山西省忻州市保德县窑洼乡联校2023年高三物理上学期期末试题含解析

山西省忻州市保德县窑洼乡联校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.(多选题)如图所示，某同学用硬塑料管和一个质量为m的铁质螺丝帽研究匀速圆周运动，将螺丝帽套在塑料管上，手握塑料管使其保持竖直并在水平方向做半径为r的匀速圆周运动，则只要运动角速度合适，螺丝帽恰好不下滑，假设螺丝帽与塑料管间的动摩擦因数为μ，认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力．则在该同学手转塑料管使螺丝帽恰好不下滑时，下述分析正确的是()A．螺丝帽受的重力与最大静摩擦力平衡B．螺丝帽受到杆的弹力方向水平向外，背离圆心C．此时手转动塑料管的角速度ω＝D．若杆的转动加快，螺丝帽有可能相对杆发生运动参考答案：AC2.关于分子动理论，下列说法正确的是A.气体扩散的快慢与温度无关B.布朗运动是液体分子的无规则运动C.分子间同时存在着引力和斥力D.分子间的引力总是随分子间距增大而增大参考答案：CA、扩散的快慢与温度有关，温度越高，扩散越快，故A错误；B、布朗运动为悬浮在液体中固体小颗粒的运动，不是液体分子的热运动，固体小颗粒运动的无规则性，是液体分子运动的无规则性的间接反映，故B错误；C、分子间斥力与引力是同时存在，而分子力是斥力与引力的合力，分子间的引力和斥力都是随分子间距增大而减小；当分子间距小于平衡位置时，表现为斥力，即引力小于斥力，而分子间距大于平衡位置时，分子表现为引力，即斥力小于引力，但总是同时存在的，故C正确，D错误。点睛：本题考查了布朗运动、扩散以及分子间的作用力的问题；注意布朗运动和扩散都说明了分子在做永不停息的无规则运动，都与温度有关；分子间的斥力和引力总是同时存在的。3.两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子a、b，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入圆形匀强磁场区域，其运动轨迹如图．若不计粒子的重力，则下列说法正确的是

A．a粒子带正电，b粒子带负电

B．a粒子在磁场中所受洛伦兹力较大

C．b粒子动能较大

D．b粒子在磁场中运动时间较长参考答案：C4.如图所示，一个轻质光滑的滑轮（半径很小）跨在轻绳ABC上，滑轮下挂一个重为G的物体。今在滑轮上加一个水平拉力，使其向右平移到绳BC部分处于竖直、AB部分与天花板的夹角为60o的静止状态，则此时水平拉力的大小为：A．

B．

C．

D．

参考答案：A5.用一单色光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果A．增大入射光的强度，光电子的最大初动能增大B．减小入射光的强度，就可能没有光电子逸出了C．增大入射光的频率，逸出的光电子数目一定增多D．减小入射光的频率，就可能没有光电子逸出了参考答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.26．一辆汽车从静止开始匀加速开出，然后保持匀速运动，最后匀减速运动直到停止。从汽车开始运动起计时，下表给出了某些时刻汽车的瞬时速度。根据表中的数据通过分析、计算可以得出，汽车加速运动经历的时间为

s，汽车全程通过的位移为

m。时刻（s）1.02.03.05.07.09.510.5速度（m/s）3.06.09.012129.03.0参考答案：4.0

967.某同学用如图1所示的实验装置验证牛顿第二定律，请回答下列有关此实验的问题：(1)该同学在实验前准备了图甲中所示的实验装置及下列辅助器材：其中不必要的器材是_______（填代号）．A

交流电源、导线

B.

天平（含配套砝码）

C.

秒表

D.

刻度尺

E.

细线、砂和小砂桶(2)打点计时器在小车拖动的纸带上打下一系列点迹，以此记录小车的运动情况．其中一部分纸带上的点迹情况如图2所示，已知打点计时器打点的时间间隔为0.02s，测得A点到B、C点的距离分别为x1=5.99cm、x2=13.69cm，小车做匀加速直线运动的加速度a=______m/s2.（结果保留三位有效数字）(3)在验证“质量一定，加速度a与合外力F的关系”时，某学生根据实验数据作出了如图3所示的a-F图象，其中图线不过原点的原因是_______，图线在末端弯曲的原因是_____________．参考答案：

(1).C

(2).1.71

(3).木板角度太大，平衡摩擦力过度

(4).砂和砂桶的质量太大【详解】(1)[1]在实验中，打点计时器可以测量时间，所以不需要秒表．上述器材中不必要的为C．(2)[2]因为计数点间时间间隔T=0.1s；根据△x=aT2得：(3)[3]由图象可知小车的拉力为0时，小车的加速度大于0，说明合外力大于0，说明平衡摩擦力过度，即木板与水平面的夹角太大．

[4]该实验中当小车的质量远大于砂和小砂桶质量时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砂和小砂桶的总重力大小；随着砂和小砂桶质量增大，细线对小车的拉力大小小于砂和小砂桶的总重力大小，因此会出现较大误差，图象会产生偏折现象．8.加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图所示．(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图所示．计时器打点的时间间隔为0.02s．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离．该小车的加速度a＝______m/s2.(结果保留两位有效数字)

(2)平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上．挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度．小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：砝码盘中砝码总重力F(N)0.1960.3920.5880.7840.980加速度a(m·s－2)0.691.181.662.182.70请根据实验数据在图中作出a－F的关系图象．(3)根据提供的实验数据作出的a－F图线不通过原点．请说明主要原因．参考答案：：(1)a＝＝m/s2＝0.16m/s2或a＝＝m/s2＝0.15m/s2.(3)小车、砝码盘和砝码组成的系统所受合外力为砝码盘和砝码的总重力，而表中数据漏计了砝码盘的重力，导致合力F的测量值小于真实值，a－F的图线不过原点．答案：(1)0.16(0.15也算对)(2)如下图所示(3)未计入砝码盘的重力ks5u9.在“验证牛顿运动定律”实验中，所用的实验装置如图所示。在调整带滑轮木板的倾斜程度时，应使小车在不受牵引力时能拖动纸带沿木板匀速运动。小车的质量为M，盘和盘中重物的总质量为m，保持M不变，研究小车的加速度与力的关系时，在

条件下，mg近似等于小车运动时所受的拉力。实验中打出的一条纸带如下图所示，纸带上相邻两个计数点之间有四个实际点未画出，已知交流电频率为50HZ，AB=19.9mm，AC=49.9mm，AD=89.9mm，AE=139.8mm，则打该纸带时小车的加速度大小为

m/s2(保留两位有效数字)参考答案：m<<M，1.0以整体为研究对象有mg=（m+M）a，解得，以M为研究对象有绳子的拉力F=Ma显然要有F=mg必有m+M=M，故有m＜＜M，即只有m＜＜M时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和重物的总重力。利用纸带及已知数据结合匀变速直线运动的推论△x=aT2求加速度。10.一个质量为m的氢气球下方通过细绳悬挂一个质量为2m的小球，以速度v匀速上升，它们的总动量为_______；若某一时刻细绳断裂，过了一段时间后小球的速度恰好为零，此时氢气球的动量为_________。（设整个过程中两物体受空气作用力、重力不变）参考答案：3mv，3mv11.做自由落体运动的小球，落到A点时的瞬时速度为20m/s，则小球经过A点上方12．8m处的瞬时速度大小为12m/s，经过A点下方25m处的瞬时速度大小为

．（取g=10m／s2）参考答案：12.如图所示，质量为50g的小球以12m/s的水平速度抛出，恰好与倾角为37o的斜面垂直碰撞，则此过程中重力的功为

J，重力的冲量为

N·s。参考答案：

6.4

0.8小球做平抛运动，只有重力做功，与斜面碰撞时的速度，故；与斜面碰撞时的竖直分速度，代入题给数据即可解答。13.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450.三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.内表面只反射而不吸收光的圆筒内有一半径为R的黑球，距球心为2R处有一点光源S，球心O和光源S皆在圆筒轴线上，如图所示．若使点光源向右半边发出的光最后全被黑球吸收，则筒的内半径r最大为多少？参考答案：自S作球的切线S?，并画出S经管壁反射形成的虚像点，及由画出球面的切线N，如图1所示，由图可看出，只要和之间有一夹角，则筒壁对从S向右的光线的反射光线就有一部分进入球的右方，不会完全落在球上被吸收．由图可看出，如果r的大小恰能使与重合，如图2，则r?就是题所要求的筒的内半径的最大值．这时SM与MN的交点到球心的距离MO就是所要求的筒的半径r．由图2可得??????????

（1）由几何关系可知

（2）由（1）、（2）式得

（3）15.（6分）小明在有关媒体上看到了由于出气孔堵塞，致使高压锅爆炸的报道后，给厂家提出了一个增加易熔片（熔点较低的合金材料）的改进建议。现在生产的高压锅已普遍增加了含有易熔片的出气孔（如图所示），试说明小明建议的物理道理。参考答案：高压锅一旦安全阀失效，锅内气压过大，锅内温度也随之升高，当温度达到易熔片的熔点时，再继续加热易熔片就会熔化，锅内气体便从放气孔喷出，使锅内气压减小，从而防止爆炸事故发生。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图甲所示，长为4m的水平轨道AB与半径为R=0.6m的竖直半圆弧轨道BC在B处相连接，有一质量为1kg的滑块（大小不计），从A处由静止开始受水平向右的力F作用，F的大小随位移变化的关系如图乙所示，滑块与AB间的动摩擦因数为μ=0.25，与BC间的动摩擦因数未知，取g=10m/s2．求：（1）滑块到达B处时的速度大小；（2）滑块在水平轨道AB上运动前2m过程所用的时间；（3）若到达B点时撤去力F，滑块沿半圆弧轨道内侧上滑，并恰好能到达最高点C，则滑块在半圆弧轨道上克服摩擦力所做的功是多少？参考答案：解：（1）对滑块从A到B的过程，由动能定理得：F1x1﹣F3x3﹣μmgx=mvB2即：20×2J﹣10×1J﹣0.25×1×10×4J=×1×vB2，得：vB=2m/s．（2）在前2m内，有：F1﹣μmg=ma，且x1=at12，解得：t1=s．（3）当滑块恰好能到达最高点C时，应用：mg=m对滑块从B到C的过程，由动能定理得：W﹣mg×2R=mvC2﹣mvB2代入数值得W=﹣5J，即克服摩擦力做的功为5J．答：（1）滑块到达B处时的速度大小2m/s（2）滑块在水平轨道AB上运动前2m过程所用的时间为s（3）滑块在半圆弧轨道上克服摩擦力所做的功是5J【考点】动能定理的应用；牛顿第二定律．【分析】（1）对滑块从A到B的过程作为研究的过程，运用动能定理求出滑块到达B处时的速度大小．（2）根据牛顿第二定律求出滑块在水平轨道AB上运动前2m过程中加速度，根据运动学公式求出运动的时间．（3）滑块沿半圆弧轨道内侧上滑，并恰好能达到最高点C，知最高点弹力为零，根据牛顿第二定律求出临界的速度，根据动能定理求出滑块在半圆轨道上克服摩擦力所做的功．17.如图所示，质量M=kg的木块A套在水平杆上，并