2022-2023学年广东省阳江市阳春八甲中学高三物理期末试题含解析

2022-2023学年广东省阳江市阳春八甲中学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1所示，mA＝4.0kg，mB＝2.0kg，A和B紧靠着放在光滑水平面上，从t＝0时刻起，对B施加向右的水平恒力F2＝4.0N，同时对A施加向右的水平变力F1，F1变化规律如图2所示。下列相关说法中正确的是(

)A.当t＝0时，A、B物体加速度分别为=5，=2B.A物体做加速度减小的加速运动，B物体做匀加速运动C.t＝12s时刻A、B将分离，分离时加速度均为a=2D.A、B分离前后，A物体加速度变化快慢相同参考答案：C【详解】若AB之间没有力的作用，则aB＝＝2m/s2，当t=0时，F1=20N，而mA=4.0kg，所以F1单独作用在A上的加速度大于AB之间没有力的作用时的加速度，此时AB一起运动，加速度为：，故A错误；由A的分析可知：随着F1的减小，刚开始时AB在两个力的作用下做加速度越来越小的加速运动，故B错误；当F1单独在A上的加速度等于F2单独作用在B上的加速度时，AB之间恰好没有力的作用，此后F1继续减小，A的加速度继续减小，AB分离，根据牛顿第二定律得：F1=mAaB=8N，根据图象可知，此时t=12s，所以t=12

s时刻A、B将分离，分离时加速度均为a=2m/s2，故C正确；AB分离前，A受到F1和B对A的弹力作用，分离后A只受F1作用，A物体加速度变化规律不相同，故D错误。故选C。2.（单选题）如图所示，在竖直墙壁的A点处有一根水平轻杆a，杆的左端有一个轻滑轮O.一根细线上端固定在该天花板的B点处，细线跨过滑轮O，下端系一个重为G的物体，开始时BO段细线与天花板的夹角为θ＝30°.系统保持静止，当轻杆a缓慢向下移动的过程中，不计一切摩擦．下列说法中正确的是()A．细线BO对天花板的拉力没有发生任何变化；B．a杆对滑轮的作用力逐渐减小；C．a杆对滑轮的作用力的方向沿杆水平向右；D．墙壁对a杆的作用力不变。参考答案：B3.如图所示，物体A、B叠放在倾角α=37°的斜面上，并通过细线跨过光滑滑轮相连，细线与斜面平行.两物体的质量分别为mA=5kg，mB=10kg，A、B间动摩擦因数为μ1=0.1，B与斜面间的动摩擦因数为μ2=0.2.现对A施一平行于斜面向下的拉力F，使A平行于斜面向下匀速运动，则F及绳中张力T的大小分别为（

）A、62N

80N

B、62N

88N

C、14N

40N

D、14N

88N参考答案：4.小车上固定一根轻质弹性杆A,杆顶固定一个小球B,如图所示,现让小车从光滑斜面上自由下滑,在下图的情况中杆发生了不同的形变,其中正确的是()A.B.C.D.参考答案：C试题分析：根据小车和小球的受力情况及运动情况则可明确杆应受到的弹力情况，从而明确杆的形变．解：小车在光滑斜面上自由下滑,则加速度a=gsinθ,由牛顿第二定律可知小球所受重力和杆的弹力的合力沿斜面向下,且小球的加速度等于gsinθ,则杆的弹力方向垂直于斜面向上,杆不会发生弯曲,C正确.故选C.【点睛】杆的形变是通过受力来实验的，故分析小球的受力情况再来分析杆的受力情况即可．5.一根轻绳的上端悬挂在天花板上，下端挂一灯泡，则：A.灯泡受的重力和灯泡对绳的拉力是一对平衡力B.灯泡受的重力和绳对灯泡的拉力是一对作用力和反作用力C.灯泡对绳的拉力和绳对灯泡的拉力是一对作用力和反作用力D.绳对天花板的拉力和天花板对绳的拉力是一对平衡力参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.在“测定直流电动机的效率”实验中，用左下图所示的电路测定一个额定电压为6V、额定功率为3W的直流电动机的机械效率。（1）根据电路图完成实物图的连线；（2）实验中保持电动机两端电压U恒为6V，重物每次匀速上升的高度h均为1.5m，所测物理量及测量结果如下表所示：实验次数12345电动机的电流I/A0.20.40.60.82.5所提重物的重力Mg/N0.82.04.06.06.5重物上升时间t/s1.41.652.12.7∞

计算电动机效率η的表达式为________（用符号表示），前4次实验中电动机工作效率的平均值为________。（3）在第5次实验中，电动机的输出功率是________；可估算出电动机线圈的电阻为________Ω。参考答案：（1）（2分）如右图

（2）（2分），（2分）74%（3）（2分）0，（2分）2.47.如图所示，质量为m带电量为+q的小滑块以大小为v0的初速度从A点进入宽度为d的AB绝缘水平面。当滑块运动至中点C时，速度大小为，从此刻起在AB区域内加上一个水平向左的强度不变的有界匀强电场（区域外不存在电场）。若小滑块受到的电场力与滑动摩擦力大小相等，则滑块离开AB区域时的速度

，要使小滑块在AB区域内运动的时间达到最长，电场强度应为

。（设最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力）参考答案：，8.某同学设计了一个如图甲所示的装置来测定滑块与木板间的动摩擦因数,其中A为滑块,B和C处是钩码,不计绳和滑轮的质量及它们之间的摩擦。实验中该同学保持在B和C处钩码总个数不变的条件下,改变C处钩码个数,测出C处不同个数钩码的总质量m及对应加速度a,然后通过对实验数据的分析求出滑块与木板间的动摩擦因数。(1)该同学手中有电火花计时器、纸带、10个质量均为100克的钩码、滑块、一端带有定滑轮的长木板、细线,为了完成本实验,得到所要测量的物理量,还需要________。A.秒表B.毫米刻度尺C.天平D.弹簧测力计(2)在实验数据处理中,该同学以C处钩码的总质量m为横轴,以加速度a为纵轴,绘制了如图乙所示的实验图线,可知滑块与木板间的动摩擦因数μ=________。(g取10m/s2)参考答案：

(1).(1)B

(2).(2)0.3【详解】第一空.打点计时器通过打点即可知道时间，故不需要秒表，故A错误．本实验不需要测滑块的质量，钩码质量已知，故不需要天平，故B错误．实验需要测量两点之间的距离，需要毫米刻度尺，故C正确．滑块受到的拉力等于钩码的重力，不需要弹簧测力计测拉力，故D错误．故选C；

第二空.对ABC系统应用牛顿第二定律可得：，其中m+m＇=m0；所以a-m图象中，纵轴的截距为-μg，故-μg=-3，μ=0.3.9.已知氮气的摩尔质量为M，在某状态下氮气的密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，在该状态下体积为V1的氮气分子数为

▲

，该氮气变为液体后的体积为V2，则一个氮分子的体积约为

▲

．参考答案：

气的质量为：氮气的物质的量为：；故质量为m的水所含的分子数为：；该氮气变为液体后的体积为，则一个氮分子的体积约为：。10.如图所示，在与匀强磁场垂直的平面内放置一个折成锐角的导线框，。在它上面搁置另一根与垂直的直导线，紧贴、，并以平行于的速度从顶角开始向右匀速滑动。设线框和直导线单位长度的电阻为，磁感强度为，则回路中的感应电流的方向为_________（填“顺时针”或“逆时针”），感应电流的大小为________________________。参考答案：逆时针（1分）；（3分）11.如图所示为某一简谐横波在t＝0时刻的波形图，质点a的振动方向如图，由此可知该波沿______传播，该时刻a、b、c三点中速度最大的是______点，加速度最大的是______点，从这一时刻开始，第一次最快回到平衡位置的是______点，若t＝0.02s时质点c第一次到达波谷处，则此波的波速为______m/s。参考答案：x轴方向

a

c

c

100m/s

12.两个劲度系数分别为和的轻质弹簧、串接在一起，弹簧的一端固定在墙上，如图所示.开始时两弹簧均处于原长状态，现用水平力作用在弹簧的端向右拉动弹簧，已知弹的伸长量为，则弹簧的伸长量为

.参考答案：13.如图所示，用轻质活塞在气缸内封闭一定质量理想气体，活塞上放置重2．5×102N的重物，平衡时活塞距气缸底高度h1=0．80m，此时被封闭气体的温度为27oC活塞与气缸壁间摩擦忽略不计。现对被封闭气体加热，活塞缓慢上升到距离气缸底h2=0．88m处．已知活塞横截面积S=5．0×10-3m2，大气压强P0=1．0×105Pa。求：

①活塞距气缸底的高度h2时气体的温度；

②此过程中缸内气体对外界做的功

J，气体吸收的热量

增加的内能(填“大于”“等于”或“小于”)。参考答案：三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（简答）如图12所示，一个截面为直角三角形的劈形物块固定在水平地面上.斜面,高h=4m，a=37°,一小球以Vo=9m/s的初速度由C点冲上斜面.由A点飞出落在AB面上.不计一切阻力.(Sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)求.(l)小球到达A点的速度大小；(2)小球由A点飞出至第一次落到AB面所用时间；(3)小球第一次落到AB面时速度与AB面的夹角的正切值参考答案：(1)1(2)0.25s（3）6.29N机械能守恒定律．解析：(1)从C到A对小球运用动能定理]，解得v0=1m/s(2)将小球由A点飞出至落到AB面的运动分解为沿斜面（x轴）和垂直于斜面（y轴）两个方向;则落回斜面的时间等于垂直于斜面方向的时间所以（3）小球落回斜面时沿斜面方向速度垂直斜面方向速度vy=1m/s，所以（1）由机械能守恒定律可以求出小球到达A点的速度．

（2）小球离开A后在竖直方向上先做匀减速直线运动，后做自由落体运动，小球在水平方向做匀速直线运动，应用运动学公式求出小球的运动时间．

（3）先求出小球落在AB上时速度方向与水平方向间的夹角，然后再求出速度与AB面的夹角θ的正切值．15.（选修3-4模块）（4分）如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，已知波的传播速度v=2m/s．试回答下列问题：①写出x=1.0m处质点的振动函数表达式；②求出x=2.5m处质点在0～4.5s内通过的路程及t=4.5s时的位移．参考答案：

解析：①波长λ=2.0m，周期T=λ/v=1.0s，振幅A=5cm，则y=5sin(2πt)

cm（2分）

②n=t/T=4.5，则4.5s内路程s=4nA=90cm；x=2.5m质点在t=0时位移为y=5cm，则经过4个周期后与初始时刻相同，经4.5个周期后该质点位移y=

—5cm．（2分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.直角坐标系xoy界线OM两侧区域分别有如图所示电、磁场（第三象限除外），匀强磁场磁感应强度为B、方向垂直纸面向外，匀强电场场强、方向沿x轴负方向。一不计重力的带正电的粒子，从坐标原点O以速度为v、沿x轴负方向射入磁场，随后从界线上的P点垂直电场方向进入电场，并最终飞离电、磁场区域。已知粒子的电荷量为q，质量为m，求：

（1）粒子在磁场中运动的轨迹半径R及P点的位置坐标；

（2）粒子在磁场中运动的时间；（3）粒子最终飞离电、磁场区域的位置坐标。参考答案：解：（1）由洛仑兹力提供向心力，有：

（3分）

解得：（3分）

如图所示，由几何关系可知，粒子经过界线OM的位置P的坐标为（，）（2分）

（2）粒子在磁场中运动的周期

（2分）

粒子在磁场中运动的时间（2分）

（3）粒子从P点射入电场将做类平抛运动，如图所示，有：

①（1分）

②（1分）

其中：

③（1分）

联立①②③式解得（2分）

故粒子最终飞离电、磁场区域的位置坐标为（1分）17.某校举行托乒乓球跑步比赛，赛道为水平直道，比赛距离为S。比赛时，某同学将球置于球拍中心，以大小为a的加速度从静止开始做匀加速直线运动，整个过程中球一直保持在球拍中心不动，加速阶段如题图所示。球的质量为m，重力加速度为g。（1）若球在运动中受到空气阻力和球与球拍之间的摩擦均不计，且当速度达到v0时，立即做匀减速运动到达终点时速度恰为0。求匀加速阶段和匀减速阶段球拍与运动方向的夹角。（用三角函数表示）（2）若球在运动中受到空气阻力大小与其速度大小成正比，方向与运动方向相反，不计球与球拍之间的摩擦；且当速度达到v0时，立即做匀速运动到达终点，该同学在匀速直线运动阶段保持球拍的倾角为θ0。求在加速跑阶段球拍倾角θ随速度v变化的关系式；参考答案：⑴在匀加速运动阶段乒乓球受力情况如图甲所示，（1分）竖直方向有：（1分）水平方向有：

(1分)解得（2分）在匀减速运动阶段乒乓球拍应沿逆时针方向迅速转动成如图的角度α，乒乓球受力情况如图乙所示，（2分）减速阶段的加速度由运动学规律可得：

（2分）同理由牛顿第二定律有：（2分）⑵在匀速运动阶段有，

（1分）

得（1分）加速阶段，设球拍对球的支持力为，有（1分）（1分）

得（2分）18.在竖直平面直角坐标系xOy内，第Ⅰ象限存在沿y轴正方向的匀强电场E1，第Ⅲ、Ⅳ象限存在沿y轴正方向的匀强电场E2（E2=），第Ⅳ象限内还存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场B1，第Ⅲ象限内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场B2．一带正电的小球（可视为质点）从坐标原点O以某一初速度v进入光滑的半圆轨道，半圆轨道在O点与x轴相切且直径与y轴重合，如图所示，小球恰好从轨道最高点A垂直于y轴飞出进入第Ⅰ象限的匀强电场中，偏转后经x轴上x=R处的P点进入第Ⅳ象限磁场中，然后从y轴上Q点（未画出）与y轴正方向成60°角进入第Ⅲ象限磁场，最后从O点又进入第一象限电场．已知小球的质量为m，电荷量为q，圆轨道的半径为R，重力加速度为g．求：（1）小球的初速度大小；（2）电场强度E1的大小；（3）B1与B2的比值．参考答案：解