2022-2023学年广西壮族自治区南宁市翡翠园学校高三物理上学期期末试卷含解析

2022-2023学年广西壮族自治区南宁市翡翠园学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.如图，一个很长的竖直放置的圆柱形磁铁，产生一个辐射状的磁场（磁场水平向外），其大小为B=K/r，r为半径，设一个与磁铁同轴的圆形铝环，半径为R（大于圆柱形磁铁半径），而弯成铝环的铝丝其截面积为S，铝丝电阻率为r，密度为r0。铝环通过磁场由静止开始下落，下落过程中铝环平面始终保持水平。则铝环下落速度为v时的电功率为

，铝环下落的最终速度

。

参考答案：p=2pS（VK）2/rR

，Vm=r0rgR2/K22.（单选）如图所示，质量为m的子弹以速度v0水平击穿放在光滑水平地面上的木块．木块长L，质量为M，木块对子弹的阻力恒定不变，子弹穿过木块后木块获得动能为Ek．若木块或子弹的质量发生变化，但子弹仍穿过，则（）A．M不变、m变小，则木块获得的动能一定变大B．M不变、m变小，则木块获得的动能可能变大C．m不变、M变小，则木块获得的动能一定变大D．m不变、M变小，则木块获得的动能可能变大参考答案：解：在同一个坐标系中画出子弹和木块的V﹣T图象．（1）当子弹的质量m变化时，由于子弹所受的阻力恒定，在子弹的加速度将随着质量减小的而变大，而木块的加速度恒定．两者的速度图象如图所示．设木块的长度为L，则当子弹穿出时，子弹的位移比木块的大L，则由速度图象可知，子弹的速度曲线与木块的速度曲线所围成的梯形面积在数值上应等于L．由图象可知，当子弹质量小时，穿出木块的时间t2大于质量大时穿出木块的时间t1．则木块获得的速度也将变大，动能也将增大．故A正确，B错误．（2）当子弹的质量m不变，子弹的加速度恒定，木块的加速度将随着质量的减小而增大，当子弹穿出时，子弹的位移比木块的大L，则由速度图象可知，子弹的速度曲线与木块的速度曲线所围成的梯形面积在数值上应等于L．当木块质量小时，穿出木块的时间t2′大于质量大时穿出木块的时间t1′．则木块获得的位移也将变大．那么子弹对木块的作用力做的功也在增大，所以木块获得的动能一定变大，故C正确，D错误．故选AC．3.如图所示，把一个带电小球A固定在光滑水平的绝缘桌面上，在桌面的另一处放置带电小球B．现给小球B一个垂直AB连线方向的速度v0，使其在水平桌面上运动，则下列说法中正确的是A．若A、B带同种电荷，B球一定做速度增大的曲线运动B．若A、B带同种电荷，B球一定做加速度增大的曲线运动C．若A、B带同种电荷，B球一定向电势较低处运动D．若A、B带异种电荷，B球可能做速度和加速度大小都不变的曲线运动参考答案：AD解析：若A、B带同种电荷，B球受到库仑斥力作用，一定做速度增大加速度减小的曲线运动，选项A正确B错误；若B球带正电，则B球向电势较高处运动，选项C错误；若A、B带异种电荷，B球可能绕A球做匀速圆周运动，即做速度和加速度大小都不变的曲线运动，选项D正确。4.一列沿x轴传播的简谐横波，t=0时刻的波形如图中实线所示，t=0.5s时刻的波形如图中虚线所示，则下列说法正确的是

A.该简谐横波的波长为6mB.介质质点的振动周期可能为3sC.该简谐横波的波速可能为10m/sD.该简谐横波一定沿x轴负方向传播E.介质质点在一个周期内通过的路程为6m参考答案：ABC【详解】A．由波形图可知，该简谐横波的波长为6m，选项A正确；B．若波沿x轴正向传播，则0.5s内传播的距离为：(6n+5)m，则波速：；周期，其中的n=0、1、2、3…..；若波沿x轴负向传播，则0.5s内传播的距离为：(6n+1)m，则波速：；周期；其中的n=0、1、2、3…..；则由可知，当n=0时，T=3s，选项B正确；C．由可知，当n=0时v=10m/s，选项C正确；D．该波的传播方向不确定，选项D错误；E．介质质点在一个周期内通过的路程为4A=20cm，选项E错误；

5.如图所示，光滑地面上静置一质量为M的半圆形凹槽，凹槽半径为R，表面光滑。将一质量为m的小滑块（可视为质点），从凹槽边缘处由静止释放，当小滑块运动到凹槽的最低点时，对凹槽的压力为FN，FN的求解比较复杂，但是我们可以根据学过的物理知识和方法判断出可能正确的是（重力加速度为g）（

）A. B. C. D.参考答案：A【详解】滑块和凹侧组成的系统水平方向上动量守恒，机械能守恒，当滑块运动到最低点时有：，，由极限的思想，当M趋于无穷大时，趋近于0，凹槽静止不动，滑块速度为，且小滑块在最低点时由牛顿第二定律得，解得，四个选项中当M趋于无穷大时，只有A选项符合，另外CD选项从量纲的角度上讲也不对，故A对；BCD错；故选A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.(4分)用200N的拉力将地面上的一个质量为10kg的物体提升10m（重力加速度g取10m/s2，空气阻力忽略不计），物体被提高后具有的势能为

，物体被提高后具有的动能为

．参考答案：答案：103J，103J7.如图所示，一列沿+x方向传播的简谐横波在t=0时刻刚好传到x=6m处，已知波速v=10m/s，则图中P点开始振动的方向沿

（选填“+y”或“-y”）方向，在x=21m的点在t=

s第二次出现波峰．参考答案：8.在光滑的水平面上静止一物体，现以水平恒力推此物体，作用一段时间后换成相反方向的水平恒力推物体，当恒力作用时间与恒力的作用时间相同时，物体恰好回到原处，此时物体的速度为v2，若撤去恒力的瞬间物体的速度为v1，则v2∶v1=

，∶=

。参考答案：

2:1

1:3

9.某波源S发出一列简谐横波，波源S的振动图象如图所示。在波的传播方向有A、B两点，它们到S的距离分别为45m和55m。测得A、B两点开始振动的时间间隔1.0s。由此可知①波长

m；②当B点离开平衡位置的位移为+6cm时，A点离开平衡位置的位移是

cm。参考答案：①20

②-6

10.（选修3—5）现用下列几种能量的光子照射一个处于基态的氢原子，A：10.25eV、B：12.09eV、C：12.45eV，则能被氢原子吸收的光子是_______（填序号），氢原子吸收该光子后在向低能级跃迁时最多可能产生____种频率的光子。参考答案：答案：B、

211.沿一直线运动的物体，在第1s内以10m/s的速度做匀速直线运动，在随后的2s内以7m/s的速度做匀速直线运动，那么物体在2s末的瞬时速度为___________，在这3s内的平均速度为___________。参考答案：7m/s8m/s12.（3分）一电子具100eV的动能、从A点垂直电场线方向飞入匀强电场，当从B点飞出时与场强方向恰成150°，如图所示，则A、B两点间的电势差为______V。参考答案：

30013.如图所示是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带。

(1)已知打点计时器电源频率为50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为

。(2)A、B、C、D是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，从图中读出A、B两点间距x=

cm；C点对应的速度是

m／s，加速度是

m／s2(速度和加速度的计算结果保留两位有效数字)参考答案：(1)0.02s

(2)0.65（0.63—0.69均给分）0.10（0.098—0.10均给分）

0.30（0.20—0.30均给分）（1）纸带上打相邻两点的时间间隔T==s=0.02s。（2）A、B间的距离x=0.65cm．B、D间的距离是2.05cm，时间间隔T=0.2s，则vc==0.10m/s。由公式知=,代入数据解得a=0.30m／s2。三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（7分）一定质量的理想气体，在保持温度不变的的情况下，如果增大气体体积，气体压强将如何变化？请你从分子动理论的观点加以解释．如果在此过程中气体对外界做了900J的功，则此过程中气体是放出热量还是吸收热量？放出或吸收多少热量？（简要说明理由）参考答案：气体压强减小（1分）一定质量的气体，温度不变时，分子的平均动能一定，气体体积增大，分子的密集程度减小，所以气体压强减小．（3分）一定质量的理想气体，温度不变时，内能不变，根据热力学第一定律可知，当气体对外做功时，气体一定吸收热量，吸收的热量等于气体对外做的功量即900J．（3分）15.（8分）（1）美国科研人员正在研制一种新型镍铜长效电池，它是采用铜和放射性同位素镍63(Ni)两种金属作为长寿命电池的材料，利用镍63(Ni)发生一次β衰变成铜（Cu），同时释放电子给铜片，把镍63(Ni)和铜片做电池两极，镍63(Ni)的衰变方程为 。（2）一静止的质量为M的镍核63(Ni)发生β衰变，放出一个速度为v0，质量为m的β粒子和一个反冲铜核，若镍核发生衰变时释放的能量全部转化为β粒子和铜核的动能。求此衰变过程中的质量亏损（亏损的质量在与粒子质量相比可忽略不计）。参考答案：解析：（1）；（2）设衰变后铜核的速度为v，由动量守恒

①由能量方程

②由质能方程

③解得

④点评：本题考查了衰变方程、动量守恒、能量方程、质能方程等知识点。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，竖直放置的平行金属板，板间电压为U0．质量为m，电量为q的带正电的粒子（不计重力）自左极板的a处由静止释放，加速后从右极板的小孔b射出．由o点垂直于mf边的方向射入边长为L的正方形场区，o为mf边的中点．（1）若正方形区域内仅存在垂直于mn方向的匀强电场，求电场强度E多大能使粒子从n点射出场区；（2）若正方形区域内仅存在垂直于纸面方向的匀强磁场，求磁感应强度B大小满足什么条件能使粒子从m、n两点间射出场区．参考答案：考点：带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力；带电粒子在匀强电场中的运动．专题：带电粒子在磁场中的运动专题．分析：（1）若只有电场时，带电粒子在电场中做类平抛运动，由运动的合成与分解可求得E的大小；（2）若存在磁场时，根据几何关系可确定半径的范围，再由洛仑兹力充当向心力可求得B的范围．解答：解：（1）由动能定理可得：U0q=mv20只电场时，带电粒子在正方形区域内做类平抛运动；水平方向有：L=v0t；竖直方向=at2=t2；联立解得：E=；（2）要使粒子从m点穿出，粒子的转动半径为；要使粒子从n点穿出，由几何关系可知：R2﹣（R﹣）2=L2；解得：R=；即半径满足条件为：≤R由洛仑兹力充当向心力可知：Bqv0=解得：B==；则B的范围为：≤B≤答：（1）电场强度为时，可以从n点穿出；（2）当B满足≤B≤时，带电粒子从mn间穿出．点评：本题考查带电粒子在电场和磁场中的运动，要注意明确带电粒子在电场中做类平抛运动，在磁场中做匀速圆周运动．17.（20分）如图所示，直角坐标系在一真空区域里，y轴的左方有一匀强电场，场强方向跟y轴负方向成θ=30o角，y轴右方有一垂直于坐标系平面的匀强磁场，在x轴上的A点有一质子发射器，它向x轴的正方向发射速度大小为v=2.0×106m/s的质子，质子经磁场在y轴的P点射出磁场，射出方向恰垂直于电场的方向，质子在电场中经过一段时间，运动到x轴的Q点。已知A点与原点O的距离为10cm，Q点与原点O的距离为(20-10)cm，质子的比荷为。求：（1）磁感应强度的大小和方向；（2）质子在磁场中运动的时间；（3）电场强度的大小。参考答案：解析：（1）设质子在磁场中做圆运动的半径为r。过A、P点作速度v的垂线，交点即为质子在磁场中作圆周运动的圆心O1。由几何关系得α=θ=30o，所以：r=2OA=20cm。（2分）设磁感应强度为B，根据质子的运动方向和左手定则，可判断磁感应强度的方向为垂直于纸面向里。（2分）根据：

（2分）

（2）设质子在磁场中运动的时间为t，如图所示，质子在磁场中转过的圆周角为，设质子在磁场中运动的周期为T

s

(6分)（3）如图所示，过Q点做平行于P点速度方向的平行线，交AM于N点，在三角形QAN中，边长QA=

。由几何关系可知β=θ=30o，AN=20cm，所以，N点与O1点是重合的。质子在平行于电场方向上做匀速直线运动，在垂直于电场方向做匀加速直线运动，

（4分）18.如图所示，相距为R的两块平行金属板M、N正对着放置，S1、S2分别为M、N板上的小孔，S1、S2、O三点共线，它们的连线垂直M、N，且S2O＝R.以O为圆心、R为半径的圆形区域内存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场．D为收集板