2022-2023學(xué)年云南省昆明市西山區(qū)前衛(wèi)中學(xué)高三物理上學(xué)期期末試題含解析

2022-2023學(xué)年云南省昆明市西山區(qū)前衛(wèi)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(gè)選項(xiàng)符合題意1.如圖所示，上下開口、內(nèi)壁光滑的銅管P和塑料管Q豎直放置，小磁塊先后在兩管中從相同高度處由靜止釋放，并落至底部，則小磁塊（）A．在Q和P中都做自由落體運(yùn)動(dòng)B．在兩個(gè)下落過程中的機(jī)械能都守恒C．在P中的下落時(shí)間比在Q中的長(zhǎng)D．落至底部時(shí)在P中的速度比在Q中的大參考答案：C【考點(diǎn)】楞次定律；自由落體運(yùn)動(dòng)；機(jī)械能守恒定律．【分析】當(dāng)小磁塊在光滑的銅管P下落時(shí)，由于穿過銅管的磁通量變化，導(dǎo)致銅管產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而產(chǎn)生安培阻力，對(duì)于塑料管沒有任何阻礙，從而即可求解．【解答】解：A、當(dāng)小磁塊在光滑的銅管P下落時(shí)，由于穿過銅管的磁通量變化，導(dǎo)致銅管產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而產(chǎn)生安培阻力，所以P做的運(yùn)動(dòng)不是自由落體運(yùn)動(dòng)；而對(duì)于塑料管內(nèi)小磁塊沒有任何阻力，在做自由落體運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B、由A選項(xiàng)分析可知，在銅管的小磁塊機(jī)械能不守恒，而在塑料管的小磁塊機(jī)械能守恒，故B錯(cuò)誤；C、在銅管中小磁塊受到安培阻力，則在P中的下落時(shí)間比在Q中的長(zhǎng)，故C正確；D、根據(jù)動(dòng)能定理可知，因安培阻力，導(dǎo)致產(chǎn)生熱能，則至底部時(shí)在P中的速度比在Q中的小，故D錯(cuò)誤．故選：C2.（多選）如圖所示，光滑的夾角為θ＝30°的三角桿水平放置，兩小球A、B分別穿在兩個(gè)桿上，兩球之間有一根輕繩連接兩球，現(xiàn)在用力將小球B緩慢拉動(dòng)，直到輕繩被拉直時(shí)，測(cè)出拉力F＝10N，則此時(shí)關(guān)于兩個(gè)小球受到的力的說法正確的是(小球重力不計(jì))()A．小球A受到桿對(duì)A的彈力、繩子的張力B．小球A受到的桿的彈力大小為20NC．此時(shí)繩子與穿有A球的桿垂直，繩子張力大小為ND．小球B受到桿的彈力大小為N參考答案：AB3.在某星球表面以初速度v0豎直上拋一個(gè)物體，若忽略其它力的影響，設(shè)物體只受該星球引力作用，該物體上升的最大高度為h，已知該星球的直徑為d，萬有引力恒量為G，則可推算出這個(gè)星球的質(zhì)量為

（）A．

B．

C．

D．參考答案：B4.(單選)如圖所示，在光滑的水平面上，質(zhì)量分別為m1和m2的木塊A和B之間用輕彈簧相連，在大小為F的拉力作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．某時(shí)刻突然撤去拉力F，此瞬時(shí)A和B的加速度大小分別為a1和a2，則有()參考答案：C5.如圖所示，質(zhì)量為m1的木塊P在質(zhì)量為m2的長(zhǎng)木板ab上滑行，長(zhǎng)木板放在水平地面上一直處于靜止?fàn)顟B(tài)．若ab與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1，木塊P與長(zhǎng)木板ab間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2，則長(zhǎng)木板ab受到地面的摩擦力大小為()A．μ1m2gB．μ2m1gC．μ1(m1＋m2)g

D．μ1m2g＋μ2m1g參考答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.如圖所示為一個(gè)豎直放置、半徑為R的半圓形軌道ABC，B是最低點(diǎn)，AC與圓心O在同一水平高度，AB段弧面是光滑的，BC段弧面是粗糙的?，F(xiàn)有一根長(zhǎng)為R、質(zhì)量不計(jì)的細(xì)桿，上端連接質(zhì)量為m的小球甲，下端連接質(zhì)量為2m的小球乙。開始時(shí)甲球在A點(diǎn)，由靜止釋放后，兩球一起沿軌道下滑，當(dāng)甲球到達(dá)最低點(diǎn)B時(shí)速度剛好為零，則在此過程中，兩球克服摩擦力做功的大小為

；在下滑過程中，乙球經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度大小為

。參考答案：答案：(2-)mgR，

7.一個(gè)質(zhì)量為m、直徑為d、電阻為R的金屬圓環(huán)，在范圍很大的磁場(chǎng)中沿豎直方向下落，磁場(chǎng)的分布情況如圖所示，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度豎直方向的分量By的大小只隨高度變化，其隨高度y變化關(guān)系為（此處k為比例常數(shù)，且），其中沿圓環(huán)軸線的磁場(chǎng)方向始終豎直向上，在下落過程中金屬圓環(huán)所在的平面始終保持水平，速度越來越大，最終穩(wěn)定為某一數(shù)值，稱為收尾速度．俯視觀察，圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向?yàn)椋槙r(shí)針，逆時(shí)針）；圓環(huán)收尾速度的大小為．參考答案：順時(shí)針

;8.如圖是小球做平拋運(yùn)動(dòng)的一段運(yùn)動(dòng)軌跡，P點(diǎn)在軌跡上．已知P點(diǎn)的坐標(biāo)為（20cm，15cm），小球質(zhì)量為0.2kg，取重力加速度g=10m/s2，則小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為2m/s；若取拋出點(diǎn)為零勢(shì)能參考平面，小球經(jīng)P點(diǎn)時(shí)的重力勢(shì)能為﹣0.4J．參考答案：【考點(diǎn)】：研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)．【專題】：實(shí)驗(yàn)題；平拋運(yùn)動(dòng)專題．【分析】：平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，根據(jù)△y=gT2求出相等的時(shí)間間隔，再根據(jù)v0=求出平拋運(yùn)動(dòng)的初速度．求出橫坐標(biāo)為20cm點(diǎn)的豎直方向的分速度，從而根據(jù)vy=gt求出運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，得出此時(shí)水平位移和豎直位移，從而得出拋出點(diǎn)的坐標(biāo)，進(jìn)而確定重力勢(shì)能的大?。航猓涸谪Q直方向上有：△y=gT2，則T==s=0.2s．則v0==m/s=2m/s．橫坐標(biāo)為20cm點(diǎn)的豎直方向的分速度vy=m/s=2m/s，經(jīng)歷的時(shí)間t==0.2s．在這段時(shí)間內(nèi)水平位移x=v0t=0.2m，豎直位移y=gt2=0.2m，所以拋出點(diǎn)的橫坐標(biāo)為0.1﹣0.2=﹣0.1m=﹣10cm．縱坐標(biāo)為0.15﹣0.20m=﹣0.05m=﹣5cm，即拋出點(diǎn)的坐標(biāo)為（﹣10cm，﹣5cm）．那么小球經(jīng)P點(diǎn)時(shí)的重力勢(shì)能Ep=﹣mgh=﹣0.2×10×（0.15+0.05）=﹣0.4J．故答案為：2；﹣0.4．【點(diǎn)評(píng)】：解決本題的關(guān)鍵掌握“研究平拋運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)，以及知道平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，靈活運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解．9.如圖甲所示是某同學(xué)探究小車加速度與力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置，他將光電門固定在水平軌道上的B點(diǎn)，用不同重物通過細(xì)線拉同一小車，每次小車都從同一位置A由靜止釋放．學(xué)科網(wǎng)（1）若用游標(biāo)卡尺測(cè)出遮光條的寬度d如圖乙所示，則d=▲

cm；實(shí)驗(yàn)時(shí)將小車從圖示位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過光電門的時(shí)間Δt=2.0×10-2s，則小車經(jīng)過光電門時(shí)的速度為

▲

m/s；學(xué)科網(wǎng)（2）實(shí)驗(yàn)中可近似認(rèn)為細(xì)線對(duì)小車的拉力與重物重力大小相等，則重物的質(zhì)量m與小車的質(zhì)量M間應(yīng)滿足的關(guān)系為

▲

-------

；（3）測(cè)出多組重物的質(zhì)量m和對(duì)應(yīng)遮光條通過光電門的時(shí)間Δt，并算出相應(yīng)小車經(jīng)過光電門時(shí)的速度v，通過描點(diǎn)作出線性圖象，研究小車加速度與力的關(guān)系．處理數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)作出

▲

（選填“v-m”或“v2-m”）圖象；學(xué)科網(wǎng)（4）某同學(xué)在（3）中作出的線性圖象不通過坐標(biāo)原點(diǎn)，其可能原因是

▲

。參考答案：10.如圖所示，用兩條一樣的彈簧吊著一根銅棒，銅棒所在的虛線框范圍內(nèi)有垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，棒中通入自左向右的電流。當(dāng)棒靜止時(shí)，每個(gè)彈簧的拉力大小均為F1；若將棒中電流反向但不改變電流大小，當(dāng)棒靜止時(shí)，每個(gè)彈簧的拉力大小均為F2，且F2＞F1，則磁場(chǎng)的方向?yàn)開___________，安培力的大小為____________。參考答案：垂直紙面向里；F2-F111.質(zhì)量為m的小鋼球自高處落下，以速率v1碰地后豎直向上彈回，碰撞時(shí)間極短，離地時(shí)的速率為v2，在碰撞過程中，小鋼球動(dòng)量的變化量的大小為__________，方向?yàn)開_________。參考答案：m（v1＋v2），豎直向上12.如圖所示是使用光電管的原理圖。當(dāng)頻率為ν的可見光照射到陰極K上時(shí)，電流表中有電流通過。如果將變阻器的滑動(dòng)端P由A向B滑動(dòng)，通過電流表的電流強(qiáng)度將會(huì)__

__(填“增加”、“減小”或“不變”)。當(dāng)電流表電流剛減小到零時(shí)，電壓表的讀數(shù)為U，則光電子的最大初動(dòng)能為_____(已知電子電量為e)。如果不改變?nèi)肷涔獾念l率，而增加入射光的強(qiáng)度，則光電子的最大初動(dòng)能將______(填“增加”、“減小”或“不變”)。參考答案：減小，，不變13.在長(zhǎng)為l的絕緣輕桿兩端分別固定帶電量分別為＋q、－q的等量異種點(diǎn)電荷，放入場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，輕桿可繞中點(diǎn)O自由轉(zhuǎn)動(dòng)，若忽略兩點(diǎn)電荷間的相互作用，在輕桿與電場(chǎng)線夾角為θ時(shí)，兩點(diǎn)電荷受到的電場(chǎng)力對(duì)O點(diǎn)的合力矩大小為_______________，若設(shè)過O點(diǎn)的等勢(shì)面電勢(shì)為零，則兩電荷具有的電勢(shì)能之和為_____________________。參考答案：

答案：qELsinθ；qELcosθ三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（選修3-5模塊）（4分）2008年北京奧運(yùn)會(huì)場(chǎng)館周圍80％～90％的路燈將利用太陽能發(fā)電技術(shù)來供電，奧運(yùn)會(huì)90％的洗浴熱水將采用全玻真空太陽能集熱技術(shù)．科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)太陽發(fā)光是由于其內(nèi)部不斷發(fā)生從氫核到氦核的核聚變反應(yīng)，即在太陽內(nèi)部4個(gè)氫核（H）轉(zhuǎn)化成一個(gè)氦核（He）和兩個(gè)正電子（e）并放出能量.已知質(zhì)子質(zhì)量mP=1.0073u，α粒子的質(zhì)量mα=4.0015u，電子的質(zhì)量me=0.0005u．1u的質(zhì)量相當(dāng)于931.MeV的能量．①寫出該熱核反應(yīng)方程；②一次這樣的熱核反應(yīng)過程中釋放出多少M(fèi)eV的能量?（結(jié)果保留四位有效數(shù)字）參考答案：

答案：①4H→He+2e（2分）②Δm=4mP－mα－2me=4×1.0073u－4.0015u－2×0.0005u=0.0267u（2分）ΔE=Δmc2

=0.0267u×931.5MeV/u＝24.86MeV

（2分）15.2004年1月25日，繼“勇氣”號(hào)之后，“機(jī)遇”號(hào)火星探測(cè)器再次成功登陸火星．人類為了探測(cè)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(cè)器．它能夠在自動(dòng)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(hào)，探測(cè)器上還裝著兩個(gè)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(cè)器的自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)出現(xiàn)故障，從而使探測(cè)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(duì)探測(cè)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(hào)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(qǐng)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(dòng)另一個(gè)備用減速器，加速度a>1m/s2，便可使探測(cè)器不與障礙物相碰．

四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.重為２０Ｎ的物體放在水平桌面上，受到大小為３０Ｎ方向與水平面成６０0角的推力作用，向右做勻速運(yùn)動(dòng)，如圖求推力Ｆ與桌面對(duì)物體支持力Ｎ的合力

參考答案：17.如圖所示，三個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊質(zhì)量分別為mA=m，mB=2m，mC=3m，放在光滑水平面上，三滑塊均在同一直線上．一輕質(zhì)彈簧的一端固定在滑塊B上，另一端與滑塊C接觸但未連接，B、C均靜止．現(xiàn)滑塊A以速度v0=與滑塊B發(fā)生碰撞（碰撞時(shí)間極短）后粘在一起，并壓縮彈簧推動(dòng)滑塊C向前運(yùn)動(dòng)，經(jīng)一段時(shí)間，滑塊C脫離彈簧，繼續(xù)在水平面上勻速運(yùn)動(dòng)，求：①被壓縮彈簧的最大彈性勢(shì)能②滑塊C脫離彈簧后A、B、C三者的速度參考答案：①A與B碰撞后的速度為V1，由動(dòng)量守恒

——1分得：——1分AB與C一起壓縮彈簧過程中，動(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒，彈性勢(shì)能最大時(shí)，三滑塊共速V2——1分

得：——1分——1分

得：——1分②彈簧再次恢復(fù)自然長(zhǎng)度時(shí)，滑塊C脫離彈簧。AB速度為V3，C速度為V4，由動(dòng)量定恒和機(jī)械能守恒

——1分——1分得：V3=0——1分——1分18.如圖所示為一種電磁裝置，由粒子源、加速電場(chǎng)、偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)、勻強(qiáng)磁場(chǎng)組成．在S點(diǎn)有一粒子源，能釋放電量為q，質(zhì)量為m的靜止帶電粒子．帶電粒子被加速電壓為U，極板間距離為d的勻強(qiáng)電場(chǎng)加速后，從正中央垂直射入電壓為U的勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)（偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中電壓正負(fù)極隨時(shí)間做周期性變化），偏轉(zhuǎn)極板長(zhǎng)度和極板距離均為L(zhǎng)，帶電粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中一次偏轉(zhuǎn)后即進(jìn)入一個(gè)垂直紙面方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．若不計(jì)重力影響，欲使帶電粒子通過某路徑返回S點(diǎn)，求：（1）帶電粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度大小；（2）帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)的位置離偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中心線的距離；（3）勻強(qiáng)磁場(chǎng)寬度D的最小值；（4）該帶電粒子周期性運(yùn)動(dòng)的周期T．參考答案：解：（1）如圖所示，電場(chǎng)對(duì)粒子加速，由動(dòng)能定理得：，解得，（2）粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，其加速度a為：，粒子通過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的時(shí)間t1為；，粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的側(cè)移距離y為：y=，聯(lián)立以上可得，粒子進(jìn)入磁場(chǎng)的位置離電場(chǎng)中心線的距離為，（3）粒子離開電場(chǎng)