2022-2023学年河南省南阳市第十六中学高三物理上学期期末试卷含解析

2022-2023学年河南省南阳市第十六中学高三物理上学期期末试卷含解析一、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，匀强磁场垂直于纸面向里，匀强电场水平向左，竖直平面内的直角坐标系如图。一个带电液滴在纸面内复合场区域内做直线运动，其运动方向及能量变化的可能情况是：A．若带正电，可能沿y轴负方向，电势能增加；B．若带正电，可能沿x轴正方向，机械能增加；C．若带负电，可能沿x轴负方向，动能增加；D．不论带电正负，不论方向如何，只要是在纸面内沿直线运动，其机械能就减少参考答案：AD2.用a、b两束单色光照射同一单缝做衍射实验，观察衍射图样发现：a光的中央亮纹比b光的中央亮纹窄，下列说法正确的是（

B

）A．a、b两束单色光以相同的入射角从空气射入水中，b光的折射角小B．a、b两束单色光在水下同一深度处，b光照亮水面的面积较大C．用同一装置进行双缝干涉实验，a光的条纹间距较大D．用a光照射某金属，不能发生光电效应，用b光照射有可能发生光电效应参考答案：B3.如图5－1－17所示，一水平传送带以速度v1向右匀速传动，某时刻有一物块以水平速度v2从右端滑上传送带，物块与传送带间的动摩擦因数为μ，下列说法正确的是（

）

A．若物块能从左端离开传送带，它在带上运动的时间一定比传送带不转动时运动的时间长

B．若物块还从右端离开传送带，则整个过程中，传送带对物块所做的总功一定不会为正值C．若物块还从右端离开传送带，则物块的速度为零时，传送带上产生的滑痕长度达到最长D．物块在离开传送带之前，一定不会做匀速直线运动参考答案：B4.如右图所示为一个竖直放置的弹簧振子，物体沿竖直方向在A、B之间做上下振动，O点为平衡位置，A点位置恰好为弹簧的原长。物体由C点运动到D点（C、D两点未在图上标出）的过程中，弹簧的弹性势能增加了3.0J，重力势能减少了2.0J。下列说法正确的A．物体的动能增加1.0J

B．C点的位置可能在平衡位置以上

C．D点的位置可能在平衡位置以上D．物体经过D点时的运动方向可能指向平衡位置参考答案：BD5.（单选）如图，一小球放置在木板与竖直墙面之间。设墙面对球的压力大小为N1，球对木板的压力大小为N2。以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置。不计摩擦，在此过程中()A．N1始终减小，N2始终增大B．N1先增大后减小，N2始终减小C．N1始终减小，N2始终减小D．N1先增大后减小，N2先减小后增大参考答案：C试题分析：对小球进行受力分析如图所示，设：板与竖直方向夹角为，则：，，随着板顺时针方向转动，越来越大，因此N2越来越小，同样也越来越小，答案C正确。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.在“研究平抛物体的运动”实验中，某同学记录了A、B、C三点，取A点为坐标原点，建立了如图所示的坐标系。平抛轨迹上的这三点坐标值图中已标出。那么小球平抛的初速度为

，小球抛出点的坐标为

。(取)

参考答案：7.（选修3—3）如图一活塞与汽缸密封了一定质量的气体，活塞与汽缸之间摩擦不计，可在汽缸中自有移动，汽缸固定在地面上不动。现通过一热源对汽缸加热，某同学测出气体吸收的热量为2.0×106J，算出活塞移动对外做功为2.5×106J，则气体内能______（选填“增加”或“减少”）______J,该同学测算出的数据有何问题？____________________________参考答案：答案：减少、5×10-4、违反热力学第二定律8.某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙．当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态．若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：（1）你认为还需要的实验器材有

．（2）实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是

，实验时为保证细线拉力为木块的合外力首先要做的步骤是

．（3）在（2）的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M．往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m．让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1<v2）．则本实验最终要验证的数学表达式为

（用题中的字母表示实验中测量得到的物理量）．参考答案：（1）天平，刻度尺（2分）（2）沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量（2分），平衡摩擦力（2分）（3）9.（5分）两个共力点F1,F2互相垂直，合力为F，F1与F之间的夹角为α，F2与F之间的夹角β，如图所示，若保持合力F的大小和方向均不变，而改变F1时，对于F2的变化情况以下判断正确的是

A.若保持α不变而减小F1，则β变小，F2变大；

B.若保持α不变而减小F1，则β变小，F2变小；

C.若保持F1的大小不变而减小α，则β变小，F2变大；

D.若保持F1的大小不变而减小α，则β变小，F2变小。参考答案：

AD10.有人设想了一种静电场：电场的方向都垂直于纸面并指向纸里，电场强度的大小自左向右逐渐增大，如图所示。这种分布的静电场是否可能存在？试述理由。

参考答案：这种分布的静电场不可能存在.因为静电场是保守场，电荷沿任意闭合路径一周电场力做的功等于0，但在这种电场中，电荷可以沿某一闭合路径移动一周而电场力做功不为0．（5分）11.如图，光滑轻杆AB、BC通过A、B、C三点的铰接连接，与水平地面形成一个在竖直平面内三角形，AB杆长为．BC杆与水平面成角，AB杆与水平面成角。一个质量为m的小球穿在BC杆上，并静止在底端C处。现对小球施加一个水平向左mg的恒力，当小球运动到CB杆的中点时，它的速度大小为

，小球沿CB杆向上运动过程中AB杆对B处铰链的作用力随时间t的变化关系式为．参考答案：,12.某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中，设计出如下的实验方案，其实验装置如图所示。已知小车质量M=214.6g，砝码盘质量m0=7.4g，所使用的打点计时器的交流电频率=50Hz。其实验步骤是：

A．按图中所示安装好实验装置

B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动

C．取下细绳和砝码盘，记下砝码盘中砝码的质量m

D．先接通电源，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求得小车的加速度a

E．重新挂上细绳和砝码盘，改变砝码盘中砝码质量，重复B~D步骤，求得小车在不同合外力F作用下的加速度，回答以下问题：（1）按上述方案做实验，是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？______（填“是”或“否”）。（2）实验中打出的一条纸带如图所示，由该纸带可求得小车的加速度a=_______m/s2。（3）某同学将有关数据填入他所设计的表格中，并根据表中的数据画出a-F图像（如图），造成图线不过坐标原点最主要的一条原因是________，由该图线延长线与横轴的交点可求出的物理量是________，其大小是___________。

参考答案：（1）否

（2）0.77

（3）在计算小车所受的合外力时未计入砝码盘的重力;砝码盘重力；

0.0713.（单选）气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和，其大小与气体的状态有关，分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的()A.温度与体积

B．体积和压强

C.温度和压强

D．压强和温度参考答案：A三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（5分）如图所示，在研究平抛运动时，小球A沿轨道滑下，离开轨道末端（末端水平）时撞开轻质接触式开关S，被电磁铁吸住的小球B同时自由下落。改变整个装置的高度做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地。该实验现象说明了A球在离开轨道后

（）

A.水平方向的分运动是匀速直线运动

B.水平方向的分运动是匀加速直线运动

C.竖直方向的分运动是自由落体运动

D.竖直方向的分运动是匀速直线运动参考答案：答案：C15.某同学利用如图所示的装置测量某一弹簧的劲度系数，该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上砝码盘。通过改变盘中砝码的质量，测得6组砝码的质量m和对应的弹簧长度l，画出m-l图线，对应点已在图上标出，如图乙所示。（重力加速度g=10m/s2）①采用恰当的数据处理，该弹簧的劲度系数为

N/m

。（保留2位有效数字）②请你判断该同学得到的实验结果与考虑砝码盘的质量相比，结果

。(填“偏大”、“偏小”或“相同”)参考答案：①3.4

(3.2-3.5都可以)

②相同

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，光滑的水平导轨右端处与水平传送带理想连接，传送带长度=4.0m，皮带以恒定速率=3.0m/s顺时针转动．三个质量均为=1.0kg的滑块、、置于水平导轨上，、之间有一段轻弹簧刚好处于原长，滑块与轻弹簧连接，未连接弹簧，、处于静止状态且离点足够远，现让滑块以初速度=3.0m/s沿、连线方向向运动，与碰撞后粘合在一起，碰撞时间极短．滑块脱离弹簧后滑上传送带，并从右端滑出落至地面上．已知滑块与传送带之间的动摩擦因数=0.1，重力加速度=10m/s2．求：（1）滑块、碰撞时损失的机械能；（2）滑块在传送带上因摩擦产生的热量；（3）若每次实验开始时滑块的初速度大小不相同，要使滑块滑上传送带后总能落至地面上的同一位置，则的取值范围是什么?参考答案：（1）2.25J（2）0.5J（3）m/sm/s

解析：（1）设A和B碰撞后共同速度为，对A、B有：动量守恒

①碰撞时损失机械能

②解得J（2）设AB碰撞后，弹簧第一次恢复原长时AB的速度为，C的速度为。对A、B、C和弹簧组成的系统从AB碰撞后到弹簧第一次恢复原长的过程中，有：动量守恒：③机械能守恒：④

解得m/sC以滑上传送带，假设匀加速直线运动位移为时与传送带共速，由运动学公式

解得m＜加速运动的时间为，有：s

⑤C在传送带上滑过的相对位移为m

⑥摩擦生热=0.5J(3)设A的最大速度为，滑块C在与弹簧分离时的速度为、AB的速度为,则C在传送带上一直匀减速直线运动直到在P点与传送带共速，有：⑦

解得m/s设A的最小速度为，滑块C在与弹簧分离时的速度为、AB的速度为,则C在传送带上一直匀加速直线运动直到在P点与传送带共速，有：⑧解得m/s对A、B、C和弹簧组成的系统从AB碰撞后到弹簧第一次恢复原长的过程中，有：动量守恒：

⑨机械能守恒：

⑩

解得m/s同理m/s

所以m/sm/s17.一质量为m=2.0kg的小物块随足够长的水平传送带一起运动，被一水平向左飞来的子弹击中并从物块中穿过，如图1所示。固定在传送带右端的位移传感器纪录了小物块被击中后的位移随时间的变化关系如图2所示（图象前3s内为二次函数，3-4.5s内为一次函数，取向左运动的方向为正方向）。已知传送带的速度保持不变，g取10m/s2。（1）定性描述小物块在前3s内的运动情况；（2）求传送带速度v的大小;（3）求物块与传送带间的动摩擦因数μ.参考答案：（1）前2s向左匀减速运动，第3s内向右匀加速运动（2）因第3-4.5s内s-t图像为一次函数，说明小物块已与传送带保持相对静止即与传送带一起匀速运动，因此段时间图像斜率为负值，所以传送带的速度方向顺时针。

传送带的速度v的大小为

m/s（3）由图像可知在第3s内小物块做初速度为零的匀加速运动，则

(其中s=1m,t=1s)

解得μ=0.2

18.光滑的圆弧轨道固定在竖直平面内，与水平轨道CE连接。水平轨道的CD段光滑、DE段粗糙。一根轻质弹簧一端固定在C处的竖直面上，另一端与质量为2m的物块b刚好在D点接触（不连接），弹簧处于自然长度。将质量为m的物块a从顶端F点静止释放后，沿圆弧轨道下滑。物块a与物块b第一次碰撞后一起向左压缩弹簧。已知圆弧轨道半径为r，=l，物块a、b与DE段水平轨道的动摩擦因数分别为μ1=0.2和μ2=0.4，重力加速度为g。物块a、b均可视为质点。求：（1）物块a第一次经过E点时的速度是多少？（2）试讨论l取何值时，a、b能且只能发生一次碰撞？此题为力学多过程的组合题，难度偏难。涉及到机械能守恒、动能定理、动量守恒等重点力学知识。题目设计的场景是广东高考题常见的水平面加半圆弧面，为了增加新意，本题加入了一个新元素——弹簧。但为了不增加难度，设计了从弹簧压缩到恢复原长过程中机械能守恒。本题的难点在于讨论点，需要学生看清楚问题“能且只能”。参考答案：（1）物块a由F到E过程中，由机械能守恒有：

…………（2分）

解得第一次经过E点