2022-2023学年湖南省衡阳市夏明翰中学高三物理下学期期末试卷含解析

2022-2023学年湖南省衡阳市夏明翰中学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）均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场．如图所示，在半球面AB上均匀分布正电荷，总电荷量为q，球面半径为R，CD为通过半球顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，OM=ON=2R．已知M点的场强大小为E，则N点的场强大小为（）A．﹣EB．C．﹣ED．+E参考答案：解：若将带电量为2q的球面放在O处，均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场．则在M、N点所产生的电场为E==，由题知当半球面如图所示产生的场强为E，则N点的场强为E′=﹣E，故选A．2.(多选)下面的几个速度中表示平均速度的是()A.子弹射出枪口的速度是800m/s,以790m/s的速度击中目标B.汽车从甲站行驶到乙站的速度是40km/hC.汽车通过站牌时的速度是72km/hD.汽车通过一隧道的速度为5m/s参考答案：选B、D。A中的“射出枪口”“击中目标”均是指某一瞬间,是瞬时速度,A错;B中“从甲站行驶到乙站”是一段距离,是平均速度,B对;C中“通过站牌时”是瞬时速度,C错;D中“通过一隧道”是一段位移,是平均速度,D对。3.（单选）质量为m的汽车以恒定的功率P在平直的公路上行驶，汽车匀速行驶时的速率为v1，则当汽车的速率为v2（v2<v1）时，汽车的加速度为（

）A．P/mv1

B．P/mv2

C．2P/m（v1+v2）

D．P（v1-v2）/mv1v2参考答案：D解析：汽车匀速行驶时，P=F1v1=fv1，解得：f=，当汽车的速率为v2（v2＜v1）时，汽车的牵引力为：F＝，根据牛顿第二定律得：a=．故D正确，A、B、C错误．故选：D．4.（单选）据某报刊报道，美国一家公司制成了一种不需要电池供电的“警示牌”，使用时它上面的英文字母“ON”发亮，对防止误触电起到了警示作用，它相当于我国的“小心触电”或“高压危险”一类的牌子．关于这则消息，正确的判断是（）CA．没有工作电源，却能够使英文字母“ON”发亮，显然违背了能量转化与守恒定律，这是条假新闻，没有科学依据B．这种牌子内部必定隐藏有太阳能电池为其供电，不然绝不会使英文字母“ON”发亮，这是条故弄玄虚的消息，但有科学依据C．这种牌子内部必定有闭合电路，当它挂在有交变电流流过的输电线附近时，就会使英文字母“ON”发亮，这是条真实的消息，有科学依据D．这种牌子不论挂在有交变电流还是有稳恒电流流过的输电线附近，都会使英文字母“ON”发亮，这是条真实的消息，有科学依据参考答案：C5.（多选题）如图所示，理想变压器原匝数n1=110匝、副线圈匝数n2=50匝，原线圈接入U1=220sin100πt的交流电，电阻R1=R2=25Ω，则（）A．副线圈上的磁通量变化率的最大值为wb/sB．通过电阻R1的电流方向每秒变化50次C．如果R2断路，通过电阻R1的电流变大D．如果R2断路，则原线圈的输入电流变小参考答案：AD【考点】变压器的构造和原理；法拉第电磁感应定律．【分析】理想变压器的工作原理是原线圈输入变化的电流时，导致副线圈的磁通量发生变化，从而导致副线圈中产生感应电动势．而副线圈中的感应电流的变化，又导致在原线圈中产生感应电动势．变压器的电流比与电压比均是有效值，电表测量值也是有效值．【解答】解：A、根据法拉第电磁感应定律，即，得，原副线圈磁通量的变化率相同，所以副线圈上磁通量变化率的最大值为，故A正确；B、根据交变电压的瞬时值表达式知ω=100π，得，1个周期电流方向变化2次，所以通过电流方向每秒变化100次，故B错误；C、如果断路，两端的电压不变，通过的电流不变，故C错误；D、如果断路，负线圈的电阻增大，输出功率减小，输入功率减小，根据知原线圈的输入电流减小，故D正确；故选：AD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.已知地球半径R、自转周期T、地球表面重力加速度g，则其第一宇宙速度为_________。地球同步卫星离地面的高度为___________。参考答案：，7.如图所示，光滑弧形轨道末端水平，离地面的高度为H，将钢球从轨道的不同高度h处静止释放，则钢球到达轨道末端时的速度v与h的关系应满足v=____；(已知重力加速度g)。钢球的落点距轨道末端的水平距离为s，不计空气阻力，则与h的关系应满足=____（用H、h表示）。参考答案：8.质量为的小球在距地面高为处以某一初速度水平抛出，落地时速度方向与水平方向之间的夹角为。则小球落地时速度大小为

，小球落地时重力的功率为

。（不计空气阻力，重力加速度）参考答案：5

(2分)

40

(2分)（1）由平抛运动的规律可得，下落时间，落地瞬间竖直方向的分速度，落地时的实际速度，落地时重力的功率为，代入题给数据即可得答案。9.某同学在做研究弹簧的形变与外力的关系实验时，将一轻弹簧竖直悬挂让其自然下垂，测出其自然长度；然后在其下部施加外力F，测出弹簧的总长度L，改变外力F的大小，测出几组数据，作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如图所示（实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的）．由图可知该弹簧的自然长度为____cm；该弹簧的劲度系数为____N／m．参考答案：10

5010.按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量__________(选填“越大”或“越小”)。已知氢原子的基态能量为E1(E1<0)，电子质量为m，基态氢原子中的电子吸收一频率为γ的光子被电离后，电子速度大小为___________(普朗克常量为h).参考答案：解析：频率为ν的光子的能量E=hν．氢原子中的电子离原子核越远，则能级越高，氢原子能量越大．基态中的电子吸收一频率为γ的光子后，原子的能量增大为E=E1+hν电子发生电离时其电势能为0，动能为mv2；故有E=0+mv2；

所以有E1+hν=mv2；则v=11.某研究性学习小组利用如图甲所示电路测量某电池的电动势E和内电阻r。在坐标纸中画出了如图乙所示的U－I图象，若电流表的内阻为1Ω,则E＝________V，r＝________Ω参考答案：2.0；

1.4；12.如题12A-2图所示，内壁光滑的气缸水平放置。一定质量的理想气体被密封在气缸内，外界大气压强为P0。现对气缸缓慢加热，气体吸收热量Q后，体积由V1增大为V2。则在此过程中，气体分子平均动能_________(选增“增大”、“不变”或“减小”)，气体内能变化了_____________。参考答案：增大，Q-p0（V2-V1）解析：现对气缸缓慢加热，温度升高，气体分子平均动能增大，活塞缓慢上升，视为等压过程，则气体对活塞做功为：W=F△h=p0（V2-V1）

根据热力学定律有：△U=W+Q=Q-p0（V2-V1）13.如图所示，OB杆长L，质量不计，在竖直平面内绕O轴转动。杆上每隔处依次固定A、B两个小球，每个小球的质量均为m。已知重力加速度为g。使棒从图示的水平位置静止释放，当OB杆转到竖直位置时小球B的动能为_____________，小球A的机械能的变化量为___________。参考答案：，三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（选修3-4）（6分）如图所示，己知平行玻璃砖的折射率，厚度为。入射光线以入射角60°射到玻璃砖的上表面，经玻璃砖折射从下表面射出，出射光线与入射光线平行，求两平行光线间距离。（结果可用根式表示）参考答案：解析：∵n=

∴r=300

（2分）

光路图如图所示

∴L1=d/cosr=

（2分）

∴L2=L1sin300=

（2分）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.如图所示，竖直平面内放一直角杆AOB，杆的水平部分粗糙，动摩擦因数μ＝0.20，杆的竖直部分光滑。两部分各套有质量分别为2.0kg和1.0kg的小球A和B，A、B间用细绳相连，初始位置OA＝1.5m，OB＝2.0m。g取10m/s2，则：（1）若用水平拉力F-1沿杆向右缓慢拉A，使之移动0.5m，该过程中A受到的摩擦力多大？拉力F1做功多少？（2）若小球A、B都有一定的初速度，A在水平拉力F2的作用下，使B由初始位置以1.0m/s的速度匀速上升0.5m，此过程中拉力F2做功多少？参考答案：（1）A受到的摩擦力为6N，力F1作功为20J．（2）力F2作功为6.8J．解析(1)A、B小球和细绳整体竖直方向处于平衡状态，A受到水平杆的弹力为：N=(mA+mB)g

则A受到的摩擦力为f=μ(mA+mB)g=0.20×(2.0+1.0)×10N=6N由题意W1-Wf-=0，拉力F1做功为W1=fs+mBgs=8.0J.(2)设细绳与竖直方向的夹角为θ，拉细绳的速度为v，由速度的分解可知v=vBcosθ

v=vAcos(90°-θ)vA=vBcosθ/［cos(90°-θ)］=vBcotθ则vA1=

m/s

vA2=

m/s设拉力F2做功为W2，对系统由动能定理得：W2-fs-mBgs=mAvA22-mAvA12

W2=6.8J.17.质量为m=1.0kg、带电量q=+2.5×10－4C的小滑块(可视为质点)放在质量为M=2.0kg的绝缘长木板的左端，木板放在光滑水平面上，滑块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.2，木板长L=1.5m，开始时两者都处于静止状态，所在空间加有一个方向竖直向下强度为E=4.0×104N/C的匀强电场，如图所示，取g=10m/s2，试求:(1)用水平力F0拉小滑块，要使小滑块与木板以相同的速度一起运动，力F0应满足什么条件？(2)用水平恒力F拉小滑块向木板的右端运动，在1.0s末使滑块从木板右端滑出，力F应为多大？(3)按第(2)问的力F作用，在小滑块刚刚从木板右端滑出时，系统的内能增加了多少？(提示：设m与M之间最大静摩擦力与它们之间的滑动摩擦力大小相等，滑块在运动中带电量不变)参考答案：18.如图所示，水平面上B点的右侧粗糙且动摩擦因数为μ，左侧光滑．有一质量为m2的小球乙静止放在B点，另一质量为m1的小球甲以速度v1从A点向右运动，与乙球发生对心弹性碰撞后返回，碰撞时间很短，重力加速度为g．求：①碰撞后甲、乙两球的速率；②乙球在平面上刚停下时与甲球间的距离．参考答案：：解：因