2022-2023學年河南省濮陽市顏村鋪鄉(xiāng)第一中學高三物理期末試卷含解析

2022-2023學年河南省濮陽市顏村鋪鄉(xiāng)第一中學高三物理期末試卷含解析一、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.(單選題)下列關于超重、失重現象的描述中，正確的是（

）A．電梯正在加速上升，人在電梯中處于失重狀態(tài)B．列車在水平軌道上加速行駛，車上的人處于超重狀態(tài)C．在國際空間站內的宇航員重力完全消失D．蕩秋千時當秋千擺到最低位置時，人處于超重狀態(tài)參考答案：D2.下列說法中不正確的是A．根據速度定義式，當Δt非常非常小時，就可以表示物體在t時刻的瞬時速度，該定義應用了極限思想方法B．在探究加速度、力和質量三者之間關系時，先保持質量不變研究加速度與力的關系，再保持力不變研究加速度與質量的關系，該實驗應用了控制變量法C．在推導勻變速直線運動的位移公式時，把整個運動過程劃分成很多小段，每一小段近似看作勻速直線運動，然后把各小段的位移相加，這里采用了微元法D．在不需要考慮物體本身的大小和形狀時，用質點來代替物體的方法叫假設法參考答案：D3.一輕桿BO，其O端用光滑鉸鏈固定在豎直輕桿AO上，B端掛重物，且系一細繩，細繩跨過桿頂A處的光滑小滑輪，用力F拉住，如圖所示?，F將細繩緩慢向左拉，使桿BO與AO的夾角逐漸減小，則在此過程中，拉力F及桿BO所受壓力FN的大小變化情況是（

）A．FN先減小，后增大

B．FN始終不變

C．F先減小，后增大

D．F始終不變參考答案：B當細繩緩慢拉動時，整個裝置處于動態(tài)平衡狀態(tài)，設物體的重力為G．以B點為研究對象，分析受力情況，作出力圖，如圖．作出力FN與F的合力F2，根據平衡條件得知，F2=F1=G．由△F2FNB∽△ABO得得到,式中，BO、AO、G不變，則FN保持不變．OA、OB的夾角減小，由力的合成和分解知識可知F逐漸減小。只有A正確。4.（單選）用三根輕繩將重量為G的物塊懸掛在空中，如圖所示，已知ac和bc與豎直方向的夾角分別為30°和60°，則ac繩和bc繩中的拉力分別為（

）A．，

B．，C．，

D．，參考答案：B5.（單選題）如圖所示，木塊A、B并排且固定在水平桌面上，A的長度是L，B的長度是2L，一顆子彈沿水平方向以速度v1射入A，以速度v2穿出B，子彈可視為質點，其運動視為勻變速直線運動，則子彈穿出A時的速度為(

)A．

B．

C．

D．參考答案：C二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.（單選）一列簡諧橫波某時刻波形如圖所示，此時質點P的速度方向沿y軸正方向，則

A．這列波沿x軸負方向傳播B．質點a此時動能最大，加速度最小C．再經過一個周期，質點P運動到x=6m處D．當質點P運動到最低點時，質點b恰好運動到平衡位置參考答案：B7.一飛船在某星球表面附近，受星球引力作用而繞其做勻速圓周運動的速率為，飛船在離該星球表面高度為h處，受星球引力作用而繞其做勻速圓周運動的速率為，已知引力常量為G，則該星球的質量表達式為

。參考答案：8.如圖所示，在與勻強磁場垂直的平面內放置一個折成銳角的導線框，。在它上面擱置另一根與垂直的直導線，緊貼、，并以平行于的速度從頂角開始向右勻速滑動。設線框和直導線單位長度的電阻為，磁感強度為，則回路中的感應電流的方向為_________（填“順時針”或“逆時針”），感應電流的大小為________________________。參考答案：逆時針（1分）；（3分）9.(8分）（1）如圖在傾角為θ的斜面頂端A處以速度V0水平拋出一小球，落在斜面上的某一點B處，設空氣阻力不計，求（1）小球從A運動到B處所需的時間_________；（2）從拋出開始計時到小球離斜面的距離最大經過的時間是_________？參考答案：10.如圖所示，質量均為m的a、b兩木塊疊放在水平面上，a受到斜向上與水平面成θ角的力F作用，b受到斜向下與水平面成θ角的力F作用，兩力在同一豎直平面內，此時兩木塊保持靜止，則水平面對b的支持力可能

2mg（填“大于”“小于”或“等于”）

參考答案：等于11.某探究學習小組的同學欲驗證“動能定理”，他們在實驗室組裝了一套如圖所示的裝置，另外他們還找到了打點計時器所用的學生電源、導線、復寫紙、紙帶、小木塊、細沙．當滑塊連接上紙帶，用細線通過滑輪掛上空的小沙桶時，釋放小桶，滑塊處于靜止狀態(tài)．若你是小組中的一位成員，要完成該項實驗，則：（1）你認為還需要的實驗器材有

（2）實驗時為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，沙和沙桶的總質量應滿足的實驗條件是

，實驗時為保證細線拉力為木塊的合外力首先要做的步驟

（3）在（2）的基礎上，某同學用天平稱量滑塊的質量M.往沙桶中裝入適量的細沙，用天平稱出此時沙和沙桶的總質量m.讓沙桶帶動滑塊加速運動，用打點計時器記錄其運動情況，在打點計時器打出的紙帶上取兩點，測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小v1與v2（v1＜v2）。則本實驗最終要驗證的數學表達式為

（用題中的字母表示實驗中測量得到的物理量）.參考答案：（1）天平，刻度尺（2分）（2）沙和沙桶的總質量遠小于滑塊的質量（2分），平衡摩擦力（2分）（3）（3分）（1）實驗要驗證動能增加量和總功是否相等，故需要求出總功和動能，故還要天平和刻度尺；故答案為：刻度尺、天平；

（2）沙和沙桶加速下滑，處于失重狀態(tài)，其對細線的拉力小于重力，設拉力為T，根據牛頓第二定律，有

對沙和沙桶，有mg-T=ma

對小車，有T=Ma

解得故當M＞＞m時，有T≈mg

小車下滑時受到重力、細線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應該用重力的下滑分量來平衡摩擦力，故可以將長木板的一端墊高；

故答案為：沙和沙桶的總質量遠小于滑塊的質量，平衡摩擦力；

（3）總功為：mgL，動能增加量為：故答案為：mgL=12.如圖所示為某運動員在平靜的湖面訓練滑板運動的示意圖，在進行滑板運動時，水對滑板的作用力垂直于板面，大小為kv2，其中v為滑板的速率。某次運動中，在水平牽引力F作用下，當滑板和水面的夾角θ=37°時，滑板做勻速直線運動，相應的k=50kg/m，人和滑板的總質量為100kg，水平牽引力的大小為

牛，水平牽引力的功率為

瓦。參考答案：

答案：750N、

3750W13.某研究性學習小組為“探究加速度與力、質量的關系”獨力設計了如圖甲所示的實驗裝置。已知小車質量為m1，砝碼和盤的質量為m2，交流電的頻率為50Hz，除了裝置圖中所給的器材外，另外備有復寫紙、電鍵及導線若干。（1）除了上面涉及的實驗器材外，本次實驗還缺少的器材有

。（2）保持m1不變，改變m2的大小，小明同學根據實驗數據作出了加速度a隨拉力F的變化圖象如圖乙所示，該圖線不通過坐標原點，最可能的原因是：

。（3）如圖丙所示為某次實驗得到的一條紙帶，相鄰計數點間還有四個點沒有畫出。AB、CD計數點之間的距離已測出，由于疏漏B、C兩計數點之間的距離忘記了標注，根據紙帶上現有的數據情況，可計算出小車運動的加速度為

m/s2（結果保留兩位有效數字）（4）在探究加速度與力的關系實驗中，要盡可能保證a-F圖象是一條直線，需要控制的條件是_________________________________________。參考答案：（1）交流電源（或答學生電源）和刻度尺（2分）（2）沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠（2分）（3）0.52（3分）（4）小車質量m1遠大于砝碼和盤的質量m2（或答m1>>m2）解析：（1）打點計時器需要交流電源，所以需要交流電源，紙帶上計數點間距離需要測量，還缺少刻度尺。（2）由圖象可知，當施加一定外力時，小車的加速度還為零，則外力與小車受到的摩擦力平衡。（3）根據勻變速運動的規(guī)律可得，x3-x1=2aT2，解得，a=0.52m/s2。（4）小車質量m1遠大于砝碼和盤的質量m2時，繩中拉力近似等于小車所受合外力（或答m1>>m2）三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（選修3-3）（6分）如圖所示，用面積為S的活塞在汽缸內封閉著一定質量的空氣，活塞質量為m，在活塞上加一恒定壓力F，使活塞下降的最大高度為?h，已知此過程中氣體放出的熱量為Q，外界大氣壓強為p0，問此過程中被封閉氣體的內能變化了多少？

參考答案：解析：由熱力學第一定律△U=W+Q得

△U=（F+mg+P0S）△h－Q

（6分）15.（選修模塊3－4）如圖所示是一種折射率n=1.5的棱鏡用于某種光學儀器中。現有一束光線沿MN的方向射到棱鏡的AB界面上，入射角的大小。求光在棱鏡中傳播的速率及此束光線射出棱鏡后的方向（不考慮返回到AB面上的光線）。

參考答案：解析：由得（1分）

由得，（1分）

由＜，可知C＜45°（1分）

而光線在BC面的入射角＞C，故光線在BC面上發(fā)生全反射后，垂直AC面射出棱鏡。（2分）

四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，ab、ef是固定在絕緣水平桌面上的平行光滑金屬導軌，導軌足夠長，導軌間距為d．在導軌ab、ef間放置一個阻值為R的金屬導體棒PQ．其質量為m，長度恰好為d．另一質量為3m、長為d的金屬棒MN也恰好能和導軌良好接觸，起初金屬棒MN靜止于PQ棒右側某位置，盛個裝置處于方向垂直桌面向下、磁感應強度大小為B的勻強磁場中．現有一質量為m、帶電荷量為q的光滑絕緣小球在桌而上從O點（O為導軌上的一點）以與可成60°角的方向斜向右方進人磁場，隨后小球垂直地打在金屬棒MN的中點，小球與金屬棒MN的碰撞過程中無機械能損失，不計導軌間電場的影響，不計導軌和金屬棒MN的電阻，兩桿運動過程中不相碰，求：（1）小球在O點射人磁場時的初速度v0（2）金屬棒PQ上產生的熱量E和通過的電荷量Q（3）在整個過程中金屬棒MN比金屬棒PQ多滑動的距離（4）請通過計算說明小球不會與MN棒發(fā)生第二次碰撞；參考答案：（1）（2）（3）（4）小球不會與MN桿發(fā)生第二次碰撞?！痉治觥抗饣^緣小球在水平桌面上做勻速圓周運動，由幾何關系可求半徑，牛頓第二定律求出小球在O點射人磁場時的初速度；小球與MN桿發(fā)生彈性碰撞，根據動量守恒和機械能守恒求出碰后小球速度和MN桿速度，此后桿MN與桿PN組成的系統(tǒng)動量守恒，根據能量守恒定律求解PQ上產生的熱量，對桿PQ應用動量定理求得金屬棒PQ通過的電荷量；根據電荷量公式求解在整個過程中金屬棒MN比金屬棒PQ多滑動的距離；球與MN碰后，球碰后做圓周運動，這段時間內桿MN減速運動，與PQ同速后做運勻速動，由此判斷小球不會與MN桿發(fā)生第二次碰撞；【詳解】（1）如圖所示，可得：光滑絕緣小球在水平桌面上做勻速圓周運動的半徑設為r，由圖可知：

得：由牛頓第二定律可得：得：（2）由題可知小球與MN桿發(fā)生彈性碰撞，設碰后小球速度為，MN桿速度為，可得：聯(lián)立可得：此后桿MN與桿PN組成的系統(tǒng)動量守恒，共速度時速度設為，則有：

可得：

由能量守恒定律可知PQ上產生的熱量：對桿PQ應用動量定理可得：即：得：（3）由得桿MN比桿PQ多滑動的距離：（4）由（2）可知球與MN碰后，小球的速度為：，桿MN的速度為：小球碰后做圓周運動的半徑：運動半個周期的時間為：這段時間內桿MN減速到與PQ同速，最小速度為，則其位移：

此后桿MN一直向左運動，故小球不會與MN桿發(fā)生第二次碰撞。17.如圖所示，條形區(qū)域Ⅰ和Ⅱ內分別存在方向垂直于紙面向外和向里的勻強磁場，磁感應強度B的大小均為0.3T，AA′、BB′、CC′、DD′為磁場邊界，它們相互平行，條形區(qū)域的長度足夠長，磁場寬度及BB′、CC′之間的距離均為d=1m。帶正電的某種粒子從AA′上的O點以沿與AA′成60°角的大小不同的速度射入磁場，當粒子的速度小于某一值v0時，粒子在區(qū)域Ⅰ內的運動時間總為t0=4×10-6s；當粒子速度為v1時，剛好垂直邊界BB′射出區(qū)域Ⅰ。取π≈3，不計粒子所受重力。求：（1）粒子的比荷；

（2）速度v0和v1的大小；（3）速度為v1的粒子從O運動到DD′所用的時間。參考答案：18.（16分）如圖所示，空間存在豎直向上的勻強磁場，磁感應強度T。一質量kg，總電阻，邊長m的正方形均勻導體框平放在粗糙的水平地面上，在一與導體框平面始終垂直的外力作用下做如下運動：首先外力作用在邊上，線框繞邊順時針轉動，然后外力作用到邊上，線框繞邊順時針轉動……如此不斷重復，線框在地面上向右翻轉，線框轉動時的角速度rad/s保持恒定。（1）線框繞邊轉動，求當邊轉到豎直位置時AB邊上所加水平外力的大??；（2）求從線框繞邊開始轉動到邊豎直的這四分之一圈內線框上產生的電熱；（3）從運動開始作為計時起點，求出在第