2022-2023学年河南省焦作市沁阳第一中学分校高三物理上学期期末试卷含解析

2022-2023学年河南省焦作市沁阳第一中学分校高三物理上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.伽利略对自由落体运动研究中，经历了提出问题、科学猜想、数学推理、实验验证、合理外推、得出结论一系列过程．其中在实验验证过程中，他让一个铜球沿阻力很小的斜面滚下，来“冲淡”重力，为什么要“冲淡”重力，“冲淡”重力的含义是什么（）A．减小重力 B．减小运动速度C．增加运动时间 D．便于测量运动位移参考答案：C【考点】伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法．【分析】要了解伽利略“理想斜面实验”的内容、方法、原理以及物理意义，伽利略斜面实验的卓越之处不是实验本身，而是实验所使用的独特的方法在实验的基础上，进行理想化推理．（也称作理想化实验）它标志着物理学的真正开端．在实验的基础上进行科学推理是研究物理问题的一种方法，通常称之为理想实验法或科学推理法．【解答】解：由于当时的计时工具落后，自由落体运动下落的快，很难准确计时，所以用一个斜面来解析加速度，增加运动的时间，减小时间测量的误差．起到，“冲淡”重力的作用．故选项C正确．故选：C2.（单选）如图为一振子做简谐运动的图象，在t1和t2时刻，振子的（）A．位移相同B．速度相同C．回复力相同D．加速度相同参考答案：解：从振子的位移时间图象可以看出，正向位移逐渐变小并反向增加，故运动方向没有改变，即速度方向不变；据对称性可知，两时刻的速度相同，振子先靠近平衡位置再远离平衡位置，位移由正向变为负向，F=﹣kx，再据牛顿第二定律：a=﹣可知，回复力，加速度由负向变为正向，加速度方向发生了改变．故ACD错误，B正确．故选：B．3.（单选）如图所示，空间中有一静电场，在轴上场强E随位置的变化规律为其中k为大于0的常数，单位为V/m2，的单位为m．有一带正电的试探电荷在处由静止释放．若不考虑其它力的作用．则试探电荷

(

) A．释放后将一直沿轴正方向运动B．释放后将一直沿轴负方向运动C．在处的电势能最大D．在处的加速度最小参考答案：C4.关于分子运动论、热现象和热学规律，以下说法中正确的有(

)A.随分子间的距离增大，分子间的斥力减小，分子间的引力增大B.液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，液体表面存在张力C.气体对容器壁的压强，是由气体分子对容器壁的频繁碰撞造成的D.随着分子间距离的增大，分子势能可能先增大后减小E.晶体熔化时吸收热量，分子平均动能不变参考答案：BCE【详解】A．随分子间的距离增大，分子间的斥力和引力均减小，选项A错误；B．液体内部分子间距等于平衡距离，液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，则液体表面层分子间表现为引力，所以液体表面存在张力，选项B正确；C．大量气体分子在做无规则热运动的过程中，频繁撞击容器壁，形成一个等效压力，从而产生气体压强，故选项C正确；D．当分子力表现为斥力时，随着分子间距离的增大，分子力做正功，则分子势能减小；当分子力表现为引力时，随着分子间距离的增大，分子力做负功，则分子势能增加；则随着分子间距离的增大，分子势能可能先减小后增大，不可能先增大后减小，选项D错误；E．晶体熔化时吸收热量，温度不变，分子平均动能不变，选项E正确。5.如图，足够长的光滑导轨倾斜放置，其下端连接一个灯泡，匀强磁场垂直于导轨所在平面向上（导轨和导线电阻不计），则垂直导轨的导体棒ab在下滑过程中A．感应电流从a流向bB．导体棒ab受到的安培力方向平行斜面向上C．导体棒ab一定匀加速下滑D．灯泡亮度一直保持不变参考答案：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.经过核衰变成为，共发生了

次衰变，

次衰变。

i的半衰期是5天，12g的i经过15天后剩下

g.参考答案：4；2；1.57.如图，给静止在水平粗糙地面上的木块一初速度，使之开始运动。一学生利用角动量定理来考察此木块以后的运动过程：“把参考点设于如图所示的地面上一点O，此时摩擦力f的力矩为0，从而地面木块的角动量将守恒，这样木块将不减速而作匀速运动。”请指出上述推理的错误，并给出正确的解释：

。参考答案：该学生未考虑竖直方向木块所受的支持力和重力的力矩.仅根据摩擦力的力矩为零便推出木块的角动量应守恒，这样推理本身就不正确.事实上，此时支持力合力的作用线在重力作用线的右侧，支持力与重力的合力矩不为0，木块的角动量不守恒，与木块作减速运动不矛盾．（5分）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：9.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.如图所示是饮水器的自动控制电路。左边是一个在水温较低时对水加热的容器，内有密封绝缘的电热丝发热器和接触开关S1。只要有水浸没S1，它就会导通；水面低于S1时，不会加热。（1）Rx是一个热敏电阻，低温时呈现高电阻，右边P是一个___________（选填“与”、“或”、“非”）逻辑门，接在0～5V电源之间，图中J是一个继电器，可以控制发热器工作与否。Ry是一个可变电阻，低温时Rx应_____________（选填“远大于”、“远小于”）Ry。（2）请阐述饮水机的自动加热原理：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。参考答案：（1）与；远大于。（每空2分）

（2）当水温较低时，Rx阻值较大，A为高电势，且有水浸没S1，B也为高电势，则QC之间才有高电压输出，电磁继电器有电流通过，将吸动S2闭合，发热器工作。（表述合理酌情给分）11.用如右图所示装置来验证动量守恒定律，质量为mB的钢球B放在小支柱N上，离地面高度为H；质量为mA的钢球A用细线拴好悬挂于O点，当细线被拉直时O点到球心的距离为L，且细线与竖直线之间夹角为α；球A由静止释放，摆到最低点时恰与球B发生正碰，碰撞后，A球把轻质指示针C推移到与竖直夹角为β处，B球落到地面上，地面上铺有一张盖有复写纸的白纸D，用来记录球B的落点。用图中所示各个物理量的符号表示碰撞前后两球A、B的动量（设两球A、B碰前的动量分别为pA、pB；碰后动量分别为PA/、PB/，则PA=_________，PA/=_________，PB=_________，PB/

=_________。

参考答案：mA

，mA

，0，12.为探究力对同一个原来静止的物体所做的功与物体获得的速度的关系，可通过如图所示的实验装置进行：在木板上钉两个铁钉，将并接在一起的相同橡皮筋的两端固定在铁钉的顶端，橡皮筋的中央都挂在小车前端上方的小挂钩上，通过拉动小车使橡皮筋伸长，由静止释放小车，橡皮筋对小车做功，再利用打点计时器和小车后端拖动的纸带记录小车的运动情况。现有主要的探究步骤如下：

a．保持小车由静止释放的位置相同，通过改变并接在一起的相同橡皮筋的条数，使橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W……；

b．由打点计时器打出的若干条纸带分别求出小车各次运动的最大速度……；

c．做出W—v图象；

d．分析W—v图象。如果W—v图象是一条直线，表明∝v；如果不是直线，可考虑是否存在等关系。

①在实验中，除了图中已有的实验器材以及交流电源、导线、开关以外，还需要哪种测量工具？答：

。

②对于该实验，下列操作中属于实验要求的是

。（填写选项前的序号）

A．小车每次都应从静止开始释放

B．实验中应将平板倾斜适当角度以平衡摩擦力

C．应在纸带上选取点迹间隔均匀的部分计算小车的最大速度v

D．必须测量出小车的质量参考答案：13.如图所示是一列沿x轴负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，则x=1.5m处质点的振动函数表达式y=

▲

cm，x=2.0m处质点在0-1.5s内通过的路程为

▲

cm。参考答案：、30三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（简答）如图12所示，一个截面为直角三角形的劈形物块固定在水平地面上.斜面,高h=4m，a=37°,一小球以Vo=9m/s的初速度由C点冲上斜面.由A点飞出落在AB面上.不计一切阻力.(Sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)求.(l)小球到达A点的速度大小；(2)小球由A点飞出至第一次落到AB面所用时间；(3)小球第一次落到AB面时速度与AB面的夹角的正切值参考答案：(1)1(2)0.25s（3）6.29N机械能守恒定律．解析：(1)从C到A对小球运用动能定理]，解得v0=1m/s(2)将小球由A点飞出至落到AB面的运动分解为沿斜面（x轴）和垂直于斜面（y轴）两个方向;则落回斜面的时间等于垂直于斜面方向的时间所以（3）小球落回斜面时沿斜面方向速度垂直斜面方向速度vy=1m/s，所以（1）由机械能守恒定律可以求出小球到达A点的速度．

（2）小球离开A后在竖直方向上先做匀减速直线运动，后做自由落体运动，小球在水平方向做匀速直线运动，应用运动学公式求出小球的运动时间．

（3）先求出小球落在AB上时速度方向与水平方向间的夹角，然后再求出速度与AB面的夹角θ的正切值．15.将下图中的电磁铁连入你设计的电路中（在方框内完成），要求：A．电路能改变电磁铁磁性的强弱；B．使小磁针静止时如图所示。参考答案：（图略）要求画出电源和滑动变阻器，注意电源的正负极。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示,一个半径为的绝缘球壳上均匀带有的电荷,另一个电荷量为的电荷放在球心上,由于对称性,点电荷受力为0.现在球壳上挖去半径为r的一个小圆孔,则此时置于球心的点电荷所受的力的大小为多少(已知静电力恒量为),方向是如何?参考答案：,方向指向小孔球壳上挖去半径为r的一个小圆孔的电荷量为；根据库仑定律，可知点电荷量q′对在球心点电荷q处的电场力为:；那么剩下的球壳电荷对球心处点电荷的电场力也为，库仑力的方向指向小孔.17.图所示，一小球从A点以某一水平向右的初速度出发，沿水平直线轨道运动到B点后，进入半径R=10cm的光滑竖直圆形轨道，圆形轨道间不相互重叠，即小球离开圆形轨道后可继续向C点运动，C点右侧有一壕沟，C、D两点的竖直高度h=0.8m，水平距离s=1.2m，水平轨道AB长为L1=1m，BC长为L2=3m，.小球与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g=10m/s2，求：（1）若小球恰能通过圆形轨道的最高点，求小球在A点的初速度？（2）若小球既能通过圆形轨道的最高点，又不掉进壕沟，求小球在A点的初速度的范围是多少？参考答案：（1）小球恰能通过最高点（2分）

由B到最高点（2分）

由A→B（2分）

解得：在A点的初速度（1分）

（2）若小球刚好停在C处，则有（2分）

解得在A点的初速度（1分）

若小球停在BC段，则有（1分）

若小球能通过C点，并越过壕沟，则有（1分）

（1分）

（2分）

则有：（1分）初速度范围是:和(1分)18.如图所示，地面依次排放两块完全相同的木板A、B，长度均为L=2.5m，质量均为m2=150kg，现有一小滑块以速度v0=6m/s冲上木板A左端，已知小滑块质量m1=200kg，滑块与木板间的动摩擦因数为μ1，木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.2．（最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取