2022-2023学年湖南省益阳市实验学校高三物理下学期期末试题含解析

2022-2023学年湖南省益阳市实验学校高三物理下学期期末试题含解析一、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，质量为2kg的物体在水平恒力F的作用下在地面上做匀变速直线运动，位移随时间的变化关系为x=t2+t，物体与地面间的动摩擦因数为0.4，取g=10m/s2，以下结论正确的是（

）

A．匀变速直线运动的初速度为1m/s

B．物体的位移为12m时速度为7m/s

C．水平恒力F的大小为4N

D．水平恒力F的大小为12N参考答案：ABD2.在竖直墙壁间有质量为m、倾角为的直角楔形木块和质量为2m的光滑圆球,两者能够一起以加速度a匀加速竖直下滑,已知a<g

(g为重力加速度).则木块与左侧墙壁之间的动摩擦因数为（

）A.B.C.D.参考答案：A光滑圆球受力如图所示由牛顿第二定律得：，；对直角楔形木块和光滑圆球系统，由牛顿第二定律得：，联立解得：，故A正确，BCD错误；故选A。【点睛】关键能够正确地受力分析，运用牛顿第二定律进行求解，掌握整体法和隔离法的运用。3.如图所示，O为半圆形玻璃砖cde的圆心，一束很细的复色光沿fO方向从O点射入玻璃砖，经半圆形玻璃砖折射后照射到右边的光屏上形成a，b两束光，则

（

）

A．b光在玻璃砖的速度大于a光

B．在玻璃中a光子的能量比b光子的能量小

C．分别用a、b两束光照射某种金属产生光电子的最大初动能相同

D．现保持复色光的方向不变，使玻璃砖绕O点沿顺针方向转动，则a光最先在界面cde发生全反射参考答案：A4.如图所示，竖直放置的“II”形光滑导轨宽为L，矩形匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的高和间距均为d，磁感应强度为B．将质量为m的水平金属杆由静止释放，金属杆进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等。金属杆在导轨间的电阻为R，与导轨接触良好，其余电阻不计，重力加速度为g。则金属杆（）A.穿出两磁场时的速度相等B.穿过磁场Ⅰ的时间大于在两磁场之间的运动时间C.穿过两磁场产生的总热量为4mgdD.释放时距磁场Ⅰ上边界的高度h可能小于参考答案：ABC【详解】A．金属杆在两磁场区域间做匀加速直线运动，由题意可知，金属杆进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等，则金属杆在I区做减速运动，同理在II区也做减速运动，两磁场区域的高度与磁感应强度都相同，金属杆在两区域的运动规律与运动过程相同，金属杆穿出两磁场时的速度相等，故A正确；B．金属杆在磁场Ⅰ运动时，随着速度减小，产生的感应电流减小，受到的安培力减小，合力减小，加速度减小，所以金属杆做加速度逐渐减小的变减速运动，在两个磁场之间做匀加速运动，由题知，进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等，所以金属杆在磁场Ⅰ中运动时平均速度小于在两磁场之间运动的平均速度，两个过程位移相等，所以金属杆穿过磁场Ⅰ的时间大于在两磁场之间的运动时间，故B正确；C．金属杆从刚进入磁场Ⅰ到刚进入磁场Ⅱ的过程，由能量守恒定律得：2mgd＝Q。金属杆通过磁场Ⅱ时产生的热量与通过磁场Ⅰ时产生的热量相同，所以总热量为：Q总＝2Q＝4mgd，故C正确；D．设金属杆释放时距磁场Ⅰ上边界的高度为h时进入磁场Ⅰ时刚好匀速运动，则有：mg＝BIL＝，又v＝，联立解得：。由于金属杆进入磁场Ⅰ时做减速运动，所以h一定大于，故D错误。5.一质点由静止开始作匀加速直线运动，加速度大小为a1，经时间t后作匀减速直线运动，加速度大小为a2，若再经时间t恰能回到出发点，则a1：a2应为（）A．1：1 B．1：2 C．1：3 D．1：4参考答案：C【考点】匀变速直线运动的速度与时间的关系．【分析】质点在加速过程和减速过程中，位移大小相等，方向相反，据此根据运动学位移公式可正确求解．【解答】解：在加速阶段有：

①减速阶段的位移为：

②其中：v0=a1t

x1=﹣x2

③联立①②③解得：a1：a2=1：3，故ABD错误，C正确．故选C．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.某质点做匀变速直线运动，位移方程为s=10t-2t2（m），则该物体运动的初速度为______，加速度为______，4s内位移为______。参考答案：10m/s

-4m/s2

8m7.光线从折射率n=的玻璃进入真空中，当入射角为30°时，折射角为

▲

参考答案：8.如图所示，为xOy平面内沿x轴传播的简谐横波在t0=0时刻的波形图象，波速v=l.0m/s。此时x=0.15m的P点沿y轴负方向运动，则该波的传播方向是

(选填“x轴正向”或“x轴负向”)，P点经过

s时间加速度第一次达到最大。

参考答案：9.如图所示，在光滑水平面上，一绝缘细杆长为，两端各固定着一个带电小球，处于水平方向、场强为E的匀强电场中，两小球带电量分别为＋q和－q，轻杆可绕中点O自由转动。在轻杆与电场线夹角为α时，忽略两电荷间的相互作用，两电荷受到的电场力对O点的力矩大小为___________，两电荷具有的电势能为___________。参考答案：10.设地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，地球自转角速度为，则沿地球表面运行的人造地球卫星的周期为________；某地球同步通讯卫星离地面的高度H为_________．参考答案：2π，解析：由mg=mR，解得沿地球表面运行的人造地球卫星的周期为T=2π。地球同步通讯卫星，绕地球转动的角速度为ω，由G=mrω，r=R+H，GM/R2=g联立解得H=。11.2009年诺贝尔物理学奖得主威拉德·博伊尔和乔治·史密斯主要成就是发明了电荷耦合器件（CCD）图像传感器。他们的发明利用了爱因斯坦的光电效应原理。如图所示电路可研究光电效应规律。图中标有A和K的为光电管，其中K为阴极，A为阳级。理想电流计可检测通过光电管的电流，理想电压表用来指示光电管两端的电压。现接通电源，用光子能量为10.5eV的光照射阴极K，电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为6.0V；现保持滑片P位置不变，光电管阴极材料的逸出功为________，若增大入射光的强度，电流计的读数________（填“为零”或“不为零”）。参考答案：4.5eV

为零12.如右图甲所示，有一质量为m、带电量为的小球在竖直平面内做单摆，摆长为L，当地的重力加速度为，则周期

；若在悬点处放一带正电的小球（图乙），则周期将

。（填“变大”、“不变”、“变小”）参考答案：；不变13.某同学在研究性学习中，利用所学的知识解决了如下问题：一轻质弹簧竖直悬挂于某一深度为h＝30.0cm且开口向下的小筒中(没有外力作用时弹簧的下端位于筒内，用测力计可以同弹簧的下端接触)，如图甲所示，若本实验的长度测量工具只能测量露出筒外弹簧的长度l，现要测出弹簧的原长l0和弹簧的劲度系数，该同学通过改变l而测出对应的弹力F，作出F－l图象如图乙所示，则弹簧的劲度系数为k＝________N/m，弹簧的原长l0＝_________.参考答案：三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度，电源频率f＝50Hz，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7所示，A、B、C、D是依次排列的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.图7

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________s；

(2)打C点时物体的速度大小为________m/s(取两位有效数字)；

(3)物体的加速度大小为___________________________________________________________________．

(用sA、sB、sD和f表示)参考答案：15.（10分）某同学用如图所示装置来验证动量守恒定律，相应的操作步骤如下：A．将斜槽固定在桌面上，并用“悬挂重锤”的方法在水平地面上标定斜槽末端正下方的O点；B．取入射小球a，使之自斜槽上某点处由静止释放，并记下小球a的落地点P；C．取被碰小球b，使之静止于斜槽末端，然后让小球a自斜槽上某点处由静止释放，运动至斜槽末端与小球b发生碰撞，并记下小球a、b的落地点M和N；D．测量有关物理量，并利用所测出的物理量作相应的计算，以验证a、b两小还需在碰撞过程中所遵从的动量守恒定律。（1）在下列给出的物理量中，本试验必须测量的有

（只需填相应的序号即可）。

①小球a的质量m1和小球b的质量m2；

②小球a在斜槽上的释放点距斜槽末端的竖直高度h；

③斜槽末端距水平地面的竖直高度H；④斜槽末端正下方的O点距两小球落地点P、M、N的水平距离OP=L0、OM=L1、ON=L2；

⑤小球a自斜槽上某点处由静止释放直至离开斜槽末端所经历的时间t0；

⑥小球a、b自离开斜槽末端直至落地所经历的时间t。（2）步骤A中固定斜槽时应该有怎样的要求？

；步骤B和步骤C中小球a的释放点是否可以不同？

（填“是”或“否”）；步骤B和步骤C中选取入射小球a的质量m1和被碰小球b的质量m2间的关系应该为：m1

m2（填“大于”或“小于”）。（3）实验中所测量的物理量之间满足怎样的就可以认为两小球在碰撞过程中遵从动量守恒定律？

。（4）如果在第（3）小题中所给出的关系成立的前提下有：L0+L1=L2，则可以进一步说明什么？

。参考答案：

答案：（1）①④（2）斜槽末端水平；否；大于（3）m1L0=m1L1+m2L2

（4）两小球发生的是“弹性正碰”四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，在水平桌面上叠放着一质量为mA=2.0kg的薄木板A和质量为mB=3.0kg的金属块B（可视为质点），A的长度l=2.0m.B上有轻线绕过定滑轮与质量为mC=1.0kg的物块C相连，A与B以及桌面与A之间的滑动摩擦因数均=0.2，最大静摩擦力可视为等于滑动摩擦力.忽略滑轮质量及与轴间的摩擦。起始时用手托住物块C，使各物体都处于静止状态，绳刚被拉直，B位于A的左端(如图)，然后放手，求：（1）分析说明释放C后A的运动情况。（2）释放C后经过多长时间t后B从A的右端脱离(设A的右端距滑轮足够远；取g=10m/s2)。

参考答案：（1）B对A的摩擦力为地面对A的最大静摩擦力为由于，所以释放C后，A保持静止。（2）释放C后物体A保持静止，B、C一起做匀加速运动，由17.如图所示，已知小孩与雪橇的总质量为m=20kg，静止于水平冰面上的A点，雪橇与冰面间的动摩擦因数为=0.1。（g取10m/s2）（1）妈妈先用30N的水平恒力拉雪橇，经8秒到达B点，求A、B两点间的距离L。（2）若妈妈用大小为30N，与水平方向成37°角的力斜向上拉雪橇，使雪橇从A处由静止开始运动并能到达（1）问中的B处，求拉力作用的最短距离（cos37°=0.8，sin37°=0.6）（3）在第（2）问拉力作用最短距离对应的运动过程中，小孩与雪撬的最大动能为多少？

参考答案：（1）对小孩进行受力分析，由牛顿第二定律得：F-

………(3分)a=0.5m/s2

L=

………(2分)L=16m………(1分)

（2）设妈妈的力作用了x距离后撤去，小孩到达B点的速度恰好为0方法一：由动能定理得Fcos37°x--（L-x）=0………(4分)方法二：Fcos37°-=ma1………(1分)2………(1分)………(1分)………(1分)

x=12.4m………(1分)（3）小孩和雪撬在妈妈撤去力时的动能最大，方法一：由动能定理得Fcos37°x-=………(3分)方法二：由动能公式得=………(3分)

=72J………(1分)18.如图所示，重物A被绕过小滑轮P的细线所悬挂，小滑轮P被一根细线系于天花板上的O点，O点处安装一力传感器．质量为10kg的物块B放在粗糙的水平桌面上，O′是三根线的结点，bO′水平拉着B物体，aO′、bO′与bO′夹角如图所示．细线、小滑轮的重力和细线与滑轮间的摩擦力均可忽略，整个装置处于静止状态．若O点处安装的力传感器显示受到的拉力是F0=20N，物块B与水平桌面之间的动摩擦因数为0.2，求：（1）重物A的质量．（2）重物C的质量和桌面对B物体的摩擦力．参考答案：解：（1）设悬挂小滑轮的斜线中的拉力与O′a绳的拉力分别为T1和T，则有：2Tcos30°=T1得：T=20N．重物A的质量mA==2kg；（2）结点O′为研究对象，受力如图，根据平衡条件得，绳子的弹力为：F1=Tcos60°=10N．mcg=10N，故m