2022-2023学年浙江省杭州市靖江综合高中高三物理下学期期末试题含解析

2022-2023学年浙江省杭州市靖江综合高中高三物理下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.使物体脱离星球的引力束缚，不再绕星球运行，从星球表面发射所需的最小速度称为第二宇宙速度，星球的第二宇宙速度v2与第一宇宙近度v1的关系是。已知某星球的半径为r，它表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的。不计其他星球的影响。则该星球的第二宇宙速度为

A、

B、

C、

D、参考答案：2.（多选）由光滑细管组成的轨道如图所示，其中ＡＢ段和ＢＣ段是半径为Ｒ的四分之一圆弧，轨道固定在竖直平面内．一质量为ｍ的小球，从距离水平地面高为Ｈ的管口Ｄ处静止释放，最后能够从Ａ端水平抛出落到地面上．下列说法正确的是Ａ．小球落到地面时相对于Ａ点的水平位移值为Ｂ．小球落到地面时相对于Ａ点的水平位移值为２Ｃ．小球能从细管Ａ端水平抛出的条件是Ｈ＞２ＲＤ．小球能从细管Ａ端水平抛出的最小高度Ｈmin＝5R/2参考答案：BC3.如下图所示，水平放置的平行板电容器两板间有垂直纸面向里的匀强场。开关S闭合时，带电粒子恰好水平向右匀速穿过两板，粒子的重力不计，下列说法正确的是A.

保持开关闭合，若滑片P向上滑动，粒子可能从下极板边缘射出B.

保持开关闭合，若滑片P向下滑动，粒子可能从下极板边缘射出C.

保持开关闭合，若只将A极板向上移动后，粒子仍能沿直线穿出D.

如果开关断开，粒子仍能沿直线穿出参考答案：AB4.如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R：bc是半径为R的四分之一的圆弧，与ab相切于b点。一质量为m的小球。始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从静止开始向右运动，重力加速度大小为g。小球从a点开始运动到其他轨迹最高点，机械能的增量为（

）A.2mgRB.4mgRC.5mgRD.6mgR参考答案：C本题考查了运动的合成与分解、动能定理等知识，意在考查考生综合力学规律解决问题的能力。设小球运动到c点的速度大小为vC，则对小球由a到c的过程，由动能定理得：F·3R-mgR=mvc2，又F=mg，解得：vc2=4gR，小球离开c点后，在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，竖直方向在重力作用力下做匀减速直线运动，由牛顿第二定律可知，小球离开c点后水平方向和竖直方向的加速度大小均为g，则由竖直方向的运动可知，小球从离开c点到其轨迹最高点所需的时间为:t=vC/g=2，小球在水平方向的加速度a=g，在水平方向的位移为x=at2=2R。由以上分析可知，小球从a点开始运动到其轨迹最高点的过程中，水平方向的位移大小为5R，则小球机械能的增加量△E=F·5R=5mgR，选项C正确ABD错误。【点睛】此题将运动的合成与分解、动能定理有机融合，难度较大，能力要求较高。5.从同一地点同时开始沿同一直线运动的两个物体Ⅰ、Ⅱ的速度图象如图所示。在0—t0时间内，下列说法中正确的是A．Ⅰ、Ⅱ两个物体所受的合外力都在不断减小B．Ⅰ物体的加速度不断增大，Ⅱ物体的加速度不断减小C．Ⅰ、Ⅱ两个物体在t1时刻相遇D．Ⅰ、Ⅱ两个物体的平均速度大小都是参考答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.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．7.如图（a）所示为某同学设计的电子秤原理图，其中E是电动势为3V的电源（内阻不计），A是电流表（在设计中计划被改成电子秤的示数表盘），R0是阻值为5Ω定值电阻，R是一根长为6cm、阻值为15Ω的均匀电阻丝。c是一根金属弹簧（电阻不计），其压缩量ΔL与所受压力F之间的关系如图（b）所示，c顶端连接有一个塑料盘。制作时调整弹簧的位置，使之不称重物时滑片P刚好在电阻丝的a端。（计算中g取10m/s2）（1）当电流表示数为0.3A时，所称重物的质量为____________；（2）该设计中使用的电流表的量程最小为__________，该电子秤的称量范围为____________；（3）将电流表的表盘改制成的电子秤示数盘有哪些特点？（请至少写出两个）参考答案：（1）2kg（2）0.6A，0~6kg（3）刻度不均匀、左大右小、刻度盘最左侧部分区域无刻度等8.用中子轰击锂核()，发生的核反应为：，式中n代表中子，X代表核反应产生的新核，同时释放出4.8MeV的核能(leV=1.6xl0J)。则新核中的中子数为△△

，核反应过程中的质量亏损为△△

kg(计算结果保留两位有效数字)。参考答案：2

9.某实验小组的同学欲“探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系”，在实验室设计了一套如图甲所示的装置，图中A为小车，B打点计时器，C为弹簧测力计，P为小桶(内有沙子)，一端带有定滑轮的足够长的木板水平放置，不计绳与滑轮的摩擦．实验时，先接通电源再松开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点．(1)该同学在一条比较理想的纸带上，从点迹清楚的某点开始记为零点，顺次选取一系列点，分别测量这些点到零点之间的距离x，计算出它们与零点之间的速度平方差△v2=v2－v02，弹簧秤的读数为F，小车的质量为m，然后建立△v2—x坐标系，通过描点法得到的图像是一条过原点的直线，如图乙所示，则这条直线的斜率的意义为___________．（填写表达式）(2)若测出小车质量为0．4kg，结合图像可求得小车所受合外力的大小为__________N．(3)另一名同学用如图装置探究小车加速度a和小车所受合外力F（弹簧秤读数）的关系图像，但由于忘记了平衡摩擦力，则他得出的结论是（

）参考答案：2F/m

1

B10.如图所示，是在某实验过程中打出的一条纸带，根据纸带可以判断或计算出：（1）若O端与运动物体相连，其中的D-H段，表示物体在做

运动；（2）如果这是在“探究做功与速度变化关系”的实验中打出的纸带，则需要计算纸带中

段的速度，大小为

m/s（结果保留两位有效数字）。参考答案：（1）匀减速直线

（2分，只答减速运动给1分）（2）OC（2分）1.5m/s（2分）11.某同学做《共点的两个力的合成》实验作出如图所示的图，其中A为固定橡皮条的固定点，O为橡皮条与细绳的结合点，图中___________是F1、F2合力的理论值，___________是合力的实验值，需要进行比较的是_________和___________，通过本实验，可以得出结论：在误差允许的范围___________是正确的。参考答案：F;

F’;

F和F’;其合力的大小和方向为F1和F2的线段为邻边的对角线12.在共点力合成的实验中，根据实验数据画出力的 图示，如图所示．图上标出了F1、F2、F、F′'四个力，其中

（填上述字母）不是由弹簧秤直接测得的．若F与F′ 的

_基本相等，

_基本相同，说明共点 力合成的平行四边行定则得到了验证．参考答案：

大小

方向本实验是通过两个弹簧秤的拉力作出的平行四边形得出合力，只要合力与实际的拉力重合，则实验成功；由图可知F′是由平行四边形定则得出的，故F′不是由弹簧秤直接测得的；F是通过一个弹簧秤测出的，故只要F与F′的大小和方向基本相同即可13.如图所示，实线是一列简谐横波在t1=0时的波形图，虚线为t2=0.5s时的波形图，已知0＜t2－t1＜T，t1=0时x=2m处的质点A正向y轴正方向振动。①质点A的振动周期为

s；

②波的传播方向是

；③波速大小为

m/s。参考答案：

答案：①2；②向右；③2三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某位同学利用图1所示电路测量电源电动势和内阻，（1）实验时多次改变电阻箱的阻值，记录电阻箱阻值R和电压表读数U，并在计算机上显示出如图2所示的﹣关系图线，由图线可知电池的电动势Ea=

V，内阻ra=Ω，该实验系统误差主要来自

．（2）实验中，随着变阻箱阻值的改变，电压表的示数U以及电池内阻消耗的功率P都会发生变化．图3的各示意图中正确反映P﹣U关系的是

．参考答案：（1）2.0；0.25；（2）B．【考点】测定电源的电动势和内阻．【分析】（1）本题根据图象的性质得出电动势及内电阻的表达式，从而由图象得出电动势和内电阻；（2）由内电阻消耗功率的表达式可得出内电阻上消耗的功率与路端电压间的关系．【解答】解：（1）根据E=U+r，得：=+图象中截距为：b=0.5=，斜率为：K==，故电动势为：E==2.0V，内电阻为：r=E?K=2.0×=0.25Ω；（2）电压表测量路端电压，其示数随滑动变阻器的阻值增大而增大；而电流随外电阻的增大而减小，则可知内阻上消耗的功率P=I2r随路端电压的增大而减小，故B正确，ACD错误．故选：B．故答案为：（1）2.0；0.25；（2）B．15.某研究性学习小组利用图甲所示电路测量某电池的电动势E和内电阻r，由于该电池的内电阻r较小，因此在电路中接入了一个阻值为2.00Ω的定值电阻R0，闭合开关K，调整电阻箱的阻值R，读出电压表相应的示数U，得到了如下数据（R和U分别表示电阻箱读数和电压表读数）：为了比较准确地得出实验结论，该小组的同学准备用直线图像来处理实验数据，图像的纵坐标表示电压表读数U，则图像的横坐标表示的物理量应该是①____________．②在图乙中根据给定的坐标点画出图像，利用做得的图像得到E=③_______V，r=④______Ω．电动势的测量值⑤

真实值（填大于、等于、小于）。（小数点后面保留2位数字）图乙参考答案：①电压U与电阻R的比值（或电流I）．②如图所示，③E=2.00V～2.01V，r=④0.40Ω～0.44Ω．电动势的测量值⑤小于真实值四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，在空中有一水平方向的匀强磁场区域，区域的上、下边缘间距为h，磁感应强度为B。有一宽度为b（b<h)、长度为L、电阻为R、质量为m的矩形导体线圈紧贴磁场区域的上边缘从静止起竖直下落，当线圈的PQ边出磁场下边缘时，恰好开始匀速运动。求：(1)当线圈的PQ边出磁场下边缘时，匀速运动的速度大小。(2)线圈穿越磁场区域过程中所产生的焦耳热。(3)线圈穿越磁场区域经历的时间。参考答案：(1)

(2)

(3)（1）线圈受到的安培力：，线圈离开磁场时做匀速运动，处于平衡状态，由平衡条件得：，线圈的速度：；（2）由能量守恒定律得：，解得：；（3）设线圈匀速穿出磁场区域的速度为v，此过程线圈的重力与磁场作用于线圈的安培力平衡，即有：，所以对线圈从开始到刚好完全进入磁场的过程，经历的时间设为t1，线圈所受安培力的平均值为.，线圈速度的平均值为，此过程线圈的末速度值为v1，根据动量定理，得：，而，解得：因为b＜h，所以接着线圈在磁场里作匀加速运动，直到线圈的下边到达磁场的下边界为止，此过程经历的时间：之后线圈以速度v匀速穿出磁场，经历时间所以线圈穿越磁场区域经历的时间：。17.一宇航员在国际空间站内做了如下实验：选取两个质量分别为mA=0.lkg、mB=0.2kg的小球A、B和一根轻质短弹簧，弹簧的一端与小球A粘连，处于锁定状态，一起以速度vo=0.1m/s做匀速直线运动。如图所示，经过一段时间后，突然解除锁定（解除锁定时没有机械能损失），两球仍然沿直线运动，从弹簧与小球B刚刚分离开始计时，经过时间t=3.0s，两球之间的距离增加了s=2.7m，求：①弹簧与小球B刚刚分离时两小球的速度分别为多大；②原先弹簧锁定时的弹性势能Ep？参考答案：①0.7m/s和0.2m/s；②弹簧被锁定时的弹性势能为0.027J．解析：解：①取A、B为系统，由动量守恒得：（mA+mB）v0=mAvA+mBvB…①

根据题意得：s=（vA-vB）t…②

由①②两式联立得vA=0.7m/s，vB=-0.2m/s；

②由机械能守恒得：EP+（mA+mB）v02=mAvA2+mBvB2

③

解得：EP=0.027J．18.（计算）（2014秋?湖北期末）如图所示，在矩形区域内有垂直于纸平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B=5.0×10﹣2T，矩形区域长为m，宽为0.2m，在AD边中点O处有一放射源，某时刻，放射源沿纸面向磁场中各方向均匀地辐射出速率均为v=2×l06m/S的某种带正电粒子，带电粒子质量m=1.6×10﹣27kg．电荷量为q=+3.2×l0﹣19C（不计粒子重力），求：（1）带电粒子在磁场中做圆周运动的半径为多大？（2）从BC边界射出的粒子中，在磁场中运动的最短时间为多少？（3）若放射源向磁