2022-2023学年浙江省杭州市富阳实验中学高三物理期末试卷含解析

2022-2023学年浙江省杭州市富阳实验中学高三物理期末试卷含解析一、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.有两个光滑固定斜面AB和BC，A、C两点在同一水平面上，斜面BC比AB长（如图甲所示），下面四个图中（如图乙）正确表示滑块速率随时间t变化规律的是：（）参考答案：C2.（多选）如图,小球自a点由静止自由下落,到b点时与弹簧接触,到c点时弹簧被压缩到最短,若不计弹簧质量和空气阻力,在小球由a→b→c的运动过程中,下列说法正确的是A.小球、弹簧和地球构成的系统总机械能守恒B.小球的重力势能随时间先减少后增加C.小球在b点时动能最大D.到c点时小球机械能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量

参考答案：AD3.如图所示，A、B球的质量相等，弹簧的质量不计，倾角为θ的斜面光滑。系统静止时，弹簧与细线均平行于斜面，在细线被烧断的瞬间，下列说法中不正确的是（

）A．两个小球的瞬时加速度均沿斜面向下，大小均为g·sinθ B．B球的受力情况未变，瞬时加速度为零C．A球的瞬时加速度沿斜面向下，大小为g·sinθD．弹簧有收缩趋势，B球的瞬时加速度向上，A球的瞬时加速度向下，瞬时加速度都不为零参考答案：AD4.如图所示，固定在水平面上的光滑半球，球心O的正上方固定一个小定滑轮，细绳一端拴一小球，小球置于半球面上的A点，另一端绕过定滑轮.今缓慢拉绳使小球从A点滑到半球顶点，则此过程中，小球对半球的压力及细绳的拉力F大小变化情况是：（

）A.变大，F变大

B.不变，F变小

C.变小，F变大

D.变大，F变小参考答案：B5.如图所示，将一张A4纸（质量可忽略不计）夹在英汉字典内，书对A4纸的压力为3N，A4纸与书之间的动摩擦因素为0.4，要把A4纸从书中拉出，拉力至少应为A．0.6N

B．1.2NC．2.4N

D．3N参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中，某实验探究小组的实验装置如图13中甲所示．木块从A点静止释放后，在1根弹簧作用下弹出，沿足够长木板运动到B1点停下，O点为弹簧原长时所处的位置，测得OB1的距离为L1，并记录此过程中弹簧对木块做的功为W．用完全相同的弹簧2根、3根……并列在一起进行第2次、第3次……实验，每次实验木块均从A点释放，木块分别运动到B1、B2……停下，测得OB2、OB3……的距离分别为L2、L3……作出弹簧对木块做功W与木块停下的位置距O点的距离L的图象W—L，如图乙所示．（1）根据图线分析，弹簧对木块做功W与木块在O点的速度v0之间的关系．

（2）W—L图线为什么不通过原点？

（3）弹簧被压缩的长度LOA为多少？

参考答案：（1）木块从O点到静止的运动过程中，由动能定理，知，由图线知W与L成线性变化，因此W与v0的平方也成线性变化。（2）未计木块通过AO段时，摩擦力对木块所做的功。Ks5u（3）在图线上取两点（6,1），（42,5）代入、得LOA=3cm7.（4分）从某金属表面逸出光电子的最大初动能与入射光的频率的图像如下图所示，则这种金属的截止频率是__________HZ；普朗克常量是____________J/HZ。参考答案：4.3(±0.1)×1014Hz

(6.2～6.8)×10-34Js8.为了测量木块与长木板间的动摩擦因数，某同学用铁架台将长板倾斜支在水平桌面上，组成如图甲所示的装置，所提供的器材有：长木板、木块（其前端固定有用于挡光的窄片K）、光电计时器、米尺、铁架台等，在长木板上标出A、B两点，B点处放置光电门（图中未画出），用于记录窄片通过光电门时的挡光时间，该同学进行了如下实验：（1）用游标尺测量窄片K的宽度d如图乙所示，则d=______mm，测量长木板上A、B两点间的距离L和竖直高度差h。（2）从A点由静止释放木块使其沿斜面下滑，测得木块经过光电门时的档光时间为，算出木块经B点时的速度v=_____m/s，由L和v得出滑块的加速度a。（3）由以上测量和算出的物理量可以得出木块与长木板间的动摩擦因数的表达式为μ=_______（用题中所给字母h、L、a和重力加速度g表示）参考答案：(1)d=_12.50_____mm，。（2）v=____5__m/s，（3）μ=______

_（用题中所给字母h、L、a和重力加速度g表示）9.摩托车手在水平地面转弯时为了保证安全，将身体及车身倾斜，车轮与地面间的动摩擦因数为μ，车手与车身总质量为M，转弯半径为R。为不产生侧滑，转弯时速度应不大于

；设转弯、不侧滑时的车速为v，则地面受到摩托车的作用力大小为

。参考答案：

；。10.如图所示，一竖直轻杆上端可以绕水平轴O无摩擦转动，轻杆下端固定一个质量为m的小球，力F=mg垂直作用于轻杆的中点，使轻杆由静止开始转动，若转动过程保持力F始终与轻杆垂直，当轻杆转过的角度θ=30°时，小球的速度最大；若轻杆转动过程中，力F的方向始终保持水平方向，其他条件不变，则轻杆能转过的最大角度θm=53°．参考答案：【考点】：动能定理的应用；向心力．【专题】：动能定理的应用专题．【分析】：（1）由题意可知：F始终对杆做正功，重力始终做负功，随着角度的增加重力做的负功运来越多，当重力力矩等于F力矩时速度达到最大值，此后重力做的负功比F做的正功多，速度减小；（2）杆转到最大角度时，速度为零，根据动能定理即可求解．：解：（1）力F=mg垂直作用于轻杆的中点，当轻杆转过的角度θ时，重力力矩等于F力矩，此时速度最大，则有：mgL=mgLsinθ解得sinθ=所以θ=30°（2）杆转到最大角度时，速度为零，根据动能定理得：mv2=FL﹣mgLsinθ所以FLsinθ﹣mgL（1﹣cosθ）=0﹣0解得：θ=53°故答案为：30°；53°【点评】：本题主要考查了力矩和动能定理得直接应用，受力分析是解题的关键，难度适中．11.完全相同的三块木块，固定在水平面上，一颗子弹以速度v水平射入，子弹穿透第三块木块的速度恰好为零，设子弹在木块内做匀减速直线运动，则子弹先后射入三木块前的速度之比为___________，穿过三木块所用的时间之比______________________。参考答案：12.升降机中站着一个人发现失重，则升降机可能在做竖直

运动，也可能在做竖直

过程．参考答案：减速上升，加速下降．【考点】超重和失重．【分析】当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时，就说物体处于超重状态，此时有向上的加速度；当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时，就说物体处于失重状态，此时有向下的加速度．【解答】解：人站在磅秤上受重力和支持力，发现了自已的体重减少了，处于失重状态，所以具有向下的加速度，

那么此时的运动可能是减速上升，也可能是加速下降．故答案为：减速上升，加速下降．13.一探测飞船，在以X星球中心为圆心、半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1，则X星球的质量为M＝__________；当飞船进入到离X星球表面更近的、半径为r2的圆轨道上运动时的周期为T2＝___________。（已知引力常量为G）参考答案：，T1三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图为一块直角三棱镜，顶角A为30°．一束激光沿平行于BC边的方向射向直角边AB，并从AC边射出，出射光线与AC边夹角也为30°．则该激光在棱镜中的传播速度为多少？(结果保留两位有效数字)参考答案：1.7×108m/s解：光路图如图：

由几何关系得：α=∠A=30°，β=90°-30°=60°

折射率

激光在棱镜中传播速【点睛】几何光学要正确作出光路图，由几何知识找出入射角和折射角是关键．知道光速和折射率的关系.15.动画片《光头强》中有一个熊大熊二爱玩的山坡滑草运动，若片中山坡滑草运动中所处山坡可看成倾角θ=30°的斜面，熊大连同滑草装置总质量m=300kg，它从静止开始匀加速下滑，在时间t=5s内沿斜面滑下的位移x=50m．（不计空气阻力，取g=10m/s2）问：（1）熊大连同滑草装置在下滑过程中受到的摩擦力F为多大？（2）滑草装置与草皮之间的动摩擦因数μ为多大（结果保留2位有效数字）？参考答案：（1）熊大连同滑草装置在下滑过程中受到的摩擦力F为300N；（2）滑草装置与草皮之间的动摩擦因数μ为多大为0.12．考点： 牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．专题： 牛顿运动定律综合专题．分析： （1）根据匀变速直线运动的位移时间公式求出下滑的加速度，对熊大连同滑草装置进行受力分析，根据牛顿第二定律求出下滑过程中的摩擦力．（2）熊大连同滑草装置在垂直于斜面方向合力等于零，求出支持力的大小，根据F=μFN求出滑草装置与草皮之间的动摩擦因数μ．解答： 解：（1）由运动学公式S=，解得：a==4m/s沿斜面方向，由牛顿第二定律得：mgsinθ﹣f=ma

解得：f=300N

（2）在垂直斜面方向上：N﹣mgcosθ=0

又f=μN

联立解得：μ=答：（1）熊大连同滑草装置在下滑过程中受到的摩擦力F为300N；（2）滑草装置与草皮之间的动摩擦因数μ为多大为0.12．点评： 解决本题的关键知道加速度是联系力学和运动学的桥梁，通过加速度可以根据力求运动，也可以根据运动求力．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图甲所示，有一磁感强度大小为B、垂直纸面向外的匀强磁场，磁场边界OP与水平方向夹角为45°，紧靠磁场右上边界放置长为L，间距为d的平行金属板M、N，磁场边界上的O点与N板在同一水平面上，O1、O2电场左右边界中点．在两板间存在如图乙所示的交变电场（取竖直向下为正方向）．某时刻从O点竖直向上同时发射两个相同的粒子a和b，质量为m，电量为+q，初速度不同．粒子a在图乙中的t=时刻，从O1点水平进入板间电场运动，由电场中的O2点射出．粒子b恰好从M板左端进入电场．（不计粒子重力和粒子间相互作用，电场周期T未知）求：（1）粒子a、b从磁场边界射出时的速度va、vb；（2）粒子a从O点进入磁场到射出O2点运动的总时间；（3）如果交变电场的周期T=，要使粒子b能够穿出板间电场，求则电场强度大小E0满足的条件．参考答案：考点：带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动．专题：带电粒子在复合场中的运动专题．分析：（1）求出粒子轨道半径，应用牛顿第二定律可以求出粒子a、b从I磁场边界射出时的速度va、vb．（2）求出粒子在磁场中、在电场中、在电磁场外的运动时间，然后求出总运动时间．（3）作出粒子在电场中的运动轨迹，应用类平抛运动规律分析答题．解答：解：（1）如图所示，粒子a、b在磁场中均速转过90°，平行于金属板进入电场．由几何关系可得：，rb=d…①由牛顿第二定律可得

…②

…③解得：，（2）粒子a在磁场中运动轨迹如图在磁场中运动周期为：

…④在磁场中运动时间： …⑤粒子在电磁场边界之间运动时，水平方向做匀速直线运动，所用时间为

…⑥由④⑤⑥则全程所用时间为：（3）粒子在磁场中运动的时间相同，a、b同时离开Ⅰ磁场，a比b进入电场落后时间

…⑦故粒子b在t=0时刻进入电场．由于粒子a在电场中从O2射出，在电场中竖直方向位移为0，故a在板间运动的时间ta是周期的整数倍，由于vb=2va，b在电场中运动的时间是tb=ta，可见b在电场中运动的时间是半个周期的整数倍即

…⑧

…⑨粒子b在内竖直方向的位移为

…⑩粒子在电场中的加速度由题知粒子b能穿出板间电场应满足ny≤d

解得答：（1）粒子a、b从磁场边界射出时的速度va、vb分别是：和；（2）粒子a从O点进入磁场到射出O2点运动的总时间是；（3）如果交变电场的周期T=，要使粒子b能够穿出板间电场，则电场强度大小E0满足的条件．点评：本题考查了带电粒子在电场与磁场中的运动，分析清楚粒子运动过程、作出粒子运动轨迹是正确解题的关键，应用牛顿第二定律、粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期公式、牛顿第二定律、运动学公式即可正确解题．17.如图所示，一质量m1=0.45kg的平顶小车静止在光滑的水平轨道上．车顶右端放一质量m2=0.4kg的小物体，小物体可视为质点．现有一质量m0=0.05kg的子弹以水平速度v0=100m/s射中小车左端，并留在车中，已知子弹与车相互作用时间极短，小物体与车间的动摩擦因数为μ=0.5，最终小物体以5m/s的速度离开小车．g取