2022-2023学年山东省烟台市第二十三中学高三物理上学期期末试卷含解析

2022-2023学年山东省烟台市第二十三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.（多选题）半圆柱体P放在粗糙的水平面上，有一挡板MN，其延长线总是过半圆柱体的轴心O，但挡板与半圆柱体不接触，在P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q（P的截面半径远大于Q的截面半径），整个装置处于静止状态，如图是这个装置的截面图，若用外力使MN绕O点缓慢地逆时针转动，在Q到达最高位置前，发现P始终保持静止，在此过程中，下列说法正确的是（）A．MN对Q的弹力大小逐渐减小B．P、Q间的弹力先增大后减小C．桌面对P的摩擦力先增大后减小D．P所受桌面的支持力保持不变参考答案：AC【考点】共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力．【分析】以小圆柱体Q为研究对象，分析受力情况，作出受力示意力图，根据平衡条件分析MN对Q的弹力和半圆柱体P对Q的弹力变化情况．再对P研究，由平衡条件判断地面对P的弹力如何变化．【解答】解：A、B以小圆柱体Q为研究对象，分析受力情况，作出受力示意力图，如图1所示．由平衡条件得：，根据几何关系可知：α+β不变，分析可知，α增大，β减小，MN对Q的弹力F1减小，P对Q的弹力F2增大．故A正确，B错误．C、若刚开始，挡板在最低点，处于水平位置，对整体受力分析可知，整体水平方向不受力，桌面对P的摩擦力为零，当Q运动到最高点时，对整体受力分析可知，整体水平方向不受力，桌面对P的摩擦力仍为零，则整个过程中，桌面对P的摩擦力先增大后减小，故C正确．D、对P研究，作出受力如图2，地面对P的弹力N=Mg+F2sinα，F2增大，α增大，所以N增大．故D错误．故选：AC2.如图所示，平行金属导轨与水平面间的倾角为θ，导轨电阻不计，与阻值为R的定值电阻相连，磁感强度为B的匀强磁场垂直穿过导轨平面．有一质量为m长为l的导体棒从ab位置获平行斜面的大小为v的初速向上运动，最远到达a/b/的位置，滑行的距离为s，导体棒的电阻也为R，与导轨之间的动摩擦因数为μ．则

（A）上滑过程中导体棒受到的最大安培力为B2l2v/R．

（B）上滑过程中安培力、滑动摩擦力和重力对导体棒做的总功为mv2/2．

（C）上滑过程中电流做功发出的热量为mv2/2－mgs(sinθ＋μcosθ)．

（D）上滑过程中导体棒损失的机械能为mv2/2－mgssinθ．参考答案：

答案：CD3.（单选）矩形导线框abcd放在磁场中静止不动，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间t变化的图象如甲图。设t=0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里，则在0～4s时间内，乙图中能正确反映线框ab边所受的安培力随时间t变化的图象(规定ab边所受的安培力向左为正)的是参考答案：D4.钚（Pu）是一种具有放射性的超铀元素。已知钚的一种同位素Pu的半衰期为24100年，其衰变方程为Pu，下列有关说法正确的是（）A．X原子核中含有143个中子。B．80个Pu经过24100年后一定还剩余40个。C．衰变发出的放射线是频率很大的电磁波，具有很强的穿透能力。D．由于衰变时释放巨大能量，根据E=mc2，衰变过程总质量增加。参考答案：AC5.（多选）我国于2013年12月发射了“嫦娥三号”卫星，该卫星在距月球表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动，其运行的周期为T；卫星还在月球上软着陆。若以R表示月球的半径，忽略月球自转及地球对卫星的影响。则A．月球的第一宇宙速度为B．“嫦娥三号”绕月运行时的向心加速度为C．物体在月球表面自由下落的加速度大小为D．由于月球表面是真空，“嫦娥三号”降落月球时，无法使用降落伞减速参考答案：ACD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，在边长为a的等边三角形区域内有匀强磁场B，其方向垂直纸面向外，一个阻值为R、边长为a的等边三角形导线框架EFG正好与上述磁场区域的边界重合，现使导线框以周期T绕其中心O点在纸面内匀速转动，经过导线框转到图中虚线位置，则在这时间内平均感应电动势=Ba2，通过导线框任一截面的电量q=Ba2．参考答案：考点：导体切割磁感线时的感应电动势．专题：电磁感应与电路结合．分析：本题的关键是根据几何知识求出时间内磁通量的变化△?，再根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律求出平均感应电动势和平均感应电流，由q=It求电荷量．解答：解：两等边三角形所夹的小三角形为等边三角形，小三角形高为：h=根据对称性可知，小三角形的底边长为：，则小三角形的面积为S=a2根据法拉第电磁感应定律可知：Ba2有：q==Ba2故答案为：Ba2；Ba2点评：求平均感应电动势时应用E=，q=来求．7.子弹从O点射出，在正前方有相距为L=10m的很薄的两个物体，子弹穿过它们后留下两个弹孔A、B（不考虑子弹穿过时受到的阻力），现测得A、B两孔到入射方向的竖直距离分别为y1=20cm、y2=80cm，如图所示，则子弹的速度V0=

（g=10m/s2）参考答案：50m/s8.19世纪和20世纪之交，经典物理已达到了完整、成熟的阶段，但“在物理学晴朗天空的远处还有两朵小小的、令人不安的乌云”，人们发现了经典物理学也有无法解释的实验事实，“两朵乌云”是指

（填“宏观问题”或“微观问题”）与

（填“高速问题”或“低速问题”）。参考答案：微观问题

高速问题9.如图所示，做平抛运动的质点经过O、A、B三点，以O为坐标原点，A、B两点坐标如图所示，平抛的初速度是____________m/s。经过A点时的速度是____________m/s。则抛出点的坐标是_______________参考答案：5；

；

(-5，-5)。

10.有两颗人造地球卫星，它们的质量之比m1:m2=1:2，它们运行的线速度之比v1:v2=1:2．那么它们运行的周期之比为

，它们所受的向心力大小之比为

．参考答案：8:11:32

11.一汽艇在相距2km的甲乙两码头之间往返航行，逆水时用1.5h，顺水时用1h，则往返一次的平均速度为________，平均速率为_________。参考答案：0，0.8km/h12.如图所示为氢原子的能级图。用光子能量为13.06eV的光照射一群处于基态的氢原子，可能观测到氢原子发射的不同波长的光有

种，其中最短波长为m（已知普朗克常量h=6.63×10－34J·s）。参考答案：10

9.5×10-813.物体做匀变速直线运动，第2s内的平均速度为7m/s，第3s的平均速度为5m/s，物体运动的加速度大小为____________m/s2，其方向与初速度的方向__________；（填“相同”或“相反”）参考答案：2

相反三、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.如图所示，水平传送带两轮心O1O2相距L1=6.25m，以大小为v0=6m/s不变的速率顺时针运动，传送带上表面与地面相距h=1.25m．现将一质量为m=2kg的小铁块轻轻放在O1的正上方，已知小铁块与传送带间动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g取10m/s2，求：（1）小铁块离开传送带后落地点P距离O2的水平距离L2；（2）只增加L1、m、v0中的哪一个物理量的数值可以使L2变大．参考答案：（1）小铁块离开传送带后落地点P距离O2的水平距离为2.5m；（2）只增加L1数值可以使L2变大．解：（1）小铁块轻放在传送带上后受到摩擦力的作用，由μmg=ma得a=μg=2m/s2，当小铁块的速度达到6m/s时，由vt2=2ax得：x=9m由于9m＞L1=6.25m，说明小铁块一直做加速运动设达到O2上方的速度为v，则v==5m/s小铁块离开传送带后做平抛运动根据h=gt2得下落时间：t==0.5s由L2=vt=5×0.5=2.5m（2）欲使L2变大，应使v变大由v=可知，L1增大符合要求m、v0增大对a没有影响，也就对v和L2没有影响因此，只增加L1、m、v0中的L1的数值可以使L2变大．答：（1）小铁块离开传送带后落地点P距离O2的水平距离为2.5m；（2）只增加L1数值可以使L2变大．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，装置BO′O可绕竖直轴O′O转动，可视为质点的小球A与两细线连接后分别系于B、C两点，装置静止时细线AB水平，细线AC与竖直方向的夹角θ=37o。已知小球的质量m=1kg，细线AC长L＝1m，B点距转轴的水平距离和距C点竖直距离相等。（重力加速度g取10m/s2，sin37o=0.6，cos37o=0.8）（1）若装置匀速转动的角速度为时，细线AB上的张力为0而细线AC与竖直方向的夹角仍为37°，求角速度的大小；（2）若装置匀速转动的角速度为时，细线AB刚好竖直，且张力为0，求此时角速度的大小；（3）装置可以以不同的角速度匀速转动，试通过计算在坐标图中画出细线AC上张力T随角速度的平方变化的关系图像

参考答案：解（1）细线AB上张力恰为零时有

（2分）解得

（1分）（2）细线AB恰好竖直，但张力为零时，由几何关系得：

（2分）

此时

（1分）

（3）时，细线AB水平，细线AC上张力的竖直分量等于小球的重力

（1分）时细线AB松弛细线AC上张力的水平分量等于小球做圆周运动需要的向心力

（2分）

时，细线AB在竖直方向绷直，仍然由细线AC上张力的水平分量提供小球做圆周运动需要的向心力

（1分）综上所述时，不变时，

关系图象如图所示

（2分）

17.在光滑水平面上，有一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框abcd，在水平外力的作用下，从静止开始沿垂直磁场边界方向做匀加速直线运动，穿过磁感应强度为B的匀强磁场，平行磁场区域的宽度大于线框边长，如图甲所示。测得线框中产生的感应电流i的大小和运动时间t的变化关系如图乙所示。已知图像中四段时间分别为Δt1、Δt2、Δt3、Δt4。ks5u（1）比较Δt1、Δt3两段时间内水平外力的大小。（2）若已知Δt2∶Δt3∶Δt4=2∶2∶1，则线框边长与磁场宽度比值为多少？（3）若bc边刚进入磁场时测得线框速度v，bc两点间电压U，求Δt2时间内，线框中的平均感应电动势。参考答案：（1）相等。因为Δt1、Δt3两段时间无感应电流，即无安培力，则线框做匀加速直线运动的合外力为水平外力。(2分)（2）设线框加速度a，bc边进入磁场时速度v，Δt2=Δt3=2Δt4=2Δt，线框边长l，磁场宽L根据三段时间内线框位移，得 （1分） （1分） （1分）解得l/L=7∶18(2分)（3）bc间电压U，则感应电动势

（2分）设线框边长l，则4U/3=Blv

ks5u

（1分）Δt1时间内，平均感应电动势E=NΔφ/Δt2=Bl2/Δt2

（1分）联立得E=16U2/（9Bv2Δt2）

（1分）18.在如图甲所示的装置中，阴极K能够连续不断地发射初速不计的电子，这些电子经P、K间的电场加速后，都能通过P板上的小孔沿垂直于P板的方向进入P板右侧的区域，打到P板右侧L远处且与P平行的荧光屏Q上的O点，由于P、K相距很近，所有电子通过电场所用时间忽略不计。现在P与Q间加垂直纸面向里的匀强磁场，且从某一时刻t=0开始，在P、K间加一周期性变化的电压，电压随时间的变化关