2022-2023学年贵州省贵阳市工业大学附中高三物理下学期期末试题含解析

2022-2023学年贵州省贵阳市工业大学附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.将一只皮球竖直向上抛出,皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比.下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a与时间t关系的图象,可能正确的是参考答案：C2.（多选）一平行板电容器，两板之间的距离d和两板面积S都可以调节，电容器两板与电池相连接．以Q表示电容器的电量，E表示两极板间的电场强度，则（

）A．当d增大、S不变时，Q减小、E减小B．当S增大、d不变时，Q增大、E增大C．当S减小、d增大时，Q增大、E增大D．当S减小、d减小时，Q不变、E不变参考答案：3.在空间某一点以大小相等的速度分别竖直上抛、竖直下抛、水平抛出质量相等的小球，不计空气阻力，经过相等的时间（设小球均未落地）（

）A．做竖直下抛运动的小球加速度最大

B．三个小球的速度变化相同C．做平抛运动的小球速度变化最小

D．做竖直下抛的小球速度变化最小参考答案：B4.（多选题）半圆柱体P放在粗糙的水平面上，有一挡板MN，其延长线总是过半圆柱体的轴心O，但挡板与半圆柱体不接触，在P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q（P的截面半径远大于Q的截面半径），整个装置处于静止状态，如图是这个装置的截面图，若用外力使MN绕O点缓慢地逆时针转动，在Q到达最高位置前，发现P始终保持静止，在此过程中，下列说法正确的是（）A．MN对Q的弹力大小逐渐减小B．P、Q间的弹力先增大后减小C．桌面对P的摩擦力先增大后减小D．P所受桌面的支持力保持不变参考答案：AC【考点】共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力．【分析】以小圆柱体Q为研究对象，分析受力情况，作出受力示意力图，根据平衡条件分析MN对Q的弹力和半圆柱体P对Q的弹力变化情况．再对P研究，由平衡条件判断地面对P的弹力如何变化．【解答】解：A、B以小圆柱体Q为研究对象，分析受力情况，作出受力示意力图，如图1所示．由平衡条件得：，根据几何关系可知：α+β不变，分析可知，α增大，β减小，MN对Q的弹力F1减小，P对Q的弹力F2增大．故A正确，B错误．C、若刚开始，挡板在最低点，处于水平位置，对整体受力分析可知，整体水平方向不受力，桌面对P的摩擦力为零，当Q运动到最高点时，对整体受力分析可知，整体水平方向不受力，桌面对P的摩擦力仍为零，则整个过程中，桌面对P的摩擦力先增大后减小，故C正确．D、对P研究，作出受力如图2，地面对P的弹力N=Mg+F2sinα，F2增大，α增大，所以N增大．故D错误．故选：AC5.（单选）如图所示，一小球从斜轨道的某高度处由静止滑下，然后沿竖直光滑轨道的内侧运动。已知圆轨道的半径为R，忽略一切摩擦阻力。则下列说法正确的是

A.在轨道最低点、最高点，轨道对小球作用力的方向是相同的B.小球的初位置比圆轨道最低点高出2R时，小球能通过圆轨道的最高点C.小球的初位置比圆轨道最低点高出0.5R时，小球在运动过程中能不脱离轨道D.小球的初位置只有比圆轨道最低点高出2.5R时，小球在运动过程中才能不脱离轨道参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.某研究性实验小组为探索航天器球形返回舱穿过大气层时所受空气阻力(风力)的影响因素，进行了模拟实验研究。如图为测定风力的实验装置图。其中CD是一段水平放置的长为L的光滑均匀电阻丝，电阻丝阻值较大；一质量和电阻均不计的细长裸金属丝一端固定于O点，另一端悬挂小球P，无风时细金属丝竖直，恰与电阻丝在C点接触，OC=H；有风时细金属丝将偏离竖直方向，与电阻丝相交于某一点(如图中虚线所示，细金属丝与电阻丝始终保持良好的导电接触)。(1)已知电源电动势为E，内阻不计，理想电压表两接线柱分别与O点和C点相连，球P的质童为m，重力加速度为g，由此可推得风力大小F与电压表示数U的关系为F=_______。(2)研究小组的同学猜想:风力大小F可能与风速大小v和球半径r这两个因数有关，于是他们进行了实验后获得了如下数据：(下表中风速v的单位为m/s，电压U的单位为V，球半径r的单位为m)根据表中数据可知，风力大小F与风速大小v和球半径r的关系是_______(比例系数用k表示)。参考答案：

(1).

(2).【详解】(1)以小球为研究对象，对小球受力分析，设金属丝与竖直方向的夹角为，由平衡条件可得，风力。金属丝与电阻丝交点与C点间长度为，电阻；由串联分压规律可知电压表示数。联立解得：。(2)由表中数据可得，在球半径一定的情况下，电压表示数与风速成正式，则风力大小与风速成正比，即与成正比。由球的体积公式、密度公式和可得，；在风速一定的情况下，球半径增大到原来的两倍，电压表示数减小为原来的，可得风速一定的条件下，风力与半径的关系为与成正比。综上，风力大小与风速大小和球半径的关系是。7.在用DIS研究小车加速度与外力的关系时，某实验小组先用如图（a）所示的实验装置，重物通过滑轮用细线拉小车，位移传感器（发射器）随小车一起沿倾斜轨道运动，位移传感器（接收器）固定在轨道一端．实验中把重物的重力作为拉力F，改变重物重力重复实验四次，列表记录四组数据．a/ms-22.012.984.026.00F/N1.002.003.005.00

（1）在坐标纸上作出小车加速度a和拉力F的关系图线；（2）从所得图线分析该实验小组在操作过程中的不当之处是：_____

__________；（3）如果实验时，在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器用来测量拉力F，如图(b)所示．从理论上分析，该实验图线的斜率将___________．（填“变大”，“变小”，“不变”）参考答案：（1）图略

（2）倾角过大

（3）变大8.某同学“探究小车的速度随时间变化的规律”的实验装置如图甲所示。小车放在斜面上，车前端拴有不可伸长的细线，跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连，小车后面与穿过打点计时器的纸带相连。开始时，小车停在靠近打点计时器的位置，重物到地面的距离小于小车到滑轮的距离。启动打点计时器，释放重物，小车在重物牵引下，由静止开始沿斜面向上运动；重物落地后，小车会继续向上运动一段距离。打点计时器使用的交流电频率为50Hz。某次实验打出的纸带如图乙所示，图中a、b、c是纸带上的三段，纸带运动方向如图中箭头所示。（1）根据所提供的纸带和数据，计算打c段纸带时小车的加速度大小为_______m/s2（结果保留两位有效数字）。（2）判断小车运动的最大速度可能出现在b段纸带中的__________两点之间。参考答案：(1)5.0(2)D4、D5：（1）根据匀变速直线运动的推论得：a==5.0m/s2．

（2）从纸带b上可发现：相邻的点距离先增大后减小，由于打点计时器打点的时间间隔是相等的，所以b段纸带先加速后减速，所以最大速度可能出现在b段纸带中长度为2.98cm的一段.9.（1）用电磁打点计时器、水平木板（包括定滑轮）、小车等器材做“研究小车加速度与质量的关系”的实验。下图是某学生做该实验时小车即将释放之前的实验装置图，该图中有4处错误，请写出其中两处：①______

_____________________；②______

_____________________。（2）．利用打点计时器和如图的其他器材可以开展多项实验探究，其主要步骤如下：a、按装置安装好器材并连好电路.b、接通电源，释放纸带，让重锤由静止开始自由下落.c、关闭电源，取出纸带,更换纸带重复步骤b，打出几条纸带.d、选择一条符合实验要求的纸带，数据如图（相邻计数点的时间为T），进行数据处理:若是探究重力做功和物体动能变化的关系.需求出重锤运动到各计数点的瞬时速度，试表示在B点时重锤运动的瞬时速度VB=

.②若是测量重力加速度g.为减少实验的偶然误差，采用逐差法处理数据，则加速度大小可以表示为g=

.③如果求出的加速度值与当地重力加速度公认的值g′有较大差距，说明实验过程存在较大的阻力，若要测出阻力的大小，则还需测量的物理量是

.（g′为已知量）参考答案：（1）（4分）（2）．（6分）①VB

----------------------------（2分）②g

---------（2分）③重锤的质量m；

10.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11.单位换算：10m/s=

cm/s=

km/h参考答案：1000

；

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12.在验证牛顿运动定律的实验中有如图（a）所示的装置，小车放在斜面上，车前端拴有不可伸长的细线，跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连，小车后面与穿过打点计时器的纸带相连。开始时，小车停在靠近打点计时器的位置，重物到地面的距离小于小车到滑轮的距离。启动计时器，释放重物，小车在重物牵引下，由静止开始沿斜面向上运动，重物落地后，小车会继续向上运动一段距离。打点计时器使用的交流电频率为50Hz。图（b）中a、b、c是小车运动纸带上的三段，纸带运动方向如图箭头所示。（1）根据所提供的纸带和数据，计算打c段纸带时小车的加速度大小为

m/s2（计算结果保留两位有效数字）。（2）打a段纸带时，小车的加速度大小是2.5m/s2，请根据加速度的情况，判断小车运动的最大速度可能出现在b段纸带中的

两点之间。（3）若g取，由纸带数据可推算出重物m与小车的质量M之比为m：M=

。参考答案：（1）5.0（3分）；（2）D4D5（3分）；(3)1：113.如图1，电源电动势E＝6V，内阻r＝2Ω，电键S闭合后，将滑动变阻器的滑片从A端移动到B端，该过程中定值电阻R1、R2消耗的功率与通过该电阻的电流的关系如图2所示。由图可知，滑动变阻器的阻值最大范围为_____Ω，R1的最大功率为______W。参考答案：6，4三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.为了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的砝码。实验测出了砝码质量m与弹簧长度l的相应数据，其对应点已在图上标出。（g=9.8m/s2）

（1）作出m—l的关系图线；

（2）弹簧的劲度系数为________N/m

参考答案：15.如图甲所示，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．（1）实验过程中，电火花计时器接在交流电源上，调整

，使细线与长木板平行；（2）该同学将实验器材如图甲所示连接后，沙桶的质量

（填“需要”、“不需要”）远小于小车及传感器总质量，实验时如将细线拉力当作小车及传感器的合外力，则

（填“需要”、“不需要”）先平衡摩擦力；（3）先接通电源，小车由静止释放，获得的一条纸带如图乙，每打5个点取一个计数点，x1=3.62cm，x4=5.12cm，由图中数据可求得：小车的加速度为

m/s2，第3个计数点与第4个计数点的距离（即x3）约为

cm．（结果保留三位有效数字）参考答案：（1）定滑轮高度；（2）不需要，需要；（3）0.500，4.62．【考点】测定匀变速直线运动的加速度．【分析】依据实验原理即可判定；根据传感器可知，细线的拉力，不需要沙桶的重力，但必须平衡摩擦力；根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出加速度，根据△x=aT2的规律可求得3、4两点间的距离；【解答】解：（1）实验过程中，电火花计时器接在交流电源上，调整定滑轮高度，使细线与长木板平行；（2）实验时如将细线拉力当作小车及传感器的合外力，因此不需要沙桶的质量远小于小车及传感器总质量，但必须要平衡摩擦力，否则细线的拉力不是合力；（3）由于每5个计时点取一个计数点，所以相邻的计数点间的时间间隔为：t=0.02×5=0.1s，根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小为：x4﹣x1=3aT2加速度为：a==m/s2=0.500m/s2．根据△x=x34﹣x01=a?3T2，故：x34≈4.62×10﹣2m=4.62cm；故答案为：（1）定滑轮高度；（2）不需要，需要；（3）0.500，4.62．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.太阳内部四个质子聚变成一个粒子，同时发射两个正电子和两个没有静止质量的中微子（中微子不带电）．若太阳辐射能量的总功率为P，质子、氦核、正电子的质量分别为mp、mHe、me，真空中光速为c．求时间t内参与核