2022-2023学年安徽省马鞍山市湖阳乡湖阳中学高三物理期末试题含解析

2022-2023学年安徽省马鞍山市湖阳乡湖阳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.下列情况下会使单摆的振动周期变大的是（）

A．将摆动的振幅减为原来的一半

B．将摆从高山移到平地上

C．将摆从北极移向赤道D．用一个装满沙的漏斗和一根较长的细线做成一个单摆，摆动中沙慢慢从漏斗中漏出时参考答案：

CD2.如图所示，直线和抛物线(开口向上)分别为汽车a和b的位移--时间图象，则（

）A.0～1s时间内a车的平均速度大小比b车的小B.0～3s时间内a车的路程比b车的小C.0～3s时间内两车的平均速度大小均为1m/sD.t＝2s时a车的加速度大小比b车的大参考答案：ABC【分析】位移时间关系图线反映位移随时间的变化规律，纵坐标的变化量△x表示位移，图线的斜率表示速度的大小．平均速度等于位移与时间之比．结合这些知识分析．【详解】A．根据图象可知，0-1s内b的位移大于a的位移，时间相等，则b的平均速度大于a的平均速度，故A正确；B．0～3s时间内a车的路程为3m，b车的路程为s=s1+s2=4m+1m=5m，故B正确；C．0～3s时间内两车的位移均为-3m，平均速度大小均为1m/s，故C正确；D．a车做匀速直线运动，加速度为零，b车运动的加速度大小恒定且不等于零，故D错误；故选ABC.【点睛】解决本题的关键知道位移时间图线的物理意义，知道图线的斜率表示速度的大小，能够通过图线得出物体运动的方向．3.（单选）一步行者以6.0m/s2的速度跑去追赶被红灯阻停的公共汽车，在跑到距离公共汽车25m处时，绿灯亮了，汽车以1.0m/s2的加速度匀加速启动前进，则 A．人能追上公共汽车，追赶过程中人跑了36m B．人不能追上公共汽车，人、车最近距离是7m C．人能追上公共汽车，追上车前人共跑了43m D．人不能追上公共汽车，且车子开动后人和车相距越来越远参考答案：B4.（单选）在空间存在着竖直向上的各处均匀的磁场，将一个不变形的单匝金属圆线圈放入磁场中，规定线圈中感应电流方向如图6甲所示的方向为正。当磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图6乙所示时，图6丙中能正确表示线圈中感应电流随时间变化的图线是参考答案：B5.如图所示，在水平地面上的点以速度跟地面成角射出一弹丸，恰好以的速度垂直射入竖直墙壁上的小孔，下列说法正确的是

A．在点以跟大小相等的速度，跟方向相反射出的弹丸，它必定落在地面上的点B．在点以跟大小相等的速度，跟方向相反射出的弹丸，它必定落在地面上的点C．在点以跟大小相等的速度，跟方向相反射出的弹丸，它必定落在地面上点的左侧D．在点以跟大小相等的速度，跟方向相反射出的弹丸，它必定落在地面上点的右侧参考答案：AC解析：根据逆向思维法，A对，B错；因为，C对，D错。或由对称性(如图)也可判断。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.某物理兴趣小组的同学在研究弹簧弹力的时候，测得弹力的大小F和弹簧长度L的关系如图所示，则由图线可知：（1）弹簧的劲度系数

N/m。（2）当弹簧受到5N的拉力时，弹簧的长度为

cm。参考答案：（1）200N/m。（2）12.5cm。7.1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子．科学研究表明其核反应过程是：α粒子轰击静止的氮核后形成了不稳定的复核，复核发生衰变放出质子，变成氧核．设α粒子质量为m1，初速度为v0，氮核质量为m2，质子质量为m0,氧核的质量为m3，不考虑相对论效应．α粒子轰击氮核形成不稳定复核的瞬间，复核的速度大小为

，此过程中释放的核能为________________________________．参考答案：

设复核速度为v，由动量守恒得解得整个过程中质量亏损由爱因斯坦质能方程，得8.某同学利用验证牛顿第二定律的实验装置来验证动能定理。在一端带滑轮的长木板上固定放置两个光电门，其中光电门乙固定在靠近滑轮处，光电门甲的位置可移动。与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间。改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使小车上的遮光片从紧靠光电门甲处由静止开始运动，用米尺测量甲、乙之间的距离s，并记下相应的时间t。测得小车的质量为M，钩码的质量为m，并满足M远远大于m。则：外力对小车做功为W=

，小车动能的增量为△EK=

。（用题中的字母表示）为减小实验误差，你认为实验操作之前必须进行的操作是：

。参考答案：9.（6分）为了安全，在行驶途中，车与车之间必须保持一定的距离。因为，从驾驶员看见某一情况到采取制动动作的时间里，汽车仍然要通过一段距离（称为思考距离）；而从采取制动支作到车完全停止的时间里，汽车又要通过一段距离（称为制动距离）。下表给出了汽车在不同速度下的思考距离和制动距离等部分数据。请分析这些数据，完成表格。

速度（km/h）思考距离（m）制动距离(m)停车距离（m）4591423751538

90

105217596参考答案：答案：18

55

53（以列为序）10.质量为M的物块以速度v运动，与质量为m的静止物块发生正撞，碰撞后两者的动量正好相等，两者质量之比M/m可能为A．2

B．3

C．4

D．

5参考答案：AB碰撞时动量守恒，故Mv=mv1+Mv2

又两者动量相等

mv1=Mv2

①

则v2=

又碰撞时，机械能不能增加，则有：Mv2≥mv12+Mv22②

由①②化简整理得≤3。选项AB符合题意。11.传感器是自动控制设备中不可缺少的元件，下图是一种测定位移的电容式传感器电路。在该电路中，闭合开关S一小段时间后，使工件（电介质）缓慢向左移动，则在工件移动的过程中，通过电流表G的电流_________（填“方向由a至b”“方向由b至a”或“始终为零”）。参考答案：方向由a到b

12.如图所示（a）所示，在x轴上有一个点电荷Q（图中未画出）．A，B两点的坐标分别为0.2m和0.5m．放在A，B两点的检验电荷q1，q2受到的电场力的大小和方向跟检验电荷所带电量的关系如图（b）所示．则A点的电场强度大小为2000N/C，点电荷Q的位置坐标为x=0.3m．参考答案：：解：（1）由图可知，A点的电场强度的大小为N/C．（2）同理B点的电场强度N/C，设点电荷Q的坐标为x，由点电荷的电场得：，联立以上公式解得：x=0.3m．故答案为：2000，0.313.为了只用一根弹簧和一把刻度尺测定某滑块与水平桌面间的动摩擦因数μ（设μ为定值），某同学经查阅资料知：一劲度系数为k的轻弹簧由伸长量为x至恢复到原长过程中，弹力所做的功为，于是他设计了下述实验：

第1步：如图所示，将弹簧的一端固定的竖直墙上，弹簧处于原长时另一端位置A。现使滑块紧靠弹簧将其压缩至位置B，松手后滑块在水平桌面上运动一段距离，到达C位置时停止：第2步：将滑块挂在竖直放置的弹簧下，弹簧伸长后保持静止状态。

回答下列问题：

（1）你认为，该同学应该用刻度尺直接测量的物理量是（写出名称并用符号表示）

。

（2）用测得的物理量表示滑块与水平桌面间动摩擦因数μ的计算式：μ=

。参考答案：（1）AB间距离x1，BC间距离s，弹簧竖直悬挂时伸长的长度x2（3分）（2）三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.一列简谐横波在t=时的波形图如图（a）所示，P、Q是介质中的两个质点，图（b）是质点Q的振动图像。求（i）波速及波的传播方向；（ii）质点Q的平衡位置的x坐标。参考答案：（1）波沿负方向传播；

（2）xQ=9cm本题考查波动图像、振动图像、波动传播及其相关的知识点。（ii）设质点P、Q平衡位置的x坐标分别为、。由图（a）知，处，因此

④由图（b）知，在时Q点处于平衡位置，经，其振动状态向x轴负方向传播至P点处，由此及③式有⑤由④⑤式得，质点Q的平衡位置的x坐标为

⑥15.（10分）如图所示，气缸放置在水平台上，活塞质量为5kg，面积为25cm2，厚度不计，气缸全长25cm，大气压强为1×105pa，当温度为27℃时，活塞封闭的气柱长10cm，若保持气体温度不变，将气缸缓慢竖起倒置．g取10m/s2．

（1）气缸倒置过程中，下列说法正确的是__________A．单位时间内气缸单位面积上气体分子撞击次数增多B．单位时间内气缸单位面积上气体分子撞击次数减少C．吸收热量，对外做功D．外界气体对缸内气体做功，放出热量（2）求气缸倒置后气柱长度；（3）气缸倒置后，温度升至多高时，活塞刚好接触平台(活塞摩擦不计)?参考答案：(1)BC(2)15cm(3)227℃四、计算题：本题共3小题，共计47分16.(12分)如图所示，物块A的质量为m=2kg；木板B长为L=1m，质量为M=3kg．开始时两物体静止，且A在B最右端，现用F=24N的水平拉力拉着轻质滑轮水平向左运动，经过一段时间，物块A滑到木板最左端，不计一切摩擦，求：(1)此时物块A的速度；(2)这个过程中，拉力F做的功。参考答案：解析：(1)设滑轮两端绳子拉力为T，

①

对A：T=ma1

②

对B：T=Ma2

③

设A运动到B的最左端时，时间为t，对地位移为s，则B对地的位移为s－L，有

由①②③④⑤得t=1s

解①②并将t=1s代入，得物块A的速度v1=a1t=6m/s

⑥

(2)设木板B的速度为v2，

v2=a2t

⑦

由功能关系

⑧

由⑥⑦⑧得W=60J

⑨17.如图所示，在真空中的竖直平面内，用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B，A球的电荷量为+4q，B球的电荷量为-3q，组成一带电系统。虚线MN与PQ平行且相距3L，开始时PQ恰为杆的中垂线．在MN与PQ间加竖直向上的匀强电场，恰能使带电系统静止不动。现使电场强度突然加倍（已知当地重力加速度为g），求：（1）B球刚到达电场边界PQ时的速度大小；（2）判定A球能否到达电场边界MN，如能，请求出A球到达电场边界MN时的速度大小；如不能，请说明理由。（3）带电系统运动过程中，B球电势能增加量的最大值；（4）宇航员匀速运动时速度多大才能刚好接到小球？参考答案：（1）（共6分）设带电系统静止时电场强度为E，有2mg=4qE，解得电场强度加倍后，从开始静止到B进入电场，根据动能定理有（2分）得B球刚进入电场时的速度（2分）

（注：用牛二定律求解同样给分。）（2）（共6分）B球进入电场后，系统做匀减速直线运动，假设A球能到达电场边界MN，从开始到A刚运动到MN线时，电场力对系统做功为2E?4q?2L-2E?3q?L=10qEL，系统克服重力做功为2mg?2L=8qEL，则电场力对系统做功大于系统克服重力做功，说明A到达MN线时系统仍有向上的速度，所以A球能到达电场边界MN。（2分）对AB系统应用动能定理得：2E?4q?2L-2E?3q?L-2mg?2L=

（3）（共4分）设B球在电场中运动的最大位移为s，经分析知B球在电场中的位移最大时，A球已向上越过了MN，根据动能定理有

得s=1.2L；（2分）电场力对B球做功则B球电势能增加3.6mgL（2分）（4）（共4分）带电系统向上运动分为三阶段，第一阶段匀加速运动，据牛顿第二定律有，运动时间（1分）第二阶段匀减速运动，同理可得A球出电场时速度为v2，根据运动学公式有：，解得，运动时间；（1分）第三阶段匀减速运动，，运动时间（1分）因B球在电场中运动的最大位移为s=1.2L小于3L，故带电系统不能全部离开电场，由运动的对称性可知，系统刚好能够回到原位置，此后系统又重复开始上述运动。所以带电系统从开始运动到返回原地发点所经历的时间为

18.如图所示，若将A、B两个光滑带电小球静止放在无阻力的水平管道内，其中A的质量为M，B的质量为m，（M＞m）．开始时两球之间相距很远，现在给A一个初速度v，让其向右运动．已知两球之间由于带同种电荷会相互排斥，选取无穷远为参考面，两带电小球的电势能为，其中K为已知常数，r为两球之间的距离．问：（1）若两个带电小球逐渐靠近，带电小球A的电势能如何变化？（2）如果A不会超过B，计算A、B间的最小距离？（3）若让A能够超过B，求B最终的速度？（用图示或公式分析都可以）参考答案：解：（1）两带电小球逐渐靠近，电场力做负功，A带电小球的电势能逐渐增大，（2）AB运动过程中，系统动量守恒，以向右为