2022-2023學(xué)年湖南省衡陽(yáng)市耒陽(yáng)第五中學(xué)高三物理期末試題含解析

2022-2023學(xué)年湖南省衡陽(yáng)市耒陽(yáng)第五中學(xué)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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.一滑塊在水平地面上沿直線滑行，t=0時(shí)速率為1m/s。從此刻開(kāi)始在與速度平行的方向上施加一水平作用力F。力F和滑塊的速度v，隨時(shí)間的變化規(guī)律分別如圖l和圖2所示，兩圖中F、v，取同一正方向，則A．滑塊的加速度為1m／B．滑塊與水平地面間的滑動(dòng)摩擦力為2NC．第Is內(nèi)摩擦力對(duì)滑塊做功為-0.5JD．第2s內(nèi)力F的平均功率為3W參考答案：AC2.如圖所示，一邊長(zhǎng)為l的正方形，其中a、b、c三個(gè)頂點(diǎn)上分別固定了三個(gè)電荷量相等的正點(diǎn)電荷Ｑ，O點(diǎn)為正方形的中心，d點(diǎn)為正方形的另一個(gè)頂點(diǎn)。下列判定正確的是（

）

A．O點(diǎn)和d點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向相同

B．d點(diǎn)電勢(shì)比O點(diǎn)的電勢(shì)高

C．同一試探電荷+q在d點(diǎn)比在O點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大

D．同一試探電荷+q在d點(diǎn)比在O點(diǎn)的電勢(shì)能大參考答案：A3.（多選）A、D分別是斜面的頂端、底端，B、C是斜面上的兩個(gè)點(diǎn)，AB＝BC＝CD，E點(diǎn)在D點(diǎn)的正上方，與A等高．從E點(diǎn)以一定的水平速度拋出質(zhì)量相等的兩個(gè)小球，球1落在B點(diǎn)，球2落在C點(diǎn)，關(guān)于球1和球2從拋出到落在斜面上的運(yùn)動(dòng)過(guò)程(BC)A．球1和球2運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為2∶1B．球1和球2動(dòng)能增加量之比為1∶2C．球1和球2拋出時(shí)初速度之比為2∶1D．球1和球2運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度之比為1∶2參考答案：BC4.某質(zhì)點(diǎn)以大小為0.8m/s2的加速度做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則(

)A．在任意一秒內(nèi)速度的變化大小都是0.8m/sB．在任意一秒內(nèi)，末速度一定等于初速度的0.8倍C．在任意一秒內(nèi)，初速度一定比前一秒末的速度增加0.8m/sD．第1s內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi)的位移之比為1∶3∶5參考答案：AD5.如圖所示，質(zhì)量為m的鉤碼在一個(gè)彈簧秤的作用下豎直向上運(yùn)動(dòng)。設(shè)彈簧秤的示數(shù)為T(mén)，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g。則下列說(shuō)法中正確的是A．T=mg時(shí)，鉤碼的機(jī)械能不變B．T<mg時(shí)，鉤碼的機(jī)械能減小C．T<mg時(shí)，鉤碼的機(jī)械能增加D．T>mg時(shí)，鉤碼的機(jī)械能不變參考答案：C略二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.某近地衛(wèi)星線速度大小為v1，某地球同步衛(wèi)星線速度大小為v2，距地面高度約為地球半徑的6倍。若近地衛(wèi)星距地面高度不計(jì)，則v1∶v2＝________，該近地衛(wèi)星的周期是地球自轉(zhuǎn)周期的______倍。參考答案：7.

(4分)激光的應(yīng)用非常廣泛，其中全息照片的拍攝就利用了光的

原理，這就要求參考光和物光有很高的 。參考答案：

答案：干涉

相干性(各2分)8.要測(cè)定個(gè)人的反應(yīng)速度，按圖所示，請(qǐng)你的同學(xué)用手指拿著一把長(zhǎng)30cm的直尺，當(dāng)他松開(kāi)直尺，你見(jiàn)到直尺向下落下，立即用手抓住直尺，記錄抓住處的數(shù)據(jù)，重復(fù)以上步驟多次．現(xiàn)有A、B、C三位同學(xué)相互測(cè)定反應(yīng)速度得到的數(shù)據(jù)，如下表所示（單位：cm）。這三位同學(xué)中反應(yīng)速度最快的是________，他的最快反應(yīng)時(shí)間為_(kāi)_______s．（g=10m/s2）

第一次第二次第三次A252426B282421C242220參考答案：9.

（6分）伽利略通過(guò)研究自由落體和物塊沿光滑斜面的運(yùn)動(dòng)，首次發(fā)現(xiàn)了勻加速運(yùn)動(dòng)規(guī)律。伽利略假設(shè)物塊沿斜面運(yùn)動(dòng)與物塊自由下落遵從同樣的法則，他在斜面上用刻度表示物塊滑下的路程，并測(cè)出物塊通過(guò)相應(yīng)路程的時(shí)間，然后用圖線表示整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程，圖中OA表示測(cè)得的時(shí)間，矩形OAED的面積表示該時(shí)間內(nèi)物塊經(jīng)過(guò)的路程，則圖中OD的長(zhǎng)度表示

。P為DE的中點(diǎn)，連接OP且延長(zhǎng)交AE的延長(zhǎng)線于B，則AB的長(zhǎng)度表示

。參考答案：

答案：平均速度，物體的末速度

10.(9分)熱力學(xué)第二定律常見(jiàn)的表述有兩種。第一種表述：不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化；第二種表述：不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來(lái)做功，而不引起其他變化。圖10（a）是根據(jù)熱力學(xué)第二定律的第一種表述畫(huà)出的示意圖：外界對(duì)制冷機(jī)做功，使熱量從低溫物體傳遞到高溫物體。請(qǐng)你根據(jù)第二種表述完成示意圖10（b）。根據(jù)你的理解，熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)是_________________________。參考答案：答案：示意圖如下。熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)是：自然界中進(jìn)行的與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀物理過(guò)程都具有方向性。

11.小球由斜槽滾下，從桌邊緣水平拋出，當(dāng)它恰好離開(kāi)桌邊緣時(shí)，小球也同時(shí)下落，閃光頻率為的閃光器拍攝的照片中球有四個(gè)像，像間距離已在圖中標(biāo)出，兩球恰在位置相碰。則球從離開(kāi)桌面到和球碰撞時(shí)經(jīng)過(guò)的時(shí)間為_(kāi)_

，球離開(kāi)桌面的速度為_(kāi)_

。（g取10m/s2）參考答案：

0.3

112.如圖所示是一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖，已知波的傳播速度v=2m/s．試回答下列問(wèn)題：①寫(xiě)出x=0.5m處的質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式：

cm；②x=0.5m處質(zhì)點(diǎn)在0～5.5s內(nèi)通過(guò)的路程為

cm．參考答案：①y＝5cos2πt(2分)110cm13.某實(shí)驗(yàn)小組在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，得到以下左圖所示的實(shí)驗(yàn)圖線a、b，其中描述加速度與質(zhì)量關(guān)系的圖線是

；描述加速度與力的關(guān)系圖線是

。為了便于觀察加速度與質(zhì)量關(guān)系通常采用

關(guān)系圖線．⑵．（6分）在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，獲得反映小車(chē)運(yùn)動(dòng)的一條打點(diǎn)紙帶如右上圖所示，從比較清晰的點(diǎn)開(kāi)始起，每5個(gè)打點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)（交流電源頻率為50HZ），分別標(biāo)出0與A、B、C、D、E、F點(diǎn)的距離，則小車(chē)①做

運(yùn)動(dòng)，判斷依據(jù)

；②小車(chē)的加速度為_(kāi)_____m/s2參考答案：三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.硅光電池是一種可將光能轉(zhuǎn)換為電能的元件．某同學(xué)利用圖（a）所示電路探究某硅光電池的路端電壓U與電流I的關(guān)系．圖中R0=2Ω，電壓表、電流表均視為理想電表．（b）（1）用“筆線”代替導(dǎo)線，將圖（b）中的電路補(bǔ)充完整．（2）實(shí)驗(yàn)一：用一定強(qiáng)度的光照射硅光電池，閉合電鍵S，調(diào)節(jié)可調(diào)電阻的阻值，通過(guò)測(cè)量得到該電池的U﹣I曲線a，見(jiàn)圖（c）．由此可知此時(shí)該電池的電動(dòng)勢(shì)為2.90V；若調(diào)節(jié)可調(diào)電阻的阻值，使電流小于200mA，則此時(shí)電源內(nèi)阻為4.0Ω．（3）實(shí)驗(yàn)二：減小實(shí)驗(yàn)一中光照的強(qiáng)度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，測(cè)得U﹣I曲線b，見(jiàn)圖（c）．當(dāng)可調(diào)電阻R的阻值調(diào)到某值時(shí)，若該電路在實(shí)驗(yàn)一中的路端電壓為1.5V，則在實(shí)驗(yàn)二中變阻器R消耗的功率為27mW（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．參考答案：考點(diǎn)：描繪小電珠的伏安特性曲線．專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)題；恒定電流專(zhuān)題．分析：①根據(jù)原理圖可以畫(huà)出實(shí)物圖，注意正負(fù)極不要連反了．②電源的U﹣I圖象的斜率表示其內(nèi)阻，根據(jù)斜率的變化可以知道內(nèi)阻的變化情況，圖象與縱軸交點(diǎn)表示電動(dòng)勢(shì)，與橫軸交點(diǎn)表示短路電流．③由圖象b找到路端電壓為1.5V的電路電流，由歐姆定律及串聯(lián)電路特點(diǎn)求出可調(diào)電阻阻值，然后由P=I2R求出可調(diào)電阻消耗的電功率．解答：解：（1）分析圖甲所示實(shí)驗(yàn)原理圖，根據(jù)原理圖連接實(shí)物電路圖，如圖所示．

（2）在硅光電池的U﹣I圖象，當(dāng)I=0，U=E，圖線斜率的絕對(duì)值表示內(nèi)阻．由圖線a可知E=2.90V，當(dāng)電流小于200mA的情況下，此電池的內(nèi)阻r=4.0Ω．（3）實(shí)驗(yàn)一中的路端電壓為U1=1.5V時(shí)電路中電流為I1=0.25mA，連接a中點(diǎn)（0.25mA、1.5V）和坐標(biāo)原點(diǎn)，此直線為此時(shí)對(duì)應(yīng)滑動(dòng)變阻器阻值的外電路電阻（定值電阻）的U﹣I圖，和圖線b的交點(diǎn)為實(shí)驗(yàn)二中的路端電壓和電路電流，如右圖，電流和電壓分別為I=80mA、U=0.5V，則變阻器R消耗的功率為P=（U﹣IR0）I=27mW．故答案為：（1）如圖．（2）2.9；4.0．（3）27mW．點(diǎn)評(píng)：本題為探究性實(shí)驗(yàn)，難點(diǎn)在第三問(wèn)中，要注意通過(guò)讀題找出兩次實(shí)驗(yàn)中的關(guān)系，從而找出正確的方法；注意由于不符合線性關(guān)系，不能用歐姆定律求解．15.在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時(shí),小王同學(xué)采用如圖裝置,如圖中小車(chē)及砝碼的質(zhì)量用M表示,沙桶及沙的質(zhì)量用m表示,小車(chē)的加速度可由小車(chē)后拖動(dòng)的紙帶計(jì)算出.(1)往沙桶中加入-定量的沙子,當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足_________時(shí),可近似認(rèn)為繩對(duì)小車(chē)的拉力大小等于沙桶和沙的重力;在釋放小車(chē)________(選填“之前”或“之后”)接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源,在紙帶上打出-系列的點(diǎn).(2)有關(guān)實(shí)驗(yàn)操作，下列說(shuō)法中不正確的是（

）。A.平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將砝碼盤(pán)及盤(pán)內(nèi)砝碼通過(guò)定滑輪拴在小車(chē)上B.連接砝碼盤(pán)和小車(chē)的細(xì)繩應(yīng)跟長(zhǎng)木板保持平行C.此實(shí)驗(yàn)只需平衡一次摩擦力D.小車(chē)釋放前應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，且應(yīng)先接電源再釋放小車(chē)(3)在平衡摩擦力后,他用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶的一段如圖2,該紙帶上相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流電的頻率是50Hz,則小車(chē)的加速度大小是______m/s2,當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度是______m/s;(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)（4）以小車(chē)上放置的砝碼的總質(zhì)量m為橫坐標(biāo)，1/a為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上做出1/a-m關(guān)系圖線。圖為按照正確的實(shí)驗(yàn)步驟所得實(shí)驗(yàn)圖線的示意圖。設(shè)圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，若牛頓定律成立，則小車(chē)受到的拉力為_(kāi)____，小車(chē)的質(zhì)量為_(kāi)____。參考答案：

(1).；

(2).之前；

(3).A；

(4).0.390；

(5).0.377；

(6).；

(7).；解：（1）假設(shè)小車(chē)的加速度為a，拉力為F；對(duì)沙桶及沙：mg-F=ma；對(duì)小車(chē)：F=Ma；聯(lián)立得：，故只有在M＞＞m的情況下近似認(rèn)為拉力等于mg。由于人的反應(yīng)時(shí)間有0.1s左右，故為提高打出的有效點(diǎn)的個(gè)數(shù)，應(yīng)該先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放小車(chē)。

（2）紙帶上每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔是T=0.1s。

根據(jù)逐差法求解加速度：，

根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程中的平均速度得：B點(diǎn)的速度（3）設(shè)小車(chē)質(zhì)量為M，小車(chē)受到外力為F，由牛頓第二定律有F=（m+M）a；

所以，所以，-m圖象的斜率為，故F=，縱軸截距為，

所以，M=．【點(diǎn)睛】實(shí)驗(yàn)問(wèn)題要掌握實(shí)驗(yàn)原理、注意事項(xiàng)和誤差來(lái)源；遇到涉及圖象的問(wèn)題時(shí)，要先根據(jù)物理規(guī)律寫(xiě)出關(guān)于縱軸與橫軸的函數(shù)表達(dá)式，再根據(jù)斜率和截距的概念求解即可．四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.（計(jì)算）（2015?昌平區(qū)二模）正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層（PET）是分子水平上的人體功能顯像的國(guó)際領(lǐng)先技術(shù)，它為臨床診斷和治療提供全新的手段．PET所用回旋加速器示意如圖，其中置于高真空中的兩金屬D形盒的半徑為R，兩盒間距很小，質(zhì)子在兩盒間加速時(shí)間可忽略不計(jì)．在左側(cè)D1盒圓心處放有粒子源S不斷產(chǎn)生質(zhì)子，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向如圖所示．質(zhì)子質(zhì)量為m，電荷量為q．假設(shè)質(zhì)子從粒子源S進(jìn)入加速電場(chǎng)時(shí)的初速度不計(jì)，加速電壓為U，保證質(zhì)子每次經(jīng)過(guò)電場(chǎng)都被加速．（1）求第1次被加速后質(zhì)子的速度大小v1；（2）經(jīng)多次加速后，質(zhì)子最終從出口處射出D形盒，求質(zhì)子射出時(shí)的動(dòng)能Ekm和在回旋加速器中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間t總；（3）若質(zhì)子束從回旋加速器射出時(shí)的平均功率為P，求射出時(shí)質(zhì)子束的等效電流I．參考答案：（1）第1次被加速后質(zhì)子的速度大小v1為（2）質(zhì)子射出時(shí)的動(dòng)能Ekm為，在回旋加速器中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間t總為．（3）射出時(shí)質(zhì)子束的等效電流I為．帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)；動(dòng)能定理的應(yīng)用；帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)．解：（1）質(zhì)子第1次被加速后，由動(dòng)能定理得得：（2）粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，有

質(zhì)子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑

當(dāng)r=R時(shí)，質(zhì)子的速度最大，動(dòng)能最大．所以最大速度，最大動(dòng)能粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期設(shè)質(zhì)子在電場(chǎng)中加速的次數(shù)為n，由動(dòng)能定理得：質(zhì)子在電場(chǎng)中每加速一次，隨即在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半周，所以聯(lián)立解得

（3）設(shè)在t時(shí)間內(nèi)離開(kāi)加速器的質(zhì)子數(shù)為N，則質(zhì)子束從回旋加速器射出時(shí)的平均功率輸出時(shí)質(zhì)子束的等效電流解得

答：（1）第1次被加速后質(zhì)子的速度大小v1為（2）質(zhì)子射出時(shí)的動(dòng)能Ekm為，在回旋加速器中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間t總為．（3）射出時(shí)質(zhì)子束的等效電流I為．17.關(guān)于點(diǎn)電荷周?chē)妱?shì)大小的公式為U＝kQ/r，式中常量k＞0，Q為點(diǎn)電荷所帶的電量，r為電場(chǎng)中某點(diǎn)距點(diǎn)電荷的距離．如圖所示，兩個(gè)帶電量均為+q的小球B、C，由一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣細(xì)桿連接，并被一根輕質(zhì)絕緣細(xì)線靜止地懸掛在固定的小球A上，C球離地的豎直高度也為L(zhǎng)．開(kāi)始時(shí)小球A不帶電，此時(shí)細(xì)線內(nèi)的張力為T(mén)0；當(dāng)小球A帶Q1的電量時(shí)，細(xì)線內(nèi)的張力減小為T(mén)1；當(dāng)小球A帶Q2的電量時(shí)，細(xì)線內(nèi)的張力大于T0．

（1）分別指出小球A帶Q1、Q2的電荷時(shí)電量的正負(fù)；

（2）求小球A分別帶Q1、Q2的電荷時(shí)，兩小球B、C整體受到小球A的庫(kù)侖力F1與F2大小之比；（3）當(dāng)小球A帶Q3的電量時(shí)細(xì)線恰好斷裂，在此瞬間B、C兩帶電小球的加速度大小為a，求Q3；（4）在小球A帶Q3（視為已知）電量情況下，若B球最初離A球的距離為L(zhǎng)，在細(xì)線斷裂到C球著地的過(guò)程中，小球A的電場(chǎng)力對(duì)B、C兩小球整體做功為多少？（設(shè)B、C兩小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng))參考答案：（1）小球A帶Q1電荷時(shí)電量為負(fù)，小球A帶Q2電荷時(shí)電量為正。

32.1（2分）（2），

32.2（1分），