江苏省苏州市第二十中学2022-2023学年高三物理期末试卷含解析

江苏省苏州市第二十中学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，MPQO为有界的竖直向下的匀强电场，电场强度为E,ACB为光滑固定的半圆形轨道，圆轨道半径为R，AB为圆水平直径的两个端点，AC为圆弧。一个质量为m电荷量为-q的带电小球，从A点正上方高为H处由静止释放，并从A点沿切线进入半圆轨道。不计空气阻力及一切能量损失，关于带电粒子的运动情况，下列说法正确的是(

)A.小球一定能从B点离开轨道

B.小球在AC部分不可能做匀速圆周运动C.若小球能从B点离开，上升的高度一定小于HD.小球到达C点的速度可能为零参考答案：C2.(单选)我国研制的北斗导航系统又被称为“双星定位系统”，计划到2020年完全建成。系统由5颗地球同步轨道和30颗地球非同步轨道卫星组网而成。2012年12月27日，北斗导航系统正式投入运营。这些卫星的运动均可看作匀速圆周运动，以下说法正确的是（

）

A．北斗导航系统中地球同步轨道的卫星可以定位在济南正上方

B．北斗导航系统中卫星的运行速度可以大于7．9km/s

C．地球同步轨道卫星的周期和月亮绕地球的周期相同

D．北斗导航系统中离地球越近的卫星线速度越大参考答案：D3.如图所示，两列简谐横波a和b均沿x轴正方向传播，波速为40m/s，下列说法正确的是（）A．a波的周期为0.2s，b波的周期为0.1sB．对于b波，x轴上的1m处的质点经过0.1s就传到x=5m处C．a、b两列波相遇时发生稳定干涉D．x=8m处的质点振动总是加强的参考答案：A【考点】波长、频率和波速的关系．【分析】从波动图象读出波长，根据公式v=求解周期；机械波的波形匀速平移，但质点在平衡位置附近做简谐运动；干涉条件是频率相同，相位差恒定，振动方向平行．【解答】解：A、根据波形图得到a波的波长为8m，b波的波长为4m，波速都是40m/s，故a波的周期为：T1=；T2=；故A正确；B、机械波的波形匀速平移，但质点在平衡位置附近做简谐运动，并不随着波形平移，故B错误；C、干涉条件是频率相同，相位差恒定，振动方向平行；两列波的频率不同，故不能干涉；故C错误；D、两列波的频率不同，故不能干涉，故8m处的质点振动不可能总是加强，故D错误；故选A．4.在光滑绝缘水平面的P点正上方O点固定了一电荷量为+Q的正点电荷，在水平面上的N点，由静止释放质量为m，电荷量为-q的负检验电荷，该检验电荷经过P点时速度为v，图中，M点为ON连线的中点，规定电场中P点的电势为零。则在+Q形成的电场中

（

）

A．M点电势等于P点电势

B．N点电势为

C．P点电场强度大小是N点的2倍

D．检验电荷在N点具有的电势能为参考答案：AB5.(多选)倾角为37°的光滑斜面上固定一个槽，劲度系数k＝20N/m、原长l0＝0.6m的轻弹簧下端与轻杆相连，开始时杆在槽外的长度l＝0.3m，且杆可在槽内移动，杆与槽间的滑动摩擦力大小Ff＝6N，杆与槽之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力．质量m＝1kg的小车从距弹簧上端L＝0.6m处由静止释放沿斜面向下运动．已知弹性势能Ep＝kx2，式中x为弹簧的形变量．g取10m/s2，sin37°＝0.6.关于小车和杆的运动情况，下列说法正确的是(

)A.小车先做匀加速运动，后做加速度逐渐减小的变加速运动B.小车先做匀加速运动，然后做加速度逐渐减小的变加速运动，最后做匀速直线运动C.杆刚要滑动时小车已通过的位移为0.9mD.杆从开始运动到完全进入槽内所用时间为0.1s参考答案：BCD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一物体以一定的初速度从一光滑斜面底端A点上滑，最高可滑至C点，B是AC的中点，如图所示，已知物块从A至B所需时间t0,问它从B经C再回到B，需要的时间

。参考答案：

7.将一个力传感器连接到计算机上，我们就可以测量快速变化的力。图中所示就是用这种方法测得的小滑块在半球形碗内在竖直平面内来回滑动时，对碗的压力大小随时间变化的曲线。从这条曲线提供的信息，可以判断滑块约每隔

秒经过碗底一次，随着时间的变化滑块对碗底的压力

（填“增大”、“减小”、“不变”或“无法确定”）。参考答案：1.0

减小8.用打点计时器研究物体的自由落体运动，得到如图一段纸带，测得AB=7.65cm，

BC=9.17cm。已知交流电频率是50Hz，则打B点时物体的瞬时速度为

m/s（保留三位有效数字）。如果实验测出的重力加速度值比公认值偏小，可能的原因是

。参考答案：2.10，空气阻力、纸带与打点计时器摩擦。解:根据某点瞬时速度等于该点的相邻的两段位移内的平均速度得如果实验测出的重力加速度值比公认值偏小,可能的原因是下落过程中有存在阻力等.故答案为:,下落过程中有存在阻力等9.质量为2吨的打桩机的气锤，从5m高处白由落下与地面接触0.2s后完全静止下来，空气阻力不计、g取10m/s2，则在此过程中地面受到气锤的平均打击力为___________N。参考答案：10.汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图所示，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为4.8A，电动机启动时电流表读数为80A，若电源电动势为12V，内阻为0.05Ω，电流表内阻不计，则车灯的电阻为______________Ω，因电动机启动，车灯的电功率的减少量为______________W。参考答案：2.45Ω，30.3W11.物体的质量m=0.5kg，其位移s与时间的关系式为s=4t―t2。（s的单位是m，t的单位是s）。则物体受到的合外力大小

N，物体在0到3s时间内通过的路程是

m。参考答案：12.一名射箭者把一根质量为0.3kg的箭放在弓弦上，然后，他用一个平均为200N的力去拉弦，使其向后移动了0.9m。假定所有的能量都在箭上，那么箭离开弓的速率为

▲m/s，如果将箭竖直向上发射，那么它上升的高度为

▲m。（不计空气阻力）参考答案：，

60m

13.质量为2吨的打桩机的气锤，从5m高处白由落下与地面接触0.2s后完全静止下来，空气阻力不计、g取10m/s2，则在此过程中地面受到气锤的平均打击力为___________N。参考答案：设向上为正方向，由冲量定理可得，由机械能守恒可得，解得=N，由牛顿第三定律可知地面受到气锤的平均打击力为N。三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.一列简谐横波在t=时的波形图如图（a）所示，P、Q是介质中的两个质点，图（b）是质点Q的振动图像。求（i）波速及波的传播方向；（ii）质点Q的平衡位置的x坐标。参考答案：（1）波沿负方向传播；

（2）xQ=9cm本题考查波动图像、振动图像、波动传播及其相关的知识点。（ii）设质点P、Q平衡位置的x坐标分别为、。由图（a）知，处，因此

④由图（b）知，在时Q点处于平衡位置，经，其振动状态向x轴负方向传播至P点处，由此及③式有⑤由④⑤式得，质点Q的平衡位置的x坐标为

⑥15.（4分）一束单色光由左侧时的清水的薄壁圆柱比，图为过轴线的截面图，调整入射角α，光线拾好在不和空气的界面上发生全反射，已知水的折射角为，α的值。

参考答案：解析：当光线在水面发生全放射时有，当光线从左侧射入时，由折射定律有，联立这两式代入数据可得。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.神奇的黑洞是近代引力理论所预言的一种特殊天体，探寻黑洞的方案之一是观测双星系统的运动规律。天文学家观测河外星系大麦哲伦云时，发现了LMCX-3双星系统，它由可见星A和不可见的暗星B构成。两星视为质点，不考虑其它天体的影响，A、B围绕两者连线，上的为为O点做匀速圆周运动，它们之间的距离保持不变，如图所示。引力常量为G；由观测能够得到可见星A的速率v和运行周期T。

(1)可见星A所受暗星B的引力可等效为位于O。点处质量为的星体（视为质点）对它的引力，设A和B的质量分别为、，试求，（用、表示）；

(2)求暗星B的质量与可见星A的速率v、运行周期T和质量之间的关系式；

(3)恒星演化到末期，如果其质量大于太阳质量的2倍，它将有可能成为黑洞。若可见星A的速率v=，运行周期，质量,试通过估算来判断暗星B有可能是黑洞吗？（）参考答案：17.如图所示，水平传送带AB的右端与在竖直面内的用内径光滑的钢管弯成的“9”形固定轨道相接，钢管内径很小.传送带的运行速度v0=4.0m/s，将质量m=1kg的可看做质点的滑块无初速地放在传送带的A端.已知传送带长度L=4.0m，离地高度h=0.4m，“9”字全髙H=0.6m，“9”字上半部分圆弧半径R=0.1m，滑块与传送带间的动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g=10m/s2，试求：(1)滑块从传送带A端运动到B端所需要的时间；(2)滑块滑到轨道最高点C时对轨道作用力；(3)滑块从D点抛出后的水平射程。参考答案：18.如图所示，在光滑水平桌面上放有长木板C，C上右端是固定挡板P，在C上左端和中点各放有小物块A和B，A、B的尺寸以及P的厚度皆可忽略不计，A、B之间和B、P之间的距离皆为L．设A、C之间和B、C之间的动摩擦因数均为μ；A、B、C（连同挡板P的质量均为m．开始时，B和C静止，物块A以某一初速度v0向右运动，导致B、P都发生了一次被动的无机械能损失的碰撞．己知重力加速度为g．试求：（1）物块A与B发生碰撞前，B和C之间摩擦力的大小；（2）若己知v0=3，求物块A运动的最小速度的大小；（3）若最终没有物体从C上掉下来，求v0的取值范围．参考答案：考点：动量守恒定律；功能关系．专题：动量定理应用专题．分析：（1）根据牛顿第二定律求出BC整体的加速度，再隔离对B分析，求出B受到的摩擦力．（2）当A和B恰好不相撞时，它们具有相同的速度，根据动量守恒定律，结合能量守恒定律求出恰好不相撞时A的初速度，从而得知A初速度满足的条件．（3）A、B碰撞前后交换速度，碰后A和C一起向右作匀加速运动，B向左作匀减速运动．若B和P刚好不发生碰撞，则当B运动到P所在位置时，A、B、C速度相同，结合动量守恒定律和能量守恒定律求出初速度的临界值．解答：解：（1）根据牛顿第二定律得，BC整体的加速度a==，隔离对B分析，设B受到的摩擦力大小为Ff，则Ff=ma=＜μmg．B、C保持相对静止，B受到的摩擦力大小为：Ff=（2）A在C上滑动时，A向右作匀减速运动，B和C以相同的加速度向右作匀加速运动．若A运动到B所在位置时，A和B刚好不发生碰撞，则A、B、C速度相同，设三者共同速度为v1，由系统动量守恒定律有：mv0=3mv1由功能关系有：μmgL=mv02﹣?3mv12由上两式可得：v0=，所以A和B能够发生碰撞时，A的最小速度为：v0=；（3）A、B碰撞前后交换速度，碰后A和C一起向右作匀加速运动，B向右作匀减速运动．若B和P刚好不发生碰撞，则当B运动到P所在位置时，A、B、