吉林省长春市市育成中学2022-2023学年高三物理下学期期末试卷含解析

吉林省长春市市育成中学2022-2023学年高三物理下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.（单选）如图所示为节日里悬挂灯笼的一种方式，A、B点等高，O为结点，轻绳AO、BO长度相等，拉力分别为FA、FB，灯笼受到的重力为G．下列表述正确的是A．FA一定小于G

B．FA与FB大小相等C．FA与FB是一对平衡力

D．FA与FB大小之和等于G参考答案：B

解析：设∠AOB=2θ，O点受到FA、FB、F三力作用，根据平衡条件得知：FA与FB合力与重力G大小相等，方向相反，所以此合力的方向竖直向上．

建立如图所示的坐标系，列平衡方程得：

FAsinθ=FBsinθ

FAcosθ+FBcosθ=G

解出：FA=FB=；

当θ=60°时，FA=FB=G；当θ＜60°时，FA=FB＜G；当θ＞60°时，FA=FB＞G；则可知FA不一定小于G；两力可能与G相等，两力的大小之和大于G；故选：B．2.（单选）在圆轨道上运动的质量m为的人造地球卫星，它到地面的距离等于地球半径R，地面上的重力加速度为g，则（）A．卫星运动的速度为B．卫星运动的周期2πC．卫星运动的加速度D．卫星的动能为参考答案：考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用．专题：人造卫星问题．分析：根据万有引力等于重力，求出地球表面重力加速度与地球质量的关系．卫星绕地球做匀速圆周运动，由地球的万有引力充当向心力，列式卫星运动的速度、周期、加速度、动能与轨道半径的关系．解答：解：设地球的质量为M．在地球表面上，有mg=G卫星在圆轨道上，有G=m=m=ma联立上两式得：v=，T=4π，a=则得卫星的动能为Ek==故ABC错误，D正确．故选D点评：解决本题的关键掌握万有引力等于重力及万有引力等于向心力，知道重力加速度与距离中心天体球心距离的关系．3.如图所示，轻杆BO一端装在铰链上，铰链固定在竖直墙上，另一端装一轻滑轮，重为G的物体用细绳经滑轮系于墙上A点，系统处于平衡状态，若将A点沿竖直墙向上缓慢移动少许，设法使系统重新平衡，则细绳所受拉力Fr和轻杆所受压力FN大小变化情况是A．Fr变小

B．Fr不变C．FN不变

D．FN变小参考答案：BD4.如图所示，钢铁构件A、B叠放在卡车的水平底板上，卡车底板和B间动摩擦因数为μ1，A、B间动摩擦因数为μ2，μ1＞μ2，卡车刹车的最大加速度为a，a＞μ1g，可以认为最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等．卡车沿平直公路行驶途中遇到紧急情况时，要求其刹车后在s0距离内能安全停下，则卡车行驶的速度不能超过（）A． B． C． D．参考答案：C【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．【分析】对物体受力分析，由牛顿第二定律求出加速度，然后求出最大加速度，再结合运动学的公式即可求出最大速度．【解答】解：设A、B的质量为m，以最大加速度运动时，A与B保持相对静止，由牛顿第二定律得：f1=ma1≤=μ2mg，解得：a1≤μ2g，同理，可知B的最大加速度：a2≤μ1g由于μ1＞μ2，则a1＜a2≤μ1g＜a可知要求其刹车后在s0距离内能安全停下，则车的最大加速度等于a1．所以车的最大速度：vm=故ABD错误，C正确故选：C5.O是地球球心，下列说法正确的是A．同步卫星轨道只能与轨道a共面B．同步卫星轨道只能与轨道d共面C．卫星可能的轨道为c、dD．卫星可能的轨道为a、b参考答案：AC二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（4分）磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度，其值为B2/2μ，式中B是磁感强度，μ是磁导率，在空气中μ为一已知常数。为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感强度B，一学生用一根端面面积为A的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P，再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离Δl，并测出拉力F，如图所示。因为F所作的功等于间隙中磁场的能量，所以由此可得磁感强度B与F、A之间的关系为B＝

。参考答案：答案：(2μF/A)1/27.已知绕中心天体做匀速圆周运动的星体的轨道半径r，运动周期为T。

(1)若中心天体的半径为R，则其平均密度ρ=_______(2)若星体是在中心天体的表面附近做匀速圆周运动，则其平均密度的表达式ρ=_______。参考答案：答案：8.一物体在光滑水平面上的A点以一定初速度开始运动，同时受到一个与初速度方向相反的恒力作用，经时间t0力的大小不变，方向相反，使物体回到A点时速度恰为零。则这一过程所需时间为

。参考答案：

答案：9.2013年2月12日朝鲜进行了第三次核试验,韩美情报部门通过氙（Xe）和氪（Kr）等放射性气体，判断出朝鲜使用的核原料是铀（U）还是钚（Pu），若核实验的核原料是，则①完成核反应方程式

．②本次核试验释放的能量大约相当于7000吨TNT当量，已知铀核的质量为235.0439u，中子质量为1.0087u，锶（Sr）核的质量为89.9077u，氙（Xe）核的质量为135.9072u，1u相当于931.5MeV的能量，求一个原子裂变释放的能量．参考答案：①根据电荷数守恒和质量数守恒可得：②该反应的质量亏损是：Δm=235.0439u+1.0087u—89.9077u—135.9072u—10×1.0087u=0.1507u根据爱因斯坦方程

ΔE=Δmc2=0.1507×931.5MeV=140.4MeV

10.

（选修3－3（含2－2））（4分）已知某物质摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，则该物质的分子质量为

，单位体积的分子数为

。参考答案：答案：M/NA（2分）

；

ρNA/M（2分）11.氢原子第n能级的能量为En=，其中E1为基态能量．当氢原子由第5能级跃迁到第3能级时，发出光子的频率为；若氢原子由第3能级跃迁到基态，发出光子的频率为，则=

。参考答案：12.现测定长金属丝的电阻率。①某次用螺旋测微器测量金属丝直径结果如图所示，其读数是______。②利用下列器材设计一个电路，尽量准确地测量一段金属丝的电阻。这段金属丝的电阻，约为，画出实验电路图，并标明器材代号。电源

（电动势，内阻约为）电流表

（量程，内阻）电流表

（量程，内阻约为）滑动变阻器

（最大阻值，额定电流）开关及导线若干③某同学设计方案正确，测量得到电流表的读数为，电流表的读数为，则这段金属丝电阻的计算式______。从设计原理看，其测量值与真实值相比______（填“偏大”、“偏小”或“相等”）。参考答案：

(1).（均可）

(2).

(3).

相等【详解】根据螺旋测微器的读数法则可知读数为因该实验没有电压表，电流表A1的内阻已知，故用A1表当电压表使用，为了调节范围大，应用分压式滑动变阻器的接法，则点如图如图由电路图可知流过电流为，电阻两端的电压为，因此电阻该实验的电流为真实电流，电压也为真实电压，因此测得值和真实值相等

13.如图所示电路中，E为不计内阻的电源，R1为滑动变阻器，R2为定值电阻，灯L的电阻不随温度改变，所有电表均为理想电表。某同学选择与电路图相应的实验器材，按图示电路进行实验，通过改变滑动变阻器滑动片P的位置从而调节灯泡的亮度，并将各电表的示数变化情况分别记录在下表中。实验序号A1表示数（A）A2表示数（A）V1表示数（V）V2表示数（V）10.850.143.52.102X0.244.82.4030.720.484.80则由表格中数据可知变阻器电阻R1的全阻值为

W；表格中X值为

。参考答案：．20；0.72三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.内表面只反射而不吸收光的圆筒内有一半径为R的黑球，距球心为2R处有一点光源S，球心O和光源S皆在圆筒轴线上，如图所示．若使点光源向右半边发出的光最后全被黑球吸收，则筒的内半径r最大为多少？参考答案：自S作球的切线S?，并画出S经管壁反射形成的虚像点，及由画出球面的切线N，如图1所示，由图可看出，只要和之间有一夹角，则筒壁对从S向右的光线的反射光线就有一部分进入球的右方，不会完全落在球上被吸收．由图可看出，如果r的大小恰能使与重合，如图2，则r?就是题所要求的筒的内半径的最大值．这时SM与MN的交点到球心的距离MO就是所要求的筒的半径r．由图2可得??????????

（1）由几何关系可知

（2）由（1）、（2）式得

（3）15.质点做匀减速直线运动，在第1内位移为，停止运动前的最后内位移为，求：（1）在整个减速运动过程中质点的位移大小.（2）整个减速过程共用时间.参考答案：（1）（2）试题分析：（1）设质点做匀减速运动的加速度大小为a，初速度为由于质点停止运动前最后1s内位移为2m，则：所以质点在第1秒内有位移为6m，所以在整个减速运动过程中，质点的位移大小为：（2）对整个过程逆向考虑，所以考点：牛顿第二定律，匀变速直线运动的位移与时间的关系．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.半径为R的固定半圆形玻璃砖的横截面如图所示，O点为圆心，OO′为直径MN的垂线．足够大的光屏PQ紧靠在玻璃砖的右侧且与MN垂直．一光束沿半径方向与OO′成θ=30°射向O点，光屏PQ区域出现两个光斑．当θ逐渐增大到45°时，光屏上的两个光斑恰好变成一个．试求：①圆形玻璃砖材料的折射率n；②当光束沿半径方向与OO′成θ=30°射向O点时，光屏PQ区域两个光斑的距离．参考答案：解：①当θ=45°时，光屏上的两个光斑恰好变成一个，说明光线恰好在MN面发生全反射，由临界角公式sinC=所以n=②当θ=30°时，光线在MN面同时发生反射和折射，反射光线沿半径射出到A点，α=θ=30°可得：AN=Rcotα=R在MN面发生折射，由n=得：sini=nsinθ=sin30°=，得：i=45°可得：BN=R则两光斑间距离为：AB=AN+BN=（+1）R答：①圆形玻璃砖材料的折射率n为；②当光束沿半径方向与OO′成θ=30°射向O点时，光屏PQ区域两个光斑的距离为（+1）R．【分析】①θ较小时，由于反射和折射出现两个光斑，当θ逐渐增大到45°时，光屏上的两个光斑恰好变成一个，说明光线恰好在MN面发生全反射，由临界角公式sinC=求折射率．②根据折射定律求出折射角，再由几何关系求解两个光斑之间的距离．17.如图所示，在空中点将质量为的小球以某一水平速度抛出，将无碰撞地由点进入竖直平面内半径的内壁光滑圆管弧形轨道，然后经最低点无能量损失地进入足够长光滑水平轨道，与另一静止的质量为小球发生碰撞并粘连在一起（不再分开）压缩弹簧，弹簧左端与小球M栓接，弹簧右端与固定挡板栓接。已知圆管的直径远小于轨道半径且略大于小球直径，和竖直方向之间的夹角，点与点的竖直高度差，弹簧始终在弹性限度内，。求：（1）小球在点抛出的水平初速度（2）小球运动到最低点时，小球对轨道的压力的大小（结果保留一位有效数字）（3）弹簧压缩过程中，弹簧具有的最大弹性势能（4）若只将弹簧右侧栓接的挡板改为栓接一个质量为的光滑小球，水平轨道足够长，其它条件保持不变，则三个小球在整个运动和相互作用过程中小球第二次达到最大速度时，小球M的速度是多少?参考答案：（1）设小球运动到点时的竖直速度为

①（1分）

在点时，根据速度关系

②（2分）综合①、②并代入已知得

③（1分）（2）小球在点时的速度

④（1分）小球由点运动到点的过程中，根据机械能守恒有

⑤（1分）在点，根据牛顿定律有 ⑥（1分）由④、⑤、⑥式，并代入已知得

⑦（1分）根据牛顿第三定律得小球对轨道的压力为7N

（3）两球相碰根据动量守恒

⑧（2分）两球一起压弹簧到最短的过程中，当两球速度为零时，弹性势能最大 ⑨（2分） 由⑧、⑨式，并代入已知得

（4）根据题意得出;该状态时弹簧处于原长，根据动量守恒和动能守恒列式

（3分）列式解方程组得，=v

=0所以当小球第二次达到最大速度时，小球M的速度是0

（1分）18.一竖直杆上相距l的A、B两点拴着一根不可伸长的轻绳，绳长1.4l，绳上套着一个光滑的小铁环。设法转动竖直杆不让绳缠绕在杆上，而