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湖北省随州市桃园中学2022-2023学年高三物理期末试题含解析一、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)如图8所示,AB,CD为一圆的两条直径.且相互垂直,O点为圆心,空间存在一未知静电场,方向与圆周所在平面平行,现让一质子先从A点运动至C点,电势能减少了Ep;又从C点运动至B点,电势能增加了Ep,那么此空间存在的静电场可能是(
)A.匀强电场,方向垂直于AB由O点指向C点B.位于O点的正点电荷形成的电场C.位于D点的正点电荷形成的电场D.位于D点的负点电荷形成的电场参考答案:AC2.如图,一平行板电容器与一电源连接,电源两端的电压保持不变,若使电容两板间的距离变大,则(
)
A.电容器的电容比原来减小
B.电容器所带的电荷量比原来增加
C.电容器两板间的电压比原来减小
D.电容器两板间的电场强度比原来增加参考答案:答案:A3.已知地球质量为M,半径为R,自转周期为T,地球同步卫星质量为m,,引力常量为G.。有关同步卫星,下列表述正确的是A.卫星的运行速度小于第一宇宙速度B.卫星距地面的髙度为C.卫星运行时受到的向心力大小为GD.卫星运行的向心加速度等于地球表面的重力加速度参考答案:A4.如图2为α粒子散射实验装置的示意图,荧光屏和显微镜分别放在图中的A、B、C、D四个位置时,关于观察到的现象,下述说法不正确的是()图2A.相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最多B.相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数比放在A位置时少得多C.放在C、D位置时屏上观察不到闪光D.放在D位置时屏上仍能观察到一些闪光,但次数极少参考答案:C5.一辆公共汽车进站后开始刹车,做匀减速直线运动。开始刹车后的第1s内和第2s内位移大小依次为9m和7m,则刹车后6s内的位移是
A.20m
B.24m
C.25m
D.75m参考答案:二、填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分6.如图所示,相距为d的两条水平虚线L1、L2之间有水平方向的匀强磁场,磁感应强度为B,正方形铜制线圈abcd边长为L(L<d),质量为m,将线圈在磁场上方高h处静止释放,cd边刚离开磁场时速度与cd边刚进入磁场时速度相等,则线圈穿越磁场的过程中(从cd边刚进入磁场起一直到ab边离开磁场为止),感应电流所做的功为
,线圈的最小速度为
.参考答案:2mgd7.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:8.一飞船在某星球表面附近,受星球引力作用而绕其做匀速圆周运动的速率为,飞船在离该星球表面高度为h处,受星球引力作用而绕其做匀速圆周运动的速率为,已知引力常量为G,则该星球的质量表达式为
。参考答案:由万有引力提供向心力可得,,联立可解得9.(6分)(选修3-4)如图所示,一列简谐横波沿+x方向传播.已知在t=0时,波传播到x轴上的B质点,在它左边的A质点位于负最大位移处;在t=0.6s时,质点A第二次出现在正的最大位移处.
①这列简谐波的周期是s,波速是m/s.
②t=0.6s时,质点D已运动的路程是m.参考答案:答案:0.4,5,0.110.如图所示是小英“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验,铜块和木块的大小、形状完全相同,实验时弹簧测力计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动。
(1)比较甲、乙两图,可得到的结论是
;(2)若物体不是做匀速运动,而是做加速直线运动,弹簧测力计读数
摩擦力(填“等于”或“不等于”);(3)实际操作时,手拉着弹簧测力计做匀速直线运动是比较困难的,因而测力计的读数不一定等于摩擦力的大小。请你提出一个改进的方法,确保测力计的读数等于摩擦力的大小。你的做法(画图或文字说明)
。参考答案:11.已知地球质量为M,万有引力恒量为G,地球半径为R,人造卫星在高空绕地球运行的轨道半径为r,则其绕地球运行的环绕速度V=
,在地球表面附近运行的人造卫星的第一宇宙速度V1=
。参考答案:,12.质量为M的均匀直角金属杆aob可绕水平光滑轴o在竖直平面内转动,oa=ob/2=l.现加一水平方向的匀强磁场,磁感应强度为B,并通以电流I,若撤去外力后恰能使直角金属杆ob部分保持水平,如图所示.则电流应从杆的_______端流入;此电流强度I的大小为____________.
参考答案:答案:a
4Mg/9Bl13.已知氢原子的基态能量为(),激发态能量,其中.已知普朗克常量为,真空中光速为,吸收波长为
▲
的光子能使氢原子从基态跃迁到的激发态;此激发态原子中的电子再吸收一个频率为的光子被电离后,电子的动能为
▲
.参考答案:
(2分)三、简答题:本题共2小题,每小题11分,共计22分14.(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)15.图所示摩托车做腾跃特技表演,沿曲面冲上高0.8m顶部水平高台,接着以4m/s水平速度离开平台,落至地面时,恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道,并沿轨道下滑.A、B为圆弧两端点,其连线水平.已知圆弧半径为2m,人和车的总质量为200kg,特技表演的全过程中,空气阻力不计.(计算中取g=10m/s2.求:(1)从平台飞出到A点,人和车运动的水平距离s.(2)从平台飞出到达A点时速度大小及圆弧对应圆心角θ.(3)若已知人和车运动到圆弧轨道最低点O速度为6m/s,求此时人和车对轨道的压力.参考答案:(1)1.6m
(2)m/s,90°
(3)5600N【详解】(1)车做的是平抛运动,很据平抛运动的规律可得:竖直方向上:水平方向上:可得:.(2)摩托车落至A点时其竖直方向的分速度:到达A点时速度:设摩托车落地时速度方向与水平方向的夹角为,则:即,所以:(3)对摩托车受力分析可以知道,摩托车受到的指向圆心方向的合力作为圆周运动的向心力,所以有:
当时,计算得出.由牛顿第三定律可以知道人和车在最低点O时对轨道的压力为5600
N.答:(1)从平台飞出到A点,人和车运动的水平距离.(2)从平台飞出到达A点时速度,圆弧对应圆心角.(3)当最低点O速度为6m/s,人和车对轨道的压力5600
N.四、计算题:本题共3小题,共计47分16.一个滑雪的人,质量,以的初速度沿山坡匀加速直线滑下,山坡的倾角,在的时间内滑下的路程,求:(1)滑雪人的加速度;(2)滑雪人受到的阻力(g=10m/s2)参考答案:4m/s2
75N
17.一静止的核经衰变成为核,释放出的总动能为4.27MeV。问此衰变后核的动能为多少MeV(保留1位有效数字)?参考答案:衰变后Th核的动能18.质量为m、电量为+q的带电粒子,以某一初速度垂直磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场,粒子在磁场中做匀速圆周运动,圆心为O,半径为r.可将带电粒子的运动等效为一环形电流,环的半径等于粒子的轨道半径.不计重力影响.(1)求粒子在磁场中做圆周运动线速度的大小v;(2)求等效环形电流的大小I;(3)若在O点固定一个点电荷A.粒子射入磁场的位置和速度方向保持不变.当原有磁场大小、方向都不变时,改变粒子射入磁场的初速度的大小,仍可使粒子绕O做半径为r的匀速圆周运动;当原有磁场方向反向,而磁感应强度B的大小不变时,再改变粒子射入磁场的初速度的大小,还能使粒子绕O做半径为r的圆周运动.两次所形成的等效电流之差的绝对值为△I,求△I的表达式.参考答案:解:(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力做向心力,所以,有:,解得:;(2)电量为+q的带电粒子做的匀速圆周运动,周期,即相当于环形电流任一截面在周期T内通过电量q;所以,等效环形电流为:;(3)当磁场反向时,洛仑兹力方向也会相反,粒子仍绕O做半径为r的圆周运动,所以,点电荷A对带电粒子的库仑力F一定指向圆心,所有,A带负电.磁场反向前粒子的速度为v1,有,所以,,磁场反向后粒子的速度为v2,有,所以,,等效电流,两次形成等效电流分别,因为v1>v2,所以,I1>I2;所以,两次所形成的等效电流之差的绝对值=所以,,所以,,所以,
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