2022-2023学年湖南省衡阳市耒阳第五中学高三物理期末试题含解析

2022-2023学年湖南省衡阳市耒阳第五中学高三物理期末试题含解析一、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1.一滑块在水平地面上沿直线滑行，t=0时速率为1m/s。从此刻开始在与速度平行的方向上施加一水平作用力F。力F和滑块的速度v，随时间的变化规律分别如图l和图2所示，两图中F、v，取同一正方向，则A．滑块的加速度为1m／B．滑块与水平地面间的滑动摩擦力为2NC．第Is内摩擦力对滑块做功为-0.5JD．第2s内力F的平均功率为3W参考答案：AC2.如图所示，一边长为l的正方形，其中a、b、c三个顶点上分别固定了三个电荷量相等的正点电荷Ｑ，O点为正方形的中心，d点为正方形的另一个顶点。下列判定正确的是（

）

A．O点和d点的场强方向相同

B．d点电势比O点的电势高

C．同一试探电荷+q在d点比在O点受到的电场力大

D．同一试探电荷+q在d点比在O点的电势能大参考答案：A3.（多选）A、D分别是斜面的顶端、底端，B、C是斜面上的两个点，AB＝BC＝CD，E点在D点的正上方，与A等高．从E点以一定的水平速度抛出质量相等的两个小球，球1落在B点，球2落在C点，关于球1和球2从抛出到落在斜面上的运动过程(BC)A．球1和球2运动的时间之比为2∶1B．球1和球2动能增加量之比为1∶2C．球1和球2抛出时初速度之比为2∶1D．球1和球2运动时的加速度之比为1∶2参考答案：BC4.某质点以大小为0.8m/s2的加速度做初速度为零的匀加速直线运动，则(

)A．在任意一秒内速度的变化大小都是0.8m/sB．在任意一秒内，末速度一定等于初速度的0.8倍C．在任意一秒内，初速度一定比前一秒末的速度增加0.8m/sD．第1s内、第2s内、第3s内的位移之比为1∶3∶5参考答案：AD5.如图所示，质量为m的钩码在一个弹簧秤的作用下竖直向上运动。设弹簧秤的示数为T，不计空气阻力，重力加速度为g。则下列说法中正确的是A．T=mg时，钩码的机械能不变B．T<mg时，钩码的机械能减小C．T<mg时，钩码的机械能增加D．T>mg时，钩码的机械能不变参考答案：C略二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.某近地卫星线速度大小为v1，某地球同步卫星线速度大小为v2，距地面高度约为地球半径的6倍。若近地卫星距地面高度不计，则v1∶v2＝________，该近地卫星的周期是地球自转周期的______倍。参考答案：7.

(4分)激光的应用非常广泛，其中全息照片的拍摄就利用了光的

原理，这就要求参考光和物光有很高的 。参考答案：

答案：干涉

相干性(各2分)8.要测定个人的反应速度，按图所示，请你的同学用手指拿着一把长30cm的直尺，当他松开直尺，你见到直尺向下落下，立即用手抓住直尺，记录抓住处的数据，重复以上步骤多次．现有A、B、C三位同学相互测定反应速度得到的数据，如下表所示（单位：cm）。这三位同学中反应速度最快的是________，他的最快反应时间为________s．（g=10m/s2）

第一次第二次第三次A252426B282421C242220参考答案：9.

（6分）伽利略通过研究自由落体和物块沿光滑斜面的运动，首次发现了匀加速运动规律。伽利略假设物块沿斜面运动与物块自由下落遵从同样的法则，他在斜面上用刻度表示物块滑下的路程，并测出物块通过相应路程的时间，然后用图线表示整个运动过程，图中OA表示测得的时间，矩形OAED的面积表示该时间内物块经过的路程，则图中OD的长度表示

。P为DE的中点，连接OP且延长交AE的延长线于B，则AB的长度表示

。参考答案：

答案：平均速度，物体的末速度

10.(9分)热力学第二定律常见的表述有两种。第一种表述：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化；第二种表述：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化。图10（a）是根据热力学第二定律的第一种表述画出的示意图：外界对制冷机做功，使热量从低温物体传递到高温物体。请你根据第二种表述完成示意图10（b）。根据你的理解，热力学第二定律的实质是_________________________。参考答案：答案：示意图如下。热力学第二定律的实质是：自然界中进行的与热现象有关的宏观物理过程都具有方向性。

11.小球由斜槽滚下，从桌边缘水平抛出，当它恰好离开桌边缘时，小球也同时下落，闪光频率为的闪光器拍摄的照片中球有四个像，像间距离已在图中标出，两球恰在位置相碰。则球从离开桌面到和球碰撞时经过的时间为__

，球离开桌面的速度为__

。（g取10m/s2）参考答案：

0.3

112.如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，已知波的传播速度v=2m/s．试回答下列问题：①写出x=0.5m处的质点做简谐运动的表达式：

cm；②x=0.5m处质点在0～5.5s内通过的路程为

cm．参考答案：①y＝5cos2πt(2分)110cm13.某实验小组在探究加速度与力、质量的关系的实验中，得到以下左图所示的实验图线a、b，其中描述加速度与质量关系的图线是

；描述加速度与力的关系图线是

。为了便于观察加速度与质量关系通常采用

关系图线．⑵．（6分）在研究匀变速直线运动的实验中，获得反映小车运动的一条打点纸带如右上图所示，从比较清晰的点开始起，每5个打点取一个计数点（交流电源频率为50HZ），分别标出0与A、B、C、D、E、F点的距离，则小车①做

运动，判断依据

；②小车的加速度为______m/s2参考答案：三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.硅光电池是一种可将光能转换为电能的元件．某同学利用图（a）所示电路探究某硅光电池的路端电压U与电流I的关系．图中R0=2Ω，电压表、电流表均视为理想电表．（b）（1）用“笔线”代替导线，将图（b）中的电路补充完整．（2）实验一：用一定强度的光照射硅光电池，闭合电键S，调节可调电阻的阻值，通过测量得到该电池的U﹣I曲线a，见图（c）．由此可知此时该电池的电动势为2.90V；若调节可调电阻的阻值，使电流小于200mA，则此时电源内阻为4.0Ω．（3）实验二：减小实验一中光照的强度，重复实验，测得U﹣I曲线b，见图（c）．当可调电阻R的阻值调到某值时，若该电路在实验一中的路端电压为1.5V，则在实验二中变阻器R消耗的功率为27mW（计算结果保留两位有效数字）．参考答案：考点：描绘小电珠的伏安特性曲线．专题：实验题；恒定电流专题．分析：①根据原理图可以画出实物图，注意正负极不要连反了．②电源的U﹣I图象的斜率表示其内阻，根据斜率的变化可以知道内阻的变化情况，图象与纵轴交点表示电动势，与横轴交点表示短路电流．③由图象b找到路端电压为1.5V的电路电流，由欧姆定律及串联电路特点求出可调电阻阻值，然后由P=I2R求出可调电阻消耗的电功率．解答：解：（1）分析图甲所示实验原理图，根据原理图连接实物电路图，如图所示．

（2）在硅光电池的U﹣I图象，当I=0，U=E，图线斜率的绝对值表示内阻．由图线a可知E=2.90V，当电流小于200mA的情况下，此电池的内阻r=4.0Ω．（3）实验一中的路端电压为U1=1.5V时电路中电流为I1=0.25mA，连接a中点（0.25mA、1.5V）和坐标原点，此直线为此时对应滑动变阻器阻值的外电路电阻（定值电阻）的U﹣I图，和图线b的交点为实验二中的路端电压和电路电流，如右图，电流和电压分别为I=80mA、U=0.5V，则变阻器R消耗的功率为P=（U﹣IR0）I=27mW．故答案为：（1）如图．（2）2.9；4.0．（3）27mW．点评：本题为探究性实验，难点在第三问中，要注意通过读题找出两次实验中的关系，从而找出正确的方法；注意由于不符合线性关系，不能用欧姆定律求解．15.在探究加速度与力、质量的关系时,小王同学采用如图装置,如图中小车及砝码的质量用M表示,沙桶及沙的质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带计算出.(1)往沙桶中加入-定量的沙子,当M与m的大小关系满足_________时,可近似认为绳对小车的拉力大小等于沙桶和沙的重力;在释放小车________(选填“之前”或“之后”)接通打点计时器的电源,在纸带上打出-系列的点.(2)有关实验操作，下列说法中不正确的是（

）。A.平衡摩擦力时，应将砝码盘及盘内砝码通过定滑轮拴在小车上B.连接砝码盘和小车的细绳应跟长木板保持平行C.此实验只需平衡一次摩擦力D.小车释放前应靠近打点计时器，且应先接电源再释放小车(3)在平衡摩擦力后,他用打点计时器打出的纸带的一段如图2,该纸带上相邻两个计数点间还有4个点未标出,打点计时器使用交流电的频率是50Hz,则小车的加速度大小是______m/s2,当打点计时器打B点时小车的速度是______m/s;(结果保留三位有效数字)（4）以小车上放置的砝码的总质量m为横坐标，1/a为纵坐标，在坐标纸上做出1/a-m关系图线。图为按照正确的实验步骤所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为_____，小车的质量为_____。参考答案：

(1).；

(2).之前；

(3).A；

(4).0.390；

(5).0.377；

(6).；

(7).；解：（1）假设小车的加速度为a，拉力为F；对沙桶及沙：mg-F=ma；对小车：F=Ma；联立得：，故只有在M＞＞m的情况下近似认为拉力等于mg。由于人的反应时间有0.1s左右，故为提高打出的有效点的个数，应该先接通电源，待打点稳定后再释放小车。

（2）纸带上每相邻两个计数点间还有4个点，所以相邻的计数点之间的时间间隔是T=0.1s。

根据逐差法求解加速度：，

根据匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度得：B点的速度（3）设小车质量为M，小车受到外力为F，由牛顿第二定律有F=（m+M）a；

所以，所以，-m图象的斜率为，故F=，纵轴截距为，

所以，M=．【点睛】实验问题要掌握实验原理、注意事项和误差来源；遇到涉及图象的问题时，要先根据物理规律写出关于纵轴与横轴的函数表达式，再根据斜率和截距的概念求解即可．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（计算）（2015?昌平区二模）正电子发射计算机断层（PET）是分子水平上的人体功能显像的国际领先技术，它为临床诊断和治疗提供全新的手段．PET所用回旋加速器示意如图，其中置于高真空中的两金属D形盒的半径为R，两盒间距很小，质子在两盒间加速时间可忽略不计．在左侧D1盒圆心处放有粒子源S不断产生质子，匀强磁场的磁感应强度为B，方向如图所示．质子质量为m，电荷量为q．假设质子从粒子源S进入加速电场时的初速度不计，加速电压为U，保证质子每次经过电场都被加速．（1）求第1次被加速后质子的速度大小v1；（2）经多次加速后，质子最终从出口处射出D形盒，求质子射出时的动能Ekm和在回旋加速器中运动的总时间t总；（3）若质子束从回旋加速器射出时的平均功率为P，求射出时质子束的等效电流I．参考答案：（1）第1次被加速后质子的速度大小v1为（2）质子射出时的动能Ekm为，在回旋加速器中运动的总时间t总为．（3）射出时质子束的等效电流I为．带电粒子在匀强磁场中的运动；动能定理的应用；带电粒子在匀强电场中的运动．解：（1）质子第1次被加速后，由动能定理得得：（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，有

质子做圆周运动的半径

当r=R时，质子的速度最大，动能最大．所以最大速度，最大动能粒子做圆周运动的周期设质子在电场中加速的次数为n，由动能定理得：质子在电场中每加速一次，随即在磁场中运动半周，所以联立解得

（3）设在t时间内离开加速器的质子数为N，则质子束从回旋加速器射出时的平均功率输出时质子束的等效电流解得

答：（1）第1次被加速后质子的速度大小v1为（2）质子射出时的动能Ekm为，在回旋加速器中运动的总时间t总为．（3）射出时质子束的等效电流I为．17.关于点电荷周围电势大小的公式为U＝kQ/r，式中常量k＞0，Q为点电荷所带的电量，r为电场中某点距点电荷的距离．如图所示，两个带电量均为+q的小球B、C，由一根长为L的绝缘细杆连接，并被一根轻质绝缘细线静止地悬挂在固定的小球A上，C球离地的竖直高度也为L．开始时小球A不带电，此时细线内的张力为T0；当小球A带Q1的电量时，细线内的张力减小为T1；当小球A带Q2的电量时，细线内的张力大于T0．

（1）分别指出小球A带Q1、Q2的电荷时电量的正负；

（2）求小球A分别带Q1、Q2的电荷时，两小球B、C整体受到小球A的库仑力F1与F2大小之比；（3）当小球A带Q3的电量时细线恰好断裂，在此瞬间B、C两带电小球的加速度大小为a，求Q3；（4）在小球A带Q3（视为已知）电量情况下，若B球最初离A球的距离为L，在细线断裂到C球着地的过程中，小球A的电场力对B、C两小球整体做功为多少？（设B、C两小球在运动过程中没有发生转动)参考答案：（1）小球A带Q1电荷时电量为负，小球A带Q2电荷时电量为正。

32.1（2分）（2），

32.2（1分），