浙江省金华市兰溪蜀山中学2022-2023学年高三物理上学期期末试题含解析

浙江省金华市兰溪蜀山中学2022-2023学年高三物理上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.在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，采用如图所示的实验装置与方案。本实验的特点是通过黑板擦控制两小车的起动与停止，将测量两车的加速度转换为测量两车的位移。实验中不需要测量的物理量是A．小车运动的时间B．小车通过的位移C．盘和盘中重物的总质量D．车和车上重物的总质量参考答案：A2.（单选）下列说法正确的是（）A．合力的大小一定大于或等于分力的大小B．系统所受合外力为零，系统的机械能守恒C．做加速运动的物体处于超重状态，与速度方向无关D．火车转弯处通常是外轨高于内轨，目的是减小轮缘与轨道间的作用力参考答案：考点：机械能守恒定律；向心力．专题：机械能守恒定律应用专题．分析：合力可以大于分力，可以等于分力，也可以小于分力，只有重力或只有弹力做功，系统机械能守恒，超重的运动学特征是具有向上的加速度，失重的运动学特征是具有向下的加速度，火车转弯处通常是外轨高于内轨，让重力与支持力的合力提供向心力．解答：解：A、合力的大小可以小于分力，如3N和4N合成，合力可以是1N，故A错误；B、系统所受的合外力为零，系统的机械能不一定守恒，如竖直匀速下降的物体所受合外力为零，机械能减少，不守恒，故B错误；C、当加速度方向向上时，物体处于超重状态，与是否加速无关，故C错误；D、火车转弯处通常是外轨高于内轨，让重力与支持力的合力提供向心力，减小轮缘与轨道间的作用力，故D正确．故选：D点评：本题考查了判断机械能是否守恒，知道机械能守恒的条件，知道超重和失重的运动学特征，知道超重和失重时，重力没有变化．3.（单选）如图所示，两个质量都是m的小球A、B用轻杆连接后斜放在墙上处于平衡状态．已知墙面光滑，水平地面粗糙。现将A球向上移动一小段距离。两球再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，地面对B球的支持力N和轻杆上的压力F的变化情况是（

）A．N变大，F变大

B．N不变，F变小C．N不变，F变大

D．N变大，F变小参考答案：B对整体进行受力分析，竖直方向只总2mg和地面对B的支持力N，则知N=2mg，移动两球后，仍然平衡，则N仍然等于2mg，所以N不变．再隔离对A进行受力分析，轻杆对A的作用力等于轻杆上受到的压力，设轻杆对A球的作用力F与竖直方向的夹角为θ，则得：Fcosθ=mg，得，当A球向上移动一小段距离，夹角θ减小，cosθ变大，所以F减小．故C正确．4.（单选）带电小球以一定的初速度v0竖直向上抛出，能够达到的最大高度为h1；若加上水平方向的匀强磁场，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h2，若加上水平方向的匀强电场，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h3，如图所示，不计空气阻力，则()A．h1＝h2＝h3

B．h1＞h2＞h3C．h1＝h2＞h3

D．h1＝h3＞h2参考答案：D5.（多选题）如图所示，MPQO为有界的竖直向下的匀强电场，电场强度为E，ACB为光滑固定的半圆形轨道，轨道半径为R，AB为圆水平直径的两个端点，AC为1/4圆弧．一个质量为m，电荷量为－q的带电小球，从A点正上方高为H处由静止释放，并从A点沿切线进入半圆轨道．不计空气阻力及一切能量损失，关于带电小球的运动情况，下列说法正确的是()[来A．小球一定能从B点离开轨道

B．小球在AC部分可能做匀速圆周运动C．若小球能从B点离开，上升的高度一定小于H

D．小球到达C点的速度可能为零[来参考答案：BC二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，为一平抛小球运动的示意图，对图中小球所处位置进行测量得：位置点1与位置点4竖直距离为15cm，位置点4与位置点7的竖直距离为25cm，各位置点之间的水平距离均为5cm。则（1）小球抛出时的速度大小为

m/s。（2）小球抛出点

（填“在”或“不在”）位置点1处。（3）小球在位置点4时的竖直速度是

m/s。（空气阻力不计，g=10m/s2，保留二位有效数字）参考答案：（1）1.5

（2）不在

0.677.图10—59中虚线表示某一匀强电场区域内的若干个等势面。质子、氘核、粒子以相同的初速度，沿与等势面平行的方向由A点进入该电场，从上端进入电场到下端离开电场的过程中，质子、氘核、粒子的动量改变量之比是______________，电势能改变量之比是_____________。参考答案：1：1：2

2：1：28.如图所示，一农用水泵装在离地面一定高度处，其出水管是水平的，现仅有一钢卷尺，请你粗略地测出水流出管口的速度大小和从管口到地面之间在空中水柱的质量（已知水的密度为ρ，重力加速度为g）：（1）除了已测出的水管内径L外，你需要测量的物理量是（写出物理量名称和对应的字母）：

；（2）水流出管口的速度表达式为

；（请用已知量和待测量的符号表示）（3）空中水的质量的表达式为

．（请用已知量和待测量的符号表示）参考答案：（1）水平位移s，管口离地的高度h；（2）；（3）m=．【考点】平抛运动．【分析】根据高度求出平抛运动的时间，结合水平位移和时间求出初速度．根据水质量的表达式确定需要测量的物理量．【解答】解：（1）水流出水管后做平抛运动，需要测出水的：水平位移s，管口离地的高度h；（2）水管距地高度h，水柱的水平射程S，设水在空中的运动时间为t，水做平抛运动，在水平方向：s=vt，在竖直方向：h=，则水在空中运动的时间t=，水的初速度．（3）空中水的质量表达式m=×=．故答案为：（1）水平位移s，管口离地的高度h；（2）；（3）m=．【点评】本题关键是明确实验原理，运用平抛运动的模型列式分析，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，较难．9.一简谐横波以10m/s的波速沿x轴正方向传播。已知t=0时刻的波形如图，则x=0处质点振动方向

______

(“沿y轴负方向”或“沿y轴正方向”)，从t=0开始计时，x=2m处的振动方程为y=

_______

cm。

参考答案：y轴负方向10.同打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示。a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现利用图乙所示装置研究滑块的运动情况，图中MN是水平桌面，Q是木板与桌面的接触点，1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出，让滑块从木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为5.0×10－2s和2.0×10－2s。用游标卡尺测量小滑块的宽度d，卡尺示数如图丙所示。（1）读出滑块的宽度d＝________cm。（2）滑块通过光电门1的速度v1＝______m/s。(保留两位有效数字)（3）若提供一把米尺，测出两个光电门之间的距离1.00m，则滑块运动的加速度为_______m/s2。(保留两位有效数字)参考答案：11.如图所示，匀强电场中某一条电场线上a、b两点相距l，电势Ua＜Ub，一个电量大小为q的粒子只受电场力作用，沿该电场线从a点移动到b点的过程中，动能减少了DEK．则该带电粒子带_______电；该匀强电场的场强大小为_________．

参考答案：

答案：正

DEK/ql12.现在，科学家们正在千方百计地探寻“反物质”。所谓“反物质”，是由“反粒子”构成的，“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和电量，但电性相反。如反α粒子的符号可表示为-24He.正、反粒子相遇时会因相撞结合成光子,放出巨大的能量,这就是所谓的“湮灭”现象.若正、负电子相撞后湮灭成两个频率相同的光子,已知电子的电荷量为e、质量为m,电磁波在真空中的传播速度为c.则可求得所生成的光子的波长

.参考答案：13.一物体在光滑水平面上的A点以一定初速度开始运动，同时受到一个与初速度方向相反的恒力作用，经时间t0力的大小不变，方向相反，使物体回到A点时速度恰为零。则这一过程所需时间为

。参考答案：

答案：三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.用如图甲所示的实验装置可以测量重力加速度，经正确操作后得到一条纸带，在纸带上选择0、1、2、3、4、5、6七个测量点，相邻两测量点的时间间隔为0.04s，测量出各测量点到0测量点的距离d，记入下表中，对这些数据进行处理后便可得重力加速度值．测量点0123456d/cm01.204.168.6014.5021.9030.85时间t（s）00.040.080.120.160.200.24（m/s）

0.300.520.720.911.101.29（1）根据表格中的测量数据和如图乙所示的坐标纸（坐标纸上已经标出了刻度），选择合适的坐标轴代表的物理量，其横轴所代表的物理量为时间t，纵轴所代表的物理量为平均速度．并在坐标纸上画出实验图线．（2）根据你画出的图线，求出重力加速度g=9.68（9.66～9.70）m/s2．（保留3位有效数字）参考答案：考点：验证机械能守恒定律．专题：实验题；机械能守恒定律应用专题．分析：（1）、根据题意选取坐标的含义，再使用描点法描点，然后连线；（2）、根据实验的原理：y=gt2，以及图线斜率的意义解答即可．解答：解：（1）由题意可知，选择合适的坐标轴代表的物理量，其横轴所代表的物理量为时间t，纵轴所代表的物理量为平均速度；使用描点法首先描点，然后连线如图；（2）由图线可求得斜率为：k==4.84，因为=gt，即=?t，故=4.84，g=9.68m/s2．故答案为：（1）t，；（2）9.68．点评：解决本题的关键掌握在较短时间内的平均速度可以表示瞬时速度，正确利用匀变速直线运动公式求出加速度．15.某实验小组组装了一套如图所示的装置探究做功与动能变化的关系，拉力传感器固定在小车上，一端与细绳相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小．穿过打点计时器的纸带与小车尾部相连接，打点计时器打点周期为T，实验的部分步骤如下：（1）平衡小车所受的阻力：不挂钩码，调整木板右端的高度，用手轻推小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列间距_________的点．高考资源网（2）测量小车和拉力传感器的总质量为M，所挂钩码的总质量为m，按图组装好仪器，并连接好所需电路，将小车停在打点计时器附近，先接通拉力传感器和打点计时器的电源，然后 ，打出一条纸带，关闭电源．（3）在打出的纸带中选择一条比较理想的纸带如图所示，在纸带上按打点先后顺序依次取O、A、B、C、D、E等多个计时点，各个计时点到O点间的距离分别用hA、hB、hC、hD、hE……表示，则小车和拉力传感器在计时器打下D点时的动能表达式为Ek=

，若拉力传感器的读数为F，计时器打下A点到打下D点过程中，细绳拉力对小车所做功的表达式为W=

，F

（选填“>”、“<”或“=”）mg．（4）某同学以A点为起始点，以A点到各个计数点动能的增量（单位：J）为纵坐标，以A点到各个计数点拉力对小车所做的功W（单位：J）为横坐标，描点作图得到一条过原点且倾角为45°的直线，由此可以得到的结论是

．

参考答案：（1）相等

（1分，其他表述正确的同样给分）

（2）释放小车

（1分）

（3）（2分）

（1分）

<（1分）（4）外力所做的功，等于物体动能的变化量（2分，其他表述正确的同样给分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图，半径为R的光滑圆形轨道固定在竖直面内．小球A、B质量分别为m、βm（β为待定系数）．A球从左边与圆心等高处由静止开始沿轨道下滑，与静止于轨道最低点的B球相撞，碰撞后A、B球能达到的最大高度均为，碰撞中无机械能损失．重力加速度为g．试求：（1）待定系数β；（2）第一次碰撞刚结束时小球A、B各自的速度和B球对轨道的压力；（3）小球A、B在轨道最低处第二次碰撞刚结束时各自的速度，并讨论小球A、B在轨道最低处第n次碰撞刚结束时各自的速度．参考答案：考点： 动量守恒定律；动能定理的应用．专题： 压轴题；动量与动能定理或能的转化与守恒定律综合．分析： （1）由题，碰撞中无机械能损失，以AB组成的系统研究，由机械能守恒定律研究A球从静止开始下滑到碰撞后A、B球达到的最大高度的过程，可求出待定系数β；（2）碰撞后，A、B两球各自的机械能守恒，可求出碰撞后的速度，B球由轨道的支持力和重力的合力提供向心，由牛顿运动定律求解B球对轨道的压力；（3）小球A、B在轨道最低处第二次碰撞过程，根据机械能守恒和动量守恒，求出小球A、B碰撞后两球的速度，再进行讨论．解答： 解：（1）A球从静止开始下滑到碰撞后A、B球达到的最大高度的过程，由机械能守恒定律得

mgR=mgR+解得，β=3（2）设A、B碰撞后的速度分别为v1、v2，则则

=mgR=设向右方向正，向左为负，则得

v1=﹣，方向向左；，方向向右．设轨道对B球的支持力为N，B球对轨道的压力为N′，方向竖直向下为正则由牛顿第二定律得

N﹣βmg=βm得，N=4.5mg由牛顿第三定律得，N′=﹣N=﹣4.5mg，方向竖直向下．（3）设A、B两球第二次碰撞刚结束时各自的速度分别为V1、V2，由机械能守恒和动量守恒得

mgR=+﹣mv1﹣βmv2=mV1+βmV2解得，V1=﹣，V2=0．（另一组解：V1=﹣v1，V2=﹣v2，不合题意，舍去）由此可得

当n为奇数时，小球A、B在第n次碰撞铡结束时的速度分别与其第一次碰撞刚结束时相同；

当n为偶数时，小球A、B在第n次碰撞铡结束时的速度分别与其第二次碰撞刚结束时相同；答：（1）待定系数β是3．（2）第一次碰撞刚结束时小球A、B各自的速度为﹣，方向向左和，方向向右；B球对轨道的压力是4.5mg，方向竖直向下．（3）小球A、B在轨道最低处第二次碰撞刚结束时各自的速度分别是和0，当n为奇数时，小球A、B在第n次碰撞铡结束时的速度分别与其第一次碰撞刚结束时相同；当n为偶数时，小球A、B在第n次碰撞铡结束时的速度分别与其第二次碰撞刚结束时相同；点评： 本题中两球发生弹性碰撞，遵守两大守恒：机械能守恒和动量守恒，要灵活选择研究对象和研究的过程，注意研究动量时，要选正方向，用正负号表示动量的方向．17.23．山谷中有三块大石头和一根不可伸长的青之青藤，其示意图如下。图中A、B、C、D均为石头的边缘点，O为青藤的固定点，h1=1.8m，h2=4.0m，x1=4.8m，x2=8.0m。开始时，质量分别为M=10kg和m=2kg的大小两只滇金丝猴分别位于左边和中间的石头上，当大猴发现小猴将受到伤害时，迅速从左边石头A点起水平跳到中间石头，大猴抱起小猴跑到C点，抓住青藤的下端荡到右边石头的D点，此时速度恰好为零。运动过程中猴子均看成质点，空气阻力不计，重力加速度g=10m/s2，求：（1）大猴子水平跳离的速度最小值（2）猴子抓住青藤荡起时的速度大小（3）荡起时，青藤对猴子的拉力大小参考答案：（1）设猴子从A点水平跳离时速的最小值为，根据平抛运动规律，有

①

②

联立①、②式，得

③

（2）猴子抓住青藤后的运动过程中机械能守恒，设汤起时速为。有

④