2022-2023学年江苏省南京市六合程桥中学高三物理上学期期末试卷含解析

2022-2023学年江苏省南京市六合程桥中学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.质量为m的小球用长为L的轻绳悬于O点，如图所示，小球在水平力F的作用下由最低点P缓慢地移动到Q点，在此过程中F做的功为

（

）

A、

B、

C、

D、参考答案：2.（多选）如图所示，图线1表示的导体的电阻为R1，图线2表示的导体的电阻为R2，则下列说法正确的是（）A.R1：R2=1：3B.R1：R2=3：1C.将R1与R2串联后接于电源上，则电流比I1：I2=1：3D.将R1与R2并联后接于电源上，则电流比I1：I2=3：1参考答案：AD考点：欧姆定律．解：A、根据I﹣U图象知，图线的斜率表示电阻的倒数，所以R1：R2=1：3；故A正确，B错误；C、串联电路电流处处相等，所以将R1与R2串联后接于电源上，电流比I1：I2=1：1．故C错误；D、并联电路，电压相等，电流比等于电阻之反比，所以将R1与R2并联后接于电源上，电流比I1：I2=3：1．故D正确；故选：AD．3.（多选）如图所示为某探究活动小组设计的节能运输系统．斜面轨道倾角为30°，质量为M的木箱与轨道的动摩擦因数为=．木箱在轨道顶端时，自动装货装置将质量为m的货物装入木箱，然后木箱载着货物沿轨道无初速滑下，与轻弹簧被压缩至最短时，自动卸货装置立刻将货物卸下，然后木箱恰好被弹回到轨道顶端，再重复上述过程．下列选项正确的是（）A．木箱与弹簧接触时速度达到最大B．货物的质量m等于木箱质量M的2倍C．木箱不与弹簧接触时，上滑的加速度小于下滑的加速度D．在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势能大于弹簧的弹性势能参考答案：BD4.（单选）足球运动员已将足球踢向空中，如图所示，下列描述足球在向斜上方飞行过程中某时刻的受力图中(G为重力，F为脚对球的作用力，F阻为阻力)，正确的是（

）参考答案：B5.（单选题）如图所示，晾晒衣服的绳子轻且光滑，悬挂衣服的衣架挂钩也光滑，轻绳两端分别固定在两根竖直杆上的A、B两点，衣服处于静止状态．已知衣服及衣架的质量为m，此时绳与水平方向夹角为θ，则绳中的张力F为（）A．B．tanθC．D．

参考答案：D解：对挂钩受力分析，如图所示，绳中的拉力大小左右相等，根据三力平衡条件可知，两绳子的拉力T的合力F与mg等值反向，作出两个拉力T的合力F如图，根据平衡条件得

2Tsinθ=mg解得，T=．故D正确．故选D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.2011年3月11日本福岛核电站发生核泄漏事故，其中铯137（Cs）对核辐射的影响最大，其半衰期约为30年．①请写出铯137（Cs）发生β衰变的核反应方程[已知53号元素是碘（I），56号元素是钡（Ba）]②若在该反应过程中释放的核能为E，则该反应过程中质量亏损为（真空中的光速为c）．③泄露出的铯l37约要到公元2101年才会有87.5%的原子核发生衰变．参考答案：解：①发生β衰变的核反应方程

②根据爱因斯坦质能方程知△m=③由半衰期公式知剩余的原子核没衰变，经历了3个半衰期，即90年，要到公元2101年才会有87.5%的原子核发生衰变．

故答案为：，，21017.（4分）如图所示为龙门吊车的示意图，质量为2t的均匀水平横梁，架在相距8m的A、B两面竖直墙上，一质量为3.2t的吊车停在横梁上距A墙3m处。不计墙的厚度和吊车的大小，则当吊车下端未悬吊重物时，A墙承受的压力等于______N；若吊车将一质量为1.6t的重物P向上吊起，P到横梁的距离以d=H–2.5t2（SI）（SI表示国际单位制，式中H为横梁离地面的高度）规律变化时，A墙承受的压力等于______N。（g取10m/s2）参考答案：

答案：3×104N、4.5×104N8.为测定木块与桌面之间的动摩擦因数,小亮设计了如图所示的装置进行实验.实验中,当木块A位于水平桌面上的O点时,重物B刚好接触地面.将A拉到P点,待B稳定后静止释放,A最终滑到Q点.分别测量OP、OQ的长度h和s.改变h,重复上述实验,分别记录几组实验数据.(1)实验开始时,发现A释放后会撞到滑轮.请提出两个解决方法.(2)请根据下表的实验数据作出s-h关系的图象.

(3)实验测得A、B的质量分别为m=0.40kg、M=0.50kg.根据s-h图象可计算出A块与桌面间的动摩擦因数=_________.(结果保留一位有效数字)(4)实验中,滑轮轴的摩擦会导致滋的测量结果

_________(选填“偏大冶或“偏小冶).参考答案：9.2011年我国第一颗火星探测器“萤火一号”将与俄罗斯火卫一探测器“福布斯一格朗特”共同对距火星表面一定高度的电离层开展探测，“萤火一号”探测时运动的周期为T，且把“萤火一号”绕火星的运动近似看做匀速圆周运动；已知火星的半径为R，万有引力常量为G；假设宇航员登陆火星后，在火星表面某处以初速度v0竖直上抛一小球，经时间f落回原处。则：火星表面的重力加速度____________________，火星的密度_________________。参考答案：10.（4分）如图所示，河水的流速为4m/s，一条船要从河的南岸A点沿与河岸成30°角的直线航行到北岸下游某处，则船的开行速度（相对于水的速度）最小为

。参考答案：

答案：11.某同学设计了“探究加速度与物体所受合力及质量的关系”实验。图（a）为实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有细砂的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力等于细砂和小桶的总重量，小车运动的加速度可用纸带上打出的点求得。①图（b）为某次实验得到的纸带，已知实验所用电源的频率为50Hz，根据纸带可求出小车的加速度大小为__________。（结果保留2位有效数字）②在“探究加速度与质量的关系”时，保持细砂和小桶质量不变，改变小车质量，分别记录小车加速度与其质量的数据。在分析处理时，该组同学产生分歧：甲同学认为应该根据实验中测得的数据作出小车加速度与其质量的图象，乙同学则认为应该作出与其质量倒数的图像。两位同学都按照自己的方案将实验数据在坐标系中进行了标注，但尚未完成图象（如下图所示）。你认为同学__________（填“甲”、“乙”）的方案更合理。③在“探究加速度与合力的关系”时，保持小车的质量不变，改变小桶中细砂的质量，该同学根据实验数据作出了加速度与合力的图线如图（c），该图线不通过坐标原点的原因是______________________________。参考答案：12.1,3,5

某探究学习小组的同学欲以右图装置中的滑块为对象验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙、垫块。当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态。若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：（1）你认为还需要的实验器材有

、

。(两个)（2）实验时为了保证滑块（质量为M）受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量m应满足的实验条件是

，实验时首先要做的步骤是

。（3）在（2）的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M。往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m。让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1<v2）。则对滑块，本实验最终要验证的数学表达式为

（用题中的字母表示）

。（4）要探究滑块与沙及沙桶组成的系统机械能是否守恒，如果实验时所用滑块质量为M，沙及沙桶总质量为m，让沙桶带动滑块在水平气垫导轨上加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1<v2）。则最终需验证的数学表达式为

（用题中的字母表示）

。参考答案：（1）____天平______(2分)

______刻度尺____

(2分)

（2）_____m<<M___(2分)

平衡摩擦力_____(2分)（3）(3分)

（4）(3分)13.如图所示，质量为M，半径为R的均匀圆形薄板可以绕光滑的水平轴A在竖直平面内转动，AB是它的直径，O是它的圆心。现在薄板上挖去一个直径为R的圆，则圆板的重心将从O点向左移动__________R的距离，在B点作用一个垂直于AB的力F使薄板平衡，此时AB恰处于水平位置，则F=_________________。

参考答案：

；

三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（09年大连24中质检）（选修3—3）（5分）在图所示的气缸中封闭着温度为100℃的理想气体．一重物用绳索经滑轮与缸中活塞相连接．重物和活塞均处于平衡状态，这时活塞离缸底的高度为20cm．如果缸内气体变为0℃，问：

①重物是上升还是下降？说明理由。②这时重物将从原处移动多少厘米？（设活塞与气缸壁问无摩擦）（结果保留一位小数）参考答案：

解析：

①缸内气体温度降低，压强减小，故活塞下移，重物上升。（2分）

②分析可知缸内气体作等压变化，设活塞截面积为S㎝2，气体初态体积V1=20S㎝3，温度T1=373K，末态温度T2=273K，体积设为V2=hS㎝3（h为活塞到缸底的距离）

据

（1分）

可得h=14.6㎝

则重物上升高度

（1分）15.如图所示，在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场，其边界过原点O和y轴上的点A（0，L）．一质量为m、电荷量为e的电子从A点以初速度v0平行于x轴正方向射入磁场，并从x轴上的B点射出磁场，射出B点时的速度方向与x轴正方向的夹角为60°．求：（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小；（2）电子在磁场中运动的时间t．参考答案：答：（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小为；（2）电子在磁场中运动的时间t为考点： 带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力．专题： 带电粒子在磁场中的运动专题．分析： （1）电子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律可以求出磁感应强度．（2）根据电子转过的圆心角与电子做圆周运动的周期可以求出电子的运动时间．解答： 解：（1）设电子在磁场中轨迹的半径为r，运动轨迹如图，可得电子在磁场中转动的圆心角为60°，由几何关系可得：r﹣L=rcos60°，解得，轨迹半径：r=2L，对于电子在磁场中运动，有：ev0B=m，解得，磁感应强度B的大小：B=；（2）电子在磁场中转动的周期：T==，电子转动的圆心角为60°，则电子在磁场中运动的时间t=T=；答：（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小为；（2）电子在磁场中运动的时间t为．点评： 本题考查了电子在磁场中的运动，分析清楚电子运动过程，应用牛顿第二定律与周期公式即可正确解题．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.在如图所示的平面直角坐标系内，x轴水平、y轴竖直向下。计时开始时，位于原点处的沙漏由静止出发，以加速度a沿x轴匀加速度运动，此过程中沙从沙漏中漏出，每隔相等的时间漏出相同质量的沙。已知重力加速度为g，不计空气阻力以及沙相对沙漏的初速度。（1）求t0时刻漏出的沙在t（t>t0）时刻的位置坐标；（2）t时刻空中的沙排成一条曲线，求该曲线方程。参考答案：解：（1）由匀变速直线运动的规律，t0时刻漏出的沙具有水平初速度

（1分）沙随沙漏一起匀加速的位移

（1分）接着沙平抛，t时刻位移

（1分）且

（2分）

（3分）所以，t0时刻漏出的沙的坐标为（，）

（2分）（2）联立方程，消去未知数t0，则t时刻所有沙构成的图线满足方程

（3分）17.短跑运动员完成100m赛跑的过程可简化为匀加速直线运动和匀速直线运动两个阶段。一次比赛中，某运动用11.00s跑完全程。已知运动员在加速阶段的第2s内通过的距离为7.5m，求该运动员的加速度及在加速阶段通过的距离。参考答案：解：根据题意，在第1s和第2s内运动员都做匀加速直线运动，设运动员在匀加速阶段的加速度为a，在第1s和第2s内通过的位移分别为s1和s2，由运动学规律得

求得

设运动员做匀加速运动的时间为t1，匀速运动的时间为t2，匀速运动的速度为v1，跑完全程的时间为t，全程的距离为s，依题决及运动学规律，得

设加速阶段通过的距离为s/，则

求得

18.一根不可伸长的细轻绳，穿上一粒质量为的珠子（视为质点），绳的下端固定在点，上端系在轻质小环上，小环可沿固定的水平细杆滑动（小环的质量及与细杆摩擦皆可忽略不计），细杆与在同一竖直平面内．开始时，珠子紧靠小环，绳被拉直，如图复19-7-1所示，已知，绳长为，点到杆的距离为，绳能承受的最大张力为，珠子下滑过程中到达最低点前绳子被拉断，求细绳被拉断时珠子的位置和速度的大小（珠子与绳子之间无摩擦）注：质点在平面内做曲线运动时，它在任一点的加速度沿该点轨道法线方向的分量称为法向加速度，可以证明，，为质点在该点时速度的大小，为轨道曲线在该点的“曲率半径”，所谓平面曲线上某点的曲率半径，就是在曲线上取包含该点在内的一段弧，当这段弧极小时，可以把它看做是某个“圆”的弧，则此圆的半径就是曲线在该点的曲率半径．如图复19-7-2中曲线在点的曲率半径为，在点的曲率半径为．参考答案：1.珠子运动的轨迹建立如图复解19-7所示的坐标系，原点在过点的竖直线与细杆相交处，轴沿细杆向右，轴沿向下。当珠子运动到点处且绳子未断时，小环在处，垂直于轴，所以珠子的坐标为

由知

即有，得

（1）这是一个以轴为对称轴，顶点位于处，焦点与顶点的距离为的抛物线，如图复解19-7-1所示，图中的，为焦点。

2.珠子在点的运动方程因为忽略绳子的质量，所以可把与珠子接触的那一小段绳子看做是珠子的一部分，则珠子受的力有三个，一是重力；另外两个是两绳子对珠子的拉力，它们分别沿和方向，这两个拉力大小相等，皆用表示，则它们的合力的大小为

（2）为点两边绳子之间夹角的一半，沿的角平分线方向。因为是焦点至的连线，平行于轴，根据解析几何所述的抛物线性质可知，点的法线是的角平分线．故合力的方向与点的法线一致。由以上的论证．再根据牛顿定律和题中的注，珠子在点的运动方程（沿法线方向）应为

（3）

（4）式中是点处轨道曲线的曲率半径；为珠子在处时速度的大小。根据机械能守恒定律可得

（5）3.求曲车半径当绳子断裂时，由（4）式可见，如果我们能另想其他办法求得曲率半径与的关系,则就可能由（4）、（5）两式求得绳子断裂时珠子的纵坐标。现提出如下一种办法。做一条与小珠轨迹对于轴呈对称状态的抛物线，如图复解19-7-2