2022-2023学年湖南省娄底市白沙中学高三物理期末试题含解析

2022-2023学年湖南省娄底市白沙中学高三物理期末试题含解析一、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，小物块位于半径为R的半球顶端，若小球的初速为v0时，物块对球顶恰无压力，则以下说法正确的是（

）A．物块立即离开球面做平抛运动，不再沿圆弧下滑B．v0=

C．物块落地点离球顶水平位移D．物块落地速度方向和水平地面成450角参考答案：ABC2.如图所示．小球a从倾角为45度的光滑斜面上由静止自由释放，同时小球b从斜面上方某一高度处也由静止自由释放，两个小球质量相同，它们在斜面的O点恰好相撞．则A．相撞前瞬间，两小球速度大小相等B．相撞前瞬间．两小球重力功率相等C．相撞前瞬间，b球的动能是a球动能的2倍D．从开始运动到相撞，b球位移是a球位移的2倍参考答案：C：小球a加速度为g，小于自由落体运动的小球b的加速度g，相撞前瞬间，小球a速度小于小球b，选项A错误；相撞前瞬间．，小球a重力功率小于小球b，选项B错误；相撞前瞬间，小球a的速度可表示为gt，小于自由落体运动的小球b的速度可表示为gt，由动能公式可知，b球的动能是a球动能的2倍，选项C正确；从开始运动到相撞，b球位移可表示为gt2，a球位移可表示为gt2，b球位移是a球位移的倍，选项D错误。3.如图所示，轻质弹簧的一端与固定的竖直板P拴接，另一端与物体A相连，物体A静止于光滑水平桌面上，右端接一细线，细线绕过光滑的轻质定滑轮与物体B相连。开始时用手托住B，让细线恰好伸直，然后由静止释放B，直至B获得最大速度。下列有关该过程的分析不正确的是（

）A．B物体的机械能一直减小B．B物体的动能的增加量等于它所受重力与拉力做的功之和C．B物体机械能的减少量等于弹簧的弹性势能的增加量D．细线拉力对A做的功等于A物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量参考答案：C4.如图所示，两个质量均为m带电量分别为q1、q2的小球，放在半径为R的内壁光滑的绝缘半球形碗内，平衡时两球与碗心O点的连线和竖直方向的夹角均为30°，则（）A．两球间库仑力大小F=B．两球间库仑力大小F=C．碗对球的支持力FN=D．碗对球的支持力FN=参考答案：D【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用；库仑定律．【分析】以其中的一个小球为研究对象进行受力分析，利用库仑定律结合平行四边形法则进行解答．【解答】解：对右侧小球分析可知，小球受重力、拉力及库仑力而处于平衡状态，如图所示，A、两球间的距离大小为R，根据库仑定律可得库仑力大小F=，A错误；B、由几何关系可知F=mgtan30°=，B错误；C、碗对球的支持力FN=T=，C错误；D、碗对球的支持力FN=T=，所以D正确；故选：D．5.（多选）如图（a）所示，倾角为θ的光滑斜面固定在水平地面上，一物体在水平推力F的作用下沿斜面向上运动，逐渐增大F，物体的加速度随之改变，其加速度a随F变化的图象如图（b）所示．取g=10m/s2，根据图（b）中所提供的信息可以计算出（）A．sinθ=0.6B．Sinθ=0.5C．物体的质量为2.5kgD．物体的质量为2.0kg参考答案：考点：牛顿第二定律．分析：根据牛顿第二定律得出加速度与F的关系式，结合图线斜率、截距求出物体的质量和sinθ．解答：解：对物体受力分析，受推力、重力、支持力，如图x方向：Fcosθ﹣mgsinθ=ma…①y方向：N﹣Fsinθ﹣Gcosθ=0…②解得：从图象中取两个点（15N，0），（30N，6m/s2）代入①式解得：m=2kg，sinθ=0.6因而AD正确；故选：AD点评：本题关键对物体受力分析后，根据牛顿第二定律求出加速度与力F的关系式，结合图象讨论．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.某物理兴趣小组采用如图所示的装置深入研究平抛运动。质量分别为和的A、B小球处于同一高度，M为A球中心初始时在水平地面上的垂直投影。用小锤打击弹性金属片，使A球沿水平方向飞出，同时松开B球，A球落到地面N点处，B球落到地面P点处。测得=0.04kg，=0.05kg，B球距地面的高度是1.225m，M、N点间的距离为1.500m，则B球落到P点的时间是____________s，A球落地时的动能是__________J。（忽略空气阻力，g取9.8，结果保留两位有效数字）参考答案：0.5s

0.66J7.某同学利用图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律。物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上（尚未到达滑轮处）。从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图议所示。打点计时器电源的频率为50Hz。（1）通过分析纸带数据，可判断物块在相邻计数点

和

之间某时刻开始减速。（2）物块减速运动过程中加速度的大小为=

m/s2，若用来计算物块与桌面间的动摩擦因数（g为重力加速度），则计算结果比动摩擦因数的真实值

（填“偏大”或“偏小”）。参考答案：6

和

7

，

2.0

m/s2

。

偏大

8.如图是等离子体发电机示意图，平行金属板间的匀强磁场的磁感应强度B=0.5T，两板间距离为20cm，要使输出电压为220V，则等离子体垂直射入磁场的速度v=

m/s。a是电源的

极。参考答案：2200

正9.如图所示，在距水平地面高均为0.4m处的P、Q两处分别固定两光滑小定滑轮，细绳跨过滑轮，一端系一质量为mA=2.75kg的小物块A，另一端系一质量为mB=1kg的小球B．半径R=0.3m的光滑半圆形轨道竖直地固定在地面上，其圆心O在P点的正下方，且与两滑轮在同一竖直平面内，小球B套在轨道上，静止起释放该系统，则小球B被拉到离地0.225m高时滑块A与小球B的速度大小相等，小球B从地面运动到半圆形轨道最高点时的速度大小为4m/s．参考答案：：解：当绳与轨道相切时滑块与小球速度相等，（B速度只沿绳），由几何知识得R2=h?PO，所以有：h===0.225m．小球B从地面运动到半圆形轨道最高点时，A物的速度为零，即vA=0，对系统，由动能定理得：

mAg[﹣（PO﹣R）]=mBgR+代入数据解得：vB=4m/s故答案为：0.225m，410.（6分）某物理小组的同学设计了一个粗测玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验。所用器材有：玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器（圆弧部分的半径为R=0.20m）。完成下列填空：（1）将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图（a）所示，托盘秤的示数为1.00kg；（2）将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图（b）所示，该示数为_____kg;（3）将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧，此过程中托盘秤的最大示数为m；多次从同一位置释放小车，记录各次的m值如下表所示：序号12345m（kg）1.801.751.851.751.90（4）根据以上数据，可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为_____N；小车通过最低点时的速度大小为_______m/s。（重力加速度大小取9.80m/s2，计算结果保留2位有效数字）

参考答案：（2）1.40

（4）7.9；1.4试题分析：根据秤盘指针可知量程是10kg，指针所指示数为1.4kg.（4）记录的托盘称各次示数并不相同，为减小误差，取平均值，即m=1.81kg。而模拟器的重力为，所以小车经过凹形桥最低点的压力为mg-mg′≈7.9N。根据径向合力提供向心力即，整理可得考点：圆周运动

11.在光电效应试验中，某金属的截止频率相应的波长为，该金属的逸出功为______。若用波长为（<0）单色光做实验，则其截止电压为______。已知电子的电荷量，真空中的光速和布朗克常量分别为e、c和h。参考答案：12.用氦氖激光器进行双缝干涉实验，已知所用双缝间的距离为d=0.1mm，双缝到屏的距离为L=6.0m，测得屏上干涉条纹中相邻明条纹的间距是3.8cm，氦氖激光器发出的红光的波长是

m；假如把整个干涉装置放入折射率为的水中，这时屏上的明条纹间距是 cm。(结果保留三位有效数字)参考答案：13.如图是磁带录音机的磁带盒的示意图，A、B为缠绕磁带的两个轮子，两轮的半径均为r，在放音结束时，磁带全部绕到了B轮上，磁带的外缘半径R=3r，现在进行倒带，使磁带绕到A轮上。倒带时A轮是主动轮，其角速度是恒定的，B轮是从动轮，经测定，磁带全部绕到A轮桑需要时间为t，从开始倒带到A、B两轮的角速度相等的过程中，磁带的运动速度

▲

（填“变大”、“变小”或“不变”），所需时间

▲

（填“大于”、“小于”或“等于”）。参考答案：三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（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。）15.如图甲所示，将一质量m=3kg的小球竖直向上抛出，小球在运动过程中的速度随时间变化的规律如图乙所示，设阻力大小恒定不变，g=10m/s2，求（1）小球在上升过程中受到阻力的大小f．（2）小球在4s末的速度v及此时离抛出点的高度h．参考答案：（1）小球上升过程中阻力f为5N；（2）小球在4秒末的速度为16m/s以及此时离抛出点h为8m考点： 牛顿第二定律；匀变速直线运动的图像．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速度时间公式求出小球上升的加速度，再根据牛顿第二定律求出小球上升过程中受到空气的平均阻力．（2）利用牛顿第二定律求出下落加速度，利用运动学公式求的速度和位移．解答： 解：由图可知，在0～2s内，小球做匀减速直线运动，加速度大小为：由牛顿第二定律，有：f+mg=ma1代入数据，解得：f=6N．（2）2s～4s内，小球做匀加速直线运动，其所受阻力方向与重力方向相反，设加速度的大小为a2，有：mg﹣f=ma2即4s末小球的速度v=a2t=16m/s依据图象可知，小球在4s末离抛出点的高度：．答：（1）小球上升过程中阻力f为5N；（2）小球在4秒末的速度为16m/s以及此时离抛出点h为8m点评： 本题主要考查了牛顿第二定律及运动学公式，注意加速度是中间桥梁四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，在空间建立直角坐标系，坐标轴正方向如图所示。空间有磁感应强度为B=1T，方面垂直于纸面向里的磁场，II、III、IV象限（含x、y轴）有电场强度为E=1N/C，竖直向下的电场。光滑1/4圆弧轨道圆心O`，半径为R=2m，圆环底端位于坐标轴原点O。质量为m1=1kg，带电q1=-1C的小球A从O`处水平向右飞出，经过一段时间，正好运动到O点。质量为m2=2kg，带电q2=2C小球的B从与圆心等高处静止释放，与A同时运动到O点并发生完全非弹性碰撞，碰后生成小球C。小球A、B、C均可视为质点，所在空间无重力场作用。（1）小球A在O`处的初速度为多大；（2）碰撞完成后瞬间，圆弧轨道对小球C的支持力；（3）小球C从O点飞出后的瞬间，将磁场方向改为竖直向上。分析C球在后续运动过程中，再次回到y轴时离O点的距离。参考答案：（1）1m/s

（2）1.5N

（3）【分析】A从飞出后，在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力求出小球A在处的初速度；由动能定理求出B滑到O点的速度，A、B在O点发生完全非弹性碰撞，由动量守恒定律求出碰后生成的C球速度；根据牛顿第二定律求出碰后瞬间轨道对C支持力；C球从轨道飞出后，受到竖直向下的电场力和垂直纸面向外的洛伦兹力，在电场力作用下，C球在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，在水平方向做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律和运动规律求出再次回到y轴时离O点的距离；【详解】解：(1)A从飞出后，在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，解得：

(2)设B滑到O点的速度为，由动能定理

解得：A、B在O点发生完全非弹性碰撞，设碰后生成的C球速度为，由动量守恒定律

在碰后瞬间，C球做圆周运动，设轨道对C支持力为N，C球带电量

解得：N=1.5N(3)C球从轨道飞出后，受到竖直向下的电场力和垂直纸面向外的洛伦兹力，在电场力作用下，C球在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，在水平方向做匀速圆周运动，每隔一个周期T，C球回到y轴上。

由：，及,解得C球圆周运动周期

C球竖直方向加速度

C球回到y轴时坐标：

代入数据解得：（n=1、2、3.）17.)如图所示,待测区域中存在匀强电场和匀强磁场,根据带电粒子射入时的受力情况可推测其电场和磁场.图中装置由加速器和平移器组成,平移器由两对水平放置、相距为l的相同平行金属板构成,极板长度为l、间距为d,两对极板间偏转电压大小相等、电场方向相反.质量为m、电荷量为+q的粒子经加速电压U0加速后,水平射入偏转电压为U1的平移器,最终从A点水平射入待测