陕西省咸阳市清华附中秦汉学校2022-2023学年高三物理下学期期末试卷含解析

陕西省咸阳市清华附中秦汉学校2022-2023学年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，一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮(定滑轮质量不计)，绳两端各系一小球a和b，a球质量为m，静置于地面；b球质量为4m，用手托住，高度为h，此时轻绳刚好拉紧。从静止开始释放b后，a可以达到的最大高度为A．hB．1.6hC．2hD．2.2h参考答案：B设a球到达高度h时两球的速度为v，根据机械能守恒：4mgh=mgh+（4m+m）V2

此时绳子恰好放松，a球开始做初速为V的竖直上抛运动，同样根据机械能守恒：mgh+mV2=mgH，解得a球能达到的最大高度H为1.6h．2.以下说法正确的是

（

）

A．将气体从常态开始压缩，气体压强增加到2个大气压时，分子间仍表现为引力

B．水中悬浮颗粒体积越大，同一时刻与之碰撞的水分子越多，布朗运动越显著

C．物体吸收了热量，它的内能有可能减少

D．由于违背能量守恒定律，第二类永动机不可能制造出来参考答案：答案：AC3.火星的质量和半径分别约为地球的和，地球表面的重力加速度为g，则火星表面的重力加速度约为

A．0.2g

B．0.4g

C．2.5g

D．5g参考答案：答案：B解析：考查万有引力定律。星球表面重力等于万有引力，G=mg，故火星表面的重力加速度==0.4，故B正确。4.（单选）如图所示，在绝缘平面上方存在着足够大的水平向右的匀强电场，带正电的小金属块以一定初速度从A点开始沿水平面向左做直线运动，经L长度到达B点，速度变为零．此过程中，金属块损失的动能有EK转化为电势能．金属块继续运动到某点C（图中未标出）时的动能和A点时的动能相同，则金属块从A开始运动到C整个过程中经过的总路程为（）A．1.5LB．2LC．3LD．4L参考答案：解：小金属块从A运动到B过程，金属块损失的动能有EK转化为电势能，则得克服电场力做功为W电=EK=qEL根据动能定理：外力所做的总功等于物体的动能变化，可知，金属块克服摩擦力做功为Wf=EK=fL设小金属块从B运动到C经过的路程为s，则由动能定理得：qEs﹣fs=Ek联立以上三式，得s=3L所以金属块从A开始运动到C整个过程中经过的总路程为x=L+s=4L．故选D5.（单选）如图所示，一轻质弹簧下端固定在粗糙的斜面底端的档板上，弹簧上端处于自由状态，斜面倾角为θ，一质量为m的物块（可视为质点）从离弹簧上端距离为L1处由静止释放，物块与斜面间动摩擦因数为μ，物块在整个过程中的最大速度为v，弹簧被压缩到最短时物体离释放点的距离为L2（重力加速度为g）．则（）A．从物块释放到弹簧被压缩到最短的过程中，系统损失的机械能为μmgL2cosθB．从物块释放到弹簧压缩到最短的过程中，物体重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量与系统产生的内能之和C．物块的速度最大时，弹簧的弹性势能为mgL1（sinθ﹣μcosθ）﹣mv2D．物块的最大动能为mgL1（sinθ﹣μcosθ）参考答案：考点：功能关系；动能和势能的相互转化．分析：物块下滑做匀加速直线运动，接触弹簧时，沿斜面方向又受到向上的弹力作用，物体做加速度减小的加速运动，当弹簧弹力等于重力在斜面向下的分量时，加速度为零，速度最大，动能最大，根据动能定理求出刚与弹簧接触时的动能即可判断A，弹黉被压缩到最短时．物块速度为零，根据动能定理即可求出此时弹簧的弹性势能，系统损失的机械能为滑动摩擦力做的功．解答：解：A、系统损失的机械能为滑动摩擦力做的功，所以物块运动到最低点时，机械能的损失量为△E=μmgcosθL2，A正确；B、根据能量守恒定律可知，从物块释放到弹簧压缩到最短的过程中，物体重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量与系统产生的内能之和，故B正确．C、弹黉被压缩到最短时．物块速度为零，根据动能定理得：0﹣0=mgsinθL2﹣μmgcosθL2﹣W弹解得：W弹=mgsinθL2﹣μmgcosθL2所以此时弹簧的弹性势能为：EP弹=mgsinθL2﹣μmgcosθL2，故C错误；D、根据题意可知，物块下滑做匀加速直线运动，接触弹簧时，沿斜面方向又受到向上的弹力作用，物体做加速度减小的加速运动，当弹簧弹力等于重力在斜面向下的分量时，加速度为零，速度最大，动能最大，从物块刚开始运动到刚与弹簧接触的过程中，根据动能定理得：EK﹣0=mgsinθL1﹣μmgcosθL1所以物块的最大动能大于mgL1（sinθ﹣μcosθ），故D正确；故选：ABD．点评：本题主要考查了动能定理及能量守恒定律的直接应用，要求同学们能正确分析物体的运动情况，知道什么时候速度最大，难度适中．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一颗卫星绕某一星球做匀速圆周运动，卫星的轨道半径为r，运动周期为T，星球半径为R，则卫星的加速度为，星球的质量为．（万有引力恒量为G）参考答案：：解：卫星的轨道半径为r，运动周期为T，根据圆周运动的公式得卫星的加速度a=根据万有引力提供卫星绕地球做圆周运动的向心力，=mM=故答案为：，7.质量为10kg的物体，原来静止在水平面上，当受到水平拉力F后，开始沿直线作匀加速运动，设物体经过时间t位移为s，且s、t的关系为s=2t2。则物体所受合外力大小为______N，第4s末的速度是______m／s，参考答案：40

168.“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图所示。(1)在平衡摩擦力后，挂上砝码盘，打出了一条纸带如图所示。计时器打点的时间间隔为0.02s．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离，该小车的加速度a＝______m/s2。(结果保留两位有效数字)(2)平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上．挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度。小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：砝码盘中的砝码总重力F(N)00.1960.3920.5880.7840.980加速度a(m·s－2)0.210.691.181.662.182.70某同学根据上面表格中的实验数据在坐标纸上作出a－F的关系图象，发现图线不通过坐标原点，请说明主要原因是什么？参考答案：(1)a＝0.16m/s2或者0.17m/s2；（2分）(2)未计入砝码盘的重力。9.如图两个等量异号点电荷+Q和-Q被固定于水平面内两点M和N，MN间距为L，两电荷的竖直中垂线上有一固定光滑绝缘杆。此空间存在着水平的匀强磁场B。现将一个质量为m，电量为+q的带电小环套在杆上，从距中心O点的H处由静止释放，则当小环运动到O点时，小环的速度大小为_____________m/s。参考答案：

答案：

10.(4分)如图所示，在倾角为30°的斜面上，一辆动力小车沿斜面下滑，在小车下滑的过程中，小车支架上连接着小球的轻绳恰好水平。已知小球的质量为，则小车运动的加速度大小为

，绳对小球的拉力大小为

。

参考答案：答案：2g；11.某实验小组利用如图甲所示的装置验证牛顿第二定律。他们将拉力传感器一端与细绳相连，另一端固定在小车上，用拉力传感器及数据采集器记录小车受到的拉力F的大小；小车后面的打点计时器，通过拴在小车上的纸带，可测量小车匀加速运动的速度与加速度。图乙中的纸带上A、B、C为三个计数点，每两个计数点间还有打点计时器所打的4个点未画出，打点计时器使用的是50Hz交流电源。①由图乙，AB两点间的距离为S1=3.27cm，AC两点间的距离为S2=

cm，小车此次运动经B点时的速度

m/s，小车的加速度a=

m/s2；（保留三位有效数字）

②要验证牛顿第二定律，除了前面提及的器材及已测出的物理量外，实验中还要使用

来测量出

；

③由于小车受阻力f的作用，为了尽量减小实验的误差，需尽可能降低小车所受阻力f的影响，以下采取的措施中必要的是

A、适当垫高长木板无滑轮的一端，使未挂钩码的小车被轻推后恰能拖着纸带匀速下滑B、应使钩码总质量m远小于小车（加上传感器）的总质量MC、定滑轮的轮轴要尽量光滑参考答案：①8.00；0.400；1.46

。

②天平，小车总质量（或小车质量）③A。12.（4分）放射性元素每秒有一个原子核发生衰变时，其放射性活度即为1贝可勒尔。是核电站中核反应的副产物，它可以衰变成，半衰期为8天。福岛核电站泄漏出的放射性物质中就含有，当地政府在某次检测中发现空气样品的放射性活度为本国安全标准值的4倍。则一个核中有_______个中子、衰变成时放出的粒子为_______粒子。至少经过_______天，该空气样品中的放射性活度才会达到本国安全标准值。参考答案：78、?、1613.（5分）某学生在做“研究平抛运动的实验”中，忘记小球做平抛运动的起点位置，他只得到如图所示的一段轨迹，建立如图所示坐标系，则该物体做平抛运动的初速度为

。()

参考答案：解析：从点开始，物体沿竖直方向依在连续相等的时间内的位移分别为，，则由公差公式计算出,再根据水平方向的位移，解得。三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图所示，质量m=1kg的小物块静止放置在固定水平台的最左端，质量2kg的小车左端紧靠平台静置在光滑水平地面上，平台、小车的长度均为0.6m。现对小物块施加一水平向右的恒力F，使小物块开始运动，当小物块到达平台最右端时撤去恒力F，小物块刚好能够到达小车的右端。小物块大小不计，与平台间、小车间的动摩擦因数均为0.5,重力加速度g取10m/s2，水平面足够长，求:(1)小物块离开平台时速度的大小；(2)水平恒力F对小物块冲量的大小。参考答案：（1）v0=3m/s；（2）【详解】（1）设撤去水平外力时小车的速度大小为v0，小物块和小车的共同速度大小为v1。从撤去恒力到小物块到达小车右端过程，对小物块和小车系统：动量守恒：能量守恒：联立以上两式并代入数据得：v0=3m/s（2）设水平外力对小物块的冲量大小为I，小物块在平台上运动的时间为t。小物块在平台上运动过程，对小物块：动量定理：运动学规律：联立以上两式并代入数据得：15.

(12分)(1)用简明的语言表述临界角的的定义：(2)玻璃和空所相接触。试画出入射角等于临界角时的光路图，并标明临界角。(3)当透明介质处在真空中时，根据临界角的定义导出透明介质的折射率n与临界角θc的关系式。

参考答案：解析：(1)光从光密介质射到光疏介质中，折射角为90°时的入射角叫做临界角(2)如图，θC为临界角。(3)用n表示透明介质的折射率，θC表示临界角，由折射定律

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.(12分)如图所示,两平行金属板水平放置,间距为d,板间存在匀强电场.一个质量为m、电荷量为q的带负电小球,以竖直向下的初速度从上板的小孔射入,当它从下板的小孔穿出时所用的时间为t,若小球以同样大小的初速度从下板的小孔竖直向上射入,则从上板小孔穿出时所用的时间为t/2.不计空气阻力.求:(1)指出两板间电场强度的方向；

(2)电场强度的大小；(3)小球穿出下板小孔时速度v1与穿出上板小孔时速度v2之比v1:v2。参考答案：解析：(1)场强方向竖直向下.

[2分]

(2)根据题意,小球在电场中运动的加速度a应竖直向上.

Eq-mg=ma

①

[1分]

从上往下:

②

[1分]

从下往上:

③

[1分]

由以上三式解得电场强度:

[2分]

(3)由以上②、③两式解得:

,

则:v1=v0-at=

[1分]

v2=v0+a

[1分]

所以:

[3分]17.如图2所示，一截面是直角三角形的棱镜ABC，∠C=30°.在距BC边d处有一与BC边平行的光屏MN。现有某一单色光束从AC边的中点D垂直AC边射入棱镜.已知棱镜对该单色光束折射率为，光在真空中的传播速度为c.求该光束从BC边第一次出射到达MN的时间.参考答案：18.如图所示，水平地面上放置一个质量为m的物体，在与水平方向成角、斜向右上方的拉力F的作用下沿水平地面运动。物体与地面间的动摩擦因数为，重力加速度为g。求：

(l)若物体在拉力F的作用下能始终沿水平面向右运动且不脱离地面，拉力F的大小范围

(2)已知m