湖北省宜昌市金东方学校2022-2023学年高三物理期末试题含解析

湖北省宜昌市金东方学校2022-2023学年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，轻杆长为L一端固定在水平轴上的O点，另一端系

一个小球（可视为质点）。小球以O为圆心在竖直平面内做圆周运动，且能通过最高点，g为重力加速度。下列说法正确的是

A．小球通过最高点时速度不可能小于

B．小球通过最高点时所受轻杆的作用力可能为零

C．小球通过最高点时所受轻杆的作用力随小球速度的增大而增大

D．小球通过最高点时所受轻杆的作用力随小球速度的增大而减小参考答案：B杆子在最高点可以表现为拉力，也可以表现为支持力，在最高点，小球的临界速度为零，根据牛顿第二定律判断杆子对小球的弹力随速度变化的关系．小球在最高点的最小速度为零，此时重力等于杆子的支持力，故A错误B正确．在最高点，若速度v=，杆子的作用力为零；当v＞，杆子表现为拉力，速度增大，向心力增大，则杆子对小球的拉力增大；当v＜时，杆子表现为支持力，速度减小，向心力减小，则杆子对小球的支持力增大，故C、D错误．2.某同学站在观光电梯地板上，用加速度传感器记录了电梯由静止开始运动的加速度随时间变化情况，以竖直向上为正方向。根据图像提供的信息，可以判断下列说法中正确的是（

）A．在5s～15s内，观光电梯在加速上升，该同学处于超重状态B．在15s～25s内，观光电梯停了下来，该同学处于平衡状态C．在25s～35s内，观光电梯在减速上升，该同学处于失重状态D．在t=35s时，电梯的速度为0参考答案：ACD在5s～15s内，加速度为正，此时电梯在向上加速运动，处于超重状态，故A正确；在15～25s内，从加速度时间图象可知，此时的加速度为0，电梯向上做匀速直线运动，处于平衡状态，故B错误．

在25s～35s内，该同学加速度为负，减速上升，处于失重状态，故C正确．

加速度时间图线的面积表示相应的速度的大小，由图象可知t=35s时，观光电梯的速度为0，故D正确．3.如图所示，MN是一荧光屏，当带电粒子打到荧光屏上时，荧光屏能够发光。MN的上方有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。P为屏上的一小孔，PQ与MN垂直。一群质量为m、带电荷量都为q的正负两种粒子(不计重力)，以相同的速率v，从小孔P处沿垂直于磁场且与PQ夹角为θ的范围内向各个方向射入磁场区域，不计粒子间的相互作用。则以下说法正确的是在荧光屏上P点两侧将出现两个相等长度条形亮线，其长度为B、在荧光屏上P点两侧将出现两个相等长度条形亮线，其长度为C、在荧光屏上将出现一个圆形亮斑，其半径为D、在荧光屏上将出现一个圆形亮环，其外半径为，内半径为参考答案：A4.一汽车沿直线由静止开始向右运动，汽车的速度和加速度方向始终向右。汽车速度的平方V2与汽车前进位移X的图像如图所示，则下列说法正确的是：A.汽车从开始运动到前进X1过程中，汽车受到的合外力越来越大B.汽车从开始运动到前进X1过程中，汽车受到的合外力越来越小C.汽车从开始运动到前进X1过程中，汽车的平均速度大于V0/2D.汽车从开始运动到前进X1过程中，汽车的平均速度小于V0/2参考答案：AD5.（多选）硅光电池已广泛应用于人造卫星和灯塔、高速公路“电子眼”等设施。其原理如图所示，a、b是硅光电池的两个电极，P、N

是两块硅半导体，P、N

可在E区形成匀强电场。P的上表面镀有一层膜，当光照射时，P内产生的自由电子经E区电场加速后到达半导体N，从而产生电动势。以下说法中正确的是A．a电极为电池的正极B．电源内部的电流方向由P指向NC．E区匀强电场的方向由N指向PD．硅光电池是一种把化学能转化为电能的装置参考答案：AC二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.有一列简谐横波在弹性介质中沿x轴正方向以速率v=10m/s传播，某时刻的波形如图所示，把此时刻作为零时刻，质点A的振动方程为y=

m.参考答案：7.如图所示，在一个质量为M、横截面积为S的圆柱形导热气缸中，用活塞封闭了一部分空气，气体的体积为，活塞与气缸壁间密封且光滑，一弹簧秤连接在活塞上，将整个气缸悬吊在天花板上．当外界气温升高（大气压保持为）时，则弹簧秤的示数

▲

（填“变大”、“变小”或“不变”），如在该过程中气体从外界吸收的热量为，且气体的体积的变化量为，则气体的内能增加量为

▲

．参考答案：不变

（2分）

8.（多选）在物理学的发展过程中，科学家们创造出了许多物理学研究方法，以下关于所用物理学研究方法的叙述正确的是A.在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫微元法B.在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系。再保持力不变研究加速度与质量的关系。该实验采用了控制变量法C.伽利略认为自由落体运动就是物体在倾角为90°的斜面上的运动。再根据铜球在斜面上的运动规律得出自由落体的运动规律，这是采用了实验和逻辑推理相结合的方法D.在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这是采用了理想模型法参考答案：BC解析：A、在不需要考虑带电物体本身的大小和形状时，用点电荷来代替物体的方法叫建立理想化模型的方法．故A错误；B、在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，该实验采用了控制变量法，故B正确；C、伽利略认为自由落体运动就是物体在倾角为90°的斜面上的运动，再根据铜球在斜面上的运动规律得出自由落体的运动规律，这是采用了实验和逻辑推理相结合的方法．故C正确．D、在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法，故D错误．故选：BC．9.如图为氢原子的能级图，大量处于n=5激发态的氢原子跃迁时，可能发出

个能量不同的光子，其中频率最大的光子能量为

eV，若用此光照射到逸出功为3.06eV的光电管上，则加在该光电管上的反向遏止电压为

V。参考答案：10,

13.06,

1010.一个质量为50kg的人站立在静止于平静水面上的质量为400kg的船上，突然船上人对地以2m/s的水平速度跳向岸，不计水的阻力，则船以_____

___m/s的速度后退，若该人向上跳起后，以人船为系统，人船系统的动量_________。（填守恒或不守恒）参考答案：0.25

不守恒11.（4分）如图所示，A为放在水平光滑桌面上的木板，质量为1kg。木块B、C质量分别为3kg和1kg。接触面间动摩擦因素为0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。在拉力F作用下，物体A加速度为2m/s2。拉力F大小等于

N。参考答案：14N（4分）12.(5分)在离地面200m高处，以初速度v0竖直上抛一个小球，9s后小球的速率为2v0，g＝10m/s2，则可知v0＝

m/s；再经过时间

s后小球落回地面。参考答案：

答案：30、113.质量为4.0kg的物体A静止在水平桌面上，另一个质量为2.0kg的物体B以5.0m/s的水平速度与物体A相碰。碰后物体B以1.0m/s的速度反向弹回，则系统的总动量为_________kg·m/s，碰后物体A的速度大小为__________m/s。参考答案：10，3

三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（12分）位于处的声源从时刻开始振动，振动图像如图，已知波在空气中传播的速度为340m/s，则：

（1）该声源振动的位移随时间变化的表达式为

mm。（2）从声源振动开始经过

s，位于x=68m的观测者开始听到声音。（3）如果在声源和观测者之间设置一堵长为30m，高为2m，吸音效果良好的墙，观测者能否听到声音，为什么？参考答案：答案：（1）（4分）；（2）（4分）0.2；（3）（4分）能。因为声波的波长与障碍物的高度差不多，可以发生明显的衍射现象，所以，观察者能够听到声音。15.“水立方”国家游泳中心是北京为2008年夏季奥运会修建的主游泳馆．水立方游泳馆共有8条泳道的国际标准比赛用游泳池，游泳池长50m、宽25m、水深3m．设水的摩尔质量为M＝1.8×10-2kg／mol，试估算该游泳池中水分子数．参考答案：1.3×1032个解：游泳池中水的质量为m，阿伏加德罗常数为，游泳池中水的总体积为。则游泳池中水的物质的量为；所含的水分子数为个四、计算题：本题共3小题，共计47分16.在中美贸易战中，中兴的遭遇告诉我们，要重视芯片的自主研发工作，而芯片的基础工作在于半导体的工艺。如图所示，在半导体离子注入工艺中，初速度可忽略的磷离子P+和P3+，经电压为U的电场加速后，垂直进入方向垂直纸面向里、宽度为D的匀强磁场区域，其中离子P+在磁场中转过θ＝30°后从磁场右边界射出。已知P+和P3+的质量均为m，而电量分别为e和3e（e表示元电荷）。（1）求匀强磁场的磁感应强度B的大小；（2）求P3+在磁场中转过的角度φ。参考答案：（1）（2）60°【详解】（1）对离子P+在电场中的加速运动，由动能定理：，磁场中由洛伦兹力提供向心力：，由几何关系可得：r1sinθ＝D联立各式解得：匀强磁场的磁感应强度B的大小为：；（2）对离子P3+在电场中的加速运动，由动能定理：，在磁场中，洛伦兹力提供向心力：由几何关系可得：r2sinφ＝D，联立以上各式解得：P3+在磁场中转过角度φ＝60°；17.如图，光滑固定斜面倾角为α，斜面底端固定有垂直斜面的挡板C，斜面顶端固定有光滑定滑轮.质量为m的物体A经一轻质弹簧与下方挡板上的质量也为m的物体B相连，弹簧的劲度系数为k，A、B都处于静止状态。一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮，一端连物体A，另一端连一轻挂钩。开始时各段绳都处于伸直状态，A上方的一段绳平行于斜面。现在挂钩上挂一质量为M的物体D并从静止状态释放，已知它恰好能使B离开挡板但不继续上升。若让D带上正电荷q，同时在D运动的空间中加上方向竖直向下的匀强电场，电场强度的大小为E，仍从上述初始位置由静止状态释放D，则这次B刚离开挡板时D的速度大小是多少？已知重力加速度为g。参考答案：挂钩没有挂D时，A压缩弹簧，弹簧的压缩量为x1，对A有：mgsinα＝kx1，则

x1＝；

（1分）挂钩挂上D后，B刚好离开挡板时弹簧的伸长量为x2，对B有：mgsinα＝kx2，则

x2＝

（1分）该过程A沿斜面上升的距离和D下降的高度都是x1＋x2，且A、D的初速度、末速度都为零。设该过程弹性势能的增量为ΔE，由系统机械能守恒有：mg(x1＋x2)sinα－Mg(x1＋x2)＋ΔE＝0；

（2分）将D带电后，D在电场中运动，电场力对D作正功，设B刚离开挡板