2022-2023学年湖南省长沙市望城县第三中学高三物理期末试卷含解析

2022-2023学年湖南省长沙市望城县第三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.如图所示，劲度系数为k的弹簧下端固定在地面上，上端与一质量为m的小球相连，处于静止状态，现用力F将小球缓慢上移，直到弹簧恢复原长．然后撤掉该力，小球从静止开始下落，下落过程中的最大速度为v，不计空气阻力，重力加速度为g．下列说法正确的是（）A．小球的速度最大时，弹簧的弹性势能为零B．撤掉力F后，小球从静止下落到最大速度v的过程中，克服弹簧弹力做的功为﹣mv2C．弹簧的弹性势能最大时，小球的加速度为零D．小球缓慢上移过程中，力F做功为参考答案：B【考点】机械能守恒定律；牛顿第二定律．【分析】分析小球的受力情况，判断其运动情况，从而确定其速度最大时弹簧的状态．速度最大时，小球的合力为零，由胡克定律和平衡条件求出此时弹簧压缩量，再根据动能定理，即可求解克服弹簧弹力做的功；当速度最大时，弹簧的弹性势能不为零，而弹簧的弹性势能最大时，速度为零．【解答】解：A、撤掉该力，小球从静止开始下落的过程中，受到弹簧向上的弹力和重力，弹力先小于重力，再等于重力，后大于重力，所以小球先向下加速后减速，当弹力等于重力时速度最大，此时弹簧处于压缩状态，弹性势能不为零．故A错误．B、小球速度最大时，有mg=kx，得x=．小球从静止下落到最大速度v的过程中，根据动能定理，则有：mgx﹣W克=mv2，解得克服弹簧弹力做的功：W克=﹣mv2，故B正确；C、弹簧的弹性势能最大时，小球的速度为零，弹簧形变量最大，弹力大于重力，则加速度不为零，故C错误；D、小球处于平衡位置时，则有：mg=kx；小球缓慢上移过程中，拉力是变力，取平均值，根据做功表达式，则有：力F做功W==，故D错误；故选：B2.在平直公路上，汽车由静止开始做匀加速运动，当速度达到Vm后立即关闭发动机直到停止，v–t图像如图所示。设汽车的牵引力为F，阻力为f，全过程中牵引力做功为W1，克服阻力做功为W2，则

（

）

A．F:f=3:1

B．F:f=4:1

C．W1:W2=1:3

D．W1:W2=1:1参考答案：

答案：BD3.如图所示,一物块在一个水平力F作用下沿斜面匀速运动,此力F的方向与斜面平行,某时刻将力F撤除,下列对撤除力F后物块运动的描述正确的是A.物块仍沿斜面匀速运动B.物块沿原方向减速运动C.物块将做匀变速曲线运动D.物块将做非匀变速曲线运动参考答案：D4.如图所示，长为l的轻杆两端各固定一个质量均为m的小球a、b，系统置于倾角为的光滑斜面上，且杄可绕位于中点的转轴平行于斜面转动，当小球a位于最低点时给系统一初始角速度，不计一切阻力，则A.在轻杆转过180°的过程中，角速度逐渐减小B.只有o大于某临界值，系统才能做完整的圆周运动C.轻杆受到转轴的力的大小始终为D.轻杆受到转轴的力的方向始终在变化参考答案：C【分析】本题考查机械能守恒定律，关键是明确时A、B球系统机械能守恒，单个球机械能不守恒，同时结合重心的概念进行分析。【详解】AB．a、b构成的系统重力势能不变，系统动能不变，角速度是一个定值，即系统始终匀速转动，故A、B错误；CD．对两球a、b，由牛顿第二定律有：，解得：力方向始终沿斜面向上，故C正确，D错误。故选：C。5.如图所示，1、3是圆轨道，2是椭圆轨道.关于人造卫星，下列说法正确的是：卫星在2轨道上的Q点的动能比在3轨道上的P点动能大.卫星在3轨道的P点向心加速度比在2轨道上时P点的加速度大若要卫星从2轨道变到3轨道，应在P点点火加速，这个过程中，引力对卫星做负功若3轨道上原本就有一些卫星，当从3轨道变到2轨道时有可能会发生“撞车”参考答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.同打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示。a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现利用图乙所示装置研究滑块的运动情况，图中MN是水平桌面，Q是木板与桌面的接触点，1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出，让滑块从木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为5.0×10－2s和2.0×10－2s。用游标卡尺测量小滑块的宽度d，卡尺示数如图丙所示。（1）读出滑块的宽度d＝________cm。（2）滑块通过光电门1的速度v1＝______m/s。(保留两位有效数字)（3）若提供一把米尺，测出两个光电门之间的距离1.00m，则滑块运动的加速度为_______m/s2。(保留两位有效数字)参考答案：7.为了探究受到空气阻力时，物体运动速度随时间的变化规律，某同学采用了“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置(如图所示)．实验时，平衡小车与木板之间的摩擦力后，在小车上安装一薄板，以增大空气对小车运动的阻力．(1)往砝码盘中加入一小砝码，在释放小车________(选填“之前”或“之后”)接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点．(2)从纸带上选取若干计数点进行测量，得出各计数点的时间t与速度v的数据如下表：时间t/s00.501.001.502.002.50速度v/(m·s－1)0.120.190.230.260.280.29请根据实验数据作出小车的v－t图象．

(3)通过对实验结果的分析，该同学认为：随着运动速度的增加，小车所受的空气阻力将变大．你是否同意他的观点？请根据v－t图象简要阐述理由．参考答案：（1）

之前

；

（2）（绘图略）

（3）答：正确，有v-t图像知v越大，a越小，

合力越小，风阻力越大。8.请将下列两个核反应方程补充完整。

He+NO+

U+nXe+Sr+

参考答案：9.如图所示，相距为d的两条水平虚线L1、L2之间有水平方向的匀强磁场，磁感应强度为B，正方形铜制线圈abcd边长为L（L＜d），质量为m，将线圈在磁场上方高h处静止释放，cd边刚离开磁场时速度与cd边刚进入磁场时速度相等，则线圈穿越磁场的过程中（从cd边刚进入磁场起一直到ab边离开磁场为止），感应电流所做的功为

，线圈的最小速度为

．参考答案：2mgd10.人造地球卫星在运行过程中由于受到微小的阻力，轨道半径将缓慢减小。在此运动过程中，卫星所受万有引力大小将

(填“减小”或“增大”)；其速度将

(填“减小”或“增大”)。

参考答案：增大，增大

11.如图为氢原子的能级图，一群氢原子在n=4的定态发生跃迁时，能产生

种不同频率的光，其中产生的光子中能量最大是

ev参考答案：6、

12．75ev12.某实验小组采用图所示的装置探究“动能定理”，图中小车中可放置砝码，实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点针时器工作频率为50Hz．Ⅰ．实验的部分步骤如下：①在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码；②将小车停在打点计时器附近，接通电源，释放小车，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一列点，断开开关；③改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复②的操作。▲

▲

Ⅱ．图是钩码质量为0.03kg，砝码质量为0.02kg时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点O及A、B、C、D和E五个计数点，可获得各计数点到O的距离s及对应时刻小车的瞬时速度v，请将C点的测量结果填在表1中的相应位置（计算结果保留两外有效数字）．Ⅲ．在小车的运动过程中，对于钩码、砝码和小车组成的系统，

做正功，

做负功．▲

▲

Ⅳ．实验小组根据实验数据绘出了图中的图线（其中Δv2=v2-v20），根据图线可获得的结论是

．要验证“动能定理”，还需要测量的物理量是摩擦力和

．▲

▲

表1纸带的测量结果参考答案：Ⅱ．5.07（±0.02）

0.49；

Ⅲ．钩砝的重力

小车受摩擦阻力；Ⅳ．小车初末速度的平方差与位移成正比

小车的质量；13.V表示标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ为标准状态下水蒸气的密度，NA为阿伏加德罗常数，m为每个水分子的质量，则阿伏加德罗常数NA＝______，标准状态下相邻水蒸气分子间的平均距离d＝_____.参考答案：

三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.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．15.（6分）一定质量的理想气体，在绝热膨胀过程中

①对外做功5J，则其内能（选填“增加”或“减少”）,

J.

②试从微观角度分析其压强变化情况。参考答案：答案：①减少，5；②气体体积增大，则单位体积内的分子数减少；内能减少，则温度降低，其分子运动的平均速率减小,则气体的压强减小。（4分要有四个要点各占1分；单位体积内的分子数减少；温度降低；分子运动的平均速率减小；气体的压强减小。）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图甲所示，在竖直平面内有一个直角三角形斜面体，倾角θ为30°，斜边长为x0，以斜面顶部O点为坐标轴原点，沿斜面向下建立一个一维坐标x轴．斜面顶部安装一个小的定滑轮，通过定滑轮连接两个物体A、B（均可视为质点），其质量分别为m1、m2，所有摩擦均不计，开始时A处于斜面顶部，并取斜面底面所处的水平面为零重力势能面，B物体距离零势能面的距离为；现加在A物体上施加一个平行斜面斜向下的恒力F，使A由静止向下运动．当A向下运动位移x0时，B物体的机械能随x轴坐标的变化规律如图乙，则结合图象可求：（1）B质点最初的机械能E1和上升x0时的机械能E2；（2）恒力F的大小．参考答案：考点：机械能守恒定律；牛顿第二定律．专题：机械能守恒定律应用专题．分析：（1）物体具有的机械能等于物体的动能加势能，利用图象关系即可求得（2）以AB组成的系统，当物体B运动到，利用动能定理球的速度，再利用牛顿第二定律与运动学公式即可求得恒力解答：解：（1）B物体最初的动能够为零，重力势能为Ep=﹣，故B物体的机械能为上升后由图象可求B物体的机械能为（2）F为恒力，AB组成的系统以恒定的加速度运动，当B运动时机械能为零，可得解得v=由运动学公式求的a=对AB组成的系统由牛顿第二定律得F+m1gsinθ﹣m2g=（m1+m2）aF=答：（1）B质点最初的机械能E1和上升x0时的机械能E2为（2）恒力F的大小为．点评：本题主要考查了动能定理与运动学及牛顿第二定律的综合运用，利用好图象是关键17.某人在距地面10m高处，将质量为2kg的小球以5m/s的水平速度抛出，不计空气阻力，求小球落地时的速度大小（取g=）.参考答案：解:mgh=mv2－mv02

(8分)得v==