2022-2023學(xué)年湖南省長沙市藝方中學(xué)高三物理上學(xué)期期末試卷含解析

2022-2023學(xué)年湖南省長沙市藝方中學(xué)高三物理上學(xué)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.（08年石家莊二中12月月考）如圖所示，小車沿水平面向右做加速直線運動，車上固定的硬桿和水平面的夾角為θ，桿的頂端固定著一個質(zhì)量為m的小球。當(dāng)車運動的加速度逐漸增大時，桿對小球的作用力（F1至F4變化）的受力圖形（OO′沿桿方向）可能是圖中的

（

）參考答案：答案：C2.（單選）憤怒的小鳥是風(fēng)靡全球的2D畫面游戲（圖甲），是通過調(diào)節(jié)發(fā)射小鳥的力度與角度達到轟擊肥豬堡壘的目的．現(xiàn)簡化為圖乙模型：假設(shè)小鳥從離草地高度為h處用彈弓拋射，初速度斜向上且與水平方向成α角，肥豬的堡壘到拋射點水平距離為L，忽略空氣阻力，重力加速度為g（將小鳥和肥豬堡壘均視為質(zhì)點）．則（

）A．當(dāng)一定時，α角越大，小鳥在空中運動時間越短B．當(dāng)α角一定時，越小，其水平射程越長C．小鳥從開始到上升到最高點的過程中增加的勢能為D．若α=，則要想擊中目標(biāo)，初速度應(yīng)滿足參考答案：C3.將一小球豎直向上拋出，小球到達最高點前的最后一秒內(nèi)和離開最高點后的第一秒內(nèi)通過的路程分別為和，速度變化量的大小分別為和，若小球所受空氣阻力大小不變，則(

)

A．，

B．，

C．，

D．，參考答案：C4.一質(zhì)點由靜止開始做直線運動，加速度與時間關(guān)系圖象如圖所示，t2＝t1則(

)A．質(zhì)點一直沿正向運動B．質(zhì)點在某個位置附近來回運動C．在0~t2時間段內(nèi)，質(zhì)點在t1時刻的速度最大D．在0~t2時間段內(nèi)，質(zhì)點在t2時刻的速度最大參考答案：AC5.冥王星與其附近的另一星體卡戎可視為雙星系統(tǒng)。質(zhì)量比約為7:1，同時繞它們連線上某點O做勻速圓周運動。由此可知，冥王星繞O點運動的（

）（A）軌道半徑約為卡戎的1/7

（B）角速度大小約為卡戎的1/7（C）線速度大小約為卡戎的7倍

（D）向心力大小約為卡戎的7倍參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示，勁度系數(shù)為的輕彈簧B豎直固定在桌面上．上端連接一個質(zhì)量為m的物體，用細繩跨過定滑輪將物體m與另一根勁度系數(shù)為的輕彈簧C連接。當(dāng)彈簧C處在水平位置且束發(fā)生形變時．其右端點位于a位置?，F(xiàn)將彈簧C的右端點沿水平方向緩慢拉到b位置時，彈簧B對物體m的彈力大小為，則ab間的距離為________。參考答案：下端彈簧仍處于壓縮狀態(tài)時，；下端彈簧處于拉伸狀態(tài)時，7.如圖所示，某車沿水平方向高速行駛，車廂中央的光源發(fā)出一個閃光，閃光照到了車廂的前、后壁，則地面上的觀察者認為該閃光________(填“先到達前壁”“先到達后壁”或“同時到達前后壁”)，同時他觀察到車廂的長度比靜止時變________(填“長”或“短”)了．參考答案：先到達后壁短8.（4分）在桌面上有一倒立的玻璃圓錐，其頂點恰好與桌面接觸，圓錐的軸（圖中虛線）與桌面垂直，過軸線的截面為等邊三角形，如圖所示。有一半徑為r的圓柱形平行光束垂直入射到圓錐的底面上，光束的中心軸與圓錐的軸重合。已知玻璃的折射率為1.5，則光束在桌面上形成的光斑半徑為

。參考答案：

2r9.1919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮核發(fā)現(xiàn)質(zhì)子．科學(xué)研究表明其核反應(yīng)過程是：α粒子轟擊靜止的氮核后形成了不穩(wěn)定的復(fù)核，復(fù)核發(fā)生衰變放出質(zhì)子，變成氧核．設(shè)α粒子質(zhì)量為m1，初速度為v0，氮核質(zhì)量為m2，質(zhì)子質(zhì)量為m0,氧核的質(zhì)量為m3，不考慮相對論效應(yīng)．α粒子轟擊氮核形成不穩(wěn)定復(fù)核的瞬間，復(fù)核的速度大小為

，此過程中釋放的核能為________________________________．參考答案：

10.如圖所示，用跨過光滑定滑輪的質(zhì)量不計的纜繩將海面上一艘小船沿直線拖向岸邊。已知拖動纜繩的電動機功率恒為P，小船的質(zhì)量為m，小船從A點沿直線加速運動到B點的速度大小分別為v0和v，經(jīng)歷的時間為t，A、B兩點間距離為d。則小船在全過程中克服阻力做的功Wf＝__________，若小船受到的阻力大小為f，則經(jīng)過B點時小船的加速度大小a＝[jf24]

__________。參考答案：Wf＝Pt－mv2+mv02，a＝P/mv－f/m11.已知O、A、B、C為同一直線上的四點，A、B間的距離為1m，B、C間的距離為2m，一物體自O(shè)點由靜止出發(fā)，沿此直線做勻加速運動，依次經(jīng)過A、B、C三點，已知物體通過AB段與BC段所用的時間相等，則物體通過A點和B點時的速度大小之比為__________，O、A間的距離為___________m。參考答案：17、光電計時器是一種研究物體運動情況的常用計時儀器，其結(jié)構(gòu)如圖實－1－10(a)所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以精確地把物體從開始擋光到擋光結(jié)束的時間記錄下來．圖(b)中MN是水平桌面，Q是長木板與桌面的接觸點，1和2是固定在長木板上相距L=0.5m的兩個光電門，與之連接的兩個光電計時器沒有畫出，長木板頂端P點懸有一鉛錘，實驗時，讓滑塊從長木板的頂端滑下，做勻加速直線運動。光電門1、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為1.0×10－2s和4.0×10－3s.用精度為0.05mm的游標(biāo)卡尺測量滑塊的寬度為d，其示數(shù)如圖(c)所示．

(1)滑塊的寬度d＝________cm.(2)已知滑塊通過光電門1時的速度v1＝

m/s，滑塊通過光電門2時的速度v2＝________m/s.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(3)滑塊做勻加速運動的加速度a=

m/s2(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)參考答案：1、010

1、0

2、5

5、2513.某同學(xué)做《共點的兩個力的合成》實驗作出如圖所示的圖，其中A為固定橡皮條的固定點，O為橡皮條與細繩的結(jié)合點，圖中___________是F1、F2合力的理論值，___________是合力的實驗值，需要進行比較的是_________和___________，通過本實驗，可以得出結(jié)論：在誤差允許的范圍___________是正確的。參考答案：F;

F’;

F和F’;其合力的大小和方向為F1和F2的線段為鄰邊的對角線三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖所示，熒光屏MN與x軸垂直放置，熒光屏所在位置橫坐標(biāo)x0＝40cm，在第一象限y軸和MN之間存在沿y軸負方向的勻強電場，在第二象限有半徑R＝10cm的圓形磁場，磁感應(yīng)強度大小B＝0.4T，方向垂直xOy平面向外。磁場的邊界和x軸相切于P點。在P點有一個粒子源，平行于坐標(biāo)平面，向x軸上方各個方向發(fā)射比荷為1.0×108C./kg的帶正電的粒子，已知粒子的發(fā)射速率v0＝4.0×106m/s。不考慮粒子的重力粒子間的相互作用。求(1)帶電粒子在磁場中運動的軌跡半徑;(2)若所有帶電粒子均打在x軸下方的熒光屏上，求電場強度的最小值參考答案：（1）（2）【詳解】（1）粒子在磁場中做圓周運動，其向心力由洛倫茲力提供，即：，則；（2）由于r＝R，所以所有粒子從右半圓中平行x軸方向進入電場進入電場后，最上面的粒子剛好從Q點射出電場時，電場強度最小，粒子進入電場做類平拋運動，水平方向上豎直方向，聯(lián)立解得最小強度為：；15.（選修3—5）（5分）如圖所示，球1和球2從光滑水平面上的A點一起向右運動，球2運動一段時間與墻壁發(fā)生了彈性碰撞，結(jié)果兩球在B點發(fā)生碰撞，碰后兩球都處于靜止?fàn)顟B(tài)。B點在AO的中點。（兩球都可以看作質(zhì)點）

求：兩球的質(zhì)量關(guān)系

參考答案：解析：設(shè)兩球的速度大小分別為v1，v2，則有

m1v1=m2v2

v2=3v1

解得：m1=3m2四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖（a）輪軸的輪半徑為2r，軸半徑為r，它可以繞垂直于紙面的光滑水平軸O轉(zhuǎn)動，圖（b）為輪軸的側(cè)視圖．輪上繞有細線，線下端系一質(zhì)量為M的重物，軸上也繞有細線，線下端系一質(zhì)量為m的金屬桿．在豎直平面內(nèi)有間距為L的足夠長平行金屬導(dǎo)軌PQ、MN，在QN之間連接有阻值為R的電阻，其余電阻不計．磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場與導(dǎo)軌平面垂直．開始時金屬桿置于導(dǎo)軌下端，將重物由靜止釋放，重物最終能勻速下降，運動過程中金屬桿始終與導(dǎo)軌接觸良好．（1）當(dāng)重物M勻速下降時，細繩對金屬桿m的拉力T多大？（2）重物M勻速下降的速度v多大？（3）對一定的B，取不同的M，測出相應(yīng)的M作勻速運動時的v值，得到實驗圖線如圖（c），圖中畫出了磁感應(yīng)強度分別為B1和B2時的兩條實驗圖線，根據(jù)實驗結(jié)果計算比值．參考答案：考點： 導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢；法拉第電磁感應(yīng)定律．專題： 電磁感應(yīng)與電路結(jié)合．分析： （1）重物勻速下降時，金屬桿勻速上升，合力都是為零．由滑輪與力的關(guān)系得：Mg?2r=T?r對重物也進行受力分析，即可得出細繩對金屬桿的拉力；（2）首先根據(jù)輪軸原理，得出M與金屬桿的速度關(guān)系．重物最終勻速下降，金屬桿勻速上升，對金屬桿進行受力分析得出金屬桿的受力關(guān)系，即可求解重物M勻速下降的速度；（3）根據(jù)第1題v的表達式，分析v﹣M圖象的斜率，結(jié)合圖象求出斜率，即可得到B1和B2的比值．解答： 解：（1）金屬棒達到勻速運動時，重物也勻速運動，對于重物，有T=Mg又有滑輪與力的關(guān)系得：Mg?2r=T?rT=2Mg

…①（2）金屬棒達到勻速運動時，由平衡條件得：

對于金屬桿，有T=F1+mg

…②桿所受的安培力：F1=BIL…③回路中的感應(yīng)電流為…④桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：E=BLv由③④⑤得：…⑤通過滑輪的繩子兩端，M與m之間的速度關(guān)系：vM=2vm…⑥由①②⑥可求速度：…⑦（3）由⑦式得出v﹣M的函數(shù)關(guān)系式：vM=kM+b，從圖象上獲取數(shù)據(jù)，得到直線B1的斜率：vM=kM+b，所以：可見由圖線可得同理：故有：，所以得：答：（1）當(dāng)重物M勻速下降時，細繩對金屬桿m的拉力T是2Mg；（2）重物M勻速下降的速度；（3）圖中畫出了磁感應(yīng)強度分別為B1和B2時的兩條實驗圖線，根據(jù)實驗結(jié)果計算比值=點評： 本題中運用F=BIL、I=、E=BLv推導(dǎo)安培力的表達式是求解的關(guān)鍵步驟，再運用數(shù)學(xué)知識分析圖象的信息，得到B1和B2的比值，中等難度．17.一水平傳送帶以2.0m/s的速度順時針傳動，水平部分長為2.0m，其右端與一傾角為θ＝37°的光滑斜面平滑相連，斜面長為0.4m，一個可視為質(zhì)點的物塊無初速度地放在傳送帶最左端，已知物塊與傳送帶間動摩擦因數(shù)μ＝0.2，試問：(1)物塊到達傳送帶右端的速度；(2)物塊能否到達斜面頂端？若能則說明理由，若不能則求出物塊上升的最大高度．(sin37°＝0.6，g取10m/s2)參考答案：【知識點】牛頓第二定律．C2【答案解析】（1）2m/s(2)0.2m解析：(1)物塊在傳送帶上先做勻加速直線運動．由μmg＝ma1，x1＝，可得x1＝1m<L故物塊到達傳送帶右端前已勻速運動，速度為2m/s.(2)物塊以速度v0沖上斜面，之后做勻減速直線運動，由mgsinθ＝ma2，x2＝可得x2＝m<0.4m.故物塊沒有到達斜面的最高點，物塊上升的最大高度hm＝x2sinθ＝0.2m【思路點撥】（1）對物塊進行受力分析，找出物塊的合力，明確其運動性質(zhì)，運用牛頓第二定律和運動學(xué)公式去求解到達傳送帶右端時的速度．（2）物塊沖上斜面后做勻減速直線運動，先根據(jù)運動學(xué)公式求出上物塊運動的最大位移（到達最大位移時速度為0），然后與題目中的斜面長對比即可求解．本題要注意物體剛放在傳送帶上時在滑動摩擦力作用下做勻加速運動，速度達到傳送帶速度后與傳送帶一起做勻速運動，此時不受摩擦力作用，能否到達最高點我們也可以根據(jù)動能定理去求解，難度適中．18.圖所示，一小球從A點以某一水平向右的初速度出發(fā)，沿水平直線軌道運動到B點后，進入半徑R=10cm的光滑豎直圓形軌道，圓形軌道間不相互重疊，即小球離開圓形軌道后可繼續(xù)向C點運動，C點右側(cè)有一壕溝，C、D兩點的豎直高度h=0.8m，水平距離s=1.2m，水平軌道AB長為L1=1m，BC長為L2=3m，.小球與水平軌道間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，重力加速度g=10m/s2，求：（1