2022-2023学年福建省南平市小湖中学高三物理下学期期末试卷含解析

2022-2023学年福建省南平市小湖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1.2011年9月29日晚21时16分，我国将飞行器天宫一号发射升空，它将在两年内分别与神舟八号、神舟九号、神舟十号飞船对接，从而建立我国第一个空间实验室。假如神舟八号与天宫一号对接前所处的轨道如图甲所示，图乙是它们在轨道上即将对接时的模拟图。当它们处于图甲所示的轨道运行时，下列说法正确的是A．神舟八号的加速度比天宫一号的大B．神舟八号的运行速度比天宫一号的小C．神舟八号的运行周期比天宫一号的长D．神舟八号通过加速后变轨可实现与天宫一号对接参考答案：2.一物体质量为M，第一次用大小为F的水平拉力将其沿粗糙的水平地面拉动距离S，第二次用平行一于光滑斜面的同样大小的力Ｆ将物体沿斜面拉动了同样的距离Ｓ，关于拉力所做的功，下列叙述正确的是A．第一次拉力做功多，因为平面是粗糙的B．第二次拉力做功多，因为平面有倾角C．两次拉力做功一样多D．无法比较两次做功多少，因为动摩擦因数和斜面倾角未知参考答案：C3.如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放两个质量均为M的物体A、B（B物体与弹簧连接），弹簧的劲度系数为k，初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体A上，使物体A开始向上做加速度为a的匀加速运动，测得两个物体的v-t图像如图乙所示（重力加速度为g），则（

）A.施加外力前，弹簧的形变量为B.弹簧恢复到原长时，物体B的速度达到最大值C.外力施加的瞬间，AB间的弹力大小为M(g-a)D.AB在t1时刻分离，此时弹簧弹力恰好为零参考答案：AC【详解】A.施加F前，物体AB整体平衡，根据平衡条件，有：2Mg=kx解得：故A正确。B.当F弹′=Mg时，B达到最大速度，此时弹簧不在原长位置，故B错误；C.施加外力F的瞬间，对B物体，根据牛顿第二定律，有：F弹-Mg-FAB=Ma其中：F弹=2Mg解得：FAB=M(g-a)故C正确。D.物体A、B在t1时刻分离，此时A、B具有共同的v与a且FAB=0；对B：F弹′-Mg=Ma解得：F弹′=M(g+a)故D错误。4.如图所示，将两个摆长均为l的单摆悬于O点，摆球质量均为m，带电量均为q（q>0）。将另一个带电量也为q（q>0）的小球从O点正下方较远处缓慢移向O点，当三个带电小球分别处在等边三角形abc的三个顶点上时，摆线的夹角恰好为120°，则此时摆线上的拉力大小等于A．

B．

C．

D．参考答案：D5.在光滑的水平地面上，与竖直墙平行放置着一个截面为1/4圆的柱状物体，在柱状物体与墙之间放一光滑圆球，在柱状物体的右侧竖直面上施加一水平向左的推力F，使整个装置处于静止状态，现将柱状物体向左推过一段较小的距离，若使球与柱状物体仍保持静止状态，则与原来相比：A．推力F变小。B．地面受到的压力变小。C．墙对球的弹力变大。D．球对柱状物体的弹力变大。参考答案：A对B球受力分析，受到重力mg、A球对B球的支持力N′和墙壁对B球的支持力N，如图

当A球向左移动后，A球对B球的支持力N′的方向不断变化，根据平衡条件结合合成法可以知道A球对B球的支持力N′和墙壁对B球的支持力N都在不断减小，故C、D错误；

再对A和B整体受力分析，受到总重力G、地面支持力FN，推力F和墙壁的弹力N，如图

根据平衡条件，有F=N,FN=G,故地面的支持力不变，推力F随着壁对B球的支持力N的不断减小而不断减小，故A正确B错误．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.“探究动能定理”的实验装置如图甲所示，水平桌面上一小车在两条橡皮筋作用下，由静止状态被弹出，橡皮筋对小车做的功记为W0。当用4条、6条、8条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次……实验时，橡皮筋对小车做的功记为2W0、3W0、4W0……，每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出。（1）关于该实验，下列说法正确的是

。A．打点计时器可以用直流电源供电，电压为4~6VB．实验中使用的若干根橡皮筋的原长可以不相等C．每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出D．利用每次测出的小车最大速度vm和橡皮筋做的功W，依次做出W-vm、W-vm2、W-vm3、W2-vm、W3-vm……的图象，直到找出合力做功与物体速度变化的关系。（2）图乙给出了某次在正确操作情况下打出的纸带，从中截取了测量物体最大速度所用的一段纸带，测得O点到A、B、C、D、E各点的距离分别为OA=5.65cm，OB=7.12cm，OC=8.78cm，OD=10.40cm，OE=11.91cm，已知相邻两点打点时间间隔为0.02s，则小车获得的最大速度vm=

m/s。参考答案：①CD②0.837.图示电路中，电表视为理想表。当S断开时，电压表示数为12V，当S闭合后，电压表示数为11.2V，电流表示数为0.2A，则电源电动势为

，内电阻为

。

参考答案：

答案：12V、

4W8.如图甲所示，利用打点计时器测量小车沿斜面下滑时所受阻力的示意图，小车拖在斜面上下滑时，打出的一段纸带如图乙所示，其中O为小车开始运动时打出的点。设在斜面上运动时所受阻力恒定。(1)已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，则小车下滑的加速度α=

▲

m/s2，打E点时小车速度=

▲

m/s（均取两位有效数字）。(2)为了求出小车在下滑过程中所受的阻力，可运用牛顿运动定律或动能定理求解，在这两种方案中除知道小车下滑的加速度a、打E点时速度、小车质量m、重力加速度g外，利用米尺还需要测量哪些物理量，列出阻力的表达式。方案一：需要测量的物理量

▲

，阻力的表达式（用字母表示）

▲

；方案二：需要测量的物理量

▲

，阻力的表达式（用字母表示）

▲

。参考答案：量斜面的长度L和高度H,

(前1分,后2分)

方案二:测量斜面长度L和高度H,还有纸带上OE距离S,9.在验证牛顿运动定律的实验中有如图8（a）所示的装置，小车放在斜面上，车前端拴有不可伸长的细线，跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连，小车后面与打点计时器的纸带相连.开始时，小车停在靠近打点计时器的位置，重物到地面的距离小于小车到滑轮的距离.启动计时器，释放重物，小车在重物牵引下，由静止开始沿斜面向上运动，重物落地后，小车会继续向上运动一段距离.打点计时器使用的交流电频率为50Hz.图8（b）中a、b、c是小车运动纸带上的三段，纸带运动方向如图箭头所示.(1)根据所提供的纸带和数据，计算打c段纸带时小车的加速度大小为

m/s2（计算结果保留两位有效数字）.(2)打a段纸带时，小车的加速度是2.5m/s2，请根据加速度的情况，判断小车运动的最大速度可能出现在b段纸带中的

两点之间.(3)若重力加速度取，由纸带数据可推算出重物m与小车的质量M比为m：M=

.参考答案：（1）加速度的大小为5.0m/s2

（2）由纸带可知，物体在D4D5区间的速度可能最大；（3）10.如图，电源电动势E=3V，内阻r=1Ω，电阻R1=2Ω，滑动变阻器总电阻R=16Ω，在滑片P从a滑到b的过程中，电流表的最大示数为1A，滑动变阻器消耗的最大功率为0.75W．参考答案：考点：闭合电路的欧姆定律；电功、电功率．专题：恒定电流专题．分析：分析电路明确电路结构，再根据闭合电路欧姆定律求得电流表的最大示数；由功率公式可知当内外电阻相等时功率达最大．解答：解：由图可知，滑动变阻器两端相互并联后与R1串联，当滑动变阻器短路时，电流表示数最大，则最大电流I===1A；把保护电阻看做电源的内阻，电源与保护电阻等效于电源，滑动变阻器是外电路，滑片P从a滑到b的过程中，电路外电阻R先变大后变小，等效电源电动势E不变，由P=可知，滑动变阻器消耗的电功率先变小后变大，当内外电路电阻相等时，外电路功率最大，即当R=r+R1=1+2=3Ω时，外电路功率最大，故此时滑动变阻器消耗的功率为：P===0.75W；故答案为：1；0.75．点评：本题考查闭合电路欧姆定律及功率公式的应用，要注意等效内阻法的应用，明确当内外电阻相等时，外部功率最大．11.．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。神舟八号飞船远地点处圆轨道速度

（选填“大于”、“小于”或“等于”）近地点处圆轨道速度；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

12.如图所示是一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，已知波的传播速度v=2m/s，则x=1.5m处质点的振动函数表达式y=

▲

cm，x=2.0m处质点在0-1.5s内通过的路程为

▲

cm。参考答案：；3013.某同学利用图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律。物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上（尚未到达滑轮处）。从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图乙所示。打点计时器电源的频率为50Hz。

①通过分析纸带数据，可判断物块在相邻计数点

和

之间某时刻开始减速。②计数点5对应的速度大小为

m/s，计数点6对应的速度大小为

m/s。③物块减速运动过程中加速度的大小为a=

m/s2，若用a/g来计算物块与桌面间的动摩擦因数（g为重力加速度），则计算结果比动摩擦因数的真实值

（填“偏大”或“偏小”）。（所有结果保留三位有效数字）。参考答案：三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（简答）光滑的长轨道形状如图所示，下部为半圆形，半径为R，固定在竖直平面内．质量分别为m、2m的两小环A、B用长为R的轻杆连接在一起，套在轨道上，A环距轨道底部高为2R．现将A、B两环从图示位置静止释放．重力加速度为g．求：（1）A环到达轨道底部时，两环速度大小；（2）运动过程中A环距轨道底部的最大高度；（3）若仅将轻杆长度增大为2R，其他条件不变，求运动过程中A环距轨道底部的最大高度．参考答案：（1）A环到达轨道底部时，两环速度大小为；（2）运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R；（3）若仅将轻杆长度增大为2R，其他条件不变，运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R．解：（1）A、B都进入圆轨道后，两环具有相同角速度，则两环速度大小一定相等，对系统，由机械能守恒定律得：mg?2R+2mg?R=（m+2m）v2，解得：v=；（2）运动过程中A环距轨道最低点的最大高度为h1，如图所示，整体机械能守恒：mg?2R+2mg?3R=2mg（h﹣R）+mgh，解得：h=R；（3）若将杆长换成2R，A环离开底部的最大高度为h2．如图所示．整体机械能守恒：mg?2R+2mg（2R+2R）=mgh′+2mg（h′+2R），解得：h′=R；答：（1）A环到达轨道底部时，两环速度大小为；（2）运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R；（3）若仅将轻杆长度增大为2R，其他条件不变，运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R．15.（简答）如图所示，在水平地面上固定一倾角θ=37°、表面光滑的斜面，物体A以初速度v1沿斜面上滑，同时在物体A的正上方，有一物体B以初速度v2=2.4m/s水平抛出，当A上滑到最高点时，恰好被B物体击中．A、B均可看作质点，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2．求：（1）物体A上滑时的初速度v1；（2）物体A、B间初始位置的高度差h．参考答案：（1）物体A上滑时的初速度v1是6m/s．（2）物体A、B间初始位置的高度差h是6.8m．解：（1）物体A上滑过程中，由牛顿第二定律得：mgsinθ=ma设物体A滑到最高点所用时间为t，由运动学公式：0=v1﹣at物体B做平抛运动，如图所示，由几何关系可得：水平位移x=；其水平方向做匀速直线运动，则x=v2t联立可得：v1=6m/s（2）物体B在竖直方向做自由落体运动，则hB=物体A在竖直方向：hA=如图所示，由几何关系可得：h=hA+hB联立得：h=6.8m答：（1）物体A上滑时的初速度v1是6m/s．（2）物体A、B间初始位置的高度差h是6.8m．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（8分）如图所示，倾角为30°的光滑斜面，底端固定一沿斜面方向的弹簧。一质量为m的滑块将弹簧压缩到A点(滑块与弹簧不连接)，此时弹簧的压缩量为△L。滑块在A点由静止释