北京懷柔縣橋梓中學2022-2023學年高三物理期末試題含解析

北京懷柔縣橋梓中學2022-2023學年高三物理期末試題含解析一、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.發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后點火，使其沿橢圓軌道2運行，最后再次點火。將衛(wèi)星送入同步圓軌道3。軌道1、2相切于Q點，軌道2、3相切于P點（如圖），則當衛(wèi)星分別在1，2，3軌道上正常運行時，以下說法正確的是

A．衛(wèi)星在軌道3上的周期小于在軌道1的周期B．衛(wèi)星經(jīng)軌道2由Q向P運動過程中速率變小C．衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點時的加速度大于它在軌道2上經(jīng)過Q點時的加速度D．衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點的速率大于它在軌道3上經(jīng)過P點的速率參考答案：B衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，根據(jù)萬有引力提供向心力，設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為m、軌道半徑為r、地球質(zhì)量為M，有=ma=m解得v=，a=,由于軌道3半徑比軌道1半徑大，所以衛(wèi)星在軌道1上線速度較大，由于，故衛(wèi)星在軌道3上的周期大于在軌道1上的周期，選項A錯誤。由于衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點時的軌道半徑等于它在軌道2上經(jīng)過Q點時的軌道半徑，所以衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點時的加速度等于它在軌道2上經(jīng)過Q點時的加速度，選項C錯誤。從橢圓軌道2到同步軌道3，衛(wèi)星在P點是做逐漸遠離圓心的運動，要實現(xiàn)這個運動衛(wèi)星所需向心力必須大于萬有引力，所以應(yīng)給衛(wèi)星加速，增加所需的向心力．所以在軌道3上P點的速度大于軌道2上P點的速度．故D錯誤．衛(wèi)星經(jīng)軌道2由Q向P運動過程中是由近地點運動至遠地點，萬有引力做負功，衛(wèi)星動能變小，速率變小，選項B正確。2.一顆人造地球衛(wèi)星的速度等于第一宇宙速度，每晝夜繞地球轉(zhuǎn)n周，地球半徑為R，現(xiàn)欲發(fā)射一顆地球同步衛(wèi)星，它應(yīng)定點于赤道上空的高度是（

）A．

B．

C．

D．參考答案：C3.（多選）（2015?湖南模擬）下列說法正確的是（）A．根據(jù)玻爾理論，氫原子在輻射光子的同時，軌道也在連續(xù)地減小B．放射性物質(zhì)的溫度升高，則半衰期減小C．用能量等于氘核結(jié)合能的光子照射靜止氘核，不可能使氘核分解為一個質(zhì)子和一個中子D．某放射性原子核經(jīng)過2次α衰變和一次β衰變，核內(nèi)質(zhì)子數(shù)減少3個E．根據(jù)玻爾理論，氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，要釋放一定頻率的光子，同時電子的動能增大，電勢能減小．參考答案：CDE【考點】：玻爾模型和氫原子的能級結(jié)構(gòu)．【專題】：原子的能級結(jié)構(gòu)專題．【分析】：玻爾理論認為原子的能量是量子化的，軌道半徑也是量子化的；半衰期由原子核本身決定，與原子的物理、化學狀態(tài)無關(guān)；核子結(jié)合成原子核與原子核分解為核子是逆過程，質(zhì)量的變化相等，能量變化也相等；根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒判斷；玻爾理論由玻爾提出．是在盧瑟福原子模型基礎(chǔ)上加上普朗克的量子概念后建立的．解：A、玻爾理論認為原子的能量是量子化的，軌道半徑也是量子化的，故氫原子在輻射光子的同時，軌道不是連續(xù)地減小，故A錯誤．B、半衰期是放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變時所需要的時間，由原子核本身決定，與原子的物理、化學狀態(tài)無關(guān)，故B錯誤；C、核子結(jié)合成原子核與原子核分解為核子是逆過程，質(zhì)量的變化相等，能量變化也相等，故用能量等于氘核結(jié)合能的光子照射靜止氘核，還要另給它們分離時所需要的足夠的動能（光子方向有動量），所以不可能使氘核分解為一個質(zhì)子和一個中子，故C正確；D、根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，某放射性原子核經(jīng)過2次α衰變質(zhì)子數(shù)減少4，一次β衰變質(zhì)子數(shù)增加1，故核內(nèi)質(zhì)子數(shù)減少3個，D正確；E、能級躍遷時，由于高能級軌道半徑較大，速度較小，電勢能較大，故氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，要釋放一定頻率的光子，同時電子的動能增大，電勢能減小，故E正確；故選：CDE．4.下列四個圖中，F(xiàn)1、F2、F3都恰好構(gòu)成封閉的直角三角形（頂角為直角），這三個力的合力最大的是（

）參考答案：C5.（單選）近幾年，國內(nèi)房價飆升，在國家宏觀政策調(diào)控下，房價上漲出現(xiàn)減緩趨勢．有同學將房價的“上漲”類比成運動學中的“加速”，將房價的“下跌”類比成運動學中的“減速”，那么“房價上漲出現(xiàn)減緩趨勢”可以類比成運動學中的（）A．速度增加，加速度減小B．速度增加，加速度增大C．速度減小，加速度增大D．速度減小，加速度減小參考答案：解：房價類比成速度，房價上漲快慢類比成加速度，房價上漲出現(xiàn)減緩趨勢，相當于加速度減小，但仍然在上漲，相當于加速度與速度方向相同，速度仍然增大．故A正確，BCD錯誤．故選：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，質(zhì)量為50g的小球以12m/s的水平速度拋出，恰好與傾角為37o的斜面垂直碰撞，則此過程中重力的功為

J，重力的沖量為

N·s。參考答案：

6.4

J，0.8

N·s7.如圖所示，A、B兩滑環(huán)分別套在間距為1m的光滑水平細桿上，A和B的質(zhì)量之比為1∶3，用一自然長度為1m的輕彈簧將兩環(huán)相連，在A環(huán)上作用一沿桿方向的、大小為20N的拉力F，當兩環(huán)都沿桿以相同的加速度a運動時，彈簧與桿夾角為53°。（cos53°=0.6）則彈簧的勁度系數(shù)為________N/m。若突然撤去拉力F，在撤去拉力F的瞬間，A的加速度為a′，a′與a大小之比為

。參考答案：100N/m。

3:18.某同學做“探究功與速度變化的關(guān)系”的實驗，如圖所示，小車在一條橡皮筋的作用下彈出沿木板滑行，這時橡皮筋對小車做的功為W．當用2條、3條…實驗時，使每次實驗中橡皮筋伸長的長度都保持一致，每次實驗中小車獲得的速度都由打點計時器所打的紙帶測出。

除了圖中已有的器材外，還需要導(dǎo)線、開關(guān)、交流電源和

(填測量工具)。

(2)實驗中小車會受到摩擦阻力，可以使木板適當傾斜來平衡摩擦力，需要在

(填“左”或“右”)側(cè)墊高木板。參考答案：9.如圖所示，為一平拋小球運動的示意圖，對圖中小球所處位置進行測量得：位置點1與位置點4豎直距離為15cm，位置點4與位置點7的豎直距離為25cm，各位置點之間的水平距離均為5cm。則（1）小球拋出時的速度大小為

m/s。（2）小球拋出點

（填“在”或“不在”）位置點1處。（3）小球在位置點4時的豎直速度是

m/s。（空氣阻力不計，g=10m/s2，保留二位有效數(shù)字）參考答案：（1）1.5

（2）不在

0.6710.真空室內(nèi)，有質(zhì)量分別為m和2m的甲、乙兩原子核，某時刻使它們分別同時獲得和的瞬時速率，并開始相向運動。由于它們間的庫侖斥力作用，二者始終沒有接觸，當兩原子核相距最近時，甲核的速度大小為__________。(填選項前的字母)A.B.C.D.參考答案：B當二者共速時距離最近，由動量守恒定律可得4mv-3mv=3m解得，故選項B正確。11.如圖8-13所示，質(zhì)量為0.1g的小球，帶有5×10－4C的正電荷，套在一根與水平成37o的細長絕緣桿上，球與桿間的動摩擦因數(shù)為0.5，桿所在空間有磁感應(yīng)強度為0.4T的勻強磁場，小球由靜止開始下滑的最大加速度為

m/s2，最大速率為______多少？（g=10m/s2）參考答案：6m/s2

=10m/s12.如圖，均勻磁場中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的導(dǎo)線框，半圓直徑與磁場邊緣重合；磁場方向垂直于半圓面（紙面）向里，磁感應(yīng)強度大小為B0，半圓弧導(dǎo)線框的直徑為d，電阻為R。使該線框從靜止開始繞過圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動半周，線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小為_________?，F(xiàn)使線框保持圖中所示位置，讓磁感應(yīng)強度大小隨時間線性變化。為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動半周過程中同樣大小的電流，磁感應(yīng)強度隨時間的變化率的大小應(yīng)為_________。

參考答案：；13.16．如圖甲所示，是某同學驗證動能定理的實驗裝置。其步驟如下：a．易拉罐內(nèi)盛上適量細沙，用輕繩通過滑輪連接在小車上，小車連接紙帶。合理調(diào)整木板傾角，讓小車沿木板勻速下滑。b．取下輕繩和易拉罐，測出易拉罐和細沙的質(zhì)量m及小車質(zhì)量M。c．取下細繩和易拉罐后，換一條紙帶，接通電源，讓小車由靜止釋放，打出的紙帶如圖乙(中間部分未畫出)，O為打下的第一點。已知打點計時器的打點頻率為f，重力加速度為g。d．改變細沙質(zhì)量，重復(fù)a、b、c實驗步驟。（1）步驟c中小車所受的合外力為________________。（2）為驗證從O→C過程中小車合外力做功與小車動能變化的關(guān)系，測出BD間的距離為x0，OC間距離為x1，則C點的速度為________。需要驗證的關(guān)系式為______________________________(用所測物理量的符號表示)。（3）用加細沙的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，它的優(yōu)點是________。A．可以獲得更大的加速度以提高實驗精度B．可以更容易做到m?MC．可以更方便地獲取多組實驗數(shù)據(jù)參考答案：①mg

②

mgx1＝

Cks5u三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（8分）在衰變中常伴有一種稱為“中微子”的粒子放出。中微子的性質(zhì)十分特別，因此在實驗中很難探測。1953年，萊尼斯和柯文建造了一個由大水槽和探測器組成的實驗系統(tǒng)，利用中微子與水中的核反應(yīng)，間接地證實了中微子的存在。（1）中微子與水中的發(fā)生核反應(yīng)，產(chǎn)生中子（）和正電子（），即中微子+→+，可以判定，中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分別是

。（填寫選項前的字母）

A.0和0

B.0和1

C.1和0

D.1和1（2）上述核反應(yīng)產(chǎn)生的正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體后，可以轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€光子（），即+2

已知正電子和電子的質(zhì)量都為9.1×10-31㎏，反應(yīng)中產(chǎn)生的每個光子的能量約為

J.正電子與電子相遇不可能只轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€光子，原因是

。參考答案：（1）A；(2)；遵循動量守恒解析：（1）發(fā)生核反應(yīng)前后，粒子的質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)均不變，據(jù)此可知中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分都是0，A項正確。（2）產(chǎn)生的能量是由于質(zhì)量虧損。兩個電子轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€光子之后，質(zhì)量變?yōu)榱?，由，故一個光子的能量為，帶入數(shù)據(jù)得=J。正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體，故系統(tǒng)總動量為零，故如果只產(chǎn)生一個光子是不可能的，因為此過程遵循動量守恒。15.螺線管通電后，小磁針靜止時指向如圖所示，請在圖中標出通電螺線管的N、S極，并標出電源的正、負極。參考答案：N、S極1分電源+、-極四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，長L＝1.2m、質(zhì)量M＝3kg的木板靜止放在傾角為37°的光滑斜面上，質(zhì)量m＝1kg、帶電荷量q＝＋2.5×10－4C的物塊放在木板的上端，木板和物塊間的動摩擦因數(shù)μ＝0.1，所在空間加有一個方向垂直斜面向下、場強E＝4.0×104N/C的勻強電場．現(xiàn)對木板施加一平行于斜面向上的拉力F＝10.8N.取g＝10m/s2，斜面足夠長．求：

(1)物塊經(jīng)多長時間離開木板；

(2)物塊離開木板時木板獲得的動能；

(3)物塊在木板上運動的過程中，由于摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能．參考答案：(1)物塊向下做加速運動，設(shè)其加速度為a1，木板的加速度為a2，則由牛頓第二定律對物塊：mgsin37°－μ(mgcos37°＋qE)＝ma1

a1=4.2m/s2對木板：Mgsin37°＋μ(mgcos37°＋qE)－F＝Ma2

a2=3m/s2又a1t2－a2t2＝L得物塊滑過木板所用時間t＝s.(2)物塊離開木板時木板的速度v2＝a2t＝3m/s.其動能為Ek2＝Mv22＝27J(3)由于摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能為

Q＝F摩x相＝μ(mgcos37°＋qE)·L＝2.16J.17.如圖所示，質(zhì)量分別為1.0kg和2.0kg的物體A和B放置在水平地面上，兩者與地面間的動摩擦因數(shù)均為0.4，物體B與一輕質(zhì)滑輪相連。現(xiàn)將一根輕繩的一端固定在水平地面上離B足夠遠的位置，另一端跨過輕質(zhì)滑輪連接在物體A上，輕繩保持水平方向。初始時刻，物體A在水平力F=20N作用下由靜止向右運動。求：（1）輕繩上拉力的大??；（2）t=2s時滑輪對物體B做功的瞬時功率為多少？參考答案：(1)；

(2)（1）設(shè)A、B的加速度大小分別為、，輕繩上的拉力為T對A、B分別受力分析，由牛頓第二定律得：對于A：對于B：據(jù)題意可知：代入數(shù)據(jù)得：（2）由（1）（2）（3）式可求得：由運動學公式可得B在時的速度所以滑輪對物體B做功的瞬時功率18.2012年10月14日，奧地利人Baumgartner從太空邊緣（離地39km）起跳，據(jù)報道他以最高每小時1342km的速度，回到地球表面，成為“超音速”第一人。自由落體運動的時間約為5分35秒。已知空氣中音速約為340m/s，空氣密度r