上海江灣高級中學2022-2023學年高三物理下學期期末試題含解析

上海江灣高級中學2022-2023學年高三物理下學期期末試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.（多選題）如圖所示，豎直放置在水平面上的圓筒，從圓筒上邊緣等高處同一位置分別緊貼內壁和外壁以相同速率向相反方向水平發(fā)射兩個相同小球，直至小球落地，不計空氣阻力和所有摩擦，以下說法正確的是（）A．筒外的小球先落地B．兩小球的落地速度可能相同C．兩小球通過的路程一定相等D．筒內小球隨著速率的增大．對筒壁的壓力逐漸增加參考答案：BC【考點】向心力；運動的合成和分解．【分析】結合向心力的來源分析小球是否脫離內壁；結合平拋運動的特點分析小球運動的時間與位移．【解答】解：A、筒內小球水平方向只受到筒壁的作用力，由于筒壁的作用力始終與速度的方向垂直，所以該力不改變小球沿水平方向的分速度的大?。挥胸Q直方向的重力才改變小球速度的大小．所以小球沿水平方向做勻速圓周運動，豎直方向做自由落體運動．若已知發(fā)射小球的水平速度和圓筒高度，小球運動的時間：t=，在筒外的小球做平拋運動，豎直方向做自由落體運動，所以運動的時間也是t=，筒內小球落地所用時間和筒外小球一樣長．故A錯誤；B、兩個小球在豎直方向都做自由落體運動，落地的速率都是：v=，若筒內小球恰好運動n（n=1，2，3…）周，則二者速度的方向也相同，二者的速度相等．故B是可能的，故B正確．C、兩個小球的水平方向的路程：，可知兩小球豎直方向與水平方向的路程都相等，通過的路程一定相等．故C正確；D、由于筒壁的作用力始終與速度的方向垂直，所以該力不改變小球沿水平方向的分速度的大小．只有豎直方向的重力才改變小球豎直方向的分速度的大?。酝矁刃∏蜓厮椒较蜃鰟蛩賵A周運動，需要的向心力不變，所以對筒壁的壓力不變．故D錯誤．故選：BC2.如圖所示，不計電阻的光滑U形金屬框水平放置，光滑、豎直玻璃擋板H、P固定在框上，H、P的間距很小．質量為0.2kg的細金屬桿CD恰好無擠壓地放在兩擋板之間，與金屬框接觸良好并圍成邊長為1m的正方形，其有效電阻為0.1Ω.此時在整個空間加方向與水平面成30°角且與金屬桿垂直的勻強磁場，磁感應強度隨時間變化規(guī)律是B＝(0.4-0.2t)T，圖示磁場方向為正方向．框、擋板和桿不計形變．則()A.t＝1s時，金屬桿中感應電流方向從C到DB.t＝3s時，金屬桿中感應電流方向從D到CC.t＝1s時，金屬桿對擋板P的壓力大小為0.1ND.t＝3s時，金屬桿對擋板H的壓力大小為0.2N參考答案：AC試題分析：根據楞次定律，并由時刻來確定磁場的變化，從而判定感應電流的方向；根據法拉第電磁感應定律，結合閉合電路歐姆定律，及安培力表達式，與力的合成與分解，并由三角知識，即可求解．當t=1s時，則由磁感應強度隨時間變化規(guī)律是，可知，磁場在減小，根據楞次定律可得，金屬桿中感應電流方向從C到D，故A正確；當t=3s時，磁場在反向增加，由楞次定律可知，金屬桿中感應電流方向從C到D，故B錯誤；當在t=1s時，由法拉第電磁感應定律，則有；

再由歐姆定律，則有感應電流大??；則t=1s時，那么安培力大??；由左手定則可知，安培力垂直磁場方向斜向上，則將安培力分解，那么金屬桿對擋板P的壓力大小，故C正確；同理，當t=3s時，感應電動勢仍為E=0.1V，電流大小仍為I=1A，由于磁場的方向相反，由左手定則可知，安培力的方向垂直磁感線斜向下，根據力的合成，則得金屬桿對H的壓力大小為，故D錯誤；3.如圖所示，光滑固定的豎直桿上套有小物塊a，不可伸長的輕質細繩通過大小可忽略的定滑輪連接物塊a和小物塊b，虛線cd水平.現由靜止釋放兩物塊，物塊a從圖示位置上升，并恰好能到達c處.在此過程中，若不計摩擦和空氣阻力，下列說法正確的是

(

)A．物塊a到達c點時加速度為零B．繩拉力對物塊a做的功等于物塊a重力勢能的增加量C．繩拉力對物塊b先做負功后做正功D．繩拉力對物塊b做的功等于物塊b機械能的增量參考答案：BD4.如圖所示是一個網球沿豎直方向運動的頻閃照片，由照片可知

A．網球正處于失重狀態(tài)

B．網球正在下降C．網球正處于超重狀態(tài)

D．網球正在上升參考答案：A5.如圖所示，圓弧形凹槽固定在水平地面上，其中ABC是以O為圓心的一段圓弧，位于豎直平面內?，F有一小球從一水平桌面的邊緣P點向右水平飛出，該小球恰好能從A點沿圓弧的切線方向進入軌道。OA與豎直方向的夾角為θ1，PA與豎直方向的夾角為θ2。下列說法正確的是

A．tanθ1tanθ2=2

B．cotθ1tanθ2=2

C．cotθ1cotθ2=2

D．tanθ1cotθ2=2參考答案：A

二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示，實線是一列簡諧橫波在t1時刻的波形圖，虛線是在t2=(t1＋0.2)s時刻的波形圖．若波速為35m/s，則質點M在t1時刻的振動方向為

；若在t1到t2的時間內，M通過的路程為1m，則波速為

m/s．參考答案：向下257.傾角為30°的直角三角形底邊長為2l，底邊處在水平位置，斜邊為光滑絕緣導軌．現在底邊中點O處固定一正電荷Q，讓一個質量為m、帶正電的點電荷q沿斜邊頂端A滑下（不脫離斜面）．測得它滑到斜邊上的垂足D處時速度為υ，加速度為a，方向沿斜面向下．該點電荷滑到斜邊底端C點時的速度υc=，加速度ac=g﹣a．（重力加速度為g）參考答案：考點：電勢差與電場強度的關系．專題：電場力與電勢的性質專題．分析：根據幾何知識分析得到B、C、D三點在以O為圓心的同一圓周上，三點的電勢相等，電荷q從D到C過程中只有重力做功，根據動能定理求出質點滑到斜邊底端C點時的速度．分析質點q在C點的受力情況，根據牛頓第二定律和庫侖定律求出質點滑到斜邊底端C點時加速度．解答：解：由題，BD⊥AC，O點是BC的中點，根據幾何知識得到B、C、D三點在以O為圓心的同一圓周上，三點在點電荷Q產生的電場中是等勢點，所以，q由D到C的過程中電場中電場力作功為零．由動能定理得：mgh=而h==，所以vC=質點在D點受三個力的作用；電場F，方向由O指向D點；重力mg，方向豎直向下；支持力N，方向垂直于斜面向上．由牛頓第二定律，有

mgsin30°﹣Fcos30°=ma…①質點在C受三個力的作用；電場F，方向由O指向C點；重力mg，方向豎直向下；支持力N，方向垂直于斜面向上．由牛頓第二定律，有

mgsin30°+Fcos30°=maC…②由①②解得：aC=g﹣a．故答案為：；g﹣a．點評：本題難點在于分析D與C兩點電勢相等，根據動能定理求速度、由牛頓第二定律求加速度都常規(guī)思路．8.(5分)平衡下列核反應方程式：（1）______________，_________________。（2）______________參考答案：答案：（1）5，10

（2）9.某研究性學習小組為“探究加速度與力、質量的關系”獨力設計了如圖甲所示的實驗裝置。已知小車質量為m1，砝碼和盤的質量為m2，交流電的頻率為50Hz，除了裝置圖中所給的器材外，另外備有復寫紙、電鍵及導線若干。（1）除了上面涉及的實驗器材外，本次實驗還缺少的器材有

。（2）保持m1不變，改變m2的大小，小明同學根據實驗數據作出了加速度a隨拉力F的變化圖象如圖乙所示，該圖線不通過坐標原點，最可能的原因是：

。（3）如圖丙所示為某次實驗得到的一條紙帶，相鄰計數點間還有四個點沒有畫出。AB、CD計數點之間的距離已測出，由于疏漏B、C兩計數點之間的距離忘記了標注，根據紙帶上現有的數據情況，可計算出小車運動的加速度為

m/s2（結果保留兩位有效數字）（4）在探究加速度與力的關系實驗中，要盡可能保證a-F圖象是一條直線，需要控制的條件是_________________________________________。參考答案：（1）交流電源（或答學生電源）和刻度尺（2分）（2）沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠（2分）（3）0.52（3分）（4）小車質量m1遠大于砝碼和盤的質量m2（或答m1>>m2）解析：（1）打點計時器需要交流電源，所以需要交流電源，紙帶上計數點間距離需要測量，還缺少刻度尺。（2）由圖象可知，當施加一定外力時，小車的加速度還為零，則外力與小車受到的摩擦力平衡。（3）根據勻變速運動的規(guī)律可得，x3-x1=2aT2，解得，a=0.52m/s2。（4）小車質量m1遠大于砝碼和盤的質量m2時，繩中拉力近似等于小車所受合外力（或答m1>>m2）10.（5分）如圖所示，單匝矩形閉合導線框abcd全部處于磁感應強度為B的水平勻強磁場中，線框面積為S，電阻為R。線框繞與cd邊重合的豎直固定轉軸以角速度ω勻速轉動，線框中感應電流的有效值I=

。線框從中性面開始轉過的過程中，通過導線橫截面的電荷量q=

。

參考答案：

，11.一小組用圖示裝置測定滑塊與斜面間的動摩擦因數。斜面下端固定一光電門，上端由靜止釋放一帶有遮光條的滑塊，滑塊沿斜面加速通過光電門．

(1)要測量木板與斜面間的動摩擦因數，除了已知當地重力加速度g及遮光條寬度d、遮光時間t，還應測量的物理量是下列選項中的____________；

A.滑塊的長度L

B．斜面的傾角口C．滑塊的質量m

D．釋放滑塊時遮光條到光電門間的距離x

(2)用上述物理量表示滑塊與斜面間動摩擦因數___________；參考答案：12.一行星繞某恒星做圓周運動。由天文觀測可得其運行的周期為T、線速度的大小為v，已知引力常量為G，則行星運動的軌道半徑為__________，恒星的質量為__________。參考答案：，13.圖24甲所示為列簡諧橫波在t=1s時的波形圖，圖乙是這列波中x=50cm的質點A的振動圖象，那么該波的傳播速度為

。波的傳播方向沿x軸

（填“正”或“負”）方向。t=1.3S時，質點A的振動方向沿y軸

（填“正”或“負”）方向。參考答案：三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（6分）如圖所示，在水平光滑直導軌上，靜止著三個質量均為的相同小球、、，現讓球以的速度向著球運動，、兩球碰撞后黏合在一起，兩球繼續(xù)向右運動并跟球碰撞，球的最終速度.①、兩球跟球相碰前的共同速度多大？②兩次碰撞過程中一共損失了多少動能？參考答案：解析：①A、B相碰滿足動量守恒（1分）

得兩球跟C球相碰前的速度v1=1m/s（1分）

②兩球與C碰撞同樣滿足動量守恒（1分）

得兩球碰后的速度v2=0.5m/s，（1分）

兩次碰撞損失的動能（2分）15.（選修3—5）（5分）如圖所示，球1和球2從光滑水平面上的A點一起向右運動，球2運動一段時間與墻壁發(fā)生了彈性碰撞，結果兩球在B點發(fā)生碰撞，碰后兩球都處于靜止狀態(tài)。B點在AO的中點。（兩球都可以看作質點）

求：兩球的質量關系

參考答案：解析：設兩球的速度大小分別為v1，v2，則有

m1v1=m2v2

v2=3v1

解得：m1=3m2四、計算題：本題共3小題，共計47分16.圖所示是一個透明圓柱的橫截面，其半徑為R，折射率是，AB是一條直徑．今有一束平行光沿AB方向。射向圓柱體若一條入射光線經折射后恰經過B點，則這條入射光線到AB的距離是多少？參考答案：解析：設光線P經折射后經過B點，光路如右圖所示．根據折射定律n＝＝

3分在△OBC中，＝

3分可得β＝30°，α＝60°

2分所以CD＝Rsinα＝R.17.如圖所示，傾角θ=300、長L=2．7m的斜面，底端與一個光滑的1/4圓弧平滑連接，圓弧底端切線水平。一個質量為m=1kg的質點從斜面最高點A沿斜面下滑，經過斜面底端B恰好到達圓弧最高點C，又從圓弧滑回，能上升到斜面上的D點，再由D點由斜面下滑沿圓弧上升，再滑回，這樣往復運動，最后停在B點。已知質點與斜面間的動摩擦因數為μ=/6，g=10m/s2，假設質點經過斜面與圓弧平滑連接處速率不變。求：

（1）質點第1次經過B點時對圓弧軌道的壓力

（2）質點從A到D的過程中重力勢能的變化量

（3）質點從開始到第8次經過B點的過程中在斜面上通過的路程參考答案：⑴設圓弧的半徑為R，則質點從C到B過程，由

得：N=30N

根據牛頓第三定律，質點第1次經過B點對圓弧軌道的壓力為30N。

⑵設質點第一次由B點沿斜面上滑的速度為，B點到D點的距離為L1