2022-2023学年湖南省长沙市艺方中学高三物理上学期期末试卷含解析

2022-2023学年湖南省长沙市艺方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.（08年石家庄二中12月月考）如图所示，小车沿水平面向右做加速直线运动，车上固定的硬杆和水平面的夹角为θ，杆的顶端固定着一个质量为m的小球。当车运动的加速度逐渐增大时，杆对小球的作用力（F1至F4变化）的受力图形（OO′沿杆方向）可能是图中的

（

）参考答案：答案：C2.（单选）愤怒的小鸟是风靡全球的2D画面游戏（图甲），是通过调节发射小鸟的力度与角度达到轰击肥猪堡垒的目的．现简化为图乙模型：假设小鸟从离草地高度为h处用弹弓抛射，初速度斜向上且与水平方向成α角，肥猪的堡垒到抛射点水平距离为L，忽略空气阻力，重力加速度为g（将小鸟和肥猪堡垒均视为质点）．则（

）A．当一定时，α角越大，小鸟在空中运动时间越短B．当α角一定时，越小，其水平射程越长C．小鸟从开始到上升到最高点的过程中增加的势能为D．若α=，则要想击中目标，初速度应满足参考答案：C3.将一小球竖直向上抛出，小球到达最高点前的最后一秒内和离开最高点后的第一秒内通过的路程分别为和，速度变化量的大小分别为和，若小球所受空气阻力大小不变，则(

)

A．，

B．，

C．，

D．，参考答案：C4.一质点由静止开始做直线运动，加速度与时间关系图象如图所示，t2＝t1则(

)A．质点一直沿正向运动B．质点在某个位置附近来回运动C．在0~t2时间段内，质点在t1时刻的速度最大D．在0~t2时间段内，质点在t2时刻的速度最大参考答案：AC5.冥王星与其附近的另一星体卡戎可视为双星系统。质量比约为7:1，同时绕它们连线上某点O做匀速圆周运动。由此可知，冥王星绕O点运动的（

）（A）轨道半径约为卡戎的1/7

（B）角速度大小约为卡戎的1/7（C）线速度大小约为卡戎的7倍

（D）向心力大小约为卡戎的7倍参考答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，劲度系数为的轻弹簧B竖直固定在桌面上．上端连接一个质量为m的物体，用细绳跨过定滑轮将物体m与另一根劲度系数为的轻弹簧C连接。当弹簧C处在水平位置且束发生形变时．其右端点位于a位置。现将弹簧C的右端点沿水平方向缓慢拉到b位置时，弹簧B对物体m的弹力大小为，则ab间的距离为________。参考答案：下端弹簧仍处于压缩状态时，；下端弹簧处于拉伸状态时，7.如图所示，某车沿水平方向高速行驶，车厢中央的光源发出一个闪光，闪光照到了车厢的前、后壁，则地面上的观察者认为该闪光________(填“先到达前壁”“先到达后壁”或“同时到达前后壁”)，同时他观察到车厢的长度比静止时变________(填“长”或“短”)了．参考答案：先到达后壁短8.（4分）在桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥的轴（图中虚线）与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，如图所示。有一半径为r的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合。已知玻璃的折射率为1.5，则光束在桌面上形成的光斑半径为

。参考答案：

2r9.1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子．科学研究表明其核反应过程是：α粒子轰击静止的氮核后形成了不稳定的复核，复核发生衰变放出质子，变成氧核．设α粒子质量为m1，初速度为v0，氮核质量为m2，质子质量为m0,氧核的质量为m3，不考虑相对论效应．α粒子轰击氮核形成不稳定复核的瞬间，复核的速度大小为

，此过程中释放的核能为________________________________．参考答案：

10.如图所示，用跨过光滑定滑轮的质量不计的缆绳将海面上一艘小船沿直线拖向岸边。已知拖动缆绳的电动机功率恒为P，小船的质量为m，小船从A点沿直线加速运动到B点的速度大小分别为v0和v，经历的时间为t，A、B两点间距离为d。则小船在全过程中克服阻力做的功Wf＝__________，若小船受到的阻力大小为f，则经过B点时小船的加速度大小a＝[jf24]

__________。参考答案：Wf＝Pt－mv2+mv02，a＝P/mv－f/m11.已知O、A、B、C为同一直线上的四点，A、B间的距离为1m，B、C间的距离为2m，一物体自O点由静止出发，沿此直线做匀加速运动，依次经过A、B、C三点，已知物体通过AB段与BC段所用的时间相等，则物体通过A点和B点时的速度大小之比为__________，O、A间的距离为___________m。参考答案：17、光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图实－1－10(a)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，光电计时器就可以精确地把物体从开始挡光到挡光结束的时间记录下来．图(b)中MN是水平桌面，Q是长木板与桌面的接触点，1和2是固定在长木板上相距L=0.5m的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出，长木板顶端P点悬有一铅锤，实验时，让滑块从长木板的顶端滑下，做匀加速直线运动。光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为1.0×10－2s和4.0×10－3s.用精度为0.05mm的游标卡尺测量滑块的宽度为d，其示数如图(c)所示．

(1)滑块的宽度d＝________cm.(2)已知滑块通过光电门1时的速度v1＝

m/s，滑块通过光电门2时的速度v2＝________m/s.(结果保留两位有效数字)(3)滑块做匀加速运动的加速度a=

m/s2(结果保留三位有效数字)参考答案：1、010

1、0

2、5

5、2513.某同学做《共点的两个力的合成》实验作出如图所示的图，其中A为固定橡皮条的固定点，O为橡皮条与细绳的结合点，图中___________是F1、F2合力的理论值，___________是合力的实验值，需要进行比较的是_________和___________，通过本实验，可以得出结论：在误差允许的范围___________是正确的。参考答案：F;

F’;

F和F’;其合力的大小和方向为F1和F2的线段为邻边的对角线三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图所示，荧光屏MN与x轴垂直放置，荧光屏所在位置横坐标x0＝40cm，在第一象限y轴和MN之间存在沿y轴负方向的匀强电场，在第二象限有半径R＝10cm的圆形磁场，磁感应强度大小B＝0.4T，方向垂直xOy平面向外。磁场的边界和x轴相切于P点。在P点有一个粒子源，平行于坐标平面，向x轴上方各个方向发射比荷为1.0×108C./kg的带正电的粒子，已知粒子的发射速率v0＝4.0×106m/s。不考虑粒子的重力粒子间的相互作用。求(1)带电粒子在磁场中运动的轨迹半径;(2)若所有带电粒子均打在x轴下方的荧光屏上，求电场强度的最小值参考答案：（1）（2）【详解】（1）粒子在磁场中做圆周运动，其向心力由洛伦兹力提供，即：，则；（2）由于r＝R，所以所有粒子从右半圆中平行x轴方向进入电场进入电场后，最上面的粒子刚好从Q点射出电场时，电场强度最小，粒子进入电场做类平抛运动，水平方向上竖直方向，联立解得最小强度为：；15.（选修3—5）（5分）如图所示，球1和球2从光滑水平面上的A点一起向右运动，球2运动一段时间与墙壁发生了弹性碰撞，结果两球在B点发生碰撞，碰后两球都处于静止状态。B点在AO的中点。（两球都可以看作质点）

求：两球的质量关系

参考答案：解析：设两球的速度大小分别为v1，v2，则有

m1v1=m2v2

v2=3v1

解得：m1=3m2四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图（a）轮轴的轮半径为2r，轴半径为r，它可以绕垂直于纸面的光滑水平轴O转动，图（b）为轮轴的侧视图．轮上绕有细线，线下端系一质量为M的重物，轴上也绕有细线，线下端系一质量为m的金属杆．在竖直平面内有间距为L的足够长平行金属导轨PQ、MN，在QN之间连接有阻值为R的电阻，其余电阻不计．磁感应强度为B的匀强磁场与导轨平面垂直．开始时金属杆置于导轨下端，将重物由静止释放，重物最终能匀速下降，运动过程中金属杆始终与导轨接触良好．（1）当重物M匀速下降时，细绳对金属杆m的拉力T多大？（2）重物M匀速下降的速度v多大？（3）对一定的B，取不同的M，测出相应的M作匀速运动时的v值，得到实验图线如图（c），图中画出了磁感应强度分别为B1和B2时的两条实验图线，根据实验结果计算比值．参考答案：考点： 导体切割磁感线时的感应电动势；法拉第电磁感应定律．专题： 电磁感应与电路结合．分析： （1）重物匀速下降时，金属杆匀速上升，合力都是为零．由滑轮与力的关系得：Mg?2r=T?r对重物也进行受力分析，即可得出细绳对金属杆的拉力；（2）首先根据轮轴原理，得出M与金属杆的速度关系．重物最终匀速下降，金属杆匀速上升，对金属杆进行受力分析得出金属杆的受力关系，即可求解重物M匀速下降的速度；（3）根据第1题v的表达式，分析v﹣M图象的斜率，结合图象求出斜率，即可得到B1和B2的比值．解答： 解：（1）金属棒达到匀速运动时，重物也匀速运动，对于重物，有T=Mg又有滑轮与力的关系得：Mg?2r=T?rT=2Mg

…①（2）金属棒达到匀速运动时，由平衡条件得：

对于金属杆，有T=F1+mg

…②杆所受的安培力：F1=BIL…③回路中的感应电流为…④杆产生的感应电动势为：E=BLv由③④⑤得：…⑤通过滑轮的绳子两端，M与m之间的速度关系：vM=2vm…⑥由①②⑥可求速度：…⑦（3）由⑦式得出v﹣M的函数关系式：vM=kM+b，从图象上获取数据，得到直线B1的斜率：vM=kM+b，所以：可见由图线可得同理：故有：，所以得：答：（1）当重物M匀速下降时，细绳对金属杆m的拉力T是2Mg；（2）重物M匀速下降的速度；（3）图中画出了磁感应强度分别为B1和B2时的两条实验图线，根据实验结果计算比值=点评： 本题中运用F=BIL、I=、E=BLv推导安培力的表达式是求解的关键步骤，再运用数学知识分析图象的信息，得到B1和B2的比值，中等难度．17.一水平传送带以2.0m/s的速度顺时针传动，水平部分长为2.0m，其右端与一倾角为θ＝37°的光滑斜面平滑相连，斜面长为0.4m，一个可视为质点的物块无初速度地放在传送带最左端，已知物块与传送带间动摩擦因数μ＝0.2，试问：(1)物块到达传送带右端的速度；(2)物块能否到达斜面顶端？若能则说明理由，若不能则求出物块上升的最大高度．(sin37°＝0.6，g取10m/s2)参考答案：【知识点】牛顿第二定律．C2【答案解析】（1）2m/s(2)0.2m解析：(1)物块在传送带上先做匀加速直线运动．由μmg＝ma1，x1＝，可得x1＝1m<L故物块到达传送带右端前已匀速运动，速度为2m/s.(2)物块以速度v0冲上斜面，之后做匀减速直线运动，由mgsinθ＝ma2，x2＝可得x2＝m<0.4m.故物块没有到达斜面的最高点，物块上升的最大高度hm＝x2sinθ＝0.2m【思路点拨】（1）对物块进行受力分析，找出物块的合力，明确其运动性质，运用牛顿第二定律和运动学公式去求解到达传送带右端时的速度．（2）物块冲上斜面后做匀减速直线运动，先根据运动学公式求出上物块运动的最大位移（到达最大位移时速度为0），然后与题目中的斜面长对比即可求解．本题要注意物体刚放在传送带上时在滑动摩擦力作用下做匀加速运动，速度达到传送带速度后与传送带一起做匀速运动，此时不受摩擦力作用，能否到达最高点我们也可以根据动能定理去求解，难度适中．18.图所示，一小球从A点以某一水平向右的初速度出发，沿水平直线轨道运动到B点后，进入半径R=10cm的光滑竖直圆形轨道，圆形轨道间不相互重叠，即小球离开圆形轨道后可继续向C点运动，C点右侧有一壕沟，C、D两点的竖直高度h=0.8m，水平距离s=1.2m，水平轨道AB长为L1=1m，BC长为L2=3m，.小球与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g=10m/s2，求：（1