2022-2023学年湖北省宜昌市五峰第一高级中学高三物理下学期期末试题含解析

2022-2023学年湖北省宜昌市五峰第一高级中学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.如图所示，小车的质量为M，人的质量为m，人用恒力F拉绳，若人与车保持相对静止，且地面为光滑的，又不计滑轮与绳的质量，则车对人的摩擦力可能是()A．()F，方向向左

B．()F，方向向右C．()F，方向向左

D．()F，方向向右参考答案：CD2.将阻值随温度升高而减小的热敏电阻I和II串联，接在不计内阻的稳压电源两端。开始时I和II阻值相等，保持I温度不变，冷却或加热II，则II的电功率在(A)加热时变大，冷却时变小(B)加热时变小，冷却时变大(C)加热或冷却时都变小(D)加热或冷却时都变大参考答案：C将温度不变的热敏电阻等效成电源的内阻，初始时两者阻值相同，所以此时“电源”的输出功率最大，即热敏电阻II的电功率最大，无论将其冷却还是加热，其消耗的电功率均减小，C项正确。【考点】电功率、电源的输出功率3.如图所示，一个轻质光滑的滑轮（半径很小）跨在轻绳ABC上，滑轮下挂一个重为G的物体。今在滑轮上加一个水平拉力，使其移到绳BC部分处于竖直、AB部分与天花板的夹角为60o的静止状态，则此时水平拉力的大小为（

）A.

B.

C.

D.参考答案：A4..甲、乙两车在公路上沿同一方向做直线运动，V-t图像如图所示，两图像在t=t1时刻相交，乙车从t=0开始到停下所通过的位移为S。t=0时刻，甲在乙前面，相距为d。已知此后两车可以相遇两次，且第一次相遇时刻为t’，则下列四组t’和d的组合可能是：A.t’=t1

d=

B.t’=t1

d=

C.t’=

d=

D.t’=

d=参考答案：C5.“隔墙有耳”现象是指隔着墙，也能听到墙另一侧传来的声音，因为声波（A）发生了干涉，听者处于振动加强处

（B）发生了干涉，听者处于振动减弱处（C）波长较短，无法发生明显衍射

（D）波长较长，发生了明显衍射参考答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.质量分别为10kg和20kg的物体A和B，叠放在水平面上，如右图,AB间的最大静摩擦力为10N，B与水平面间的摩擦系数μ=0.5，以力F作用于B使AB一同加速运动，则力F满足___________(g取10m/s)2参考答案：150N<F≤180N7.（4分）图甲为一个电灯两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线，由图可知，两者不成线性关系，这是由于

。如图乙所示，将这个电灯与20的定值电阻R串联，接在电动势为8V的电源上，则电灯的实际功率为

W。（不计电流表电阻和电源内阻）参考答案：答案：随电压的增大，灯变亮，灯丝温度升高，电阻率变大，电阻变大；0．68.在某些恒星内部，3个α粒子可以结合成一个核，已知核的质量为1.99302×10-26kg，α粒子的质量为6.64672×10-27kg，真空中光速c=3×108m/s，这个核反应方程是

，这个反应中释放的核能为

（结果保留一位有效数字）。参考答案：3

(2分)

9×10-13J9.如图所示为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分，图中背景方格的边长均为5cm，如果取g＝10m/s2，那么：（1）闪光频率是

Hz．（2）小球运动中水平分速度的大小

__m/s．（3）小球经过B点时的速度大小是

__m/s．参考答案：10.雪在外力挤压下可形成冰，表明雪的密度

冰的密度（选填“大于”“等于”或“小于”）。小丽利用冰的密度，使用如下方法来估测积雪的密度：在平整地面的积雪上，脚向下用力踩在雪上，形成一个下凹的脚印，然后测量脚印的深度和

，根据冰的密度就可以估测雪的密度。参考答案：小于

积雪的深度11.一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形如图所示，经0．3s时间质点a第一次到达波峰位置，则这列波的传播速度为

m／s，质点b第一次出现在波峰的时刻为

s．参考答案：10m／s（2分）

0．5s（12.为“验证牛顿第二定律”，某同学设计了如下实验方案：A．实验装置如图甲所示，一端系在滑块上的轻质细绳通过转轴光滑的轻质滑轮，另一端挂一质量为m＝0.5kg的钩码，用垫块将长木板的有定滑轮的一端垫起．调整长木板的倾角，直至轻推滑块后，滑块沿长木板向下做匀速直线运动；B．保持长木板的倾角不变，取下细绳和钩码，接好纸带，接通打点计时器的电源，然后让滑块沿长木板滑下，打点计时器打下的纸带如图乙所示．请回答下列问题：(1)图乙中纸带的哪端与滑块相连_______________________________________________________________________．(2)图乙中相邻两个计数点之间还有4个打点未画出，打点计时器接频率为50Hz的交流电源，根据图乙求出滑块的加速度a＝________m/s2.(3)不计纸带与打点计时器间的阻力，滑块的质量M＝________kg.(g取9.8m/s2)参考答案：(1)取下细绳和钩码后，滑块加速下滑，随着速度的增加点间距离逐渐加大，故纸带的右端与滑块相连．(2)由Δx＝aT2，得a＝＝m/s2＝1.65m/s2.(3)匀速下滑时滑块所受合外力为零，撤去钩码滑块所受合外力等于mg，由mg＝Ma得M＝2.97kg.13.如图所示，一半径为R的绝缘圆形轨道竖直放置，圆轨道最低点与一条水平轨道相连，轨道均光滑；轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，场强为E．从水平轨道上A点由静止释放一质量为m的带正电小球，已知小球受电场力的大小等于小球重力大小的3/4倍．为使小球刚好在圆轨道内做圆周运动，小球在轨道内的最小速率是；释放点距圆轨道最低点B的距离是．参考答案：考点：带电粒子在匀强电场中的运动；向心力．分析：1、带电小球受到重力和电场力作用，重力和电场力都是恒力，故重力和电场力的合力也是恒力，所以在轨道上上升的运动过程中，动能减小，因为小球刚好在圆轨道内做圆周运动，故合力恰好提供向心力时是小球做圆周运动的临界状态，此时小球的速度最小，此时的“最高点”是等效最高点，不是相对于AB轨道的最高点．2、A到B的过程运用动能定理，此过程只有电场力作用Eqs=m，化简可得A到B的距离s．解答：解：带电小球运动到图中最高点时，重力、电场力的合力提供向心力时，速度最小，因为Eq=根据勾股定理合力为：=因为小球刚好在圆轨道内做圆周运动，故最高点合力提供向心力，即解得：（3）从B点到最高点，由动能定理得：﹣mgR（1+cosθ）﹣EqRsinθ=

从A到B，由动能定理得：Eqs=

代入数据解得：s=R

故答案为：，点评：题要注意速度最小的位置的最高点不是相对于地面的最高点，而是合力指向圆心，恰好提供向心力的位置，这是解题的关键．三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学将力传感器固定在小车上，然后把绳的一端固定在传感器的挂钩上，用来测量绳对小车的拉力，探究在小车及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系，根据所测数据在坐标系中作出了如图所示的a－F图象。(1)图象不过坐标原点的原因是____________________________；(2)本实验中是否仍需要细沙和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量________(填“是”或“否”)；(3)由图象求出小车和传感器的总质量为________kg。参考答案：(1)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足(2)否(3)115.如图甲所示是用主尺最小分度为1mm，游标上有20个小的等分刻度的游标卡尺测量一工件的内径的实物图，图乙是游标部分放大后的示意图。则该工件的内径为

cm。用螺旋测微器测一金属杆的直径，结果如图丙所示，则杆的直径是

mm。

参考答案：2.285；2.695-2.700游标卡尺的主尺读数为22mm，游标尺上第17个刻度和主尺上某一刻度对齐，游标读数为0.05×17mm=0.85mm，所以最终读数为：主尺读数+游标尺读数=22mm+0.85mm=22.85mm=2.285cm；

螺旋测微器的固定刻度读数2.5mm，可动刻度读数为0.01×20.0=0.200mm，所以最终读数为：固定刻度读数+可动刻度读数=2.5mm+0.200mm=2.700mm.四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，质量均为大小相同的小球A、B（都可视为质点）静止在光滑水平面内的轴上，它们的位置坐标分别为和。现沿轴方向加一个力场，该力场只对小球A产生沿轴正方向大小为F的恒力，以后两小球发生正碰过程时间很短，不计它们碰撞过程的动能损失。（1）小球A、B在第一次碰撞后的速度大小各是多少？（2）如果该力场的空间范围是（）,求满足下列条件的L值

①小球A、B刚好能够发生两次碰撞；

②小球A、B刚好能够发生次碰撞参考答案：见解析（1）A第一次碰前速度设为

动能定理：

（1分）A与B碰撞，动量守恒，则 （1分）根据题意，总能量不损失，则 （1分）联立解得 （2分）（2）①对质点A:

第一次碰前：

（1分）

第一次碰后到第二次碰前过程：第二次碰前速度 （1分）对质点B:第一次碰后到第二次碰前过程： （1分）由于 （2分）解得：，， （1分）则要使质点A、B刚好能够发生两次碰撞， （1分）②质点A、B第二次碰前速度分别为、，碰后速度分别设为和

动量守恒：

能量关系: 解得：，= （2分）对质点A:

第二次碰后到第三次碰前：

对质点B:第二次碰后到第三次碰前： 由于 解得：，， （2分）

综上，质点A、B每次碰撞过程总是要交换速度；每次碰撞间隔时间都为2；每次碰撞后的相同时间间隔内，质点A速度增加，质点B速度不变可得：每次碰撞位置间隔：4、8、12…

（2分）则要使质点A、B刚好能够发生次碰撞：

（）

（2分）17.（计算）如图所示，△OAC的三个顶点的坐标分别为O（0，0）、A（L，0）、C（0，L），在△OAC区域内有垂直于xOy平面向里的匀强磁场．在t=0时刻，同时从三角形的OA边各处以沿y轴正向的相同速度将质量均为m、电荷量均为q的带正电粒子射入磁场，已知在t=t0时刻从OC边射出磁场的粒子的速度方向垂直于y轴．不计粒子重力和空气阻力及粒子间相互作用．（1）求磁场的磁感应强度B的大小；（2）若从OA边两个不同位置射入磁场的粒子，先后从OC边上的同一点P（P点图中未标出）射出磁场，求这两个粒子在磁场巾运动的时间t1与t2之间应满足的关系；（3）从OC边上的同一点P射出磁场的这两个粒子经过P点的时间间隔与P点位置有关，若该时间间隔最大值为，求粒子进入磁场时的速度大小．

参考答案：（1）；（2）t1+t2==2t0；（3）知识点:带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力解析：（1）粒子在t0时间内，速度方向改变了90°，t=t0=T，故周期T=4t0

由T=…①

得B=…②

（2）在同一点射出磁场的两粒子轨迹如图，轨迹所对应的圆心角分别为θ1和θ2，由几何关系有：

θ1=180°-θ2…③

故t1+t2==2t0…④

（3）由圆周运动知识可知，两粒子在磁场中运动的时间差△t与△θ=θ2-θ1成正比，由②得：

△θ=θ2-θ1=2θ2-180°…⑤

根据⑤式可知θ2越大，△θ2越大，时间差△t越大

由△t=T…⑥

由题时间间隔最大值为△tmax=…⑦

又T=4t0…⑧

则⑤⑥⑦⑧得，θ2的最大值为θmax=150°…⑨

在磁场中运动时间最长的粒子轨迹如图，由几何关系α=180°-θ=30°…⑩

由几何知识得tan∠A=

得∠A=60°…（11）

β=90°-∠A=30°…（12）

且有Rcosα+=L

解得：R=根据qvB=m

（或v=或v=均可）

代入数据解得：v=18.如图a所示的电路中，滑动变阻器总电阻R=20Ω，定值电阻R0=5Ω。由一个电源电动势6V、内阻可在1~20Ω之间调节的特殊电源供电。（1）图b所示的电路实物图中缺了一根导线，请将此导线补画在图上（白色小圈为滑动变阻器的接线柱）。（2）将电源内阻调为r1=1Ω，滑片P从上端A移动到下端B的过程中，流过PB段的电流如何变化（不需要说明理由）？为了保证使用过程中的安全，理论上滑动变阻器的线圈额定电流不小于多少？（3）若将滑片P固定在滑动变阻器正