陜西省咸陽市清華附中秦漢學校2022-2023學年高三物理下學期期末試卷含解析

陜西省咸陽市清華附中秦漢學校2022-2023學年高三物理下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.如圖所示，一很長的、不可伸長的柔軟輕繩跨過光滑定滑輪(定滑輪質(zhì)量不計)，繩兩端各系一小球a和b，a球質(zhì)量為m，靜置于地面；b球質(zhì)量為4m，用手托住，高度為h，此時輕繩剛好拉緊。從靜止開始釋放b后，a可以達到的最大高度為A．hB．1.6hC．2hD．2.2h參考答案：B設(shè)a球到達高度h時兩球的速度為v，根據(jù)機械能守恒：4mgh=mgh+（4m+m）V2

此時繩子恰好放松，a球開始做初速為V的豎直上拋運動，同樣根據(jù)機械能守恒：mgh+mV2=mgH，解得a球能達到的最大高度H為1.6h．2.以下說法正確的是

（

）

A．將氣體從常態(tài)開始壓縮，氣體壓強增加到2個大氣壓時，分子間仍表現(xiàn)為引力

B．水中懸浮顆粒體積越大，同一時刻與之碰撞的水分子越多，布朗運動越顯著

C．物體吸收了熱量，它的內(nèi)能有可能減少

D．由于違背能量守恒定律，第二類永動機不可能制造出來參考答案：答案：AC3.火星的質(zhì)量和半徑分別約為地球的和，地球表面的重力加速度為g，則火星表面的重力加速度約為

A．0.2g

B．0.4g

C．2.5g

D．5g參考答案：答案：B解析：考查萬有引力定律。星球表面重力等于萬有引力，G=mg，故火星表面的重力加速度==0.4，故B正確。4.（單選）如圖所示，在絕緣平面上方存在著足夠大的水平向右的勻強電場，帶正電的小金屬塊以一定初速度從A點開始沿水平面向左做直線運動，經(jīng)L長度到達B點，速度變?yōu)榱悖诉^程中，金屬塊損失的動能有EK轉(zhuǎn)化為電勢能．金屬塊繼續(xù)運動到某點C（圖中未標出）時的動能和A點時的動能相同，則金屬塊從A開始運動到C整個過程中經(jīng)過的總路程為（）A．1.5LB．2LC．3LD．4L參考答案：解：小金屬塊從A運動到B過程，金屬塊損失的動能有EK轉(zhuǎn)化為電勢能，則得克服電場力做功為W電=EK=qEL根據(jù)動能定理：外力所做的總功等于物體的動能變化，可知，金屬塊克服摩擦力做功為Wf=EK=fL設(shè)小金屬塊從B運動到C經(jīng)過的路程為s，則由動能定理得：qEs﹣fs=Ek聯(lián)立以上三式，得s=3L所以金屬塊從A開始運動到C整個過程中經(jīng)過的總路程為x=L+s=4L．故選D5.（單選）如圖所示，一輕質(zhì)彈簧下端固定在粗糙的斜面底端的檔板上，彈簧上端處于自由狀態(tài)，斜面傾角為θ，一質(zhì)量為m的物塊（可視為質(zhì)點）從離彈簧上端距離為L1處由靜止釋放，物塊與斜面間動摩擦因數(shù)為μ，物塊在整個過程中的最大速度為v，彈簧被壓縮到最短時物體離釋放點的距離為L2（重力加速度為g）．則（）A．從物塊釋放到彈簧被壓縮到最短的過程中，系統(tǒng)損失的機械能為μmgL2cosθB．從物塊釋放到彈簧壓縮到最短的過程中，物體重力勢能的減少量等于彈簧彈性勢能的增加量與系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能之和C．物塊的速度最大時，彈簧的彈性勢能為mgL1（sinθ﹣μcosθ）﹣mv2D．物塊的最大動能為mgL1（sinθ﹣μcosθ）參考答案：考點：功能關(guān)系；動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化．分析：物塊下滑做勻加速直線運動，接觸彈簧時，沿斜面方向又受到向上的彈力作用，物體做加速度減小的加速運動，當彈簧彈力等于重力在斜面向下的分量時，加速度為零，速度最大，動能最大，根據(jù)動能定理求出剛與彈簧接觸時的動能即可判斷A，彈黌被壓縮到最短時．物塊速度為零，根據(jù)動能定理即可求出此時彈簧的彈性勢能，系統(tǒng)損失的機械能為滑動摩擦力做的功．解答：解：A、系統(tǒng)損失的機械能為滑動摩擦力做的功，所以物塊運動到最低點時，機械能的損失量為△E=μmgcosθL2，A正確；B、根據(jù)能量守恒定律可知，從物塊釋放到彈簧壓縮到最短的過程中，物體重力勢能的減少量等于彈簧彈性勢能的增加量與系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能之和，故B正確．C、彈黌被壓縮到最短時．物塊速度為零，根據(jù)動能定理得：0﹣0=mgsinθL2﹣μmgcosθL2﹣W彈解得：W彈=mgsinθL2﹣μmgcosθL2所以此時彈簧的彈性勢能為：EP彈=mgsinθL2﹣μmgcosθL2，故C錯誤；D、根據(jù)題意可知，物塊下滑做勻加速直線運動，接觸彈簧時，沿斜面方向又受到向上的彈力作用，物體做加速度減小的加速運動，當彈簧彈力等于重力在斜面向下的分量時，加速度為零，速度最大，動能最大，從物塊剛開始運動到剛與彈簧接觸的過程中，根據(jù)動能定理得：EK﹣0=mgsinθL1﹣μmgcosθL1所以物塊的最大動能大于mgL1（sinθ﹣μcosθ），故D正確；故選：ABD．點評：本題主要考查了動能定理及能量守恒定律的直接應用，要求同學們能正確分析物體的運動情況，知道什么時候速度最大，難度適中．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.一顆衛(wèi)星繞某一星球做勻速圓周運動，衛(wèi)星的軌道半徑為r，運動周期為T，星球半徑為R，則衛(wèi)星的加速度為，星球的質(zhì)量為．（萬有引力恒量為G）參考答案：：解：衛(wèi)星的軌道半徑為r，運動周期為T，根據(jù)圓周運動的公式得衛(wèi)星的加速度a=根據(jù)萬有引力提供衛(wèi)星繞地球做圓周運動的向心力，=mM=故答案為：，7.質(zhì)量為10kg的物體，原來靜止在水平面上，當受到水平拉力F后，開始沿直線作勻加速運動，設(shè)物體經(jīng)過時間t位移為s，且s、t的關(guān)系為s=2t2。則物體所受合外力大小為______N，第4s末的速度是______m／s，參考答案：40

168.“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”的實驗裝置如圖所示。(1)在平衡摩擦力后，掛上砝碼盤，打出了一條紙帶如圖所示。計時器打點的時間間隔為0.02s．從比較清晰的點起，每5個點取一個計數(shù)點，量出相鄰計數(shù)點之間的距離，該小車的加速度a＝______m/s2。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(2)平衡摩擦力后，將5個相同的砝碼都放在小車上．掛上砝碼盤，然后每次從小車上取一個砝碼添加到砝碼盤中，測量小車的加速度。小車的加速度a與砝碼盤中砝碼總重力F的實驗數(shù)據(jù)如下表：砝碼盤中的砝碼總重力F(N)00.1960.3920.5880.7840.980加速度a(m·s－2)0.210.691.181.662.182.70某同學根據(jù)上面表格中的實驗數(shù)據(jù)在坐標紙上作出a－F的關(guān)系圖象，發(fā)現(xiàn)圖線不通過坐標原點，請說明主要原因是什么？參考答案：(1)a＝0.16m/s2或者0.17m/s2；（2分）(2)未計入砝碼盤的重力。9.如圖兩個等量異號點電荷+Q和-Q被固定于水平面內(nèi)兩點M和N，MN間距為L，兩電荷的豎直中垂線上有一固定光滑絕緣桿。此空間存在著水平的勻強磁場B?，F(xiàn)將一個質(zhì)量為m，電量為+q的帶電小環(huán)套在桿上，從距中心O點的H處由靜止釋放，則當小環(huán)運動到O點時，小環(huán)的速度大小為_____________m/s。參考答案：

答案：

10.(4分)如圖所示，在傾角為30°的斜面上，一輛動力小車沿斜面下滑，在小車下滑的過程中，小車支架上連接著小球的輕繩恰好水平。已知小球的質(zhì)量為，則小車運動的加速度大小為

，繩對小球的拉力大小為

。

參考答案：答案：2g；11.某實驗小組利用如圖甲所示的裝置驗證牛頓第二定律。他們將拉力傳感器一端與細繩相連，另一端固定在小車上，用拉力傳感器及數(shù)據(jù)采集器記錄小車受到的拉力F的大小；小車后面的打點計時器，通過拴在小車上的紙帶，可測量小車勻加速運動的速度與加速度。圖乙中的紙帶上A、B、C為三個計數(shù)點，每兩個計數(shù)點間還有打點計時器所打的4個點未畫出，打點計時器使用的是50Hz交流電源。①由圖乙，AB兩點間的距離為S1=3.27cm，AC兩點間的距離為S2=

cm，小車此次運動經(jīng)B點時的速度

m/s，小車的加速度a=

m/s2；（保留三位有效數(shù)字）

②要驗證牛頓第二定律，除了前面提及的器材及已測出的物理量外，實驗中還要使用

來測量出

；

③由于小車受阻力f的作用，為了盡量減小實驗的誤差，需盡可能降低小車所受阻力f的影響，以下采取的措施中必要的是

A、適當墊高長木板無滑輪的一端，使未掛鉤碼的小車被輕推后恰能拖著紙帶勻速下滑B、應使鉤碼總質(zhì)量m遠小于小車（加上傳感器）的總質(zhì)量MC、定滑輪的輪軸要盡量光滑參考答案：①8.00；0.400；1.46

。

②天平，小車總質(zhì)量（或小車質(zhì)量）③A。12.（4分）放射性元素每秒有一個原子核發(fā)生衰變時，其放射性活度即為1貝可勒爾。是核電站中核反應的副產(chǎn)物，它可以衰變成，半衰期為8天。福島核電站泄漏出的放射性物質(zhì)中就含有，當?shù)卣谀炒螜z測中發(fā)現(xiàn)空氣樣品的放射性活度為本國安全標準值的4倍。則一個核中有_______個中子、衰變成時放出的粒子為_______粒子。至少經(jīng)過_______天，該空氣樣品中的放射性活度才會達到本國安全標準值。參考答案：78、?、1613.（5分）某學生在做“研究平拋運動的實驗”中，忘記小球做平拋運動的起點位置，他只得到如圖所示的一段軌跡，建立如圖所示坐標系，則該物體做平拋運動的初速度為

。()

參考答案：解析：從點開始，物體沿豎直方向依在連續(xù)相等的時間內(nèi)的位移分別為，，則由公差公式計算出,再根據(jù)水平方向的位移，解得。三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖所示，質(zhì)量m=1kg的小物塊靜止放置在固定水平臺的最左端，質(zhì)量2kg的小車左端緊靠平臺靜置在光滑水平地面上，平臺、小車的長度均為0.6m?，F(xiàn)對小物塊施加一水平向右的恒力F，使小物塊開始運動，當小物塊到達平臺最右端時撤去恒力F，小物塊剛好能夠到達小車的右端。小物塊大小不計，與平臺間、小車間的動摩擦因數(shù)均為0.5,重力加速度g取10m/s2，水平面足夠長，求:(1)小物塊離開平臺時速度的大?。?2)水平恒力F對小物塊沖量的大小。參考答案：（1）v0=3m/s；（2）【詳解】（1）設(shè)撤去水平外力時小車的速度大小為v0，小物塊和小車的共同速度大小為v1。從撤去恒力到小物塊到達小車右端過程，對小物塊和小車系統(tǒng)：動量守恒：能量守恒：聯(lián)立以上兩式并代入數(shù)據(jù)得：v0=3m/s（2）設(shè)水平外力對小物塊的沖量大小為I，小物塊在平臺上運動的時間為t。小物塊在平臺上運動過程，對小物塊：動量定理：運動學規(guī)律：聯(lián)立以上兩式并代入數(shù)據(jù)得：15.

(12分)(1)用簡明的語言表述臨界角的的定義：(2)玻璃和空所相接觸。試畫出入射角等于臨界角時的光路圖，并標明臨界角。(3)當透明介質(zhì)處在真空中時，根據(jù)臨界角的定義導出透明介質(zhì)的折射率n與臨界角θc的關(guān)系式。

參考答案：解析：(1)光從光密介質(zhì)射到光疏介質(zhì)中，折射角為90°時的入射角叫做臨界角(2)如圖，θC為臨界角。(3)用n表示透明介質(zhì)的折射率，θC表示臨界角，由折射定律

四、計算題：本題共3小題，共計47分16.(12分)如圖所示,兩平行金屬板水平放置,間距為d,板間存在勻強電場.一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負電小球,以豎直向下的初速度從上板的小孔射入,當它從下板的小孔穿出時所用的時間為t,若小球以同樣大小的初速度從下板的小孔豎直向上射入,則從上板小孔穿出時所用的時間為t/2.不計空氣阻力.求:(1)指出兩板間電場強度的方向；

(2)電場強度的大??；(3)小球穿出下板小孔時速度v1與穿出上板小孔時速度v2之比v1:v2。參考答案：解析：(1)場強方向豎直向下.

[2分]

(2)根據(jù)題意,小球在電場中運動的加速度a應豎直向上.

Eq-mg=ma

①

[1分]

從上往下:

②

[1分]

從下往上:

③

[1分]

由以上三式解得電場強度:

[2分]

(3)由以上②、③兩式解得:

,

則:v1=v0-at=

[1分]

v2=v0+a

[1分]

所以:

[3分]17.如圖2所示，一截面是直角三角形的棱鏡ABC，∠C=30°.在距BC邊d處有一與BC邊平行的光屏MN?，F(xiàn)有某一單色光束從AC邊的中點D垂直AC邊射入棱鏡.已知棱鏡對該單色光束折射率為，光在真空中的傳播速度為c.求該光束從BC邊第一次出射到達MN的時間.參考答案：18.如圖所示，水平地面上放置一個質(zhì)量為m的物體，在與水平方向成角、斜向右上方的拉力F的作用下沿水平地面運動。物體與地面間的動摩擦因數(shù)為，重力加速度為g。求：

(l)若物體在拉力F的作用下能始終沿水平面向右運動且不脫離地面，拉力F的大小范圍

(2)已知m