发生碰撞己知：碰撞前后二者的速度均在一条直线上，碰撞过程中部分动能有可能被某一氢原子吸收。从而该原子由基态跃迁到激发态，然后，此原子向低能级态跃迁，并发出光子如欲碰后发出一个光子，则速度v0至少需要多大？己知氢原子的基态能量为E1 (E10)。参考答案：解析：，-(1分)，-(1分)，-(1分)-(2分)四、计算题：本题共3小题，共计47分16. 如图所示，若将A、B两个光滑带电小球静止放在无阻力的水平管道内，其中A的质量为M，B的质量为m，（Mm）开始时两球之间相距很远，现在给A一个初速度v，让其向右运动 已知两球之间由于带同种电荷会相互排斥，选取无穷远为参考面，两带

15、电小球的电势能为，其中K 为已知常数，r为两球之间的距离问：（1）若两个带电小球逐渐靠近，带电小球A的电势能如何变化？（2）如果A不会超过B，计算A、B间的最小距离？（3）若让A能够超过B，求B最终的速度？（用图示或公式分析都可以）参考答案：解：（1）两带电小球逐渐靠近，电场力做负功，A带电小球的电势能逐渐增大，（2）AB运动过程中，系统动量守恒，以向右为正，根据动量守恒有：Mv=（M+m）v共解得：v共=如果A球不会超过B，=，解得：（3）由动量守恒和能量守恒得：会有两个解，舍去碰撞解，最后等效一个完全弹性碰撞，最终B的速度 v=0 答：（1）若两个带电小球逐渐靠近，A带电小球的电势能逐渐增

16、大；（2）如果A不会超过B，A、B间的最小距离为；（3）若让A能够超过B，B最终的速度为0【考点】动量守恒定律；机械能守恒定律【分析】（1）根据电场力做功的正负判断电势能的变化；（2）AB运动过程中，系统动量守恒，如果A球不会超过B，电势能和初动能全部转化为两者的动能，根据动量守恒定律以及能量守恒定律列式求解；（3）由动量守恒和能量守恒列式分析即可17. 如图所示，BCDG是光滑绝缘的圆形轨道，位于竖直平面内，轨道半径为R， 下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中 现有一质量为m、带正电的小滑块（可视为质点）置于水平轨道上，滑块受到的电场力大小为，滑块与水平轨道间的

17、动摩擦因数为0.5，重力加速度为g（1）若滑块从水平轨道上距离B点s=3R的A点由静止释放，滑块到达B点时速度为多大？ （2）在（1）的情况下，求滑块到达C点时的速度大小和受到轨道的作用力大小；（3）改变s的大小，使滑块恰好始终沿轨道滑行，且从G点飞出轨道，求滑块在圆轨道上滑行过程中的最小速度大小参考答案：（1）设滑块到达B点时的速度为v，由动能定理有 而 解得 （2）设滑块到达C点时速度为，受到轨道的作用力大小为F，则 得： 解得 （3）要使滑块恰好始终沿轨道滑行，则滑至圆轨道DG间某点，由电场力和重力的合力提供向心力，此时的速度最小（设为vn），则有 解得 18. 如图所示，光滑半圆形轨道处于竖直平面内，半圆轨道与光滑的水平地面相切于半圆的端点A。一质量为m的小球在水平地面上的C点受水平向左的恒力F由静止开始运动，当运动到A点时撤去恒力F，小球沿竖