2022-2023学年海南省海口市定安实验中学高三物理期末试题含解析

2022-2023学年海南省海口市定安实验中学高三物理期末试题含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1.如图所示，两个倾角相同的滑杆上分别套A、B两个圆环，两个圆环上分别用细线悬吊着两个物体C、D，当它们都沿滑杆向下滑动时，A的悬线与杆垂直，B的悬线竖直向下。则下列说法中正确的是（

）A．A环与滑杆无摩擦力

B．B环与滑杆无摩擦力C．A环做的是匀速运动

D．B环做的是匀加速运动参考答案：A2.17世纪意大利科学家伽利略在研究运动和力的关系时，提出了著名的斜面实验，其中应用到的物理思想方法属于

（

）A．等效替代

B．实验归纳

C．理想实验

D．控制变量参考答案：C3.据报道,我国首颗数据中继卫星“天链一号01星”于2008年4月25日在西昌卫星发射中心发射升空,经过4次变轨控制后,于5月1日成功定点在东经77°赤道上空的同步轨道.关于成功定点后的“天链一号01星”,下列说法正确的是(

)A.运行速度大于7.9km/s

B.离地面高度一定,相对地面静止C.向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等D.绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大参考答案：BD4.用金属制成的线材（如钢丝、钢筋）受到的拉力会伸长，17世纪英国物理学家胡克发现，金属丝或金属杆在弹性限度内的伸长与拉力成正比，这就是著名的胡克定律．这个发现为后人对材料的研究奠定了重要的基础．现有一根用新材料制成的金属杆，长为4m，横截面积为0.8cm2，设计要求它受到拉力后的伸长不超过原长的1/100,由于这一拉力很大，杆又较长，直接测试有困难，就选用同种材料制成样品进行测试，通过测试取得数据如右图：(1)根据测试结果，推导出线材伸长x与材料的长度L、材料的横截面积S及拉力F的函数关系为x=

（用所给字母表示,比例系数用k表示）。(2)在寻找上述关系中，运用

科学研究方法。

参考答案：(1)（其中k为比例系数）；

(2)控制变量法5.（多选）A、B两质点在同一直线上运动，t=0时刻，两质点从同一地点运动的x﹣t图象如上图所示，则下列说法正确的是（）A．A质点以20m/s的速度匀速运动B．B质点先沿正方向做直线运动，后沿负方向做直线运动C．经过4s，B质点的速度小于于A质点的速度D．在图示的运动过程中，A、B两质点之间的距离在0～4s内某一时刻达到最大参考答案：：解：A、位移时间图象斜率表示该时刻的速度，则A质点的速度为v===10m/s，故A错误．B、图象的斜率表示该时刻的速度，由图象可知，B的速度先为正，后为负，所以B质点先沿正方向做直线运动，后沿负方向做直线运动，故B正确．C、经过4s时，B质点的速度为0，小于A的速度，故C正确；D、由图可知，0﹣4s内运动方向相同，4﹣8s内运动方向相反，所以在图示的运动过程中，A、B两质点之间的距离在8s末达到最大，故D错误．故选：BC．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一列简谐横波沿x轴正方向传播，从波源质点O起振时开始计时，0.2s时的波形如图所示，该波的波速为＿＿＿m/s；波源质点简谐运动的表达式y=＿＿＿cm．参考答案：10

－10sin5πt

7.如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点，已知A、B、C三点的电势分别为UA=15V，UB=3V，UC=-3V，由此可知D点电势UD=_________V；若该正方形的边长为a=2cm，且电场方向与正方形所在平面平行，则场强为E=_________V/m。

参考答案：9V

8.某压榨机的结构如图所示，其中B为固定绞链，C为质量可忽略不计的滑块，通过滑轮可沿光滑壁移动，D为被压榨的物体.当在铰链A处作用一垂直于壁的压力F时，物体D所受的压力等于________参考答案：5F9.如图所示电路，R1∶R3＝3∶1，安培表1的示数为1A。在外电路中每移动1C电量电场力做功为6J，在电源内部，把1C电荷从某一极移到另一极，非静电力做功8J，该电路的电源电动势是

V，内电阻是

W．参考答案：8V，0.5Ω10.（15分）已知万有引力常量为G，地球半径为R，同步卫星距地面的高度为h，地球的自转周期T，地球表面的重力加速度g.某同学根据以上条件，提出一种估算地球赤道表面的物体随地球自转的线速度大小的方法：地球赤道表面的物体随地球作圆周运动，由牛顿运动定律有又因为地球上的物体的重力约等于万有引力,有

由以上两式得:

⑴请判断上面的结果是否正确，并说明理由。如不正确，请给出正确的解法和结果。

⑵由以上已知条件还可以估算出哪些物理量?(请估算两个物理量,并写出估算过程).参考答案：解析：（1）以上结果是不正确的。因为地球赤道表面的物体随地球作圆周运动的向心力并不是物体所受的万有引力，而是万有引力与地面对物体支持力的合力。……………(3分)

正确解答如下：地球赤道表面的物体随地球自转的周期为T，轨道半径为R，所以线速度大小为：……………(4分)

(2)①可估算地球的质量M，设同步卫星的质量为m，轨道半径为，周期等于地球自转的周期为T，由牛顿第二定律有：……………(3分)

所以……………(1分)

②可估算同步卫星运转时线速度的大小，由①知地球同步卫星的周期为T，轨道半径为，所以……………(4分)【或：万有引力提供向心力……………(1分)

对地面上的物体有：……………(1分)，

所以得：……(2分)】11.我国交流电的周期为________，频率为________，1min内电流方向改变了___次。参考答案：0.02s

50Hz

6000次。12.A、B两物体在光滑水平地面上沿一直线相向而行，A质量为5kg，速度大小为10m/s，B质量为2kg，速度大小为5m/s，它们的总动量大小为_________kgm/s；两者相碰后，A沿原方向运动，速度大小为4m/s，则B的速度大小为_________m/s。

参考答案：．40；1013.一灯泡的电功率为P，若消耗的电能看成全部以波长为入的光波均匀地向周围辐射，设光在空气的传播速度近似为真空中的光速c，普朗克常量为h．则这种光波光子的能量为，在距离灯泡d处垂直于光的传播方向S面积上，单位时间内通过的光子数目为

。参考答案：三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.在做探究加速度与力、质量的关系实验时：（1）如图12是某同学得到的一条纸带，从0点开始每5个计时点取一个计数点，依照打点的先后顺序依次编号为1、2、3、4、5、6，测得x1＝5．18cm，x2＝4．40cm，x3＝3．62cm，x4＝2．78cm，x5＝2．00cm，x6＝1．22cm．根据纸带求得小车的加速度大小为________m／s2。（结果保留两位有效数字）（2）在实验中另一同学得不出当小车的质量一定时加速度a与作用力F成正比的正确图线，而是得出下列图13中图线．请分别说出得出图中A、B、C三种图的原因．①得到A图的原因_________________________________________________．

②得到B图的原因_________________________________________________．

③得到C图的原因_________________________________________________．参考答案：答案：（1）0.80

（2分）

0.78或0.8者不得分（2）①平衡摩擦力时，轨道倾角过大

（2分）②平衡摩擦力不够，或未平衡摩擦力

（2分）没有将长木板的末端抬高或抬高不够．也同样给分③未满足小车质量远远大于砂、桶总质量

（2分）解答：（1）打点计时器的打点周期为0.02s，所以相邻两记数点间的时间间隔为：T=5×0.02=0.1s．根据逐差法有：a==-0.80m/s2，负号表示与运动方向相反．（2）①A图象表明在小车的拉力为0时，小车的加速度大于0，说明合外力大于0，说明平衡摩擦力过渡，即平衡摩擦力时，轨道倾角过大．②B图象说明在拉力大于0时，物体的加速度为0，说明合外力为0，即绳子的拉力被摩擦力平衡了，即没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，也就是没有将长木板的末端抬高或抬高不够．③该实验中当小车的质量远大于砂、桶总质量时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砝码盘和砝码的总重力大小，随着F的增大，即随着钩码质量增大，逐渐的钩码质量不再比小车质量小的多，因此会出现较大误差，图象会产生偏折现象．15.在验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m=200g的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示．O为纸带下落的起始点，A、B、C为纸带上选取的三个连续点．已知打点计时器每隔T=0.02s打一个点，当地的重力加速度为g=9.8m/s2，那么（1）计算B点瞬时速度时，甲同学用，乙同学用．其中所选择方法正确的是乙（填“甲”或“乙”）同学．（2）同学丙想根据纸带上的测量数据进一步计算重物和纸带下落过程中所受的阻力，为此他计算出纸带下落的加速度为9.5m/s2，从而计算出阻力f=0.06N．（3）若同学丁不慎将上述纸带从OA之间扯断，他仅利用A点之后的纸带能否实现验证机械能守恒定律的目的？能．（填“能”或“不能”）参考答案：解：（1）、由于实验过程中重物和纸带会受到空气和限位孔的阻力作用，导致测得的加速度小于当地的重力加速度，所以求速度时不能用，来求，只能根据=求瞬时速度值，所以乙正确．（2）、根据△x=at2，可求出a=，代入数据解得a=9.5m/s2，由mg﹣f=ma解得，阻力f=0.06N．（3）、根据mgh=mv22﹣mv12可知，可以利用A点之后的纸带验证机械能守恒，即能实现．故答案为：（1）乙；（2）9.5，0.06；（3）能．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向37°角，球和车厢相对静止，球的质量为1kg.（g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）（１）求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况.（2）求悬线对球的拉力.参考答案：①a=7.5m/s

向右加速或向左减速

②T=12.5N17.如图所示，长L＝1.2m、质量M＝3kg的木板静止放在倾角为37°的光滑斜面上，质量m＝1kg、带电荷量q＝＋2.5×10－4C的物块放在木板的上端，木板和物块间的动摩擦因数μ＝0.1，所在空间加有一个方向垂直斜面向下、场强E＝4.0×104N/C的匀强电场。现对木板施加一平行于斜面向上的拉力F＝10.8N。取g＝10m/s2，斜面足够长。求：

(1)物块经多长时间离开木板；(2)物块离开木板时木板获得的动能；(3)物块在木板上运动的过程中，由于摩擦而产生的内能。参考答案：(1)物块向下做加速运动，设其加速度为a1，木板的加速度为a2，则由牛顿第二定律对物块：mgsin37°－μ(mgcos37°＋qE)＝ma1，代入数据，求得：a1＝4.2m/s2，对木板：Mgsin37°＋μ(mgcos37°＋qE)－F＝Ma2，代入数据，求得：a2＝3m/s2又a1t2－a2t2＝L得物块滑过木板所用时间t＝s。(2)物块离开木板时木板的速度v2＝a2t＝3m/s。其动能为Ek2＝Mv22＝27J。(3)由于摩擦而产生的内能为：Q＝F摩x相＝μ(mgcos37°＋qE)·L＝2.16J。答案：(1)s(2)27J(3)2.16J18.（20分）如图甲所示，一质量为2.0kg的物体静止在水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为0.20。从t=0时刻起，物体受到水平方向的力F的作用而开始运动，8s内F随时间t变化的规律如图乙所示。求：（g取10m/s2）（1）4s末物体速度的大小；（2）在图丙的坐标系中画出物体在8s内的v-t图象；（要求计算出相应数值）（3）在8s内水平力F所做的功。参考答案：解析：（1）（6分）物体受到水平力F和摩擦力f的作用，由静止开始向右做匀加速直线运动，设加速度为a1，4s末速度为v1，由牛顿第二定律：F1-μmg=ma1

（2分）a1=3m/s2

（2分）v1=at1=12m/s

（2分）（2）（8分）由图知，4-5s内物体受到水平力F的大小不变，方向改变，设加速度为a2，5s末速度为v2

-(F2+μmg)=ma2

a2=-7m/s2

（2分）v2=v1+a2t2=5m/s