2022-2023学年湖南省娄底市芙蓉中学高三物理下学期期末试卷含解析

2022-2023学年湖南省娄底市芙蓉中学高三物理下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.如图所示，质量为M、倾角为θ的斜面体A放于水平地面上，把质量为m的小滑块B放在斜面体A的顶端，顶端的高度为h．开始时两者保持相对静止，然后B由A的顶端沿着斜面滑至地面．若以地面为参考系，且忽略一切摩擦力，在此过程中，斜面的支持力对B所做的功为W。下面给出的W的四个表达式中，只有一个是合理的，你可能不会求解，但是你可以通过分析，对下列表达式做出合理的判断。根据你的判断，W的合理表达式应为（

）

A．W=0

B．W=-gC．W=g

D．W=-g参考答案：D解析：B沿斜面向下滑动，斜面在B的压力作用下后退，斜面的支持力对B所做的功一定为负，选项AC错误；若斜面倾角等于90°，则斜面的支持力对B所做的功为W=0，选项B错误D正确。2.（单选）如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O点为其球心，碗的内表面及碗口光滑．一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为m1和m2的小球．当它们处于平衡状态时，质量为m1的小球与O点的连线与水平线的夹角为α=90°，质量为m2的小球位于水平地面上，设此时细线的拉力大小为T，质量为m2的小球对地面压力大小为N，则（）A．T=m1gB．T=（m2﹣m1）gC．N=m2gD．N=（m2﹣m1）g参考答案：解：A、B、先对小球m1受力分析，受重力和支持力，假设细线对小球m1有拉力作用，则小球m1受力不能平衡，故拉力T为零；故A错误，B错误；C、D、再对小球m2受力分析，受到重力和支持力，支持力与重力平衡，故N=m2g；故选：C．3.“月亮正加速远离地球!后代没月亮看了。”一项新的研究表明，月球的引力在地球上产生了周期性的潮汐现象，潮汐力耗散地球的自转能量，降低地球的旋转速度，同时也导致月球正在以每年3.8cm的速度远离地球。不考虑其他变化，则很多年后与现在相比，下列说法正确的是A.月球绕地球做圆周运动的周期将减小B.月球绕地球做圆周运动的线速度增大C.地球同步定点卫星的高度增大D.地球同步定点卫星的角速度增大参考答案：C月球绕着地球做匀速圆周运动，故，解得，随着地月间距增加，月球绕地球做圆周运动的周期将变大，A错误；月球绕着地球做匀速圆周运动，故，解得，随着地月间距增加，月球绕地球做圆周运动的线速度变小，B错误；地球自转周期增加，故自转角速度变小，故同步卫星的角速度变小；同步卫星的周期变大，根据，轨道半径变大，故高度增大，C正确D错误；4.如图所示，边界OA与OC之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场，边界OA上有一粒子源S。某一时刻，从S平行于纸面向各个方向发射出大量带正电的同种粒子（不计粒子的重力及粒子间的相互作用），所有粒子的初速度大小相同，经过一段时间有大量粒子从边界OC射出磁场。已知∠AOC=60°，从边界OC穿出的粒子在磁场中运动的最长时间等于（T为粒子在磁场中运动的周期），则从边界OC穿出的粒子在磁场中运动的时间不可能为

A.

B.

C.

D.

参考答案：A5.甲乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向作直线运动,t=0时刻同时经过公路旁的同一个路标.在描述两车运动的v-t图中(如图),直线a、b分别描述了甲乙两车在0～20秒的运动情况.关于两车之间的位置关系,下列说法正确的是：A.在0～10秒内两车逐渐靠近B.在10～20秒内两车逐渐远离C.在5～15秒内两车的位移相等D.在t=10秒时两车在公路上相遇参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波的图象．经△t=0.1s，质点M第一次回到平衡位置，则这列波的波速为v=1m/s，周期T=1.2s．参考答案：解：波沿x轴正方向传播，当x=0处的状态传到M点时，M第一次回到平衡位置，此过程中波传播的距离为△x=0.1m则波速为v==m/s=1m/s根据数学知识得：y=Asinωx=Asinx，由题知：10=20sin×0.1则波长为λ=1.2m则周期T==s=1.2s故答案为：1，1.27.（9分）简易温度计构造如图所示。两内径均匀的竖直玻璃管下端与软管连接，在管中灌入液体后，将左管上端通过橡皮塞插入玻璃泡。在标准大气压下，调节右管的高度，使左右两管的液面相平，在左管液面位置标上相应的温度刻度，多次改变温度，重复上述操作。（1）（单选题）此温度计的特点是A．刻度均匀，刻度值上小下大B．刻度均匀，刻度值上大下小C．刻度不均匀，刻度值上小下大D．刻度不均匀，刻度值上大下小（2）（多选题）影响这个温度计灵敏度的因素有A．液体密度

B．玻璃泡大小

C．左管内径粗细

D．右管内径粗细（3）若管中液体是水银，当大气压变为75cmHg时，用该温度计测得的温度值________（选填“偏大”或“偏小”）。为测得准确的温度，在测量时需__________。参考答案：（1）A

（2）BC

（3）偏大；调整两管液面高度差，使右管液面比左管液面高1cm，然后读数【考点定位】气体的状态方程8.氘核和氚核可发生热核聚变而释放巨大的能量，该反应方程为：，式中x是某种粒子。已知：、、和粒子x的质量分别为2.0141u、3.0161u、4.0026u和1.0087u；1u=931.5MeV/c2，c是真空中的光速。由上述反应方程和数据可知，粒子x是__________，该反应释放出的能量为_________MeV（结果保留3位有效数字）；参考答案：（1）

；17.6；（2）

；；

（1）根据核反应方程遵循的规律可得：；根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2可得：ΔE＝(2.0141+3.0161－4.0026－1.0087)×931.5MeV＝17.6MeV9.图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱；A为电流表；S为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。（1）在图中画线连接成实验电路图。（2）完成下列主要实验步骤中的填空①按图接线。②保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量m1。③闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D________；然后读出___________________，并用天平称出____________。④用米尺测量_______________。（3）用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出B=_________。（4）判定磁感应强度方向的方法是：若____________，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里。参考答案：10.（4分）如图所示为龙门吊车的示意图，质量为2t的均匀水平横梁，架在相距8m的A、B两面竖直墙上，一质量为3.2t的吊车停在横梁上距A墙3m处。不计墙的厚度和吊车的大小，则当吊车下端未悬吊重物时，A墙承受的压力等于______N；若吊车将一质量为1.6t的重物P向上吊起，P到横梁的距离以d=H–2.5t2（SI）（SI表示国际单位制，式中H为横梁离地面的高度）规律变化时，A墙承受的压力等于______N。（g取10m/s2）参考答案：

答案：3×104N、4.5×104N11.汽车发动机的功率为50kW，若汽车总质量为5×103kg，在水平路面上行驶时，所受阻力大小恒为5×103N，则汽车所能达到的最大速度为________m/s，若汽车以0.5m/s2的加速度由静止开始做匀加速运动，这一过程能维持的时间为________s。参考答案：10

40/312.光照射某金属产生光电效应时，实验测得光电子最大初动能与照射光频率的图象如图所示，其中图线与横轴交点坐标为ν0，则该金属的逸出功为

．用一束波长范围为λ1～λ2，且λ1＜λ2的光照射该金属时产生光电效应，则光电子的最大初动能为

．已知普朗克常量为h，光在真空中传播速度为C．参考答案：hν0，．【考点】爱因斯坦光电效应方程．【分析】根据光电效应方程Ekm=hv﹣W0和eUC=EKm得出遏止电压Uc与入射光频率v的关系式，从而进行判断．【解答】解：当遏止电压为零时，最大初动能为零，则入射光的能量等于逸出功，所以W0=hv0．从图象上可知，逸出功W0=hv0．根据光电效应方程，Ekm=hv﹣W0=hv0．用一束波长范围为λ1～λ2，且λ1＜λ2的光照射该金属时产生光电效应，入射光的最小波长为λ1，即频率最大，那么产生的光电子的最大初动能为Ekm=，故答案为：hν0，．13.现有一个弹簧测力计（可随便找地方悬挂），一把匀质的长为l的有刻度、零点位于端点的直尺，一个木块及质量不计的细线．试用这些器件设计一实验装置（要求画出示意图），通过一次测量（弹簧测力计只准读一次数），求出木块的质量和尺的质量．（已知重力加速度为g）参考答案：找个地方把弹簧测力计悬挂好，取一段细线做成一环，挂在弹簧测力计的挂钩上，让直尺穿在细环中，环与直尺的接触点就是直尺的悬挂点，它将尺分为长短不等的两段．用细线栓住木块挂在直尺较短的一段上，细心调节直尺悬挂点及木块悬挂点的位置，使直尺平衡在水平位置（为提高测量精度，尽量使二悬挂点相距远些），如图所示．设木块质量为m，直尺质量为M．记下二悬挂点在直尺上的读数x1、x2，弹簧测力计读数G．由平衡条件和图中所设的直尺零刻度线的位置有

(1)

(2)(1)、(2)式联立可得

(3)

(4)给出必要的说明占8分，求出r占10分．三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.在《验证机械能守恒定律》的实验中，打点计时器所接交流电频率为50Hz，当地重力加速度g=9.8m/s2.实验选用重锤质量为0.1kg，从所打纸带中选择一条合适的纸带。纸带上连续的点A、B、C、D至第1个点O的距离如图所示，则重锤从O运动到C，重力势能减少了

J（保留小数点后两位）。重锤经过C时动能增加了

J（保留到小数点后两位）。参考答案：0.55J.

0.54J15.利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到光电门B处的距离，b表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度，实验时滑块在A处由静止开始运动．（1）滑块通过B点的瞬时速度可表示为；（2）某次实验测得倾角θ=30°，重力加速度用g表示，滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为△Ek=，系统的重力势能减少量可表示为△Ep=（m﹣）gd，在误差允许的范围内，若△Ek=△Ep则可认为系统的机械能守恒．参考答案：考点：验证机械能守恒定律．专题：实验题．分析：（1）由于光电门的宽度d很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度．（2）根据重力做功和重力势能之间的关系可以求出重力势能的减小量，根据起末点的速度可以求出动能的增加量；根据功能关系得重力做功的数值等于重力势能减小量．解答：解：（1）由于光电门的宽度b很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度．滑块通过光电门B速度为：vB=；（2）滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量为：△E=（M+m）（）2=；系统的重力势能减少量可表示为：△Ep=mgd﹣Mgdsin30°=（m﹣）gd；故答案为：（1）；（2）；（m﹣）gd．点评：了解光电门测量瞬时速度的原理．实验中我们要清楚研究对象和研究过程，对于系统我们要考虑全面．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，玻璃棱镜ABCD可以看成是由ADE、ABE、BCD三个直角三棱镜组成．一束频率为5.3×1014Hz的单色细光束从AD面入射，在棱镜中的折射光线如图中ab所示，ab与AD面的夹角α＝60°.已知光在真空中的速度c＝3×108m/s，玻璃的折射率n＝1.5，求：(1)这束入射光线的入射角多大？(2)光在棱镜中的波长是多大？(3)该束光线第一次从CD面射出时的折射角。(结果可用反三角函数表示)参考答案：(1)设光在AD面的入射角、折射角分别为i、r，r＝30°，根据n＝，得sini＝nsinr＝1.5×sin30°＝0.75，i＝arcsin0.75.(2)根据n＝，得v＝＝m/s＝2×108m/s根据v＝λf，得λ＝＝m＝3.77×10－7m.(3)光路如图所示ab光线在AB面的入射角为45°设玻璃的临界角为C，则sinC＝＝＝0.67sin45°>0.67，因此光线ab在AB面会发生全反射光线在CD面的入射角r′＝r＝30°根据n＝，光线在CD面的出射光线与法线的夹角i′＝i＝arcsin0.75.17.（08年石家庄二中12月月考）（12分）如图所示，质量为m1的物体A经一轻质弹簧与下方地面上的质量为m2的物体B相连，弹簧的劲度系数为k，A、B都处于静止状态。一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮，一端连物体A，另一端连一轻挂钩，开始时各段绳都处于伸直状态，A上方的一段绳沿竖直方向。现在挂钩上挂一质量为m3的物体C并从静止状态释放，已知它恰好能使B离开地面但不继续上升。已知重力加速度为g。试求：

（1）物体C下降的最大距离；

（2）物体C下降到速度最大时，地面对B的支持力多大？参考答案：解析：（1）开始时，A、B静止，设弹簧压缩量为x1，由平衡条件得：

（2分）

挂C并释放后，C向下运动，A向上运动，设B刚要离地时弹簧伸长量为x2，则有