2022-2023学年广东省中山市五桂山学校高三物理期末试题含解析

2022-2023学年广东省中山市五桂山学校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）铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，已知内外轨道对水平面倾角为θ，如图所示，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度小于，则

A．内轨对内侧车轮轮缘有挤压B．外轨对外侧车轮轮缘有挤压C．这时铁轨对火车的支持力大于D．这时铁轨对火车的支持力等于参考答案：A。火车相当于在斜面上作圆周运动，根据受力分析和牛顿第二定律得：，当小于时，是内轨对内侧车轮轮缘有挤压，A对，B错；这时铁轨对火车的支持力小于，C、D答案都错；故本题选择A答案。2.为纪念伽利略将望远镜用于天文观测400周年，2009年被定为以“探索我的宇宙”为主题的国际天文年。我国发射的“嫦娥一号”卫星绕月球经过一年多的运行，完成了既定任务，于2009年3月1日16时13分成功撞月。如图为“嫦娥一号”卫星撞月的模拟图，卫星在控制点1开始进入撞月轨道，假设卫星绕月球作圆周运动的轨道半径为R，周期为T，引力常量为G。根据题中信息，以下说法正确的是A．可以求出月球的质量

B．可以求出月球对“嫦娥一号”卫星的引力C．“嫦娥一号”卫星在控制点1处应减速D．“嫦娥一号”在地面的发射速度大于11.2km/s参考答案：AC3.如图所示，长为a宽为b的矩形区域内（包括边界）有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外．0点有一粒子源，某时刻粒子源向磁场所在区域与磁场垂直的平面内所有方向发射大量质量为m电量为q的带正电的粒子，粒子的速度大小相同，粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为T，最先从磁场上边界射出的粒子经历的时间为，最后从磁场中飞出的粒子经历的时间为，不计重力和粒子之间的相互作用，则（）A．粒子速度大小为B．粒子做圆周运动的半径为3bC．a的长度为（+1）bD．最后从磁场中飞出的粒子一定从上边界的中点飞出参考答案：C【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动．【专题】带电粒子在磁场中的运动专题．【分析】根据左手定则可知，粒子在磁场中受到的洛伦兹力的方向向右，将向右偏转，由运动的特点与运动的最短时间，即可判断出偏转的角度；然后由几何关系求出粒子的半径，洛伦兹力提供向心力求出粒子运动的速度．根据几何关系，判断出最后从磁场中飞出的粒子的轨迹，得出a的长度以及粒子飞出磁场的位置．【解答】解：A、B、根据左手定则可知，粒子在磁场中受到的洛伦兹力的方向向右，将向右偏转．结合运动的特点可知，粒子向上的分速度越大，则越早从上边界飞出．所以最早从上边界飞出的粒子进入磁场的方向是竖直向上的．又由题最先从磁场上边界射出的粒子经历的时间为，根据：，则粒子偏转的角度：．做出这种情况下粒子运动的轨迹如图1，由图中几何关系可知：粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，即：所以：．故A错误，B错误；C、D、粒子的入射的方向在90°的范围以内，又r=2b，所以粒子运动的轨迹不会超过半个圆，运动的时间不超过半个周期，由可知，轨迹的圆心角越大，则运动的时间越长，而圆心角越大，对应的弦长越长，所以粒子运动的最长时间的轨迹，弦长也最长．所以最后射出磁场的粒子一定是从磁场的右边射出，最后从磁场中飞出的粒子经历的时间为，画出运动的最长轨迹如图2，则：所以：α=30°，β=90°﹣α=60°，由于最后从磁场中飞出的粒子经历的时间为，则偏转角等于90°，γ=90°﹣β=30°由几何关系可得：．故C正确，D错误．故选：C4.如图甲所示理想变压器电路，其原、副线圈的匝数比为4∶1，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接如图乙所示的正弦交流电，图中Rt为NTC型热敏电阻，R1为定值电阻。下列说法正确的是

A．交流电压u的表达式u=36sin100πt(V)B．变压器原、副线圈中的电流之比为1∶4C．变压器输入、输出功率之比为1∶4D．Rt处温度升高时，电压表和电流表的示数均变大参考答案：AB5.（单选）如图甲所示，在倾角为30°的足够长的光滑斜面上，有一质量为m的物体，受到沿斜面方向的力F作用，力F按图乙所示规律变化（图中纵坐标是F与mg的比值，力沿斜面向上为正）。则物体运动的速度v随时间t变化的规律是图丙中的（物体的初速度为零，重力加速度取10m/s2）（

）参考答案：C。当F与mg的比值为1时，有此时加速度a=0.5g=5m/s2，在1s末速度增大到正向5m/s，在1s到2s间撤去F后物体在重力沿斜面向下的分力提供加速度，为5m/s2，在2s末速度减小到零。可细分析如下：在0-1s内，根据牛顿第二定律得：，方向沿斜面向上，物体向上做匀加速直线运动；在1-2s内，拉力为零，根据牛顿第二定律得：，方向沿斜面向下，物体沿斜面向上做匀减速直线运动，2s末速度为零．在2-3s内，根据牛顿第二定律得：．方向沿斜面向下，物体沿斜面向下做匀加速直线运动，3s末的速度大小v=a3t=15m/s．故C正确，A、B、D错误．故选择C答案。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.气垫导轨可以在导轨和滑块之间形成一薄层空气膜，使滑块和导轨间的摩擦几乎为零，如图所示，让滑块从气垫导轨是某一高度下滑，滑块上的遮光片的宽度为s，当遮光片通过电门时与光电门相连的数字毫秒器显示遮光时间为t，则庶光片通过光电门的平均速度为v= （1）关于这个平均速度，有如下讨论： A．这个平均速度不能作为实验中遮光片通过光电门时滑块的瞬时速度 B．理论上，遮光片宽度越窄，遮光片通过光电门的平均越接近瞬时速度 C．实验中所选遮光片并非越窄越好，还应考虑测量时间的精确度，遮光片太窄，时间测量精度就会降低，所测瞬时速度反而不准确 D．实验中，所选遮光片越宽越好，这样时间的测量较准，得到的瞬时速度将比较准确，这些讨论中，正确的是：

； （2）利用这一装置可验证机械能守桓定律。滑块和遮光片总质量记为M（kg），若测出气垫导轨总长L0、遮光片的宽度s，气垫导轨两端到桌面的高度差h、滑块从由静止释放到经过光时门时下滑的距离L和遮光时间t，这一过程中：滑块减少的重力势能的表达式为：

，滑块获得的动能表达式为：

；参考答案：（1）BC

（2）

知道光电门测量滑块瞬时速度的原理，能根据已知的运动学公式求出速度进而计算物体的动能是解决本题的关键。7.利用α粒子散射实验最早提出原子核式结构模型的科学家是

；他还利用α粒子轰击（氮核）生成和另一种粒子，写出该核反应方程

．参考答案：8.

（5分）一个蓄电池输出电压为12V，若输出的电能为4.3×106J，则它放出的电量为_____________C。参考答案：答案：3.6×1059.在研究有固定转动轴物体平衡条件的实验中（1）实验开始前需要检查力矩盘重心是否在转轴处，描述检查的操作过程．在任意位置（转过任意角度）能静止/平衡（2）某同学采用50g的钩码，力矩盘平衡后如图所示，弹簧秤读数1.1N，盘面中3个同心圆半径分别是2cm、4cm、6cm．填写下表（g取9.8m/s2，答案精确到0.001N?m）：顺时针力矩逆时针力矩0.059N?m0.064N?m参考答案：考点：力矩的平衡条件．专题：实验题．分析：（1）动后，停下时事先的标记能够处于任意位置，即转盘能随遇平衡，说明转盘的重心在转轴上；（2）簧秤读数1.1N，一个钩码重50g，根据力矩等于力与力臂的乘积．解答：解：（1）心在转轴上，力矩盘本身的重力才可以忽略不计，转动后，停下时事先的标记能够处于任意位置，即转盘能随遇平衡，说明转盘的重心在转轴上；（2）逆时针力矩为M=1.1×4×10﹣2+50×10﹣3×10×4×10﹣2=0.064N?m故答案为：（1）在任意位置（转过任意角度）能静止/平衡（2）0.064N?m点评：题是验证力矩平衡的实验，关键求出顺时针力矩之和和逆时针力矩之后，然后判断是否相等，实验前要将支点调节到重心处．10.两靠得较近的天体组成的系统成为双星，它们以两者连线上某点为圆心做匀速圆周运动，因而不至于由于引力作用而吸引在一起。设两天体的质量分布为和，则它们的轨道半径之比__________；速度之比__________。参考答案：；11.一列简谐横波沿x轴传播，t＝0时刻波形如图所示，此时质点P沿y轴负方向运动，质点Q经过0．3s第一次到达平衡位置，则该波的传播方向为沿x轴___（填”正”“负”）方向，传播波速为______m／s，经过1．2s，质点P通过的路程为______cm。参考答案：

(1).负

(2).10

(3).8（1）此时质点P沿y轴负方向运动，由波的形成原理可知此波沿沿x轴负方向传播。（2）Q经过0．3s第一次到达平衡位置，可知波的周期为，所以波速为（3）经过1．2s，质点P通过的路程为12.做“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中，取下一段纸带研究其运动情况，如图所示。设0点为计数的起点，两计数点之间的时间间隔为0.1s，则第一个计数点与起始点的距离x1为_______cm，打第一个计数时的瞬时速度为_______cm/s，物体的加速度大小为_________m/s2。参考答案：4，45，113.参考答案：311

1.56三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（12分）如图（甲）所示，在利用重物自由下落验证机械能守恒定律的实验中，某实验小组打出了三条纸带，但是由于实验操作不规范，三条打点纸带的第1个点和第2个点之间的距离都明显的大于2mm，于是他们选择了如图（乙）所示的一条点迹清晰且在一条直线上的纸带进行数据处理．他们首先在所选择纸带的前四个点的下方标上1、2、3、4，在后面适当位置又选了五个计数点A、B、C、D、E；然后，他们又设计了四种数据处理方案来验证机械能守恒定律．方案1：选择第1个点作为过程的起点，分别选择计数点B、C、D作为过程的终点，用刻度尺量出计数点A、B、C、D、E到第1个点的距离h1、h2、h3、h4、h5，再数出计数点B、C、D到第1个点的时间间隔数k，利用Vn=gkT算出重物运动到计数点B、C、D时的速度，比较“和”是否相等来验证机械能是否守恒．方案2：选择第1个点作为过程的起点，分别选择计数点B、C、D作为过程的终点，用刻度尺量出计数点A、B、C、D、E到第1个点的距离h1、h2、h3、h4、h5，利用Vn=算出重物运动到计数点B、C、D时的速度，比较“和”是否相等来验证机械能是否守恒．方案3：选择第3个点作为过程的起点，分别选择计数点B、C、D作为过程的终点，用刻度尺量出计数点A、B、C、D、E到第3个点的距离h1、h2、h3、h4、h5，再数出计数点B、C、D到第1个点的时间间隔数k，利用Vn=gkT算出重物运动到计数点B、C、D时的速度，利用V3=2gT求出打第3个点时重物的速度，比较“和（–）”是否相等来验证机械能是否守恒．方案4：选择第3个点作为过程的起点，分别选择计数点B、C、D作为过程的终点，用刻度尺量出计数点A、B、C、D、E到第3个点的距离h1、h2、h3、h4、h5，利用Vn=算出重物运动到计数点B、C、D时的速度，再测出第2个点到第4个点之间的距离S，利用求出打第3个点时重物的速度，比较“和（–）”是否相等来验证机械能是否守恒．（1）你认为最合适的方案是

．（2）说出两条你认为其他方案不合适的理由：理由1：

．理由2：

．参考答案：答案：（1）方案4

（4分）（2）理由1：研究过程的起点不能选在第1点（或者“打第1点和纸带的释放不同步”、“打第1点时重物已经有了一个初速度”、“打第1点时重物已经下落了一段距离”、或者表达了相同的意思均可）（4分）理由2：不能用V=gt计算速度（由于空气阻力、摩擦阻力、打点阻力的影响，重物实际下落的加速度小于重力加速度g，用V=gt计算速度会使动能增量的测量值偏大，甚至会出现“动能的增加量大于重力势能的减少量的结果”）（4分）15.图1是利用两个电流表

和测量干电池电动势E和内阻r的电路原理图。图中为开关，为滑动变阻器，固定电阻和内阻之和为比和滑动变阻器的总电阻都大得多），为理想电流表。

①按电路原理图在图2中各实物图之间画出连线。②在闭合开关前，将滑动变阻器的滑片移动至

（填“端”、“中央”或“端”）。③闭合开关，移动滑动变阻器的滑片至某一位置，读出电流表和的示数和。多次改变滑动端的位置，得到的数据为

I1（mA）0.120[0.1250.1300.1350.1400.145I2（mA）48040032023214068

在图3所示的坐标纸上以为纵坐标、为横坐标画出所对应的曲线。④利用所得曲线求的电源的电动势=

V，内阻=

．（保留两位小数）参考答案：解：①

连线

（3分）②

端”

（2分）

③

作图

（2分）④（均给分）

（2分）；

（均给分）（2分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，在固定的粗糙斜面上依次放有两块质量相等m1=m2=10kg的平板A、B，长度均为L=1.6m，斜面倾角很小为θ（sinθ=0.1，cosθ≈1），一个质量为m3=20kg的小滑块C以v0＝5m/s的初速度滑上平板A的上表面。A与斜面之间的动摩擦因素为μ1=0.2，B与斜面之间的动摩擦因素μ2=0.1,滑块C与平板A、B之间的动摩擦因数相同，设为μ3。设最大静摩擦力与相对应的滑动摩擦力大小相等，g=10m/s。(1)若小滑块C滑上平板A时，平板均不动，而滑上平板B时，平板B开始滑动，求μ3应满足的条件；（2）若μ3=0.4，求滑块C从开始滑上平板A到最终相对斜面静止时运动的时间和平板B沿斜面上滑的最大距离。参考答案：(1)要使小滑块滑上平板A时，平板不动，则：

要使小滑块滑上平板B时，平板B开始滑动，则：解得：（4分）(2)设C在A上滑动时，C的加速度为ac，经t1时间滑出A时的速度为v1则

C滑到B上以后，B开始滑动，加速度为aB，假设经t2时间后B、C达到共同速度v2时C还没有从B上滑出对B：对C：解得：C相对于B滑动的距离假设成立之后C和B一起沿斜面减速，加速度为a，经t3速度变为零对BC整体：

（1分）由于BC最终静止在斜面上C从开始滑上平板A最终相对斜面静止时运动的时间：平板B沿斜面上滑的最大距离：（10分）17.质量M=3kg的长木板放在水平光滑的平面上，在水平恒力F=11N作用下由静止开始向右运动，如图所示，当速度达到1m/s时，将质量m=4kg的物体轻轻放到木板的右端，已知物块与木板间摩擦因数μ=0.2，（g=10m/s2），求：（1）物体