山东省济宁市兖州第十六中学2023年高三物理上学期期末试题含解析

山东省济宁市兖州第十六中学2023年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.（单选）如图所示,在光滑的水平面上,质量分别为m1和m2的木块A和B之间用轻弹簧相连,在拉力F的作用下,以加速度a向右做匀加速直线运动,某时刻突然撤去拉力F,此瞬时A和B的加速度大小分别为a1和a2,则A.a1=a2=0

B.a1=a,a2=0

C.a1=a,

D.a1=a,参考答案：【知识点】牛顿第二定律．C2【答案解析】D解析：在F作用下，整体的加速度为：a=，隔离对A分析，弹簧的弹力为：F弹=m1a=，撤去F后，隔离对A分析，有：a1==a，隔离对B分析，有：aB=，故D正确，A、B、C错误．故选：D．【思路点拨】根据牛顿第二定律，运用整体隔离法求出弹簧的弹力大小，撤去F的瞬间，弹簧的弹力不变，根据牛顿第二定律分别求出A、B的加速度大小．本题考查了牛顿第二定律的瞬时问题，知道撤去F的瞬间，弹簧的弹力不变，结合牛顿第二定律进行求解．2.（单选）在如图所示的电路中电源电动势为E，内阻为r，M为多种元件集成的电子元件，其阻值与两端所加的电压成正比（即RM=kU，式中k为正常数）且遵循欧姆定律，L1和L2是规格相同的小灯泡（其电阻可视为不随温度变化而变化），R为可变电阻．现闭合开关S，调节可变电阻R使其电阻逐渐减小，下列说法中正确的是（）A． 灯泡L1变暗，L2变亮

B． 通过电阻R的电流增大C． 电子元件M两端的电压变小 D． 电源两端电压变小参考答案：B考点： 闭合电路的欧姆定律．.专题： 恒定电流专题．分析： 因M阻值与电压成正比，则可知M中电流保持不变；从而可控制整体个电路电流不变；则可得出灯泡亮度及R中电流的变化．解答： 解：因M中阻值与电压成正比，故M中电流保持不变；故灯泡L2的亮度不变；总电流不变，R减小，L1电阻不变，根据分流规律R电流增大，L1电流减小变暗；因R的阻值减小，故由欧姆定律可知，通过R的电流增大；故B正确；ACD错误．故选：B．点评： 本题关键在于明确M的结构，从而在整个电路中起到控制电流不变的作用；本题不能想当然地看作闭合电路欧姆定律的动态分析进行分析解答．3.如图为一列在均匀介质中传播的简谐横波在t=4s时刻的波形图，若已知振源在坐标原点O处，波速为2m/s，则

A．P点振幅比Q点振幅小

B.振源O开始振动时的方向沿y轴正方向

C．再经过△t=2s，质点Q通过的路程是0.2m

D.再经过△t=2s，质点P将向右移动4m参考答案：C4.如图所示，A、B都是重物，A被绕过小滑轮P的细线所悬挂，B放在粗糙的水平桌面上；小滑轮P被一根斜短线系于天花板上的O点；O′是三根线的结点，bO′水平拉着B物体，cO′沿竖直方向拉着弹簧；弹簧、细线、小滑轮的重力和细线与滑轮间的摩擦力均可忽略，整个装置处于平衡静止状态。若悬挂小滑轮的斜线OP的张力是20N，则下列说法中错误的是()（取g＝10m/s2）A．弹簧的弹力为10N

B．重物A的质量为2kgC．桌面对B物体的摩擦力为10ND．OP与竖直方向的夹角为60°参考答案：D5.列关于原子和原子核的说法正确的是

A．γ射线是原子由激发态向低能级跃迁时产生的

B．居里夫妇最先发现了天然放射现象

C．原子核中的质子靠核力来抗衡相互之问的库仑斥力而使核子紧紧地束缚在一起

D．结合能所对应的质量等于把原子核完全分解为核子后所有核子的总质量减去该原予核的质量参考答案：CD解析：γ射线是原子核由激发态向低能级跃迁时产生的，选项A错误；贝克勒尔最先发现了天然放射现象，选项B错误；原子核中的质子靠核力来抗衡相互之问的库仑斥力而使核子紧紧地束缚在一起，选项C正确；结合能所对应的质量等于把原子核完全分解为核子后所有核子的总质量减去该原予核的质量，选项D正确。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.用金属制成的线材（如钢丝、钢筋）受到的拉力会伸长，17世纪英国物理学家胡克发现，金属丝或金属杆在弹性限度内的伸长与拉力成正比，这就是著名的胡克定律．这个发现为后人对材料的研究奠定了重要的基础．现有一根用新材料制成的金属杆，长为4m，横截面积为0.8cm2，设计要求它受到拉力后的伸长不超过原长的1/100,由于这一拉力很大，杆又较长，直接测试有困难，就选用同种材料制成样品进行测试，通过测试取得数据如右图：(1)根据测试结果，推导出线材伸长x与材料的长度L、材料的横截面积S及拉力F的函数关系为x=

（用所给字母表示,比例系数用k表示）。(2)在寻找上述关系中，运用

科学研究方法。

参考答案：（其中k为比例系数）；

(2)控制变量法7.质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2、m3，质子和中子结合成氘核时，发出r射线，已知普朗克恒量为h，真空中光速为c，则这个核反应的质量亏损△m=

，r射线的频率v=

。参考答案：8.A、B为相同大小的量正三角形板块，如图所示铰接于M、N、P三处并静止．M、N分别在竖直墙壁上和水平天花板上，A板较厚，质量分布均匀，重力为G．B板较薄，重力不计．三角形的两条边均水平．那么，A板对铰链P的作用力的方向为沿NP方向；作用力的大小为G．参考答案：考点：共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力．专题：共点力作用下物体平衡专题．分析：对B分析可知B受拉力的方向，对A分析找出力臂由力矩平衡可求得作用力的大小．解答：解：因B的重力不计，B的重力对平衡没有影响，故对B平衡起作用的只有N和P点，故可将B可以作二力杆处理，则板A对P的拉力应沿NP方向；对A分析，A受重力和P点的拉力而关于支点M平衡，设边长为L，由几何关系可知，重力的力臂为L1=L，P点的拉力的力矩为L2=L；则由力矩平衡可知，GL1=FL2，即G?L=F?L解得F=G由牛顿第三定律可知A板对铰链P的作用力的大小为F′=F=G故答案为：沿NP方向，G．点评：本题关键在于理解B不计重力的含义，将B板等效为二力杆．运用力矩平衡条件解决此类问题．9.目前核电站是利用核裂变产生的巨大能量来发电的．请完成下面铀核裂变可能的一个反应方程：

．已知、、和中子的质量分别为、、和，则此反应中一个铀核裂变释放的能量为

；参考答案：（2分）

10.物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数。实验装置如图甲所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与穿过电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz。开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列点。图乙给出的是实验中获取的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出连续的5个计数点A、B、C、D、E，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），测出各计数点到A点之间的距离如图所示。请完成下列小题：

(l)根据图中数据计算：①打C点时滑块的速度的大小为___________m/s；

②滑块的加速度a=___________（保留两位有效数字）；

⑧若在计算过程中不小心将交流电的频率当成60Hz，则计算出的加速度值将__________

（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

(2)为了测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的是____________。A．木板的长度LB．木板的质量C．滑块的质量D.托盘和砝码的总质量E．滑块运动的时间t(3)滑块与木板间的动摩擦因数＝______(用被测物理量的字母表示，重力加速度为g)参考答案：11.某同学在测定匀变速直线运动的加速度时，得到了几条较为理想的纸带，已知在每条纸带每5个计时点取好一个计数点，两个计数点之间的时间间隔为0.1s，依打点时间顺序编号为0、1、2、3、4、5，由于不小心，纸带被撕断了，如下图所示.请根据给出的A、B、C、D四段纸带回答:(1)在B、C、D三段纸带中选出从纸带A上撕下的那段应是_____.(2)打A纸带时，物体的加速度大小是______m／s2。(保留三位有效数字)

参考答案：12.光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图1所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。利用如图2所示装置测量滑块与长1m左右的木板间动摩擦因数，图中木板固定在水平面上，木板的左壁固定有一个处于锁定状态的压缩轻弹簧（弹簧长度与木板相比可忽略），弹簧右端与滑块接触，1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出。现使弹簧解除锁定，滑块获得一定的初速度后，水平向右运动先后经过两个光电门1和2，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为2.0×10-2s和5.0×10-2s，用游标卡尺测量小滑块的宽度d，卡尺示数如图3所示.（1）读出滑块的宽度d=

cm（2）滑块通过光电门1的速度为v1,通过光电门2的速度v2,则v2=

m/s；（结果保留两位有效数字）（3）若用米尺测量出两个光电门之间的距离为L（已知L远大于d），已知当地的重力加速为g，则滑块与木板动摩擦因数μ表达式为

（用字母v1、、v2、、L、g表示）。参考答案：（1）

5.50

（2）1.1

（3）13.在探究动能定理的实验中，某实验小组组装了一套如图所示的装置，拉力传感器固定在小车上，一端与细绳相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小。穿过打点计时器的纸带与小车尾部相连接，打点计时器打点周期为T，实验的部分步骤如下：①平衡小车所受的阻力：不挂钩码，调整木板右端的高度，用手轻推小车，直到打点计时器打出一系列________的点．②测量小车和拉力传感器的总质量M，按图组装好仪器，并连接好所需电路，将小车停在打点计时器附近，先接通拉力传感器和打点计时器的电源，然后

，打出一条纸带，关闭电源．③在打出的纸带中选择一条比较理想的纸带如图所示，在纸带上按打点先后顺序依次取O、A、B、C、D、E等多个计数点，各个计数点到O点间的距离分别用hA、hB、hC、hD、hE……表示，则小车和拉力传感器在计时器打下D点时的动能表达式为

，若拉力传感器的读数为F，计时器打下A点到打下D点过程中，细绳拉力对小车所做功的表达式为

．④某同学以A点为起始点，以A点到各个计数点动能的增量为纵坐标，以A点到各个计数点拉力对小车所做的功W为横坐标，得到一条过原点的倾角为45°的直线，由此可以得到的结论是

．参考答案：①间距相等

（2分，其他表述正确的同样给分）

②释放小车

（2分）

③（2分）；（2分）④外力所做的功，等于物体动能的变化量（2分，其他表述正确的同样给分）三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图甲所示，斜面倾角为θ=37°，一宽为d=0.65m的有界匀强磁场垂直于斜面向上，磁场边界与斜面底边平行。在斜面上由静止释放一矩形金属线框，线框沿斜面下滑，下边与磁场边界保持平行。取斜面底部为重力势能零势能面，从线框开始运动到恰好完全进入磁场的过程中，线框的机械能E和位移x之间的关系如图乙所示，图中①、②均为直线段。已知线框的质量为M=0.1kg，电阻为R=0.06Ω．（取g=l0m·s-2,sin37°=0.6,

cos37°=0.8)求：(1)线框与斜面间的动摩擦因数μ；(2)线框刚进入磁场到恰好完全进入磁场所用的时间t：(3)线框穿越磁场的过程中，线框中的最大电功率Pm。参考答案：0.5；1/6s；0.54W【详解】（1）由能量守恒定律，线框减小的机械能等于克服摩擦力做功，则其中x1=0.36m；解得μ=0.5（2）金属线框进入磁场的过程中，减小的机械能等于克服摩擦力和安培力做的功，机械能均匀减小，因此安培力也是恒力，线框做匀速运动，速度为v1v12=2ax1解得a=2m/s2v1=1.2m/s其中

x2为线框的侧边长，即线框进入磁场过程中运动的距离，可求出x2=0.2m，则（3）线框刚出磁场时速度最大，线框内电功率最大由可求得v2=1.8m/s根据线框匀速进入磁场时：可得FA=0.2N又因为可得将v2、B2L2带入可得：15.（4分）已知气泡内气体的密度为1.29kg/，平均摩尔质量为0.29kg/mol。阿伏加德罗常数，取气体分子的平均直径为，若气泡内的气体能完全变为液体，请估算液体体积与原来气体体积的比值。（结果保留一位有效数字）。参考答案：设气体体积为，液体体积为气体分子数,(或)则

（或）解得

(都算对)解析：微观量的运算，注意从单位制检查运算结论，最终结果只要保证数量级正确即可。设气体体积为，液体体积为气体分子数,(或)则

（或）解得

(都算对)四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（12分）如图所示，一质量为m=30kg的弹性小球A（可视作质点），在左侧平台上滑行一段距离后平抛，恰能无碰撞地沿圆弧切线从M点进入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑，M、N为圆弧两端点，其连线水平．已知圆弧半径为R=1.0m，对应圆心角为θ=1060，平台与MN连线的高度差为h=0.8m．（计算中取g=10m/s2，sin530=0.8，cos530=0.6）求：(1)球A平抛的初速度；(2)球A运动到圆弧轨道最低点O时，恰好与在那里的完全相同的小球B发生碰撞，求碰撞发生后A、B对轨道的压力各多大。参考答案：（1）由于球A碰撞进入圆弧轨道，即球A落到M点时速度方向沿M点切线方向，则tanα=vy/v0=gt/v0=53°

(1分)又由h=gt2/2

(1分)

得

(1分)

而vy=gt=4m/s

(1分)

解得v0=3m/s

(2分)

（2）设球A到最低点的速度为vx，由机械能守恒，有

(2分)

A、B由于质量相等，且发生的是弹性碰撞，故交换速度，A停止运动，B以A原来的速度继续前进，因此，