2022-2023学年福建省福州市安凯中学高三物理期末试题含解析

2022-2023学年福建省福州市安凯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.（单选）A、B两颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动，运动周期TA：TB=2：1，则（）A．轨道半径rA：rB=8：1B．线速度vA：vB=1：C．角速度ωA：ωB=4：1D．向心加速度aA：aB=1：2参考答案：【考点】：线速度、角速度和周期、转速．【专题】：匀速圆周运动专题．【分析】：根据万有引力提供向心力得出线速度、角速度、周期、向心加速度与轨道半径的关系，从而求出大小之比．：解：A、根据万有引力提供向心力得：，解得：，因为TA：TB=2：1，所以rA：rB=2：1，故A错误；B、根据得：v=则vA：vB=1：，故B正确；C、角速度，所以角速度ωA：ωB=：4，故C错误；D、向心加速度a=，则向心加速度aA：aB=1：4，故D错误．故选：B【点评】：解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一理论，知道线速度、角速度、加速度、周期与轨道半径的关系．2.关于摩擦力的下列说法中正确的是A．相互挤压的粗糙物体间一定产生摩擦力B．只有静止的物体才可能受到静摩擦力，只有运动的物体才有可能受到滑动摩擦力C．一个物体在另一个物体表面滑动时，一定受到摩擦力作用D．摩擦力可以是阻力也可以是动力参考答案：D3.如图所示，离地面高h处有甲、乙两个物体，甲以初速度v0水平射出，同时乙以初速度v0沿倾角为45°的光滑斜面滑下．若甲、乙同时到达地面，则v0的大小是（）A． B． C． D．参考答案：A【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系；平抛运动．【分析】根据题意可知：甲做平抛运动，水平方向做匀速运动，竖直方向做自由落体运动，运动的时间可以通过竖直方向上自由落体运动的公式求解，乙做匀加速直线运动，运动的时间与甲相等，由几何关系及位移时间公式即可求解．【解答】解：甲做平抛运动，水平方向做匀速运动，竖直方向做自由落体运动，根据h=得：t=①根据几何关系可知：x乙=②乙做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可知：a===③根据位移时间公式可知：④由①②③④式得：v0=所以A正确．故选A4.（单选）一质点沿半径为R的圆周运动一周，回到原地．它发生的位移大小是（）A．2πRB．πRC．2RD．0参考答案：考点：位移与路程．专题：直线运动规律专题．分析：位移是指从初位置到末位置的有向线段，位移是矢量，有大小也有方向；路程是指物体所经过的路径的长度，路程是标量，只有大小，没有方向．解答：解：只要是物体在运动，物体的路程就要增加，所以路程的最大值是在最后停止运动的时候，此时的路程为圆的周长，即为2πR；位移是从初位置到末位置的有向线段，转动一周位移为零．故选：D．点评：本题就是对位移和路程的考查，掌握住位移和路程的概念就能够解决了．5.一个原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为U+nX+Sr+2n，则下列叙述正确的是A.X原子核中含有86个中子

B.X原子核中含有141个核子C.因为裂变时释放能量，根据E＝mc2，所以裂变后的总质量数增加D.因为裂变时释放能量，出现质量亏损，所以生成物的总质量数减少参考答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，一个半径为R的透明球体放置在水平面上，一束光从A点沿水平方向射入球体后经B点射出，最后射到水平面上的C点。已知，该球体对光的折射率为，则它从球面射出时的出射角＝

；在透明体中的速度大小为

（结果保留两位有效数字）（已知光在的速度c＝3×108m／s）参考答案：7.某实验小组的同学在进行“研究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中准备的实验器材有木块、木板、毛巾和砝码，在实验中设计的实验表格和实验数据记录如下表所示。实验序数接触面的材料正压力（N）滑动摩擦力（N）1木块与木板20.42木块与木板40.83木块与木板61.24木块与木板81.65木块与毛巾82.5（1）根据上面设计的表格可以知道该实验用的实验方法为________________.（2）分析比较实验序数为1、2、3、4的实验数据，可得出的实验结论为_____________________________________________________________________________________________.（3）分析比较实验序数为_________的两组实验数据，可得出的实验结论是：压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大.参考答案：（1）控制变量法（2）接触面相同时，滑动摩擦力大小与正压力大小成正比（3）4、58.某兴趣小组用下面的方法测量小球的带电量：图中小球是一个外表面镀有金属膜的空心塑料球．用绝缘丝线悬挂于O点，O点固定一个可测量丝线偏离竖直方向角度的量角器，M、N是两块竖直放置的较大金属板，加上电压后其两板间电场可视为匀强电场。另外还要用到的器材有天平、刻度尺、电压表、直流电源、开关、滑动变阻器及导线若干。

实验步骤如下：①用天平测出小球的质量m．并用刻度尺测出M、N板之间的距离d，使小球带上一定的电量；②连接电路：在虚线框内画出实验所需的完整的电路图；③闭合开关，调节滑动变阻器滑片的位置，读出多组相应的电压表的示数U和丝线偏离竖直方向的角度；④以电压U为纵坐标，以_____为横坐标作出过原点的直线，求出直线的斜率为k；⑤计算小球的带电量q=_________.参考答案：②电路如图(3分)

④tanθ(2分)

⑤q=mgd/k

(2分)电路图如图（a）所示。带电小球的受力如图（b），根据平衡条件有tanθ=，又有F=qE=q，联立解得，U=tanθ=ktanθ，所以应以tanθ为横坐标．由上可知k=，则小球的带电量为q=。9.（4分）从某高度处水平抛出一物体，着地瞬间的速度方向与水平方向成角，则抛出时物体的动能与重力势能(以地面为参考平面)之比为

。参考答案：

答案：

10.光电计时器是一种研究物体运动情况的常见仪器，当有物体从光电门通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间，现利用如图9所示装置探究物体的加速度与合外力，质量关系，其NQ是水平桌面，PQ是一端带有滑轮的长木板，1、2是固定在木板上的两个光电门（与之连接的两个光电计时器没有画出）．小车上固定着用于挡光的窄片K，测得其宽度为d，让小车从木板的顶端滑下，光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t1和t2。⑴该实验中，在改变小车的质量M或沙桶的总质量m时，保持M>>m，这样做的目的是

；⑵为了计算出小车的加速度，除了测量d、t1和t2之外，还需要测量

，若上述测量量用x表示，则用这些物理量计算加速度的表达式为a=

；参考答案：（1）小车所受合外力大小等于（或约等于）mg

（2）两光电门之间的距离（或小车由光电门1运动至光电门2所用的时间）

（或11.一支300m长的队伍，以1m/s的速度行军，通讯员从队尾以3m/s的速度赶到队首，并立即以原速率返回队尾，求通讯员的位移和路程各是多少？参考答案：675m

225m12.如图为“电流天平”，可用于测定磁感应强

度。在天平的右端挂有一矩形线圈，设其匝数n=5匝，底‘

边cd长L=20cm，放在垂直于纸面向里的待测匀强磁场中，

且线圈平面与磁场垂直。当线圈中通入如图方向的电流

I=100mA时：调节砝码使天平平衡。若保持电流大小不变；

使电流方向反向，则要在天平右盘加质量m=8.2g的砝码，

才能使天平再次平衡。则cd边所受的安培力大小为______N，

磁场的磁感应强度B

的大小为__________T。参考答案：13.客运电梯简化模型如图甲所示，电梯的加速度a随时间t变化的关系如图乙所示。已知电梯在t=0时由静止开始上升，电梯总质最m=2.0×103kg，忽略一切阻力。电梯在上升过程中受到的最大拉力F=

N，电梯在前2s内的速度改变量△v=

m/s。参考答案：2.2×104，1.5三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某实验小组利用打点计时器和斜面小车分析小车的运动情况，实验装置如图。(1)实验中打点计时器所使用的电源为_________（填“交流电源”或“直流电源”）(2)下面为某同学打出的一条纸带的一部分，描出O、A、B、C、D五个计数点（相邻两个计数点间还有四个点未画出）。用毫米刻度尺测量各点与O点间距离如图中所示，则打B点时小车的速度为_________m/s，小车加速度为__________。（保留两位有效数字）参考答案：15.某同学用打点计时器测量做匀速直线运动的物体的加速度，电源频率，在纸带上打出的点中，选出零点，每隔4个点取1个计数点，因保存不当，纸带被污染，如图所示，A、B、C、D是本次排练的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离：SA=16.6mm、SB=126.5mm、SD=624.5mm若无法再做实验，可由以上信息推知：（1）相邻两计数点的时间间隔为

；（2）打C点时物体的速度大小为

（取2位有效数字）（3）物体的加速度大小为

（用、、和表示）参考答案：四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图一砂袋用无弹性轻细绳悬于O点。开始时砂袋处于静止状态，此后用弹丸以水平速度击中砂袋后均未穿出。第一次弹丸的速度为v0，打入砂袋后二者共同摆动的最大摆角为θ（θ<90°），当其第一次返回图示位置时，第二粒弹丸以另一水平速度v又击中砂袋，使砂袋向右摆动且最大摆角仍为θ。若弹丸质量均为m，砂袋质量为5m，弹丸和砂袋形状大小忽略不计，求：两粒弹丸的水平速度之比V0/V为多少？参考答案：弹丸击中砂袋瞬间，系统水平方向不受外力，动量守恒，设碰后弹丸和砂袋的共同速度为v1，细绳长为L，根据动量守恒定律有

mv0=(m+5m)v1

砂袋摆动过程中只有重力做功，机械能守恒，所以

设第二粒弹丸击中砂袋后弹丸和砂袋的共同速度为v2

同理有：

mv－(m+5m)v1=(m+6m)v2

联解上述方程得

17.2012年11月，我国舰载机在航母上首降成功．设某一舰载机质量为m=2.5×l04kg，速度为v0=42m/s，若仅受空气阻力和甲板阻力作用，飞机将在甲板上以a0=0.8m/s2的加速度做匀减速运动，着舰过程中航母静止不动．（1）飞机着舰后，若仅受空气阻力和甲板阻力作用，航母甲板至少多长才能保证飞机不滑到海里？（2）为了让飞机在有限长度的跑道上停下来，甲板上设置了阻拦索让飞机减速，同时考虑到飞机尾钩挂索失败需要复飞的情况，飞机着舰时并不关闭发动机，图示为飞机勾住阻拦索后某一时刻的情景，此时发动机的推力大小为F=1.2×105N，减速的加速度a1=20m/S2，此时阻拦索夹角θ=106°，空气阻力和甲板阻力保持不变，求此时阻拦索承受的张力大小？（已知sin53°=0.8，cos53°=0.6）（3）如果航母在航行中，舰载机是逆风起飞还是顺风起飞好？为什么？参考答案：考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的速度与时间的关系．专题：牛顿运动定律综合专题．分析：（1）由匀加速直线运动位移速度公式即可求解；（2）对飞机进行受力分析根据牛顿第二定律列式即可求解；（3）飞机与空气的相对速度越大，升力越大．解答：解：（1）由运动学公式2a0S0=v02得：S0=；代入数据可得：S0=1102.5m；（2）飞机受力分析如图所示：由牛顿第二定律有：2FTcosθ+f﹣F=ma其中FT为阻拦索的张力，f为空气和甲板对飞机的阻力；飞机仅受空气阻力和甲板阻力时：f=ma0联立上式可得：FT=5×105N

（3）飞机与空气的相对速度越大，升力越大；故航母在航行中，舰载机是逆风起飞好；答：（1）飞机着舰后，若仅受空气阻力和甲板阻力作用，航母甲板至少1102.5m才能保证飞机不滑到海里；（2）此时阻拦索承受的张力大小为5×105N；（3）航母在航行中，舰载机是逆风起飞好．点评：本题主要考查了匀变速直线运动基本公式及牛顿第二定律的直接应用，难度不大．18.（16分）如图所示，两个光滑的定滑轮的半径很小，表面粗糙的斜面固定在地面上，斜面的倾角为θ＝30°。用一根跨过定滑轮的细绳连接甲、乙两物体，把甲物体放在斜面上且连线与斜面平行，把乙物体悬在空中，并使悬线拉直且偏离竖直方向α＝60°。现同时释放甲乙两物体，乙物体将在竖直平面内振动，当乙物体运动经过最高点和最低点时，甲物体在斜面上均恰好未滑动。已知乙物体的质量为m＝1kg，若取重力加速度g＝10m/s2。求：甲物体的质量及斜面对甲物体的最大静