2022-2023學(xué)年四川省瀘州市新民中學(xué)高三物理上學(xué)期期末試題含解析

2022-2023學(xué)年四川省瀘州市新民中學(xué)高三物理上學(xué)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(jì)15分．每小題只有一個選項(xiàng)符合題意1.（單選）2014年4月15日，澳大利亞珀斯，當(dāng)日共有9架軍用飛機(jī)，2架民用飛機(jī)和11艘船只協(xié)助搜尋MH370.如圖所示為用直升機(jī)拉著水下探測器在馬航可疑海域搜尋失聯(lián)客機(jī)黑匣子的照片，探測器的質(zhì)量為m，當(dāng)直升機(jī)水平勻速飛行時(shí)，物體所受的浮力大小保持不變，由于探測器受到海水的水平方向的作用力，使偏離豎直方向，繩子與豎直方向恒成角，下列說法正確的是A.繩子的拉力大小為B.繩子的拉力大小一定大于mgC.探測器受到海水的水平方向的作用力等于繩子的拉力D.海水和繩子對探測器作用力的合力方向豎直向上參考答案：D解析：選海水中探測器為研究對象，將其隔離進(jìn)行受力分析，受到豎直向下的重力，沿繩方向的拉力，海水的水平方向的作用力，海水的豎直向上的浮力，受力分析如圖所示，豎直方向有Fcosθ＋F浮＝mg，則有故繩子的拉力與mg的關(guān)系不確定，選項(xiàng)A、B項(xiàng)均錯誤；在水平方向上有Fsinθ＝F沖，因?yàn)閟inθ<1，故F>F沖，即探測器受到海水的水平方向的作用力小于繩子的拉力，選項(xiàng)C錯誤；海水對探測器的作用力和繩子對探測器的拉力的合力與重力等大反向，故這兩個力的合力方向豎直向上，選項(xiàng)D正確。2.如圖所示，小車沿水平地面向右勻加速直線運(yùn)動，固定在小車上的直桿與水平地面的夾角為θ，桿頂端固定有質(zhì)量為m的小球．當(dāng)小車的加速度逐漸增大時(shí)，桿對小球的作用力變化的受力圖（OO′為沿桿方向）是（）A． B． C． D．參考答案：C【考點(diǎn)】牛頓第二定律；力的合成與分解的運(yùn)用．【分析】小球與小車的運(yùn)動情況保持一致，當(dāng)小車有水平向右的加速度且逐漸增大時(shí)，小球的加速度也水平向右且逐漸增大，對小球進(jìn)行受力分析，根據(jù)牛頓第二定律和力的分解即可解題．【解答】解：小球與小車的運(yùn)動情況保持一致，故小球的加速度也水平向右且逐漸增大，對小球進(jìn)行受力分析，豎直方向受平衡力，所以桿子對小球的力的豎直向上的分量等于重力且不發(fā)生變化，水平方向合力向右并逐漸增大，所以桿子對小球的作用力的水平分量逐漸增大，故C正確．故選C．3.（多選）如圖甲，輕桿一端固定在O點(diǎn)，另一端固定一小球，讓小球在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動．小球經(jīng)最高點(diǎn)時(shí)，速度大小為υ，受到桿的彈力大小為F，其F﹣υ2圖象如圖乙．不計(jì)空氣阻力，則（）A．小球的質(zhì)量為B．當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮镃．υ2=c時(shí)，桿對小球的彈力方向向上D．υ2=2b時(shí)．小球受到的彈力與重力大小相等參考答案：解：A、在最高點(diǎn)，若v=0，則N=mg=a；若N=0，則mg=m，解得g=，m=R，故A正確，B錯誤；C、由圖可知：當(dāng)v2＜b時(shí)，桿對小球彈力方向向上，當(dāng)v2＞b時(shí)，桿對小球彈力方向向下，所以當(dāng)v2=c時(shí)，桿對小球彈力方向向下，故C錯誤；D、若c=2b．則N+mg=m，解得N=a=mg，故D正確．故選：AD4.(單選)A、B兩物體相距7m,A在水平拉力和摩擦阻力作用下以vA=4m/s的速度向右作勻速度直線運(yùn)動;B此時(shí)的速度vB=10m/s,在摩擦阻力作用下作勻減速運(yùn)動,加速度大小為2m/s2,則從如圖所示位置開始,A追上B的時(shí)間為A.6s

B.7s

C.8s

D.10s參考答案：C5.日本福島第一核電站在地震后，數(shù)秒內(nèi)就將控制棒插入核反應(yīng)堆芯，終止了鈾的裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)．但海嘯摧毀了機(jī)組的冷卻系統(tǒng)，因裂變遺留的產(chǎn)物銫、鋇等繼續(xù)衰變不斷釋放能量，核燃料棒溫度不斷上升．則下列說法正確的是A．控制棒通過吸收中子來實(shí)現(xiàn)對核反應(yīng)的控制B．衰變釋放的射線中，α射線的穿透力最強(qiáng)C．銫、鋇等衰變時(shí)釋放能量，故會發(fā)生質(zhì)量虧損D．核裂變遺留物銫、鋇等原子的質(zhì)量可能比鈾原子質(zhì)量更大參考答案：AC二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，波速大小為0.6m/s，t=0時(shí)刻波形如圖所示。質(zhì)點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為x=0.96m，則質(zhì)點(diǎn)P起動時(shí)向_______方向運(yùn)動（選填“上”或“下”），t=______s時(shí)質(zhì)點(diǎn)P第二次到達(dá)波谷。參考答案：下，1.7s7.環(huán)境污染已非常嚴(yán)重，瓶裝純凈水已經(jīng)占領(lǐng)柜臺．再嚴(yán)重下去，瓶裝純凈空氣也會上市．設(shè)瓶子的容積為500mL，空氣的摩爾質(zhì)量M＝29×10－3kg/mol.按標(biāo)準(zhǔn)狀況計(jì)算，NA＝6.0×1023mol－1，試估算：①空氣分子的平均質(zhì)量是

kg

(保留兩位有效數(shù)字)②一瓶純凈空氣的質(zhì)量是

kg(保留兩位有效數(shù)字)③一瓶中約有

個氣體分子？(保留兩位有效數(shù)字)參考答案：8.在用DIS測定勻變速直線運(yùn)動規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，在小車前部和軌道末端都安裝了磁鐵，同名磁極相對以防止發(fā)生碰撞．從軌道上靜止釋放小車，得到如圖2所示的v﹣t圖象并且有4個點(diǎn)的坐標(biāo)值．（1）本實(shí)驗(yàn)是通過位移傳感器獲得v﹣t圖象的（填傳感器名稱）．（2）小車沿軌道下滑過程勻加速階段的加速度大小為1m/s2．（3）若實(shí)驗(yàn)中的阻力可忽略不計(jì)，根據(jù)圖象，1.5s～1.6s內(nèi)磁鐵之間排斥力平均值是小車重力的1.1倍．參考答案：考點(diǎn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律．專題：實(shí)驗(yàn)題；直線運(yùn)動規(guī)律專題．分析：在物體的v﹣t圖象中，斜率大小表示物體的加速度，斜率不變表示物體做勻變速直線運(yùn)動，圖象和橫坐標(biāo)圍成的面積表示位移，明確圖象的斜率、面積等含義即可正確解答．解答：解：（1）本實(shí)驗(yàn)是通過位移傳感器獲得v﹣t圖象的．（2）由圖可知圖象AB部分為傾斜的直線，因此物體在AB部分做勻加速直線運(yùn)動，圖象的斜率的大小等于物體的加速度，因此有：故其加速度為：a==1m/s2．（3）若實(shí)驗(yàn)中的阻力可忽略不計(jì)，根據(jù)圖象得a==10m/s2．根據(jù)牛頓第二定律得：1.5s～1.6s內(nèi)磁鐵之間排斥力平均值是小車重力的1.1倍．故答案為：（1）位移

（2）1

（3）1.1點(diǎn)評：本題考查了對v﹣t圖象的物理意義的理解與應(yīng)用，對v﹣t圖象要明確斜率的含義，知道在v﹣t圖象中圖象與坐標(biāo)軸圍成的面積的含義等．9.（6分）為了估算水庫中水的體積，可取一瓶無毒的放射性同位素的水溶液，測得瓶內(nèi)溶液每分鐘衰變6×107次，已知這種同位素的半衰期為2天，現(xiàn)將這瓶溶液倒入水庫，8天后可以認(rèn)為溶液已均勻分布在水庫里，這時(shí)取1立方米水庫的水樣，測的水樣每分鐘衰變20次，由此可知水庫中水的體積約為

m3（保留二位有效數(shù)字）。參考答案：

10.在實(shí)驗(yàn)室中用螺旋測量金屬絲的直徑時(shí)，如圖所示，由圖可知金屬絲的直徑是

mm．參考答案：5.615解：螺旋測微器的固定刻度為5.5mm，可動刻度為11.5×0.01mm=0.115mm，所以最終讀數(shù)為5.5mm+0.115mm=5.615mm．故答案為：5.61511.如圖所示，邊長為L的正方形導(dǎo)線框abcd放在紙面內(nèi)，在ad邊左側(cè)有足夠大的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里，現(xiàn)使導(dǎo)線框繞a點(diǎn)在紙面內(nèi)順時(shí)針轉(zhuǎn)動，經(jīng)時(shí)間t轉(zhuǎn)到圖中虛線位置，則在時(shí)間t內(nèi)導(dǎo)線框abcd中感應(yīng)電流方向?yàn)開_________方向（選填“順時(shí)針”或“逆時(shí)針”），平均感應(yīng)電動勢大小等于__________。參考答案：順時(shí)針， 12.氫原子能級如圖17所示，則要使一個處于基態(tài)的氫原子釋放出一個電子而變成為氫離子，該氫原子需要吸收的能量至少是___________eV；一群處于n=4能級的氫原子躍遷到n=2的狀態(tài)過程中，可能輻射___________種不同頻率的光子。圖17參考答案：13.6eV，313.如圖所示，將粗細(xì)相同的兩段均勻棒A和B粘合在一起，并在粘合處用繩懸掛起來，棒恰好處于水平位置并保持平衡．如果B的密度是A的密度的2倍，則A與B的長度之比為，A與B的重力之比為．參考答案：：1

,

1：

三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.2004年1月25日，繼“勇氣”號之后，“機(jī)遇”號火星探測器再次成功登陸火星．人類為了探測距離地球大約3.0×105km的月球，也發(fā)射了一種類似四輪小車的月球探測器．它能夠在自動導(dǎo)航系統(tǒng)的控制下行走，且每隔10s向地球發(fā)射一次信號，探測器上還裝著兩個相同的減速器(其中一只是備用的)，這種減速器可提供的最大加速度為5m/s2，某次探測器的自動導(dǎo)航系統(tǒng)出現(xiàn)故障，從而使探測器只能勻速前進(jìn)而不再避開障礙物．此時(shí)地球上的科學(xué)家只能對探測器進(jìn)行人工遙控操作．下表為控制中心的顯示屏上的數(shù)據(jù)：

已知控制中心的信號發(fā)射和接收設(shè)備工作速度極快．科學(xué)家每次分析數(shù)據(jù)并輸入命令至少需要3s.問：(1)經(jīng)過數(shù)據(jù)分析，你認(rèn)為減速器是否執(zhí)行了命令？(2)假如你是控制中心的工作人員，采取怎樣的措施？加速度滿足什么條件？請計(jì)算說明．

參考答案：(1)未執(zhí)行命令(2)立即輸入命令，啟動另一個備用減速器，加速度a>1m/s2，便可使探測器不與障礙物相碰．

15.（選修3-4）（6分）如圖所示，己知平行玻璃磚的折射率，厚度為。入射光線以入射角60°射到玻璃磚的上表面，經(jīng)玻璃磚折射從下表面射出，出射光線與入射光線平行，求兩平行光線間距離。（結(jié)果可用根式表示）參考答案：解析：∵n=

∴r=300

（2分）

光路圖如圖所示

∴L1=d/cosr=

（2分）

∴L2=L1sin300=

（2分）四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，質(zhì)量為m的小球懸掛在長為L的細(xì)線下端，將它拉至與豎直方向成θ=60°的位置后自由釋放．當(dāng)小球擺至最低點(diǎn)時(shí)，恰好與水平面上原來靜止的、質(zhì)量為2m的木塊相碰，碰后小球速度反向且動能是碰前動能的．已知木塊與地面的動摩擦因素μ=，重力加速度取g．求：（1）小球與木塊碰前瞬間所受拉力大?。?）木塊在水平地面上滑行的距離參考答案：解：（1）設(shè)小球擺至最低點(diǎn)時(shí)的速度為v，依動能定理有：……①ks5u設(shè)小球與木塊碰撞前瞬間所受拉力為T，有：……②代入數(shù)據(jù)，解得：……③（2）設(shè)小球與木塊碰撞后，小球的速度為v1，木塊的速度為v2，設(shè)水平向右為正方向，依動量守恒定律有：……④依題意知：……⑤設(shè)木塊在水平地面上滑行的距離為s，依動能定理有：……⑥聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)，解得……⑦17.24．(20分)“電子能量分析器”主要由處于真空中的電子偏轉(zhuǎn)器和探測板組成。偏轉(zhuǎn)器是由兩個相互絕緣、半徑分別為RA和RB的同心圓金屬半球面A和B構(gòu)成，A、B為電勢值不等的等勢面，其過球心的截面如圖所示。一束電荷量為e、質(zhì)量為m的電子以不同的動能從偏轉(zhuǎn)器左端M的正中間小孔垂直入射，進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場區(qū)域，最后到達(dá)偏轉(zhuǎn)器右端的探測板N，其中動能為Ek0的電子沿等勢面C做勻速圓周運(yùn)動到達(dá)N板的正中間。忽略電場的邊緣效應(yīng)。（1）判斷球面A、B的電勢高低，并說明理由；（2）求等勢面C所在處電場強(qiáng)度E的大小；（3）若半球面A、B和等勢面C的電勢分別為φA、φB和φC，則到達(dá)N板左、右邊緣處的電子，經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場前、后的動能改變量ΔEK左和ΔEK右分別為多少？（4）比較|ΔEK左|和|ΔEK右|的大小，并說明理由。參考答案：（1）電子（帶負(fù)電）做圓周運(yùn)動，電場力方向指向球心，電場方向從B指向A，B板電勢高于A板。（2）據(jù)題意，電子在電場力作用下做圓周運(yùn)動，考慮到圓軌道上的電場強(qiáng)度E大小相同，有： 聯(lián)立解得： （3）電子運(yùn)動時(shí)只有電場力做功，根據(jù)動能定理，有

對到達(dá)N板左邊緣的電子，電場力做正功，動能增加，有

對達(dá)到N板右邊緣的電子，電場力做負(fù)功，動能減小，有

（4）根據(jù)電場線特點(diǎn)，等勢面B與C之間的電場強(qiáng)度大于C與A之間的電場強(qiáng)度，考慮到等勢面同距相等，有

即

18.（18分）如圖所示，光滑的U型金屬導(dǎo)軌PQMN水平地固定在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中．磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，導(dǎo)軌的寬度為L，其長度足夠長，QM之間接有一個阻值為R的電阻，其余部分電阻不計(jì)。一質(zhì)量為m，電阻也為R的金屬棒ab，恰能放在導(dǎo)軌之上并與導(dǎo)軌接觸良好。當(dāng)給棒施加一個水平向右的沖量，棒就沿軌道以初速度v0開始向右滑行。求：（1）開始運(yùn)動時(shí)，棒中的瞬間電流i和棒兩端的瞬間電壓u分別為多大？（2）當(dāng)棒的速度由v0減小到v0的過程中，棒中產(chǎn)生的焦耳熱Q是多少？棒向右滑行的位移x有多大？參考答案：

解析：（1）（共９分）開始運(yùn)動時(shí)，棒中的感應(yīng)電動勢：

e=Lv0B………………(３分)

棒中的瞬時(shí)電流:

i=e/2R=Lv0B/2R………………(３分)

棒兩端的瞬時(shí)電壓:u=

e=Lv0B………………(３分)

（2）（共９分）由能量轉(zhuǎn)化與守恒定律知，全電路在此過程中產(chǎn)生的焦耳熱：

Q總=mv02-m(v0)2=mv02………(２分)

∴棒中產(chǎn)生的焦耳熱為：Q=Q總=mv02…………………(２分)

令：Δt表示棒在減速滑行時(shí)