2022-2023學年湖南省長沙市望城縣第三中學高三物理期末試卷含解析

2022-2023學年湖南省長沙市望城縣第三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.如圖所示，勁度系數(shù)為k的彈簧下端固定在地面上，上端與一質量為m的小球相連，處于靜止狀態(tài)，現(xiàn)用力F將小球緩慢上移，直到彈簧恢復原長．然后撤掉該力，小球從靜止開始下落，下落過程中的最大速度為v，不計空氣阻力，重力加速度為g．下列說法正確的是（）A．小球的速度最大時，彈簧的彈性勢能為零B．撤掉力F后，小球從靜止下落到最大速度v的過程中，克服彈簧彈力做的功為﹣mv2C．彈簧的彈性勢能最大時，小球的加速度為零D．小球緩慢上移過程中，力F做功為參考答案：B【考點】機械能守恒定律；牛頓第二定律．【分析】分析小球的受力情況，判斷其運動情況，從而確定其速度最大時彈簧的狀態(tài)．速度最大時，小球的合力為零，由胡克定律和平衡條件求出此時彈簧壓縮量，再根據(jù)動能定理，即可求解克服彈簧彈力做的功；當速度最大時，彈簧的彈性勢能不為零，而彈簧的彈性勢能最大時，速度為零．【解答】解：A、撤掉該力，小球從靜止開始下落的過程中，受到彈簧向上的彈力和重力，彈力先小于重力，再等于重力，后大于重力，所以小球先向下加速后減速，當彈力等于重力時速度最大，此時彈簧處于壓縮狀態(tài)，彈性勢能不為零．故A錯誤．B、小球速度最大時，有mg=kx，得x=．小球從靜止下落到最大速度v的過程中，根據(jù)動能定理，則有：mgx﹣W克=mv2，解得克服彈簧彈力做的功：W克=﹣mv2，故B正確；C、彈簧的彈性勢能最大時，小球的速度為零，彈簧形變量最大，彈力大于重力，則加速度不為零，故C錯誤；D、小球處于平衡位置時，則有：mg=kx；小球緩慢上移過程中，拉力是變力，取平均值，根據(jù)做功表達式，則有：力F做功W==，故D錯誤；故選：B2.在平直公路上，汽車由靜止開始做勻加速運動，當速度達到Vm后立即關閉發(fā)動機直到停止，v–t圖像如圖所示。設汽車的牽引力為F，阻力為f，全過程中牽引力做功為W1，克服阻力做功為W2，則

（

）

A．F:f=3:1

B．F:f=4:1

C．W1:W2=1:3

D．W1:W2=1:1參考答案：

答案：BD3.如圖所示,一物塊在一個水平力F作用下沿斜面勻速運動,此力F的方向與斜面平行,某時刻將力F撤除,下列對撤除力F后物塊運動的描述正確的是A.物塊仍沿斜面勻速運動B.物塊沿原方向減速運動C.物塊將做勻變速曲線運動D.物塊將做非勻變速曲線運動參考答案：D4.如圖所示，長為l的輕桿兩端各固定一個質量均為m的小球a、b，系統(tǒng)置于傾角為的光滑斜面上，且杄可繞位于中點的轉軸平行于斜面轉動，當小球a位于最低點時給系統(tǒng)一初始角速度，不計一切阻力，則A.在輕桿轉過180°的過程中，角速度逐漸減小B.只有o大于某臨界值，系統(tǒng)才能做完整的圓周運動C.輕桿受到轉軸的力的大小始終為D.輕桿受到轉軸的力的方向始終在變化參考答案：C【分析】本題考查機械能守恒定律，關鍵是明確時A、B球系統(tǒng)機械能守恒，單個球機械能不守恒，同時結合重心的概念進行分析?！驹斀狻緼B．a(chǎn)、b構成的系統(tǒng)重力勢能不變，系統(tǒng)動能不變，角速度是一個定值，即系統(tǒng)始終勻速轉動，故A、B錯誤；CD．對兩球a、b，由牛頓第二定律有：，解得：力方向始終沿斜面向上，故C正確，D錯誤。故選：C。5.如圖所示，1、3是圓軌道，2是橢圓軌道.關于人造衛(wèi)星，下列說法正確的是：衛(wèi)星在2軌道上的Q點的動能比在3軌道上的P點動能大.衛(wèi)星在3軌道的P點向心加速度比在2軌道上時P點的加速度大若要衛(wèi)星從2軌道變到3軌道，應在P點點火加速，這個過程中，引力對衛(wèi)星做負功若3軌道上原本就有一些衛(wèi)星，當從3軌道變到2軌道時有可能會發(fā)生“撞車”參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.同打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運動情況的常用計時儀器，其結構如圖甲所示。a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間?，F(xiàn)利用圖乙所示裝置研究滑塊的運動情況，圖中MN是水平桌面，Q是木板與桌面的接觸點，1和2是固定在木板上適當位置的兩個光電門，與之連接的兩個光電計時器沒有畫出，讓滑塊從木板的頂端滑下，光電門1、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為5.0×10－2s和2.0×10－2s。用游標卡尺測量小滑塊的寬度d，卡尺示數(shù)如圖丙所示。（1）讀出滑塊的寬度d＝________cm。（2）滑塊通過光電門1的速度v1＝______m/s。(保留兩位有效數(shù)字)（3）若提供一把米尺，測出兩個光電門之間的距離1.00m，則滑塊運動的加速度為_______m/s2。(保留兩位有效數(shù)字)參考答案：7.為了探究受到空氣阻力時，物體運動速度隨時間的變化規(guī)律，某同學采用了“加速度與物體質量、物體受力關系”的實驗裝置(如圖所示)．實驗時，平衡小車與木板之間的摩擦力后，在小車上安裝一薄板，以增大空氣對小車運動的阻力．(1)往砝碼盤中加入一小砝碼，在釋放小車________(選填“之前”或“之后”)接通打點計時器的電源，在紙帶上打出一系列的點．(2)從紙帶上選取若干計數(shù)點進行測量，得出各計數(shù)點的時間t與速度v的數(shù)據(jù)如下表：時間t/s00.501.001.502.002.50速度v/(m·s－1)0.120.190.230.260.280.29請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出小車的v－t圖象．

(3)通過對實驗結果的分析，該同學認為：隨著運動速度的增加，小車所受的空氣阻力將變大．你是否同意他的觀點？請根據(jù)v－t圖象簡要闡述理由．參考答案：（1）

之前

；

（2）（繪圖略）

（3）答：正確，有v-t圖像知v越大，a越小，

合力越小，風阻力越大。8.請將下列兩個核反應方程補充完整。

He+NO+

U+nXe+Sr+

參考答案：9.如圖所示，相距為d的兩條水平虛線L1、L2之間有水平方向的勻強磁場，磁感應強度為B，正方形銅制線圈abcd邊長為L（L＜d），質量為m，將線圈在磁場上方高h處靜止釋放，cd邊剛離開磁場時速度與cd邊剛進入磁場時速度相等，則線圈穿越磁場的過程中（從cd邊剛進入磁場起一直到ab邊離開磁場為止），感應電流所做的功為

，線圈的最小速度為

．參考答案：2mgd10.人造地球衛(wèi)星在運行過程中由于受到微小的阻力，軌道半徑將緩慢減小。在此運動過程中，衛(wèi)星所受萬有引力大小將

(填“減小”或“增大”)；其速度將

(填“減小”或“增大”)。

參考答案：增大，增大

11.如圖為氫原子的能級圖，一群氫原子在n=4的定態(tài)發(fā)生躍遷時，能產(chǎn)生

種不同頻率的光，其中產(chǎn)生的光子中能量最大是

ev參考答案：6、

12．75ev12.某實驗小組采用圖所示的裝置探究“動能定理”，圖中小車中可放置砝碼，實驗中，小車碰到制動裝置時，鉤碼尚未到達地面，打點針時器工作頻率為50Hz．Ⅰ．實驗的部分步驟如下：①在小車中放入砝碼，把紙帶穿過打點計時器，連在小車后端，用細線連接小車和鉤碼；②將小車停在打點計時器附近，接通電源，釋放小車，小車拖動紙帶，打點計時器在紙帶上打下一列點，斷開開關；③改變鉤碼或小車中砝碼的數(shù)量，更換紙帶，重復②的操作?！?/p>

▲

Ⅱ．圖是鉤碼質量為0.03kg，砝碼質量為0.02kg時得到的一條紙帶，在紙帶上選擇起始點O及A、B、C、D和E五個計數(shù)點，可獲得各計數(shù)點到O的距離s及對應時刻小車的瞬時速度v，請將C點的測量結果填在表1中的相應位置（計算結果保留兩外有效數(shù)字）．Ⅲ．在小車的運動過程中，對于鉤碼、砝碼和小車組成的系統(tǒng)，

做正功，

做負功．▲

▲

Ⅳ．實驗小組根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出了圖中的圖線（其中Δv2=v2-v20），根據(jù)圖線可獲得的結論是

．要驗證“動能定理”，還需要測量的物理量是摩擦力和

．▲

▲

表1紙帶的測量結果參考答案：Ⅱ．5.07（±0.02）

0.49；

Ⅲ．鉤砝的重力

小車受摩擦阻力；Ⅳ．小車初末速度的平方差與位移成正比

小車的質量；13.V表示標準狀態(tài)下水蒸氣的摩爾體積，ρ為標準狀態(tài)下水蒸氣的密度，NA為阿伏加德羅常數(shù)，m為每個水分子的質量，則阿伏加德羅常數(shù)NA＝______，標準狀態(tài)下相鄰水蒸氣分子間的平均距離d＝_____.參考答案：

三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖所示，在平面直角坐標系中有一個垂直紙面向里的圓形勻強磁場，其邊界過原點O和y軸上的點A（0，L）．一質量為m、電荷量為e的電子從A點以初速度v0平行于x軸正方向射入磁場，并從x軸上的B點射出磁場，射出B點時的速度方向與x軸正方向的夾角為60°．求：（1）勻強磁場的磁感應強度B的大??；（2）電子在磁場中運動的時間t．參考答案：答：（1）勻強磁場的磁感應強度B的大小為；（2）電子在磁場中運動的時間t為考點： 帶電粒子在勻強磁場中的運動；牛頓第二定律；向心力．專題： 帶電粒子在磁場中的運動專題．分析： （1）電子在磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律可以求出磁感應強度．（2）根據(jù)電子轉過的圓心角與電子做圓周運動的周期可以求出電子的運動時間．解答： 解：（1）設電子在磁場中軌跡的半徑為r，運動軌跡如圖，可得電子在磁場中轉動的圓心角為60°，由幾何關系可得：r﹣L=rcos60°，解得，軌跡半徑：r=2L，對于電子在磁場中運動，有：ev0B=m，解得，磁感應強度B的大?。築=；（2）電子在磁場中轉動的周期：T==，電子轉動的圓心角為60°，則電子在磁場中運動的時間t=T=；答：（1）勻強磁場的磁感應強度B的大小為；（2）電子在磁場中運動的時間t為．點評： 本題考查了電子在磁場中的運動，分析清楚電子運動過程，應用牛頓第二定律與周期公式即可正確解題．15.（6分）一定質量的理想氣體，在絕熱膨脹過程中

①對外做功5J，則其內能（選填“增加”或“減少”）,

J.

②試從微觀角度分析其壓強變化情況。參考答案：答案：①減少，5；②氣體體積增大，則單位體積內的分子數(shù)減少；內能減少，則溫度降低，其分子運動的平均速率減小,則氣體的壓強減小。（4分要有四個要點各占1分；單位體積內的分子數(shù)減少；溫度降低；分子運動的平均速率減小；氣體的壓強減小。）四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖甲所示，在豎直平面內有一個直角三角形斜面體，傾角θ為30°，斜邊長為x0，以斜面頂部O點為坐標軸原點，沿斜面向下建立一個一維坐標x軸．斜面頂部安裝一個小的定滑輪，通過定滑輪連接兩個物體A、B（均可視為質點），其質量分別為m1、m2，所有摩擦均不計，開始時A處于斜面頂部，并取斜面底面所處的水平面為零重力勢能面，B物體距離零勢能面的距離為；現(xiàn)加在A物體上施加一個平行斜面斜向下的恒力F，使A由靜止向下運動．當A向下運動位移x0時，B物體的機械能隨x軸坐標的變化規(guī)律如圖乙，則結合圖象可求：（1）B質點最初的機械能E1和上升x0時的機械能E2；（2）恒力F的大小．參考答案：考點：機械能守恒定律；牛頓第二定律．專題：機械能守恒定律應用專題．分析：（1）物體具有的機械能等于物體的動能加勢能，利用圖象關系即可求得（2）以AB組成的系統(tǒng)，當物體B運動到，利用動能定理球的速度，再利用牛頓第二定律與運動學公式即可求得恒力解答：解：（1）B物體最初的動能夠為零，重力勢能為Ep=﹣，故B物體的機械能為上升后由圖象可求B物體的機械能為（2）F為恒力，AB組成的系統(tǒng)以恒定的加速度運動，當B運動時機械能為零，可得解得v=由運動學公式求的a=對AB組成的系統(tǒng)由牛頓第二定律得F+m1gsinθ﹣m2g=（m1+m2）aF=答：（1）B質點最初的機械能E1和上升x0時的機械能E2為（2）恒力F的大小為．點評：本題主要考查了動能定理與運動學及牛頓第二定律的綜合運用，利用好圖象是關鍵17.某人在距地面10m高處，將質量為2kg的小球以5m/s的水平速度拋出，不計空氣阻力，求小球落地時的速度大?。ㄈ=）.參考答案：解:mgh=mv2－mv02

(8分)得v==