2022-2023學年河北省滄州市青縣曹寺中學高三物理上學期期末試卷含解析

2022-2023學年河北省滄州市青縣曹寺中學高三物理上學期期末試卷含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.我國繞月探測工程的預(yù)先研究和工程實施已取得重要進展。設(shè)地球、月球的質(zhì)量分別為m1、m2，半徑分別為R1、R2，人造地球衛(wèi)星的第一宇宙速度為v，對應(yīng)的環(huán)繞周期為T，則環(huán)繞月球表面附近圓軌道飛行的探測器的速度和周期分別為A．

，

Ｂ．

，

C．

，

D．

，參考答案：答案：A解析：衛(wèi)星繞地球運行和繞月球運行都是由萬有引力充當向心力。根據(jù)牛頓第二定律有

所以有，

所以A正確。2.有一束電子流沿x軸正方向高速運動，如圖5所示，電子流在z軸上的P點處所產(chǎn)生的磁場方向是（

）Ks5uA．y軸正方向

B．y軸負方向

C．z軸正方向

D．z軸負方向參考答案：A3.（多選題）如圖所示，固定在水平面上的光滑斜面傾角為30°，質(zhì)量分別為M、m的兩個物體通過細繩及輕彈簧連接于光滑輕滑輪兩側(cè)，斜面底端有一與斜面垂直的擋板．開始時用手按住物體M，此時M距離擋板的距離為s，滑輪兩邊的細繩恰好伸直，且彈簧處于原長狀態(tài)．已知M=2m，空氣阻力不計．松開手后，關(guān)于二者的運動下列說法中正確的是（）A．當M的速度最大時，m與地面間的作用力為零B．M和m組成的系統(tǒng)機械能守恒C．若M恰好能到達擋板處，則此時m的速度為零D．若M恰好能到達擋板處，則此過程中重力對M做的功等于彈簧彈性勢能的增加量與物體m的機械能增加量之和參考答案：AD【考點】功能關(guān)系；機械能守恒定律．【分析】分析AB兩物體的受力情況及各力做功情況，從而分析A其運動情況，類比彈簧振子，從而判斷選項．【解答】解：A、M的重力分力為Mgsinθ=mg；物體先做加速運動，當受力平衡時M速度達最大，則此時m受力為mg，故m恰好與地面間的作用力為零；故A正確；B、因M和m之間有彈簧，故兩物體受彈簧的彈力對兩物體做功，機械能不守恒；故B錯誤；C、從m開始運動至到M到達底部過程中，彈力的大小一直大于m的重力，故m一直做加速運動，M到達底部時，m的速度不為零；故C錯誤；D、M恰好能到達擋板處，則此過程中重力對M做的功等于彈簧彈性勢能的增加量與物體m的機械能增加量之和；故D正確；故選：AD．4.（單選）船在靜水中的速度為3.0m/s，它要渡過寬度為30m的河，河水的流速為2.0m/s，則下列說法中正確的是A．船不能渡過河 B．船渡河的速度一定為5.0m/sC．船不能垂直到達對岸 D．船到達對岸所需的最短時間為10s參考答案：D5.“月亮正加速遠離地球!后代沒月亮看了?！币豁椥碌难芯勘砻鳎虑虻囊υ诘厍蛏袭a(chǎn)生了周期性的潮汐現(xiàn)象，潮汐力耗散地球的自轉(zhuǎn)能量，降低地球的旋轉(zhuǎn)速度，同時也導致月球正在以每年3.8cm的速度遠離地球。不考慮其他變化，則很多年后與現(xiàn)在相比，下列說法正確的是A.月球繞地球做圓周運動的周期將減小B.月球繞地球做圓周運動的線速度增大C.地球同步定點衛(wèi)星的高度增大D.地球同步定點衛(wèi)星的角速度增大參考答案：C月球繞著地球做勻速圓周運動，故，解得，隨著地月間距增加，月球繞地球做圓周運動的周期將變大，A錯誤；月球繞著地球做勻速圓周運動，故，解得，隨著地月間距增加，月球繞地球做圓周運動的線速度變小，B錯誤；地球自轉(zhuǎn)周期增加，故自轉(zhuǎn)角速度變小，故同步衛(wèi)星的角速度變小；同步衛(wèi)星的周期變大，根據(jù)，軌道半徑變大，故高度增大，C正確D錯誤；二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.(5分，選修物理3-4)如圖13所示為某一簡諧橫波在t=0時刻的波形圖，由此可知該波沿

傳播，該時刻a、b、c三點速度最大的是

點，加速度最大的是

點，從這時刻開始，第一次最快回到平衡位置的是

點。若t=0.02s時質(zhì)點c第一次到達波谷處，則此波的波速為

m/s。參考答案：答案：x軸正方向，a，c，c,100(每空1分)7.如圖所示，質(zhì)量為m的小球，以初速度v0從斜面上A點水平拋出，落在斜面上B點時動能為初動能的5倍，則在此過程中重力沖量為__________，所用的時間為__________。參考答案：2mv0

2v0/g8.一個質(zhì)量為m的氫氣球下方通過細繩懸掛一個質(zhì)量為2m的小球，以速度v勻速上升，它們的總動量為_______；若某一時刻細繩斷裂，過了一段時間后小球的速度恰好為零，此時氫氣球的動量為_________。（設(shè)整個過程中兩物體受空氣作用力、重力不變）參考答案：3mv，3mv9.某學生騎著自行車（可視為質(zhì)點）從傾角為θ=37°的斜坡AB上滑下，然后在水平地面BC上滑行一段距離后停下，整個過程中該學生始終未蹬腳踏板，如圖甲所示．自行車后架上固定一個裝有墨水的容器，該容器距地面很近，每隔相等時間T滴下一滴墨水．該學生用最小刻度為cm的卷尺測得某次滑行數(shù)據(jù)如圖乙所示.假定人與車這一整體在斜坡上和水平地面上運動時所受的阻力大小相等.己知人和自行車總質(zhì)量m=80kg，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8.則T=__________s，人與車在斜坡AB上運動時加速度大小a1=__________m/s2，在水平地面上運動時加速度大小a2=__________m/s2.（結(jié)果均保留一位有效數(shù)字）參考答案：．0.5（2分）

4（2分）

2（2分）10.(4分)某實驗小組利用數(shù)字實驗系統(tǒng)探究彈簧振子的運動規(guī)律，裝置如圖所示，水平光滑導軌上的滑塊與輕彈簧組成彈簧振子，滑塊上固定有傳感器的發(fā)射器。把彈簧拉長5cm后由靜止釋放，滑塊開始振動。他們分析位移—時間圖象后發(fā)現(xiàn)，滑塊的運動是簡諧運動，滑塊從最右端運動到最左端所用時間為1s，則彈簧振子的振動頻率為

Hz；以釋放的瞬時為初始時刻、向右為正方向，則滑塊運動的表達式為x=

cm。

參考答案：0.5（1分）；5cosπt（3分）11.示波器是著名的實驗儀器，如圖是示波器的示意圖，金屬絲發(fā)射出來的電子被加速后從金屬板的小孔穿出，進入偏轉(zhuǎn)電場。電子在穿出偏轉(zhuǎn)電場后沿直線前進，最后打在熒光屏上。設(shè)加速電壓U1，偏轉(zhuǎn)極板長L，偏轉(zhuǎn)板間距d，當電子加速后從兩偏轉(zhuǎn)板的中央沿與板平行方向進入偏轉(zhuǎn)電場。偏轉(zhuǎn)電壓U2為 時，電子束打在熒光屏上偏轉(zhuǎn)距離最大。參考答案：U2=2d2U1/L2，12.如圖所示，質(zhì)量為m帶電量為+q的小滑塊以大小為v0的初速度從A點進入寬度為d的AB絕緣水平面。當滑塊運動至中點C時，速度大小為，從此刻起在AB區(qū)域內(nèi)加上一個水平向左的強度不變的有界勻強電場（區(qū)域外不存在電場）。若小滑塊受到的電場力與滑動摩擦力大小相等，則滑塊離開AB區(qū)域時的速度

，要使小滑塊在AB區(qū)域內(nèi)運動的時間達到最長，電場強度應(yīng)為

。（設(shè)最大靜摩擦力大小等于滑動摩擦力）參考答案：，13.在研究平拋運動的實驗中，某同學用一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長為L．小球在平拋運動途中的幾個位置如圖中的a、b、c、d所示，則小球平拋初速度的計算式為v0大小為＝

；小球經(jīng)過c點時的速度VC大小為______

_____（均用L、g表示）．參考答案：（3分）；三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.在暗室中用如圖所示裝置做“測定重力加速度”的實驗.實驗器材有：支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺絲夾子、接水鋁盒、一根熒光刻度的米尺、頻閃儀.具體實驗步驟如下：①在漏斗內(nèi)盛滿清水，旋松螺絲夾子，水滴會以一定的頻率一滴滴地落下.②用頻閃儀發(fā)出的白閃光將水滴流照亮，由大到小逐漸調(diào)節(jié)頻閃儀的頻率直到第一次看到一串仿佛固定不動的水滴.③用豎直放置的米尺測得各個水滴所對應(yīng)的刻度.④采集數(shù)據(jù)進行處理.(1)實驗中看到空間有一串仿佛固定不動的水滴時，頻閃儀的閃光頻率滿足的條件是______。(2)實驗中觀察到水滴“固定不動”時的閃光頻率為30Hz，某同學讀出其中比較遠的水滴到第一個水滴的距離如圖所示，根據(jù)數(shù)據(jù)測得當?shù)刂亓铀俣萭＝_____m/s2；第8個水滴此時的速度v8＝______m/s.(結(jié)果都保留三位有效數(shù)字)(3)該實驗存在的系統(tǒng)誤差可能有(答出一條即可)：_____________參考答案：

(1).頻閃儀的閃光頻率等于水滴滴落的頻率

(2).9.72

(3).2.27

(4).存在空氣阻力(或水滴滴落的頻率變化)解：(1)頻閃儀頻率等于水滴滴落的頻率時，則每滴下來的一滴水，頻閃儀都在相同的位置記錄，故可看到一串仿佛固定不動的水滴．(2)s67=19.36-13.43=5.93cm,s78=26.39-19.36=7.03cm,s89=34.48-26.39=8.09cm,s90=43.67-34.48=9.19cm，由逐差法可得：;第8滴水的速度為：.(3)由于空氣阻力對水滴的作用，水滴不是嚴格的自由落體；或者滴水的頻率改變了，都會產(chǎn)生誤差．【點睛】本題類似于打點計時器通過紙帶測量加速度和速度，對于加速度，可以根據(jù)連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差，運用逐差法進行求解，對于速度，可以根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度進行求解，實際上是勻變速直線運動的兩個重要推論的運用．15.某同學用伏安法測一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻，現(xiàn)備有下列器材：A．被測干電池一節(jié)B．電流表：量程0～0.6A，內(nèi)阻C．電流表：量程0～0.6A，內(nèi)阻約為D．電壓表：量程0～3V，內(nèi)阻未知E．電壓表：量程0～15V，內(nèi)阻未知F．滑動變阻器：0～10Ω，2AG．滑動變阻器：0～100Ω，1AH．開關(guān)、導線若干伏安法測電池電動勢和內(nèi)阻的實驗中，由于電流表和電壓表內(nèi)阻的影響，測量結(jié)果存在系統(tǒng)誤差．在現(xiàn)有器材的條件下，要盡可能準確地測量電池的電動勢和內(nèi)阻．(1)在上述器材中請選擇適當?shù)钠鞑模篲_

_

(填寫選項前的字母)；(2)實驗電路圖應(yīng)選擇下圖中的

（填“甲”或“乙”）(3)根據(jù)實驗中電流表和電壓表的示數(shù)得到了如圖丙所示的U－I圖象，則在修正了實驗系統(tǒng)誤差后，干電池的電動勢E＝______V，內(nèi)電阻r＝__

__Ω.參考答案：（1）__ABDFH_（2）

乙

（3）__1.5____1.0__

解析：：（1）在上述器材中請選擇適當?shù)钠鞑模篈．被測干電池一節(jié)

為了讀數(shù)準確，所以選擇B．電流表：量程0～0.6A，D．電壓表：量程0～3V，

滑動變阻器阻值較小有利于電表的數(shù)值變化，減小誤差，故選F．滑動變阻器，H．開關(guān)、導線若干（2）：（1）測量電電動勢和內(nèi)阻的時候，由于電的內(nèi)阻是很小的，若采用甲圖的接法，由于電流表內(nèi)阻的影響，會使測量電阻偏大，為了減小內(nèi)阻的測量誤差，實驗時應(yīng)選用電路圖乙．

（3）由U-I圖可知，電的電動勢為：E=1.50V；

內(nèi)電阻為：r==1.0Ω四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，五塊完全相同的長木板依次緊挨著放在水平地面上，每塊木板的長度L=0.5m，質(zhì)量m=0.6kg。一質(zhì)量M=1kg的小物塊以=3m/s水平速度從第一塊長木板的最左端滑入。已知小物塊與長木板間的動摩擦因數(shù)，長木板與地面間的動摩擦因數(shù)，設(shè)最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等。重力加速度g取。求：(1)小物塊滑至第四塊長木板時，物塊與第四塊長木板的加速度分別為多大？(2)物塊在整個運動過程中相對出發(fā)點滑行的最大距離？參考答案：解：（1）設(shè)當物塊滑至第n塊木板時，木板與地面的摩擦力小于小物塊與木板的摩擦力，即

解得n>4.3物塊滑上第五塊木板時，木板才開始在地面上滑動。即：小物塊滑至第四塊長木板時，第四塊長木板的加速度為零。物塊的加速度為(2)設(shè)物塊剛滑上第五塊木板時的速度為，每塊木板的長度為L，由動能定理

解得物塊在第五塊木板表面做勻減速直線運動，木板做勻加速直線運動，設(shè)經(jīng)歷時間t，物塊與木板能獲得相同的速度，對物塊

對木板

解得

在此過程中，物塊發(fā)生的位移為，由動能定理

解得即物塊與木板獲得的共同速度，之后整體向前勻減速運動后靜止．由動能定理

解得

所以物塊總共發(fā)生的位移17.（18分）如圖所示，質(zhì)量為3.0kg的小車以1.0m/s的速度在光滑的水平面上向左運動，車上AD部分是表面粗糙的水平軌道，DC部分是1/4光滑圓弧，整個軌道都是由絕緣材料制成的，小車所在空間內(nèi)有豎直向上的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場，電場強度E為40N/C，磁感應(yīng)強度B為2.0T。現(xiàn)有一質(zhì)量為1.0kg、帶負電且電荷量為的滑塊以8m/s的水平速度向右沖上小車，當它通過D點時速度為5.0m/s（滑塊可視為質(zhì)點，g取10m/s2），求：（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

（1）滑塊從A到D的過程中，小車、滑塊組成的系統(tǒng)損失的機械能；

（2）如果圓弧軌道半徑為1.0m，求滑塊剛過D點時對軌道的壓力；

（3）若滑塊通過D點時，立即撤去磁場，要使滑塊不沖出圓弧軌道，此圓弧的最小半徑。參考答案：解析：（1）（6分）設(shè)滑塊運動到D點時的速度為，小車在此時的速度為

滑塊從A運動到D的過程中系統(tǒng)動量守恒

…………2分

小車的速度為

小車與滑塊組成的系統(tǒng)損失的機械能為△E

…………2分

…………2分

（2）（6分）設(shè)滑塊剛過D點時，受到軌道的支持力為N

…………4分

得N=35.5N

…………1分

滑塊對軌道壓力

…………1分

（3）（6分）滑塊沿圓弧軌道上升到最大高度時，滑塊與小車具有共同速度v

由動量守恒定律

…………2分

…………1分

設(shè)圓弧軌道的最小半徑為

由動量守恒關(guān)系

…………2分

…………1分18.如圖所示，有一質(zhì)量為M=2kg的平板小車靜止在光滑的水平地面上，現(xiàn)有質(zhì)量均為m=1kg的小物塊A和B（均可視為質(zhì)點），由車上P處分別以初速度v1=2m/s向左和v2=4m/s向右運動，最終A、B兩物塊恰好停在小車兩端沒有脫離小車。已知兩物塊與小車間的動摩擦因數(shù)都為μ=0.1，取g=10m/s2。求：（1）小車的長度L；（2）A在小車上滑動的過程中產(chǎn)生的熱量；（3）從A、B開始運動計時，經(jīng)5s小車離原位置的距離。參考答案：（1）由于開始時物塊A、B給小車的摩擦力大小相等，方向相反，小車不動，物塊A、B做減速運動，加速度a大小一樣，A的速度先減為零。

設(shè)A在小車上滑行的時間為t1，位移為s1，由牛頓定律

μmg=ma