2022-2023学年山西省运城市闻喜县第二中学高三物理期末试题含解析

2022-2023学年山西省运城市闻喜县第二中学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.（单选）如图所示，足够长的水平传送带以速度v沿顺时针方向运动，传送带的右端与光滑曲面的底部平滑连接，曲面上的A点距离底部的高度h=0.45m。一小物体从A点静止滑下，再滑上传送带，经过一段时间又返回曲面。g取10m/s2，则下列说法正确的是A.若v=1m/s，则小物块能回到A点B.若v=2m/s，则小物块能回到A点C.若v=5m/s，则小物块能回到A点D.无论v等于多少，小物块都不能回到A点参考答案：C2.（单选）质量为的物体由静止开始下落，由于空气阻力影响物体下落的加速度为，在物体下落高度为的过程中，下列说法正确的是 A．物体的动能增加了 B．物体的机械能减少了C．物体克服阻力所做的功为 D．物体的重力势能减少了参考答案：A3.在如图所示的电路中，已知电阻R1的阻值小于滑动变阻器R0的最大阻值。闭合电键S，在滑动变阻器的滑片P由最左端向右滑动的过程中，下列说法中正确的是(

)（A）电压表V1的示数先变大后变小，电流表A1的示数不变。（B）电压表V1的示数先变小后变大，电流表A1的示数变小。（C）电压表V2的示数先变大后变小，电流表A2的示数先变大后变小。（D）电压表V2的示数先变小后变大，电流表A2的示数先变小后变大。参考答案：D4.嫦娥一号于2007年10月24日，在西昌卫星发射中心由“长征三号甲”运载火箭发射升空。嫦娥一号发射成功，中国成为世界上第五个发射月球探测器的国家。已知月球半径为R，若“嫦娥一号”到达距月球表面高为R处时，地面控制中心将其速度调整为v时恰能绕月匀速飞行。将月球视为质量分布均匀的球，则月球表面的重力加速度为

（

） A．v2/R

B．2v2/R

C．v2/2R D．4v2/R参考答案：D5.太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少。太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026J，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近A.1036kg

B.1018kg

C.1013kg

D.109kg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.物体因绕轴转动而具有的动能叫转动动能，转动动能的大小与物体转动的角速度有关．为了研究某一砂轮的转动动能EK与角速度ω的关系，可采用下述方法：先让砂轮由动力带动匀速转动，测得其角速度ω，然后让砂轮脱离动力，由于轮与轴之间存在摩擦，砂轮最后停下，测出脱离动力到停止转动砂轮转过的圈数n．测得几组不同的ω和n如下表所示ω（rad/s）

0.5

1

2

3

4n5

20

80

180

320Ek（J）

另外已测得砂轮转轴的直径为1cm，转轴间的摩擦力为10/πN．（1）试计算出每次脱离动力时砂轮的转动动能，并填入上表中；（2）试由上述数据推导出该砂轮转动动能Ek与角速度ω的关系式Ek=2ω2；（3）若脱离动力后砂轮的角速度为2.5rad/s，则它转过45圈后角速度ω=2rad/s．参考答案：考点：线速度、角速度和周期、转速．专题：匀速圆周运动专题．分析：（1）砂轮克服转轴间摩擦力做功公式W=f?n?πD，f是转轴间的摩擦力大小，n是砂轮脱离动力到停止转动的圈数，D是砂轮转轴的直径．根据动能定理得知，砂轮克服转轴间摩擦力做功等于砂轮动能的减小，求解砂轮每次脱离动力的转动动能．（2）采用数学归纳法研究砂轮的转动动能Ek与角速度ω的关系式：当砂轮的角速度增大为原来2倍时，砂轮的转动动能Ek是原来的4倍；当砂轮的角速度增大为原来4倍时，砂轮的转动动能Ek是原来的16倍，得到Ek与ω2成正比，则有关系式Ek=kω2．将任一组数据代入求出比例系数k，得到砂轮的转动动能Ek与角速度ω的关系式．（3）根据动能与角速度的关系式，用砂轮的角速度表示动能，根据动能定理求出转过45圈后的角速度．解答：解：（1）根据动能定理得：Ek=f?n?πD，代入计算得到数据如下表所示．ω/rad?s﹣10.51234n5.02080180320Ek/J0.5281832（2）由表格中数据分析可知，当砂轮的角速度增大为原来2倍时，砂轮的转动动能Ek是原来的4倍，得到关系Ek=kω2．当砂轮的角速度增大为原来4倍时，砂轮的转动动能Ek是原来的16倍，得到Ek与ω2成正比，则有关系式Ek=kω2．k是比例系数．将任一组数据比如：ω=1rad/s，Ek=2J，代入得到k=2J?s/rad，所以砂轮的转动动能Ek与角速度ω的关系式是Ek=2ω2（3）根据动能定理得﹣f?n?πD=2ω22﹣2ω12代入解得ω2=2rad/s故答案为：（1）如表格所示；（2）2ω2；（3）2．点评：本题考查应用动能定理解决实际问题的能力和应用数学知识处理物理问题的能力；注意摩擦力做功与路程有关．7.一个质量为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，3mv8.有A、B两球在光滑水平面上沿着一条直线运动，它们发生碰撞后粘在一起，已知碰前两球的动量分别为PA=20kg·m/s和PB=15kg·m/s，碰撞后B球的动量改变了ΔPB=－10kg·m/s，则碰撞后A球的动量为PA′=__________kg·m/s，碰撞前两球的速度大小之比vA∶vB=__________。参考答案：30，9.图示为简单欧姆表原理示意图，其中电流表的偏电流=300A,内阻Rg=100，可变电阻R的最大阻值为10k，电池的电动势E=1.5V,内阻r=0.5，图中与接线柱A相连的表笔颜色应是

色，接正确使用方法测量电阻Rx的阻值时，指针指在刻度盘的正中央，则Rx=

k.若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述Rx其测量结果与原结果相比较

（填“变大”、“变小”或“不变”）。参考答案：红；5；变大10.

（选修3—4）（4分）如图所示的装置，在曲轴上悬挂一个弹簧振子，若不转动手把，让其上下振动，其周期为T1，现使手把以周期T2匀速转动(T2>T1)，振动稳定后，要使弹簧振子的振幅增大，可以让把手的转速

(填“适当增大”、“适当减小”或“不变”)，这是因为：

。

参考答案：答案：适当增大；驱动力的频率（或周期）越接近物体的固有频率（或周期），受迫振动振福越大．（每空2分）11.一列有8节车厢的动车组列车，沿列车前进方向看，每两节车厢中有一节自带动力的车厢（动车）和一节不带动力的车厢（拖车）．该动车组列车在水平铁轨上匀加速行驶时，设每节动车的动力装置均提供大小为F的牵引力，每节车厢所受的阻力均为f，每节车厢总质量均为m，则第4节车厢与第5节车厢水平连接装置之间的相互作用力大小为

．参考答案：0【考点】牛顿第二定律；力的合成与分解的运用．【分析】以整体为研究对象，根据牛顿第二定律可得加速度；再以前4节车厢为研究对象求解第4节车厢与第5节车厢水平连接装置之间的相互作用力大小．【解答】解：整体受到的牵引力为4F，阻力为8f，根据牛顿第二定律可得加速度为：a=；设第4节车厢与第5节车厢水平连接装置之间的相互作用力大小为T，以前面4节车厢为研究对象，根据牛顿第二定律可得：2F﹣4f﹣T=4ma，即：2F﹣4f﹣T=4m×，解得T=0，故答案为：012.(3-4模块)(3分)一列向右传播的简谐横波在某时刻的波形图如图所示。波速大小为0.6m/s，P质点的横坐标x=0.96m。波源O点刚开始振动时的振动方向__▲___(填“y轴正方向”或“y轴负方向”)，波的周期为___▲___s。从图中状态为开始时刻，质点P经过__▲__s时间第二次达到波峰。参考答案：答案：y的负方向(1分)、0.4(1分)、1.9(1分)13.带正电1.0×10-3C的粒子，不计重力,在电场中先后经过A、B两点，飞经A点时动能为10J，飞经B点时动能为4J，则带电粒子从A点到B点过程中电势能增加了______，AB两点电势差为____．参考答案：三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图所示，将一个斜面放在小车上面固定，斜面倾角θ=37°，紧靠斜面有一质量为5kg的光滑球，取重力加速度g＝10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8，则：试求在下列状态下：(1)小车向右匀速运动时，斜面和小车对小球的弹力大小分别是多少？(2)小车向右以加速度3m/s2做匀加速直线运动，斜面和小车对小球的弹力大小分别是多少？(3)小车至少以多大的加速度运动才能使小球相对于斜面向上运动。参考答案：(1)0，50N(2)25N，30N

(3)7.5m/s2【详解】(1)小车匀速运动时，小球随之一起匀速运动，合力为零，斜面对小球的弹力大小为0，竖直方向上小车对小球的弹力等于小球重力，即：否则小球的合力不为零，不能做匀速运动.(2)小车向右以加速度a1=3m/s2做匀加速直线运动时受力分析如图所示，有：代入数据解得：N1=25N，N2=30N(3)要使小球相对于斜面向上运动，则小车对小球弹力为0，球只受重力和斜面的弹力，受力分析如图，有：代入数据解得：答：(1)小车向右匀速运动时，斜面对小球的弹力为0和小车对小球的弹力为50N(2)小车向右以加速度3m/s2做匀加速直线运动，斜面和小车对小球的弹力大小分别是N1=25N，N2=30N.(3)小车至少以加速度向右运动才能使小球相对于斜面向上运动。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.如图所示，间距l=0.3m的平行金属导轨a1b1c1和a2b2c2分别固定在两个竖直面内，在水平面a1b1b2a2区域内和倾角=的斜面c1b1b2c2区域内分别有磁感应强度B1=0.4T、方向竖直向上和B2=1T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场。电阻R=0.3、质量m1=0.1kg、长为l的相同导体杆K、S、Q分别放置在导轨上，S杆的两端固定在b1、b2点，K、Q杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好。一端系于K杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质滑轮自然下垂，绳上穿有质量m2=0.05kg的小环。已知小环以a=6m/s2的加速度沿绳下滑，K杆保持静止，Q杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F作用下匀速运动。不计导轨电阻和滑轮摩擦，绳不可伸长。取g=10m/s2，sin=0.6，cos=0.8。求

（1）小环所受摩擦力的大小；

（2）Q杆所受拉力的瞬时功率。参考答案：(1)设小环受到的摩擦力大小为f，由牛顿第二定律：

3分代入数据得：

1分（2）设流过K杆的电流为I1，K杆受力平衡，有：

3分设回路的总电流为I，有：

1分设回路的总电阻为，有：

1分设Q杆下滑速度为v，产生的感应电动势为E，有：

1分

2分

3分拉力的瞬时功率为：

2分联立以上方程得：

2分17.如图所示，绝缘的水平桌面上方有一竖直方向的矩形区域，该区域是由三个边长均为L的正方形区域ABFE、BCGF和CDHG首尾相接组成的，且矩形的下边EH与桌面相接．三个正方形区域中分别存在方向为竖直向下、竖直向上、竖直向上的匀强电场，其场强大小比例为1：1：2．现有一带正电的滑块以某一初速度从E点射入场区，初速度方向水平向右，滑块最终恰从D点射出场区，已知滑块在ABFE区域所受静电力和所受重力大小相等，桌面与滑块之间的滑动摩擦因素为0.125，重力加速度为g，滑块可以视作质点．求：（1）滑块进入CDHG区域时的速度大小．（2）滑块在ADHE区域运动的总时间．参考答案：考点：带电粒子在匀强电场中的运动；匀变速直线运动的速度与位移的关系；滑动摩擦力；牛顿第二定律．专题：电场力与电势的性质专题．分析：（1）在第三个过程中，滑块做类平抛运动，将运动分解为水平方向和竖直方向的两个分运动来列式求解；（2）分三个过程计算出运动时间；其中第一过程匀减速，第二过程匀速，第三过程类平抛运动．解答：解：设三个区域的电场强度大小依次为E、E和2E，滑块在三个区域运动的时间分别为t1、t2和t3：（1）在CDHG区域，对滑块进行受力分析，由牛顿第二定律有2qE﹣mg=ma3而由题意知qE=mg在水平方向和竖直方向分别有L=vGt3以上解得：即滑块进入CDHG区域时的速度大小为．（2）