2022-2023學年湖南省邵陽市牛礦第一子弟學校高三物理上學期期末試卷含解析

2022-2023學年湖南省邵陽市牛礦第一子弟學校高三物理上學期期末試卷含解析一、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.（單選）關于重心的說法正確的是（）A．物體的重心一定在物體上B．物體的重心一定在它的幾何中心C．物體的重心可能在物體之外D．任何物體的重心都可以用懸掛法確定參考答案：考點：重心．分析：重力在物體上的作用點，叫做物體的重心；形狀規(guī)則、質(zhì)量分布均勻的物體的重心在物體的幾何中心上；重心只是重力在作用效果上的作用點，重心的位置可以在物體之外．解答：解：A、C、重心可以在物體上，也可以在物體之外，如空心的均勻球體重心在球心上，不在物體上，故A錯誤，C正確；B、重心位置與物體的質(zhì)量分布和幾何形狀兩個因素有關，形狀規(guī)則的物體的重心不一定在物體的幾何中心，還與物體的質(zhì)量分布情況有關，故B錯誤；D、懸掛法要改變懸掛的位置，如果物體是液體，改變懸掛位置后重心的位置會改變，故D錯誤；故選：C．點評：本題關鍵要掌握重心的定義、重心位置與什么因素有關，掌握物體重心的確定方法和原理．2.如圖所示，在質(zhì)量為M=2.0kg的電動機飛輪上，固定著一個質(zhì)量為m=0.5kg的重物，重物到軸的距離為R=0.25m，重力加速度g=10m/s2．當電動機飛輪以某一角速度勻速轉(zhuǎn)動時，電動機恰好不從地面上跳起，則電動機對地面的最大壓力為（）A．30N B．40N C．50N D．60N參考答案：C解：設電動機恰好不從地面跳起時飛輪角速度是ω．此時電動機對重物的作用力F=Mg．以重物為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律得：mg+F=mω2r得到：ω=若以上述角速度勻速轉(zhuǎn)動，重物轉(zhuǎn)到最低點時，則有：F′﹣mg=mω2r，得到：F′=mg+mω2r=mg+（M+m）g=（M+2m）g=（2+0.5×2）×10=30N根據(jù)牛頓第三定律得，對地面的最大壓力為N=Mg+（M+2m）g=20+30=50N．故選：C3.（多選題）如圖所示，a為放在地球赤道上隨地球表面一起轉(zhuǎn)動的物體，b為處于地面附近近地軌道上的衛(wèi)星，c是地球同步衛(wèi)星，d是高空探測衛(wèi)星，若a、b、c、d的質(zhì)量相同，地球表面附近的重力加速度為g．則下列說法正確的是（）A．a(chǎn)和b的向心加速度都等于重力加速度gB．b的角速度最大C．c距離地面的高度不是一確定值D．d是三顆衛(wèi)星中動能最小，機械能最大的參考答案：BD【考點】人造衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的關系．【分析】同步衛(wèi)星的周期、角速度與地球自轉(zhuǎn)周期、角速度相等，同步衛(wèi)星的軌道半徑是確定的；衛(wèi)星做圓周運動萬有引力提供向心力，應用萬有引力公式與牛頓第二定律求出周期、角速度、向心加速度，然后分析答題．【解答】解：A、同步衛(wèi)星的周期必須與地球自轉(zhuǎn)周期相同，角速度相同，則知a與c的角速度相同，根據(jù)a=ω2r知，c的向心加速度大．由牛頓第二定律得：=ma，解得：a=，衛(wèi)星的軌道半徑越大，向心加速度越小，則同步衛(wèi)星的向心加速度小于b的向心加速度，而b的向心加速度約為g，故知a的向心加速度小于重力加速度g，故A錯誤；B、萬有引力提供向心力，由牛頓第二定律得：G=mω2r，解得：ω=，由于rb＜rc＜rd，則ωb＞ωc＞ωd，a與c的角速度相等，則b的角速度最大，故B正確；C、c是同步衛(wèi)星，同步衛(wèi)星相對地面靜止，c的軌道半徑是一定的，c距離地面的是一確定值，故C錯誤；D、衛(wèi)星做圓周運動萬有引力提供向心力，由牛頓第二定律得：G=m，衛(wèi)星的動能：EK=，三顆衛(wèi)星中d的軌道半徑最大，則d的動能最小，以無窮遠處為零勢能面，機械能：E=EK+EP=﹣=﹣，d的軌道半徑最大，d的機械能最大，故D正確；故選：BD．4.高空勻速水平飛行的轟炸機，每隔2s放下一顆炸彈.若不計空氣阻力，則下列說法中正確的是：

(A)這些炸彈落地前的排列形成一條拋物線．

(B)空中兩相鄰炸彈間距離保持不變．

(C)這些炸彈落地時的速度相同．

(D)這些炸彈都落在水平地面上的同一點．參考答案：C5.質(zhì)量為50kg的人站在電梯間內(nèi)隨電梯豎直方向運動，其v－t圖象如圖所示，（取向上為正方向）下列判斷正確的是A．在t=1s時，人的加速度為零B．0~3s時間內(nèi)，人處于超重狀態(tài)C．4s~6s時間內(nèi)，人的平均速度為2m/sD．3s~7s時間內(nèi)，人所受合力做功的平均功率為100W參考答案：BD由圖像可知，0-1s，人向下做勻減速運動，1s時刻速度減為0；1-3s向上做勻加速運動；3-5s向上做勻速運動；5-6s向上做勻減速運動，6s時刻速度減為0；6-7s向下運動，速度先減小后增大。綜上分析，可知在t=1s時，人的速度為0，但加速度不為零，A錯誤；0~3s時間內(nèi)，人有向上的加速度，處于超重狀態(tài)，B正確；由速度時間圖線圍成的面積等于位移的大小可知4s~6s時間內(nèi)，人的位移大小為6m，故平均速度為3m/s，C錯誤；由動能定理可知3s~7s時間內(nèi)，人所受合力做的功等于動能的變化量，即等于400J，故合力做功的平均功率為100W，D正確。本題選BD。二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.

（選修3-3）（6分）蒸汽機、內(nèi)燃機等熱機以及電冰箱工作時都利用了氣體狀態(tài)變化來實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化，我們把這些氣體稱為工質(zhì)．某熱機經(jīng)過一個循環(huán)后，工質(zhì)從高溫熱源吸熱Q1，對外做功W，又對低溫熱源放熱Q2，工質(zhì)完全回復初始狀態(tài)，內(nèi)能沒有變化．根據(jù)熱力學第一定律，在工質(zhì)的一個循環(huán)中，Q1、Q2、W三者之間滿足的關系是

．熱機的效率不可能達到100%，從能量轉(zhuǎn)換的角度，說明

能不能完全轉(zhuǎn)化為

能．參考答案：答案：（2分）

內(nèi)（2分）

機械（2分）7.計算地球周圍物體的重力勢能更一般的方法是這樣定義的：跟地球中心的距離為r時，物體具有的萬有引力勢能為EP=－，M為地球的質(zhì)量，m為物體的質(zhì)量，以離地球無窮遠為引力勢能零地位置。若物體發(fā)射速度達到一定的程度就能逃脫地球的引力作用范圍，這個速度叫地球的逃逸速度。已知地球的半徑為R.則物體從地面移到無限遠的過程中，引力做功_____________。參考答案：8.一個靜止的钚核94239Pu自發(fā)衰變成一個鈾核92235U和另一個原了核X，并釋放出一定的能量．其核衰變方程為：94239Pu→92235U＋X。(1)方程中的“X”核符號為______；(2)钚核的質(zhì)量為239.0522u，鈾核的質(zhì)量為235.0439u，X核的質(zhì)量為4.0026u，已知1u相當于931MeV，則該衰變過程放出的能量是______MeV；(3)假設钚核衰變釋放出的能量全部轉(zhuǎn)變?yōu)殁櫤撕蚗核的動能，則X核與鈾核的動能之比是______。參考答案：(1)He

(2)5.31(±0.02都可)

(3)58.7(±0.1都可)9.一列簡諧橫波沿直線由a向b傳播，相距10m的a、b兩處的質(zhì)點振動圖象如圖中a、b所示，波長大于10m，再經(jīng)過6s，質(zhì)點a通過的路程是___cm，這列波的波速是_____m/s．參考答案：60

10（2分，每空1分）由題意可知a、b兩點相距，該簡諧橫波波長為40m,周期為4s。故波速為10m/s。10.(選修模塊3－5)（4分）氫原子的能級如圖所示，當氫原子從n=4向n=2的能級躍遷時，輻射的光子照射在某金屬上，剛好能發(fā)生光電效應，則該金屬的逸出功為

eV?，F(xiàn)有一群處于n=5的能級的氫原子向低能級躍遷，在輻射出的各種頻率的光子中，能使該金屬發(fā)生光電效應的頻率共有

種。

參考答案：

答案：2.55（2分）6（2分）11.(4分)太陽內(nèi)部發(fā)生熱核反應，每秒鐘輻射出的能量約為J，據(jù)此可做算太陽一年內(nèi)質(zhì)量將減少_______kg（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。參考答案：

12.如圖所示，太空宇航員的航天服內(nèi)充有氣體，與外界絕熱，為宇航員提供適宜的環(huán)境，若宇航員出艙前航天服與艙內(nèi)氣體的壓強相等，艙外接近真空，在打開艙門的過程中，艙內(nèi)氣壓逐漸降低，航天服內(nèi)氣體內(nèi)能減少（選填“增加”、“減少”或“不變”）．為使航天服內(nèi)氣體保持恒溫，應給內(nèi)部氣體加熱（選填“制冷”或“加熱”）參考答案：解：根據(jù)熱力學第一定律△U=W+Q，Q=0，氣體急劇膨脹，氣體對外界做功，W取負值，可知△U為負值，即內(nèi)能減?。疄槭购教旆?nèi)氣體保持恒溫，應給內(nèi)部氣體加熱．故答案為：減小，加熱13.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(xiàn)在底邊中點O處固定一正電荷Q，讓一個質(zhì)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(zhì)專題．分析：根據(jù)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(jù)動能定理求出質(zhì)點滑到斜邊底端C點時的速度．分析質(zhì)點q在C點的受力情況，根據(jù)牛頓第二定律和庫侖定律求出質(zhì)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(jù)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(chǎn)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(zhì)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(zhì)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(jù)動能定理求速度、由牛頓第二定律求加速度都常規(guī)思路．三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.①甲、乙、丙、丁四位同學分別使用不同精度的游標卡尺和螺旋測微器測量同一物體的長度，測量的記錄如下：甲同學：使用游標為50分度的卡尺，讀數(shù)為12.045cm

乙同學：使用游標為20分度的卡尺，讀數(shù)為12.045cm丙同學：使用游標為10分度的卡尺，讀數(shù)為12．04cm丁同學：使用精度為“0．0lmm”的螺旋測微器，讀數(shù)為12．040cm從這些實驗數(shù)據(jù)中可以看出讀數(shù)肯定有錯誤的是__________同學。②用游標卡尺測量某一小車的長度(圖甲)，讀數(shù)是_____________cm。③用螺旋測微器測量某段金屬絲的直徑(圖乙)，讀數(shù)是____________mm。④用多用電表“×100擋”測量某電阻的阻值(圖丙)，該電阻為____________。⑤兩個量程的電流表，當用“+”和“”兩接線柱時(圖丁)，電流為____________A。⑥兩個量程的電壓表，當用“+”和“”兩接線柱時(圖戊)，電壓為_____________V。參考答案：15.某同學利用光電門傳感器設計了一個研究小物體自由下落時機械能是否守恒的實驗，實驗裝置如圖所示，圖中A、B兩位置分別固定了兩個光電門傳感器。實驗時測得小物體上寬度為d的擋光片通過A的擋光時間為t1，通過B的擋光時間為t2。為了證明小物體通過A、B時的機械能相等，還需要進行一些實驗測量和列式證明。①選出下列必要的實驗測量步驟

A．用天平測出運動小物體的質(zhì)量mB．測出A、B兩傳感器之間的豎直距離hC．測出小物體釋放時離桌面的高度HD．用秒表測出運動小物體通過A、B兩傳感器的時間△t②若該同學用d和t的比值來反映小物體經(jīng)A、B光電門時的速度，并設想如果能滿足

關系式，即能證明在自由落體過程中小物體的機械能是守恒的。參考答案：四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，豎直向上的勻強磁場，開始時磁感應強度B=0.5T，并且以=0.1T/s在變化，水平軌道電阻不計，且不計摩擦阻力，寬0.5m的導軌上放一電阻R0=0.1Ω的導體棒，并用水平線通過定滑輪吊著質(zhì)量M=0.2kg的重物，軌道左端連接的電阻R=0.4Ω，圖中的l=0.8m，求至少經(jīng)過多長時間才能吊起重物．參考答案：考點：法拉第電磁感應定律；安培力．專題：電磁感應與電路結(jié)合．分析：根據(jù)左手定則可確定感應電流方向，并由法拉第電磁感應定律；穿過回路的磁感應強度均勻變化，知產(chǎn)生的電流恒定，則MN所受的安培力增大，當安培力等于m的重力時，重物被吊起，根據(jù)平衡求出被吊起時的磁感應強度的大小，再根據(jù)磁感應強度的變化率求出經(jīng)歷的時間．解答：解：由法拉第電磁感應定律可求出回路感應電動勢：E==…①由閉合電路歐姆定律可求出回路中電流：I=…②由于安培力方向向左，應用左手定則可判斷出電流方向為順時針方向（由上往下看）．再根據(jù)楞次定律可知磁場增加，在t時磁感應強度為：B′=（B+?t）…③此時安培力為：F安=B′Ilab…④由受力分析可知

F安=mg…⑤由①②③④⑤式并代入數(shù)據(jù)：t=495s答：至少經(jīng)過495s時間才能吊起重物．點評：解決本題的關鍵掌握法拉第電磁感應定律E==，知道磁感應強度的變化率恒定，電流則恒定，根據(jù)共點力平衡進行求解．17.如圖所示，質(zhì)量為M的足夠長氣缸開口向下與大氣連通，放在水平地面上。氣缸內(nèi)部有一個質(zhì)量為m的活塞，氣缸內(nèi)部的橫截面積為S，初始時活塞靜止，距離氣缸底部為h，熱力學溫度為T。已知大氣壓強為p0，重力加速度為g。（不計氣缸內(nèi)氣體的重量及活塞與氣缸壁間的摩擦）①若將活塞上方氣體的熱力學溫度升高到2T，則活塞下降的距離？②若保持溫度為T不變，現(xiàn)用手握住活塞手柄緩慢向上推，求將氣缸剛推離地面時活塞上升的距離為多少？參考答案：①h②①當溫度由T到2T時，汽缸內(nèi)氣體發(fā)生等壓變化，設活塞下降的距