2022-2023学年四川省乐山市峨边西河中学高三物理期末试卷含解析

2022-2023学年四川省乐山市峨边西河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.（单选）如图所示，A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，A放在固定的光滑斜面上，B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C球放在水平地面上．现用手控制住A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行．已知A的质量为4m，B、C的质量均为m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态．释放A后，A沿斜面下滑至速度最大时C恰好离开地面．下列说法正确的是（）A．斜面倾角α=60°B．A获得最大速度为2gC．C刚离开地面时，B的加速度最大D．从释放A到C刚离开地面的过程中，A、B两小球组成的系统机械能守恒参考答案：考点：机械能守恒定律．专题：机械能守恒定律应用专题．分析：C刚离开地面时，物体A沿斜面下滑的距离应该等于弹簧原来被压缩的长度再加上后来弹簧被拉长的长度，B获得最大速度，B应该处于受力平衡状态，对B受力分析，可以求得斜面的倾角α；对于整个系统机械能守恒，根据机械能守恒列出方程就可以求得B的最大速度．解答：解：A、设当物体C刚刚离开地面时，弹簧的伸长量为xC，则

kxC=mg…①物体C刚刚离开地面时，以B为研究对象，物体B受到重力mg、弹簧的弹力kxC、细线的拉力T三个力的作用，设物体B的加速度为a，根据牛顿第二定律，对B有：T﹣mg﹣kxC=ma…②对A有：4mgsinα﹣T=4ma…③由②、③两式得：4mgsinα﹣mg﹣kxC=5ma…④当B获得最大速度时，有：a=0…⑤由①④⑤式联立，解得sinα=0.5，所以：α=30°，故A错误；B、设开始时弹簧的压缩量xB，则有：kxB=mg设当物体C刚刚离开地面时，弹簧的伸长量为xA，则有：kxC=mg当物体C刚离开地面时，物体B上升的距离以及物体A沿斜面下滑的距离均为：h=xC+xB由于弹簧处于压缩状态和伸长状态时的弹性势能相等，且物体C刚刚离开地面时，A、B两物体的速度相等，设为vBm，以A、B及弹簧组成的系统为研究对象，由机械能守恒定律得：4mghsinα﹣mgh=（4m+m）VBm2代入数据解得：VBm=2g，故B正确；C、C刚离开地面时，B的速度最大，加速度为零，故C错误；D、从释放A到C刚离开地面的过程中，A、B两小球以及弹簧构成的系统机械能守恒，A、B两小球组成的系统机械能不守恒．故D错误；故选：B．点评：本题关键是分析求出系统的运动情况，然后结合机械能守恒定律和胡克定律多次列式求解分析，难度中等．2.在电梯内的地板上，竖直放置一根轻质弹簧，弹簧上端固定一个质量为m的物体．当电梯匀速运动时，弹簧被压缩了x，某时刻后观察到弹簧又被继续压缩了（重力加速度为g）．则电梯在此时刻后的运动情况可能是（）A．以大小为g的加速度加速上升B．以大小为g的加速度减速上升C．以大小为的加速度加速下降D．以大小为的加速度减速下降参考答案：D【考点】牛顿运动定律的应用﹣超重和失重．【分析】物体原来静止，由此可以知道物体的重力与弹簧的弹力相等，当弹簧又被继续压缩时，这时增加的弹力就是物体受的合力，由牛顿第二定律可以求加速度的大小，再判断物体的运动情况．【解答】解：因为电梯静止时，弹簧被压缩了x，由此可以知道，mg=kx，当电梯运动时，弹簧又被继续压缩了，弹簧的弹力变大了，所以物体的合力应该是向上的，大小是mg，由牛顿第二定律F=ma可得，mg=ma，所以加速度大小为a=g，合力是向上的，当然加速度的方向也就是向上的，此时物体可能是向上的匀加速运动，也可能是向下的匀减速运动，所以D正确．故选：D．3.（多选）将一电荷量为+Q的小球放在不带电的金属球附近,所形成的电场线分布如图所示，金属球表面的电势处处相等。a、b为电场中的两点，则（

）A．a点的场强与b点的场强无法比较强弱B．a点的电势比b点的高C．检验电荷-q在a点的电势能比在b点的大D．将检验电荷-q从a点移到b点的过程中，电场力做负功参考答案：BDA、电场线的疏密表示场强的大小，由图象知a点的电场强度比b点大，故A错误；B、a点所在的电场线从Q出发到不带电的金属球终止，所以a点的电势高于金属球的电势，而b点所在处的电场线从金属球发出到无穷远，所以金属球的电势高于b点的电势，即a点的电势比b点的高．故B正确；C、电势越高的地方，负电荷具有的电势能越小，即负电荷在a点的电势能较b点小，故C错误；D、由上知，-q在a点的电势能较b点小，则把-q电荷从电势能小的a点移动到电势能大的b点，电势能增大，电场力做负功．故D正确。故选：BD4.（单选）一直线上有a、b两点，相距2m，一质点沿该直线做匀变速直线运动，经过1s的时间先后通过a、b两点，则关于该质点通过a、b中点时的速度大小，的下列判断正确的是

A．若为匀加速运动，则v>2m/s，若为匀减速运动，则v<2m/s

B．若为匀加速运动，则v<2m//s，若为匀减速运动，则v>2m/s

C．无论加速还是减速，都有v>2m／s

D．无论加速还是减速，都有v<2m//s参考答案：C5.(单选).质量为m的物体在竖直向上的拉力F作用下坚直向上运动,不计空气阻力。下列说法正确(

)A.如果物体向上做减速运动,物体的机械能可能减小B如果物体向丄做勾速运动,物体的机械能一定不变C如果物体向上做加速运动,物体的机械能才能增大D不论物体向上做什么运动,物体的机械能一定增加机械能守恒参考答案：DD解析：不论弹簧秤的拉力大于重力，还是小于重力，还是等于重力，在竖直向上的运动的过程中，拉力做正功，根据功能关系知，钩码的机械能增加．故D正确．

故选：D除重力以外其它力做的功，等于机械能的增量，根据该功能关系进行判断．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.卢瑟福用a粒子轰击氮核时发现了质子.完成其核反应方程：N+He→

.参考答案：O+H7.如图甲所示，一定质量的理想气体被质量为m的活塞封闭在导热良好的气缸内，此时活塞静止且距离底部的高度为h，不计活塞与气缸间的摩擦，外界大气压强为，气缸横截面积为S，重力加速度为g，则甲图中封闭气体的压强P1为________，若在活塞上故置质量为m的铁块，活塞缓慢下滑△h后再次静止，如图乙所示，则△h为________.参考答案：

(1).

(2).【详解】(1).甲图气体内部压强为P1，活塞静止，，所以(2).图乙中，活塞下滑后再次静止，,气体发生的是等温变化，又玻意耳定律：,故8.质量为m的物体从静止开始以的加速度竖直向下运动，当下降高度为h时，该物体机械能的增量为________，该物体动能的增量为_________。参考答案：

答案：?mgh／2、

mgh／29.用原子核的人工转变方法可以将两个氘核聚变成一个氚核，其核反应方程是__________________________，在1kg氘核中含有的原子核的个数为____________．（阿伏加德罗常数为6.02×1023）

参考答案：

答案：

3.01×1026个10.带电量为C的粒子先后经过电场中的A、B两点，克服电场力做功J，已知B点电势为50V，则（l）A、B间两点间的电势差是V；（2）A点的电势V；（3）电势能的变化J；（4）把电量为C的电荷放在A点的电势能J．参考答案：（1）V；（2）V；（3）J；（4）11.某同学用DIS系统在实验室做“单摆的周期T与摆长L的关系”实验，通过计算机描绘出两次实验中的单摆的振动图像，由图可知，两次实验中单摆的频率之比=

▲

；两单摆摆长之比▲

．参考答案：4:3

（2分）；

9:1612.某同学在探究摩擦力的实验中采用了如图所示的操作，将一个长方体木块放在水平桌面上，然后用一个力传感器对木块施加一个水平拉力F，并用另外一个传感器对木块的运动状态进行监测，表中是她记录的实验数据．木块的重力为10.00N，重力加速度g＝9.80m/s2，根据表格中的数据回答下列问题(答案保留3位有效数字)：实验次数运动状态水平拉力F/N1静止3.622静止4.003匀速4.014匀加速5.015匀加速5.49(1)木块与桌面间的最大静摩擦力Ffm>________N；(2)木块与桌面间的动摩擦因数μ＝________；(3)木块匀加速运动时受到的摩擦力Ff＝________N.参考答案：(1)4.01(2)0.401(3)4.0113.一定质量的理想气体由状态A变化到状态B，压强随体积变化的关系如图所示．气体在状态A时的内能

状态B时的内能（选填“大于”、“小于”或“等于”）；由A变化到B，气体对外界做功的大小

（选填“大于”、“小于”或“等于”）气体从外界吸收的热量．参考答案：等于；等于．【考点】理想气体的状态方程．【分析】由图示图象求出气体在状态A、B时的压强与体积，然后判断A、B两状态的气体温度关系，再判断内能关系，根据气体状态变化过程气体内能的变化情况应用热力学第一定律判断功与热量的关系．【解答】解：由图示图象可知，气体在状态A与状态B时，气体的压强与体积的乘积：pV相等，由理想气体状态方程可知，两状态下气体温度相等，气体内能相等；A、B两状态气体内能相等，由A变化到B过程，气体内能的变化量：△U=0，由热力学第一定律：△U=W+Q可知：W+Q=0，气体对外界做功的大小等于气体从外界吸收的热量．故答案为：等于；等于．三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.直角三角形的玻璃砖ABC放置于真空中，∠B＝30°，CA的延长线上S点有一点光源，发出的一条光线由D点射入玻璃砖，如图所示．光线经玻璃砖折射后垂直BC边射出，且此光束经过SD用时和在玻璃砖内的传播时间相等．已知光在真空中的传播速度为c，，∠ASD＝15°.求：①玻璃砖的折射率；②S、D两点间的距离．参考答案：(1)

(2)d试题分析：①由几何关系可知入射角i=45°，折射角r=30°可得②在玻璃砖中光速光束经过SD和玻璃砖内的传播时间相等有可得

SD=d考点：光的折射定律。15.(4分)在橄榄球比赛中，一个95kg的橄榄球前锋以5m/s的速度跑动，想穿越防守队员到底线触地得分．就在他刚要到底线时，迎面撞上了对方两名均为75kg的队员，一个速度为2m/s，另一个为4m/s，然后他们就扭在了一起。①他们碰撞后的共同速率是；②在右面方框中标出碰撞后他们动量的方向，并说明这名前锋能否得分：。参考答案：答案：①0.1m/s

（2分）

②方向见图（1分）

能得分（1分）

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.在海滨游乐园里有一种滑沙的游乐活动。如图所示，人坐在滑板上从斜坡的高处A点由静止开始滑下，滑到斜坡底部B点后沿水平滑道再滑行一段距离到C点停下来。斜坡滑道与水平滑道间是平滑连接的，滑板与两滑道间的动摩擦因数均为，不计空气阻力，重力加速度。(1)

若斜坡倾角，人和滑板的总质量m=60kg。求人在斜坡上下滑时的加速度大小；(2)由于受到场地限制，A点到C点的水平距离只有s=50m,为确保人身安全,请根据计算说明，在设计斜坡滑道时，对高度应有怎样的要求？参考答案：⑴在斜坡上下滑时，人与滑板的受力情况如图所示由牛顿第二定律得

（2分）

（2分）另外有

（1分）由以上各式联立解得m/s2

（1分）⑵设斜坡倾角为θ，斜坡的最大高度为h，滑至底端的速度为υ，则

（1分）沿BC滑行的加速度为

（2分）沿BC滑行的距离为

（1分）为确保安全，应有

（2分）联立解得h≤25m，斜坡的高度不应超过25m。17.一个用绝缘材料制成的扁平薄圆环，其内、外半径分别为、，厚度可以忽略。两个上下表面都带有电荷，每个面的电荷面密度为已知常量。薄圆环绕通过环心垂直环面的轴以转动。将一半径为、电阻为并与薄圆环共面的导线圆环与薄圆环同心放置。试求：

（1）薄圆环转动时在圆心处产生的磁感应强度为多少？

（2）若薄圆环以大小不变的角加速度减速转动，时刻的角速度为，在薄圆环减速运动过程中导线圆环中的感应电动势为多少？提示：（1）角加速度表示单位时间里角速度的变化量。

（2）半径为、通有电流的圆线圈（环形电流），在圆心处产生的磁感应强度为（为已知常量）参考答案：（1）（2）18.如图所示，一竖直固定且光滑绝缘的直圆筒底部放置一可视为点电荷的场源电荷A，已知带电量Q=＋4×10－3C的场源电荷A形成的电场中各点的电势表达式为，其中k为静电力恒量，r为空间某点到A的距离。现有一个质量为m=0．1kg的带正电的小球B，它与A球间的距离为a=0．4m，此时小球B处于平衡状态，且小球B在场源电荷A形成的电场中具有的电势能表达式为，其中r为q与Q之间的距离。另一质量也为m的不带电绝缘小球C从距离B的上方H=0．8m处自由下落，落在小球B上立刻与小球B粘在一起以2m/s向下运动，它们到达最低