福建省福州市碧里乡牛坑中学2022-2023学年高三物理期末试题含解析

福建省福州市碧里乡牛坑中学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.（单选）下列叙述符合物理学史实的是A.焦耳发现了电流的热效应，定量得出了电能和热能之间的转换关系B.法拉第提出了分子电流假说，解释了磁铁的磁场和电流的磁场在本质上相同C.库仑最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场D.奥斯特对电磁感应现象的研究，将人类带入了电气化时代参考答案：A2.（2014秋?苍南县校级期中）2011年7月在土耳其伊斯坦布尔举行的第15届机器人世界杯赛上．中科大“蓝鹰”队获得仿真2D组冠军和服务机器人组亚军．改写了我国服务机器人从未进人世界前5的纪录，标志着我国在该领域的研究取得了重要进展．图中是科大著名服务机器人“可佳”，如图所示，现要执行一项任务．给它设定了如下动作程序：机器人在平面内由点（0，0）出发，沿直线运动到点（3，1），然后又由点（3，1）沿直线运动到点（1，4），然后又由点（1，4）沿直线运动到点（5，5），然后又由点（5，5）沿直线运动到点（2，2）．该个过程中机器人所用时间是2s，则（）A.机器人的运动轨迹是一条直线B.整个过程中机器人的位移大小为2mC.机器人不会两次通过同一点D.整个过程中机器人的平均速度为1.5m/s参考答案：BA、机器人的运动轨迹为折线，A错误；B、由题意知机器人初位置坐标为（0，0），末位置坐标为（2.2），故位移为：X=，故B正确；C、由点（5，5）沿直线运动到点（2，2）时会与由点（3，1）沿直线运动到点（1，4）有交点，即会经过同一位置，B错误；D、D、平均速度为位移与时间的比值，故v=，故D错误；故选：B3.在下列四个核反应方程中，x表示质子的是参考答案：B本题比较简单，考查了核反应方程中的质量数和电荷数守恒的应用．根据质量数和电荷数守恒求出x的电荷数和质量数，即可判断x是否表示质子．A中x表示正电子，B中x表示质子，C中x表示电子，D中x表示中子，故ACD错误，B正确．4.如图所示，甲是某质点的位移﹣时间图象，乙是另一质点的速度﹣时间图象，关于这两图象，下列说法中正确的是（）A．由图甲可知，质点做曲线运动，且速度逐渐增大B．由图甲可知，质点在前10s内的平均速度的大小为4m/sC．由图乙可知，质点在第4s内加速度的方向与物体运动的方向相同D．由图乙可知，质点在运动过程中，加速度的最大值为7.5m/s2参考答案：C【考点】匀变速直线运动的图像；匀变速直线运动的速度与时间的关系．【分析】s﹣t图线与v﹣t图线只能描述直线运动，s﹣t的斜率表示物体运动的速度，斜率的正和负分别表示物体沿正方向和负方向运动．v﹣t的斜率表示物体运动的加速度，图线与时间轴围成的面积等于物体在该段时间内通过的位移．【解答】解：A、运动图象反映物体的运动规律，不是运动轨迹，无论速度时间图象还是位移时间图象只能表示物体做直线运动，故A错误；B、由图（1）可知，质点在前10s内的位移x=20﹣0=20m，所以平均速度，故B错误；C、由图（2）可知，质点在第4s内加速度和速度都为负，方向相同，故C正确；D、v﹣t的斜率表示物体运动的加速度，由图（2）可知，质点在运动过程中，加速度的最大值出现在2﹣4s内，最大加速度大小为a=，故D错误．故选：C5.（多选）如图甲所示，正六边形导线框abcdef放在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示．t=0时刻，磁感应强度B的方向垂直纸面向里，设产生的感应电流顺时针方向为正、竖直边cd所受安培力的方向水平向左为正．则下面关于感应电流i和cd所受安培力F随时间t变化的图象正确的是（）A.

B.

C.D.参考答案：AC法拉第电磁感应定律；安培力解：A、0～2s内，磁场的方向垂直纸面向里，且逐渐减小，根据楞次定律，感应电流的方向为顺时针方向，为正值．根据法拉第电磁感应定律，E==B0S为定值，则感应电流为定值，．在2～3s内，磁感应强度方向垂直纸面向外，且逐渐增大，根据楞次定律，感应电流方向为顺时针方向，为正值，大小与0～2s内相同．在3～4s内，磁感应强度垂直纸面向外，且逐渐减小，根据楞次定律，感应电流方向为逆时针方向，为负值，大小与0～2s内相同．在4～6s内，磁感应强度方向垂直纸面向里，且逐渐增大，根据楞次定律，感应电流方向为逆时针方向，为负值，大小与0～2s内相同．故A正确，B错误．C、在0～2s内，磁场的方向垂直纸面向里，且逐渐减小，电流恒定不变，根据FA=BIL，则安培力逐渐减小，cd边所受安培力方向向右，为负值．0时刻安培力大小为F=2B0I0L．在2s～3s内，磁感应强度方向垂直纸面向外，且逐渐增大，根据FA=BIL，则安培力逐渐增大，cd边所受安培力方向向左，为正值，3s末安培力大小为B0I0L．在2～3s内，磁感应强度方向垂直纸面向外，且逐渐增大，则安培力大小逐渐增大，cd边所受安培力方向向右，为负值，第4s初的安培力大小为B0I0L．在4～6s内，磁感应强度方向垂直纸面向里，且逐渐增大，则安培力大小逐渐增大，cd边所受安培力方向向左，6s末的安培力大小2B0I0L．故C正确，D错误．故选AC．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图甲所示，光滑绝缘的水平面上一矩形金属线圈

abcd的质量为m、电阻为R、面积为S，ad边长度为L，其右侧是有左右边界的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B，ab边长度与有界磁场区域宽度相等，在t=0时刻线圈以初速度v0进入磁场，在t=T时刻线圈刚好全部进入磁场且速度为vl，此时对线圈施加一沿运动方向的变力F，使线圈在t=2T时刻线圈全部离开该磁场区，若上述过程中线圈的v—t图像如图乙所示，整个图像关于t=T轴对称。则0—T时间内，线圈内产生的焦耳热为______________________，从T—2T过程中，变力F做的功为______________________。参考答案：；2（）7.（4分）在时刻，质点A开始做简谐运动，其振动图象如图乙所示。质点A振动的周期是

s；时，质点A的运动沿轴的

方向（填“正”或“负”）；质点B在波动的传播方向上与A相距16m，已知波的传播速度为2m/s，在时，质点B偏离平衡位置的位移是

cm。参考答案：4

正

10解析：振动图象和波形图比较容易混淆，而导致出错，在读图是一定要注意横纵坐标的物理意义，以避免出错。题图为波的振动图象，图象可知周期为4s，波源的起振方向与波头的振动方向相同且向上，t=6s时质点在平衡位置向下振动，故8s时质点在平衡位置向上振动；波传播到B点，需要时间s=8s，故时，质点又振动了1s(个周期)，处于正向最大位移处，位移为10cm.。8.如图所示是用光电门传感器测定小车瞬时速度的情境，轨道上ac间距离恰等于小车长度，b是ac中点．某同学采用不同的挡光片做了三次实验，并对测量精确度加以比较．挡光片安装在小车中点处，光电门安装在c点，它测量的是小车前端P抵达____点（选填a、b或c）时的瞬时速度；若每次小车从相同位置释放，记录数据如表所示，那么测得瞬时速度较精确的值为_____m/s．参考答案：（1）b

（2分）,

（2）1.90

9.质量为0.45kg的木块静止在光滑水平面上，一质量为0.05kg的子弹以200m/s的水平速度击中木块，并留在其中，整个木块沿子弹原方向运动，则木块最终速度的大小是__________m/s。若子弹在木块中运动时受到的平均阻力为4.5×103N，则子弹射入木块的深度为_______m。参考答案：

(1).20

(2).0.2试题分析：根据系统动量守恒求解两木块最终速度的大小；根据能量守恒定律求出子弹射入木块的深度；根据动量守恒定律可得，解得；系统减小的动能转化为克服阻力产生的内能，故有，解得；【点睛】本题综合考查了动量守恒定律、能量守恒定律，综合性较强，对学生能力要求较高．10.如图所示，某车沿水平方向高速行驶，车厢中央的光源发出一个闪光，闪光照到了车厢的前、后壁，则地面上的观察者认为该闪光

▲

（选填“先到达前壁”、“先到达后壁”或“同时到达前后壁”），同时他观察到车厢的长度比静止时变▲（选填“长”或“短”）了。参考答案：先到达后壁

短11.某同学在探究摩擦力的实验中采用了如图所示的操作，将一个长方体木块放在水平桌面上，然后用一个力传感器对木块施加一个水平拉力F，并用另外一个传感器对木块的运动状态进行监测，表1是其记录的实验数据．木块的重力为10.00N，重力加速度g=9.80m/s2,根据表格中的数据回答下列问题（答案保留3位有效数字）：（1）木块与桌面间的动摩擦因数

；（2）实验次数5中监测到的加速度

m/s2．

实验次数运动状态拉力F/N1静止3.622静止4.003匀速4.014匀加速5.015匀加速5.49

参考答案：(1)0.401

(2)1.4512.质量为m，电量为q的带正电小物块在磁感强度为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，沿动摩擦因数为μ的绝缘水平面以初速度v0开始向左运动，如图所示．物块移动距离S1后停了下来，设此过程中，q不变．去掉磁场后，其他条件不变，物块移动距离S2后停了下来．则S1小于S2（填大于、小于、等于）参考答案：【考点】：带电粒子在混合场中的运动．【分析】：物块向左运动的过程中，受到重力、洛伦兹力、水平面的支持力和滑动摩擦力，向左做减速运动．采用假设法。：解：物块带正电，由左手定则可知，受洛伦兹力方向向下，则物块受到的支持力大于物块的重力，物块受到的摩擦力．根据动能定理，得：﹣=0﹣…①若去掉磁场，物块受到的摩擦力：f2=μmg，根据动能定理，得：…②比较①②得：s1＜s2故答案为：小于【点评】：本题考查应用动能定理和动量定理研究变力情况的能力．在中学阶段，这两个定理，一般用来研究恒力作用情况，本题采用假设法，将变力与恒力情况进行比较得出答案．13.如图，P是水平放置的足够大的圆盘，绕经过圆心O点的竖直轴匀速转动，在圆盘上方固定的水平钢架上，吊有盛水小桶的滑轮带动小桶一起以v=0.1m/s的速度匀速向右运动，小桶底部与圆盘上表面的高度差为h=5m．t=0时，小桶运动到O点正上方且滴出第一滴水，以后每当一滴水刚好落在圆盘上时桶中恰好再滴出一滴水，不计空气阻力，若要使水滴都落在圆盘上的同一条直径上，圆盘角速度的最小值为ω，则ω=πrad/s，第二、三滴水落点的最大距离为d，则d=0.5m．参考答案：考点：线速度、角速度和周期、转速；自由落体运动．专题：匀速圆周运动专题．分析：滴下的水做平抛运动，平抛运动的时间由高度决定，水平位移由时间和初速度共同决定．若要使水滴都落在圆盘上的同一条直径上，且圆盘的角速度最小，则在滴水的时间内圆盘转动πrad．解答：解：水滴平抛运动的时间：t===1s．则圆盘的最小角速度：ω=rad/s=πrad/s．第2滴水距离O点的距离x2=vt2=0.1×2m=0.2m，第3滴水距离O点的距离为x3=vt3=0.1×3m=0.3m，因为2、3两滴水分居在O点的两侧，所以d=x2+x3=0.5m．故答案为：π，0.5．点评：本题是平抛运动与圆周运动相结合的问题，关键掌握两种运动的运动规律，抓住相等量进行分析计算．三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.内表面只反射而不吸收光的圆筒内有一半径为R的黑球，距球心为2R处有一点光源S，球心O和光源S皆在圆筒轴线上，如图所示．若使点光源向右半边发出的光最后全被黑球吸收，则筒的内半径r最大为多少？参考答案：自S作球的切线S?，并画出S经管壁反射形成的虚像点，及由画出球面的切线N，如图1所示，由图可看出，只要和之间有一夹角，则筒壁对从S向右的光线的反射光线就有一部分进入球的右方，不会完全落在球上被吸收．由图可看出，如果r的大小恰能使与重合，如图2，则r?就是题所要求的筒的内半径的最大值．这时SM与MN的交点到球心的距离MO就是所要求的筒的半径r．由图2可得??????????

（1）由几何关系可知

（2）由（1）、（2）式得

（3）15.（8分）（1）美国科研人员正在研制一种新型镍铜长效电池，它是采用铜和放射性同位素镍63(Ni)两种金属作为长寿命电池的材料，利用镍63(Ni)发生一次β衰变成铜（Cu），同时释放电子给铜片，把镍63(Ni)和铜片做电池两极，镍63(Ni)的衰变方程为 。（2）一静止的质量为M的镍核63(Ni)发生β衰变，放出一个速度为v0，质量为m的β粒子和一个反冲铜核，若镍核发生衰变时释放的能量全部转化为β粒子和铜核的动能。求此衰变过程中的质量亏损（亏损的质量在与粒子质量相比可忽略不计）。参考答案：解析：（1）；（2）设衰变后铜核的速度为v，由动量守恒

①由能量方程

②由质能方程