2022-2023学年河南省商丘市金山桥学校高三物理上学期期末试卷含解析

2022-2023学年河南省商丘市金山桥学校高三物理上学期期末试卷含解析一、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.卢瑟福α粒子散射实验的结果证明了A．质子的存在B．原子核是由质子和中子组成的C．电子只能在某些轨道上运动D．原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在一个很小的核上参考答案：D2.（单选）校运会跳高比赛时在沙坑里填沙，这样做的目的是可以减小（）A．人的触地时间B．人受到的冲量C．人的动量变化量D．人的动量变化率参考答案：解：调高比赛时，运动员从与沙坑接触到静止动量的变化量相等△p，由动量定理可知，人受到的合力的冲量I=△p是一定的，人落在沙坑中比落在地面上延长了人与沙坑的接触时间，t变大，由动量定理得：△P=Ft，=F，△p一定，t越长，动量变化率越小，人受到的合外力越小，越安全；故选：D．3.如图A、B两物体叠放在一起，用手托住，让它们静靠在竖直墙边，然后释放，它们同时沿墙面向下滑，已知MA＞MB，则物体B

(

)A．只受一个重力

B．受到重力和一个摩擦力C．受到重力、一个弹力和一个摩擦力

D．受到重力，一个摩擦力和两个弹力参考答案：答案：A4.完全相同的直角三角形滑块A、B如图所示叠放，设A、B接触的斜面光滑，A与桌面的动摩擦因数为，现在B上施加一水平推力F，恰好使A、B保持相对静止且一起匀速运动，则A对桌面的动摩擦因数跟斜面倾角的关系为A.

B.C.

D.与无关参考答案：C5.将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，v-t图像如图所示。以下判断正确的是（

）A．前3s内货物处于超重状态B．最后2s内货物只受重力作用C．前3s内与最后2s内货物的平均速度相同D．第3s末至第5s末的过程中，货物的机械能不守恒参考答案：ACD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.北京时间2011年3月11日在日本海域发生强烈地震，并引发了福岛核电站产生大量的核辐射，经研究，其中核辐射的影响最大的是铯137（），可广泛散布到几百公里之外，且半衰期大约是30年左右）．请写出铯137发生β衰变的核反应方程：

▲

．如果在该反应过程中释放的核能为，则该反应过程中质量亏损为

▲

．（已知碘（I）为53号元素，钡（）为56号元素）

参考答案：

（2分）

7.（4分）把小球水平抛出，空气阻力不计，抛出后在t1、t2两个时刻，小球的速度与水平方向的夹角分别是30o、45o，则t1：t2=

，小球自抛出到此两个时刻下落的高度之比h1：h2=

。参考答案：1：，1：38.某同学在描绘平抛运动轨迹时，得到的部分轨迹曲线如图所示。在曲线上取A、B、C三个点，测量得到A、B、C三点间竖直距离=10.20cm，=20.20cm，A、B、C三点间水平距离=12.40cm，g取10m／s2，则物体平抛运动的初速度大小为______m／s，轨迹上B点的瞬时速度大小为________m/s。（计算结果保留三位有效数字）参考答案：1.24m/s

1.96m/s据题意，由于物体做平抛运动，则有h2-h1=gt2，可以求出物体在AB、BC段的运动时间为t=0.1s，则物体做平抛运动的初速度为v0=x/t=1.24m/s；轨迹上B点的速度为vB=，vx=1.24m/s，vy=(h1+h2)/2t=1.52m/s，则B点的速度为：vB=1.96m/s。9.超导磁悬浮列车（图甲）推进原理可以简化为图乙所示的模型：在水平面上相距为L的两根平行直导轨间有竖直方向等距离分布的匀强磁场B1和B2，且B1=B2=B，每个磁场的宽度都是l，相间排列。金属框abcd（悬浮在导轨上方）跨在两导轨间，其长和宽分别为L、l。当所有这些磁场都以速度v向右匀速运动时，金属框abcd在磁场力作用下将向________（填“左”或“右”）运动。若金属框电阻为R，运动中所受阻力恒为f，则金属框的最大速度为_________________参考答案：右

磁场向右匀速运动，金属框中产生的感应电流所受安培力向右，金属框向右加速运动，当金属框匀速运动时速度设为vm，感应电动势为E=2BL（v-vm），感应电流为，安培力为F=2BLI，安培力与阻力平衡，F=f，解得vm=10.如图所示，一弹簧振子在M、N间沿光滑水平杆做简谐运动，坐标原点O为平衡位置，MN＝8cm.从小球经过图中N点时开始计时，到第一次经过O点的时间为0.2s，则小球的振动周期为________s，振动方程的表达式为x＝________cm。参考答案：11.1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子．科学研究表明其核反应过程是：α粒子轰击静止的氮核后形成了不稳定的复核，复核发生衰变放出质子，变成氧核．设α粒子质量为m1，初速度为v0，氮核质量为m2，质子质量为m0,氧核的质量为m3，不考虑相对论效应．α粒子轰击氮核形成不稳定复核的瞬间，复核的速度大小为

，此过程中释放的核能为________________________________．参考答案：

设复核速度为v，由动量守恒得解得整个过程中质量亏损由爱因斯坦质能方程，得12.一带电液滴静止在水平放置的两平行金属板间，距离下板的高度差为10mm，此时两板的电压为300V，如果两板间的电压减小为240V，液滴运动到下极板所需的时间为_________s。(g=10m／S)参考答案：答案：0.113.某同学为了探究杆转动时的动能表达式，设计了如图所示的实验：质量为m的均匀长直杆一端固定在光滑转轴O处，杆由水平位置静止释放，用光电门测出另一端A经过某位置时的瞬时速度vA，并记下该位置与转轴O的高度差h。⑴设杆的宽度为L（L很小），A端通过光电门的时间为t，则A端通过光电门的瞬时速度vA的表达式为

▲

。组

次123456h/m0.050.100.150.200.250.30vA/（m·s-1）1.231.732.122.462.743.00vA-1/（s·m-1）0.810.580.470.410.360.33vA2/（m2·s-2）1.503.004.506.057.519.00

⑵调节h的大小并记录对应的速度vA，数据如上表。为了形象直观地反映vA和h的关系，请选择适当的纵坐标并画出图象。⑶当地重力加速度g取10m/s2，结合图象分析，杆转动时的动能Ek=

▲

（请用质量m、速度vA表示）。参考答案：⑴（3分）⑵如图（纵坐标1分，图象2分）⑶（2分）三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.在如图乙同种材料两木板通过一小段圆弧连接成一个斜面和水平面部分，现要测量正方体小铁块A、B和这木板间的动摩擦因数μ，利用了如下器材和方法：（水平部分足够长，重力加速度为g）Ⅰ.用20个等分刻度的游标卡尺测定小铁块A的边长d如图丙，测得长度为d＝

cm．Ⅱ.光电计时器是一种研究物体运动的常用计时器，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．从而可以算得物体的速度。

将斜面体置于水平桌面上，斜面顶端P悬挂一铅垂线，Q为锥尖与桌面的接触点，1和2是固定在斜面上的两个光电门（与之连接的电路未画出），让小铁块A由P点沿斜面滑下，小铁块通过光电门1、2的时间分别为Δt1、Δt2，用米尺测得l、2之间的距离为L，则小铁块下滑过程中的加速度a=

；(用题中字母表示)再利用米尺测出

、

，就可以测得动摩擦因数μ1．

Ⅲ.若再测铁块B和板间动摩擦因数μ2?时，光电计时器出现故障不能使用，现只利用米尺完成实验，若已测得PQ高为h，则只需要再测

。（要求只能再测一个物理量）

测得的动摩擦因数μ2＝????????

???（用已知量和测定的物理量所对应的字母表示）参考答案：(1)Ⅰ.

BD

Ⅱ.

F

；

F，,

（2）（1）2.020cm

（3）

；测出PQ的距离h及斜面部分长。

（4）让滑块从斜面上的P点由静止滑下，最后停在C点，用米尺量出QC长度x；u＝h/x15.某同学利用下列器材测量一个定值电阻的阻值：①待测电阻：阻值约100Ω②一个直流电源E：电动势约4V，内阻不计③一块直流电压表V：量程0～3V，内阻约15kΩ④一个电阻箱：阻值范围0～999.9Ω⑤一个单刀开关S

⑥导线若干（1）按器材的规格和要求在方框内画出设计的实验电路图，并标注器材的代号.（2）实验中测得，电阻箱的读数为R1时，电压表读数为U1，电阻箱读数为R2时，电压表读数为U2，用测定的实验数据写出计算待测电阻的表达式：=

.（3）测得的的值比真实值

（填“偏大”、“偏小”或“相等”）参考答案：（1）电路可设计为甲、乙两种若设计为图甲，则（2）为，（3）为偏小；若设计为图乙，则（2）为，（3）为偏小四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（10分）如图所示，直线OAC为某电源的总功率随电流变化的规律，曲线OBC为该电源内部热功率随电流变化的规律，A、B对应的横坐标为2A。精确地求出线段AB所对应的外电路的电阻及其功率多大。参考答案：解析：由题图可知，在C状态，外电路短路，电源的功率全部消耗在内电路上，有，即，解得设处于线段AB时外电阻为R，对于和两状态E相同，即，由闭合电路欧姆定律有解得，功率为。17.如图所示，两个带电小球（可视为质点），固定在轻质绝缘等腰直角三角形框架OAB的两个端点A、B上，整个装置可以绕过O点且垂直于纸面的水平轴在竖直平面内自由转动.直角三角形的直角边长为L.质量分别为mA＝3m，mB＝m，电荷量分别为QA＝－q，QB＝＋q.重力加速度为g.（1）若施加竖直向上的匀强电场E，使框架OB边水平、OA边竖直并保持静止状态，则电场强度E多大？（2）若将匀强电场方向改为与原电场方向相反，保持E的大小不变，则框架OAB在接下来的运动过程中，带电小球A的最大动能EkA为多少？（3）在（2）中，设以O点为零势能位，则框架OAB在运动过程中，A、B小球电势能之和的最小值E’为多少？

参考答案：（1）以O为支点，根据三角架力矩平衡，M顺＝M逆

mgL＝qEL（1分）求得E＝mg/q（2分）（2）设OA边与竖直方向成a，根据力矩平衡找出动能最大位置，M顺＝M逆3mgLsina＝mgLcosa＋qELcosa＋qELsina（1分）求得OA杆与竖直方向夹角a＝45°时A球动能最大。（1分）根据系统动能定理W合＝⊿EK－3mgL（1－cos45°）＋mgLsin45°＋qELsin45°＋qEL（1－cos45°）＝2mv2（1分）求得A球最大速度v＝（1分）得到A球动能EKA＝。（2分）（3）设OA边与竖直方向成a，根据系统动能定理－3mgL（1－cosa）＋mgLsina＋qELsina＋qEL（1－cosa）＝0（1分）求得a＝90°时系统速度为零。不能再继续转过去了。由于该过程电场力一直做正功，A、B小球电势能之和一直减小，所以此处A、B小球电势能之和最小（2分）E’＝－qEL＝－mgL（2分）18.（15分）一名侦察兵躲在战壕里观察敌机的情况，看到一架敌机正在沿水平直线向他飞来。当侦查兵观察敌机的仰角为45°时，发现敌机投下一枚炸弹，飞机投弹后沿原方向匀加速飞行，侦查兵在战壕内一直注视着飞机和炸弹的运动情况并计时，当他看到炸弹飞过他的头顶后落地立即爆炸，测得从敌机投弹到看到炸弹爆炸的时间为10s，此时侦察兵观察敌机的视线与水平线间的夹角也为45°，且从看到炸弹爆炸的烟尘到听到爆炸声音之间的时间间隔为1.0s。若已知爆炸声音在空气中的传播速度为340m/s，忽略炸弹受到的空气阻力，g取10m/s2。求：（