山西省忻州市娑婆中学2022-2023学年高三物理期末试卷含解析

山西省忻州市娑婆中学2022-2023学年高三物理期末试卷含解析一、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.如图所示，细线拴一带负电的小球，球处在竖直向下的匀强

电场中，使小球在竖直平面内做圆周运动，则

（

）

A．小球不可能做匀速圆周运动

B．当小球运动到最高点时绳的张力一定最小

C．小球运动到最低点时，球的线速度一定最大

D．小球运动到最低点时，电势能一定最大参考答案：D2.如图所示，在同一竖直平面内，小球a、b从高度不同的两点分别以初速度va和vb沿水平方向抛出，经过时间ta和tb后落到与两抛出点水平距离相等的P点。若不计空气阻力，下列说法正确的是

A．ta＞tb，va＜vb

B．ta＞tb，va＞vb

C．ta＜tb，va＜vb

D．ta＜tb，va＞vb参考答案：答案：A解析：此题平抛运动，小球在空中运动的时间由竖直方向的分运动决定，根据，可得ta>tb，水平方向做匀速直线运动，根据s＝v0t，可得va<vb，故选A。3.经长期观测人们在宇宙中已经发现了“双星系统”.“双星系统”是由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体．如图11所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力的作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星之间的距离为L，质量之比为m1∶m2＝3∶2.则可知

（

）A．m1、m2做圆周运动的线速度之比为3∶2B．m1、m2做圆周运动的角速度之比为3∶2C．m1做圆周运动的半径为LD．m2做圆周运动的半径为L

图11参考答案：C4.（多选）如图所示，平直木板AB倾斜放置，板上的P点距A端较近，小物块与木板间的动摩擦因数由A到B逐渐减小，先让物块从A由静止开始滑到B。然后，将A着地，抬高B，使木板的倾角与前一过程相同，再让物块从B由静止开始滑到A。上述两过程相比较，下列说法中一定正确的有A．物块从顶端滑到P点的过程中因摩擦产生的热量，前一过程较少B．物块经过P点的动能，前一过程较小C．物块滑到底端的速度，两次大小相等D．物块从顶端滑到底端的时间，前一过程较长参考答案：BDC5.如图所示为一个小型电风扇的电路简图，其中理想变压器的原、副线圈的匝数比为n，原线圈接电压为U的交流电源，输出端接有一只电阻为R的灯泡L和风扇电动机D，电动机线圈电阻为r，接通电源后，电风扇正常运转，测出通过风扇电动机的电流为I，则

A．风扇电动机D两端的电压为

B．理想变压器的输入功率为C．风扇电动机D的机械功率为

D．灯泡L中的电流为参考答案：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.

设地球绕太阳做匀速圆周运动，半径为R，速度为，则太阳的质量可用、R和引力常量G表示为__________。太阳围绕银河系中心的运动可视为匀速圆周运动，其运动速度约为地球公转速度的7倍，轨道半径约为地球公转轨道半径的2×109倍。为了粗略估算银河系中恒星的数目，可认为银河系中所有恒星的质量都集中在银河系中心，且银河系中恒星的平均质量约等于太阳质量，则银河系中恒星数目约为__________。参考答案：答案：；解析：地球绕太阳做圆周运动的向心力由太阳对地球的万有引力充当。根据万有引力定律和牛顿第二定律有，整理得

太阳绕银河系运动也是由万有引力充当向心力。

同理可得。7.如图所示，由导热材料制成的气缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体，将一细管插入液体，利用虹吸现象，使活塞上方液体缓慢流出，在此过程中，大气压强与外界的温度均保持不变，下列各个描述理想气体状态变化的图象中与上述过程相符合的是

图，该过程为

过程。（选填“吸热”、“放热”或“绝热”）参考答案：D

吸热气体做等温变化，随着压强减小，气体体积增大。A、B图中温度都是变化的；等温情况下，PV＝C，图象是一条过原点的直线，故图D正确。故选D。该过程中，体积增大，气体对外界做功，W＜0，等温变化，所以Q＞0，气体要吸收热量。8.（4分）如图所示，有一水平轨道AB，在B点处与半径为300m的光滑弧形轨道BC相切，一质量为0.99kg的木块静止于B处，现有一质量为10g的子弹以500m/s的水平速度从左边射入木块且未穿出。已知木块与该水平轨道间的动摩擦因数μ=0.5，g取10m/s2，求：子弹射入木块后，木块需经

s才能停下来。参考答案：

9.斜抛运动可看成是水平方向的

运动和竖直方向的

运动的合运动参考答案：匀速直线运动，匀减速直线运动10.一定质量的理想气体由状态A经状态B变化到状态C的p-V图象如图所示．在由状态A变化到状态B的过程中，理想气体的温度

▲

（填“升高”、“降低”或“不变”）．在由状态A变化到状态C的过程中，理想气体吸收的热量

▲

它对外界做的功（填“大于”、“小于”或“等于”）参考答案：升高（2分），等于11.图10—59中虚线表示某一匀强电场区域内的若干个等势面。质子、氘核、粒子以相同的初速度，沿与等势面平行的方向由A点进入该电场，从上端进入电场到下端离开电场的过程中，质子、氘核、粒子的动量改变量之比是______________，电势能改变量之比是_____________。参考答案：1：1：2

2：1：212.某兴趣小组想通过物块在斜面上运动的实验探究“合外力做功和物体速度变化的关系”。实验开始前，他们提出了以下几种猜想：①W∝，②W∝v，③W∝v2。他们的实验装置如图甲所示，PQ为一块倾斜放置的木板，在Q处固定一个速度传感器（用来测量物体每次通过Q点时的速度），每次实验，物体从不同初始位置处由静止释放。同学们设计了以下表格来记录实验数据。其中L1、L2、L3、L4……，代表物体分别从不同初始位置处无初速释放时初始位置到速度传感器的距离，v1、v2、v3、v4……，表示物体每次通过Q点的速度。实验次数1234…….LL1L2L3L4…….vv1v2v3v4……他们根据实验数据绘制了如图乙所示的L－v图象，并得出结论W∝v2。他们的做法是否合适，你有什么好的建议？___________________________________________________________________。在此实验中，木板与物体间摩擦力的大小_______（填“会”或“不会”）影响探究出的结果参考答案：13.如图所示为根据实验数据画出的路端电压U随电流I变化的图线，由图可知，该电池的电动势E=1.50V，内阻r=0.625Ω．参考答案：考点：测定电源的电动势和内阻．专题：实验题；恒定电流专题．分析：U﹣I图象中图象与纵坐标的交点表示电源的电动势；因为纵坐标不是从零点开始的，图象与横坐标的交点不为短路电流；根据公式即可求出内电阻．解答：解：由图可知，电源的电动势为：E=1.50V；当路端电压为1.00V时，电流为0.80A；由E=U+Ir可得：Ω．故答案为：1.5，0.625点评：测定电动势和内电阻的实验中为了减小误差采用了图象分析法，要根据实验原理得出公式，并结合图象的斜率和截距得出正确的结果．三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，打点计时器使用的交变电流的频率为50，记录小车运动的纸带如图所示，在纸带上选择0、1、2、3、4、5的6个计数点。相邻两计数点之间还有四个点未画出，纸带旁并排放着带有分度值为毫米的刻度尺，零点跟“0”计数点对齐，由刻度尺下放大图可以读出三个计数点1、3、5跟0点的距离填人下列表格中。计算小车通过计数点“2”的瞬时速度为。小车的加速度是。参考答案：d1.1.10cm,d2.5.10cm,d2.12.00cm。小车的加速度是。

15.1某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒．（1）实验前需要调整气垫导轨底座使之水平，利用现有器材如何判断导轨是否水平？

．（2）如图乙所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度d=

cm；实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt=2.0×10-3s，则滑块经过光电门时的瞬时速度为

m/s．（3）本实验除了上述器材外还需

，并比较

的大小，如在实验误差允许的范围内相等（用测量的物理量符号表示），就可验证系统的机械能守恒．参考答案：（1）开启气垫导轨让滑块能悬浮在导轨上静止（2）0.52

2.6（3）天平

和四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（计算）如图甲所示，一滑块随足够长的水平传送带一起向右匀速运动，滑块与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2。一质量m=0.05kg的子弹水平向左射入滑块并留在其中，取水平向左的方向为正方向，子弹在整个运动过程中的v-t图象如图乙所示，已知传送带的速度始终保持不变，滑块最后恰好能从传送带的右端水平飞出，g取10m/s2。(1)求滑块的质量；(2)求滑块向左运动过程中与传送带摩擦产生的热量；(3)若滑块可视为质点且传送带与转动轮间不打滑，则转动轮的半径R为多少？参考答案：（1）3.3kg；（2）53.6J；（3）0.4m．动能定理的应用；牛顿第二定律C2E2解析：（1）子弹射入滑块的过程中，子弹与滑块组成的系统动量守恒，有：①由v-t图象知子弹入射前、后的速度和滑块的初速度分别为：v0=400m/s，v1=4m/s，v2=-2m/s②②代入①式解得：M=3.3kg

③（2）设滑块（包括子弹）向左运动过程中加速度大小为a，由牛顿第二定律，有

④2分，解得：a=2m/s2

⑤设滑块（包括子弹）向左运动的时间为t1，位移大小为s1，则：=2s

⑥=4m⑦这段时间内传送带向右运动的位移大小为：=4m

⑧由能量守恒定律，滑块（包括子弹）向左运动过程中与传送带摩擦产生的热量为：=53.6J

⑨2分（3）在传送带右端，因滑块（包括子弹）恰好能水平飞出，故有：

⑩解得：R=0.4m

2分评分说明：没有写②的三个速度值,（1）问结果正确仍要扣2分。没有⑥式，⑦式采用=4m仅给1分；而后也没法求传送带相应的运动位移，这时⑨式用=26.8J或=26.8J都不给分。⑩式写成不给分，式结果正确仍给2分】（1）根据速度时间关系求出子弹碰撞前的速度和碰撞后的速度，根据动量守恒定律求出滑块的质量；（2）根据匀变速直线运动规律求出滑块向左运动过程中相对皮带运动的位移根据Q=fs求得摩擦产生的热量；（3）根据速度时间关系求出皮带运动的速度抓住滑块恰好能从右端水平飞出可知，滑块滑离皮带轮时满足重力完全提供圆周运动向心力，从而据此求得皮带轮半径．本题是传送带问题与子弹射木块问题的综合问题，考查了运动学公式、牛顿运动定律、动量守恒定律、功能关系，难度较大．17.（16分）如图所示，水平传送带AB长L＝4.5m，质量为M＝1kg的木块随传送带一起以v1＝1m/s的速度向右匀速运动（传送带的传送速度恒定），木块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5。当木块运动到传送带的最右端A点时，一颗质量为m＝20g的子弹以v0＝300m/s水平向左的速度正好射入木块并穿出，穿出速度u＝50m/s，以后每隔1s就有一颗子弹射向木块，并从木块中穿出，设子弹穿过木块的时间极短，且每次射入点各不相同，g取10m/s2，求：（1）在被第二颗子弹击中前木块向右运动到离A点多远处？（2）木块在传送带上最多能被多少颗子弹击中？（3）第一颗子弹射穿木块时，从射中木块到木块相对传送带静止的过程中，木块和传送带摩擦时产生的热能是多少？参考答案：解析：（1）第一颗子弹击中过程中，设子弹射穿木块后，木块的速度为v2，子弹射穿木块的过程中动量守恒

（1分）

解得：木块在传送带上先向左做匀减速运动，当速度减为零后再向右做匀加速运动直至与传送带同速。设此过程中木块运动的时间为t、对地的位移为S1。以向右方向为正方向，则

（1分）

（1分）

解得

（1分）

由动能定理得：

（1分）

解得

（1分）

故在被第二颗子弹击中前木块向右运动到离A点1.5米处。

（2）设木块在传送带上向左做匀减速运动，在速度减为零的过程中运动对地运动的位移为S2，由动能定理得

（1分）

由于故第三次子弹射穿木块后，木块将从传送带的左端滑下。

木块在传送带上最多能被3颗子弹击中。