上海市奉賢區(qū)奉賢中學2023年高三物理下學期期末試卷含解析

上海市奉賢區(qū)奉賢中學2023年高三物理下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.如圖所示，物塊A、B疊放在水平桌面上，裝砂的水桶C通過細線牽引A、B一直在水平桌面上向右加速運動，設A、B間的摩擦力為f1，B與桌面間的摩擦力為f2，若增大C桶內砂的質量，而A、B仍一起向右運動，則摩擦力f1和f2的大小關系是（

）A．f1變大，f2不變B．f1不變，f2變大C．f1和f2都變大D．f1和f2都不變參考答案：a2.我國運動員劉翔在亞洲田徑錦標賽男子110米欄決賽中，以13秒50順利奪冠，這是劉翔第三次奪得該賽事的冠軍，憑借此次奪冠，劉翔成為亞錦賽110米欄項目中第一個“三冠王”．劉翔之所以能夠取得冠軍，取決于他在110米中()A．某時刻的瞬時速度大

B．撞線時的瞬時速度大C．平均速度大

D．起跑時的加速度大參考答案：C3.（單選）如圖所示，細繩的一段固定在O點，另一端懸掛質量為m的小球A，為使細繩與豎直方向夾角為30°，小球A處于靜止狀態(tài)，對小球施加的最小外力等于（）A．mgB．mgC．mgD．mg參考答案：考點：共點力平衡的條件及其應用；力的合成與分解的運用．專題：共點力作用下物體平衡專題．分析：小球A處于靜止，受力平衡，分析受力情況，用作圖法得出對小球施加的力最小的條件，再由平衡條件求出力的最小值．解答：解：以小球為研究對象，分析受力，作出力圖如圖，根據(jù)作圖法分析得到，當小球施加的力F與細繩垂直時，所用的力最?。鶕?jù)平衡條件得F的最小值為Fmin=Gsin30°=mg；故選：A．點評：本題物體平衡中極值問題，關鍵是確定極值條件，本題采用圖解法得到力最小的條件，也可以運用數(shù)學函數(shù)法求解極值．4.如圖所示，兩水平放置的平行金屬板間有一勻強電場，板長為L，板間距離為d，在板右端L處有一豎直放置的光屏M，一帶電量為q，質量為m的質點從兩板中央射入板間，最后垂直打在M屏上，則下列結論正確的是A．板間電場強度大小為mg/q

B．板間電場強度大小為2mg/qC．質點在板間的運動時間跟它從板的右端運動到光屏的時間相等D．質點在板間的運動時間大于它從板的右端運動到光屏的時間參考答案：BC5.用右圖所示裝置做“研究有固定轉動軸物體的平衡條件”的實驗，力矩盤上各同心圓的間距相等，在用細線懸掛鉤碼前，下列措施中哪些是必要的

（

）A．判斷力矩盤是否處在豎直平面B．判斷橫桿MN是否嚴格保持水平C．判斷力矩盤與轉軸間的摩擦是否足夠小D．判斷力矩盤的重心是否位于盤中心參考答案：ACD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.在某一力學實驗中，打出的紙帶如圖所示，相鄰計數(shù)點的時間間隔是T。測出紙帶各計數(shù)點之間的距離分別為S1、S2、S3、S4，為使由實驗數(shù)據(jù)計算的結果更精確些，加速度的平均值為a=

；打下C點時的速度vc

。(寫出表達式)參考答案：（2分）

7.“靜止”在赤道上空的地球同步氣象衛(wèi)星把廣闊視野內的氣象數(shù)據(jù)發(fā)回地面，為天氣預報提供準確、全面和及時的氣象資料。設地球同步衛(wèi)星的軌道半徑是地球半徑的n倍，則同步衛(wèi)星運行速度是第一宇宙速度的

倍，同步衛(wèi)星的向心加速度是地球表面重力加速度的

倍。參考答案：8.利用油膜法可粗略測寫分子的大小和阿伏加德羅常數(shù)。若已知n滴油的總體積為v，一滴油所形成的單分子油膜的面積為S，這種油的摩爾質量為，密度為.則可求出一個油分子的直徑d=

△△；阿伏加德羅常數(shù)=△△

。參考答案：

9.現(xiàn)有一個彈簧測力計（可隨便找地方懸掛），一把勻質的長為l的有刻度、零點位于端點的直尺，一個木塊及質量不計的細線．試用這些器件設計一實驗裝置（要求畫出示意圖），通過一次測量（彈簧測力計只準讀一次數(shù)），求出木塊的質量和尺的質量．（已知重力加速度為g）參考答案：找個地方把彈簧測力計懸掛好，取一段細線做成一環(huán)，掛在彈簧測力計的掛鉤上，讓直尺穿在細環(huán)中，環(huán)與直尺的接觸點就是直尺的懸掛點，它將尺分為長短不等的兩段．用細線栓住木塊掛在直尺較短的一段上，細心調節(jié)直尺懸掛點及木塊懸掛點的位置，使直尺平衡在水平位置（為提高測量精度，盡量使二懸掛點相距遠些），如圖所示．設木塊質量為m，直尺質量為M．記下二懸掛點在直尺上的讀數(shù)x1、x2，彈簧測力計讀數(shù)G．由平衡條件和圖中所設的直尺零刻度線的位置有

(1)

(2)(1)、(2)式聯(lián)立可得

(3)

(4)給出必要的說明占8分，求出r占10分．10.有一列簡諧橫波在彈性介質中沿x軸正方向以速率v=10m/s傳播，某時刻的波形如圖所示，把此時刻作為零時刻，質點A的振動方程為y=

m.參考答案：由題圖讀出波長和振幅，由波速公式求出頻率，由得出角速度，由于質點A開始時刻向下振動，故將相關數(shù)據(jù)代入可得答案．11.在某些恒星內部，3個α粒子可以結合成一個C核，已知C核的質量為1.99302×10-26kg，α粒子的質量為6.64672×10-27kg，真空中光速c=3×108m/s，這個核反應方程是

，這個反應中釋放的核能為

（結果保留一位有效數(shù)字）。參考答案：3He→C(2分)

9×10-13J12.某興趣小組為測一遙控電動小車的額定功率，進行了如下實驗：①用天平測出電動小車的質量為0.4kg；②將電動小車、紙帶和打點計時器按如圖甲所示安裝；③接通打點計時器(其打點周期為0.02s)；④使電動小車以額定功率加速運動，達到最大速度一段時間后關閉小車電源，待小車靜止時再關閉打點計時器(設在整個過程中小車所受的阻力恒定)．在上述過程中，打點計時器在紙帶上所打的點跡如圖乙、圖丙所示，圖中O點是打點計時器打的第一個點．請你分析紙帶數(shù)據(jù)，回答下列問題：(1)該電動小車運動的最大速度為________m/s.

(2)該電動小車運動過程中所受的阻力為________N.(3)該電動小車的額定功率為________W.參考答案：(1)1.5(或1.50)(2)1.6(或1.60)(3)2.4(或2.40)13.為了測量人騎自行車的功率，某活動小組在操場的直道上進行了如下實驗：在離出發(fā)線5m、10m、20m、30m……70m的地方分別劃上8條計時線，每條計時線附近站幾個學生，手持秒表，聽到發(fā)令員的信號后，受測者全力騎車由出發(fā)線啟動，同時全體學生都開始計時，自行車每到達一條計時線，站在該計時線上的幾個學生就停止計時，記下自行車從出發(fā)線到該條計時線的時間。實驗數(shù)據(jù)記錄如下（每個計時點的時間都取這幾個同學計時的平均值）：運動距離s（m）0510203040506070運動時間t（s）02.44.26.37.89.010.011.012.0各段速度（m/s）2.08①4.766.678.33②10.010.0（1）請計算出上述表格中空缺的①、②處的數(shù)據(jù)：①

m/s；②

m/s（保留三位有效數(shù)字）。（2）次實驗中，設運動過程中學生和自行車所受阻力與其速度大小成正比，其比例系數(shù)為15N·s/m，則在20m～30m路段的平均阻力f1與30m～40m路段的平均阻力f2之比f1：f2=

；若整個過程中該同學騎車的功率P保持不變，則P=

W。參考答案：（1）①

2.78

②

10.0

（2）1∶1.25（6.67∶8.33）

1500W

三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖所示，質量為m帶電量為+q的小球靜止于光滑絕緣水平面上，在恒力F作用下，由靜止開始從A點出發(fā)到B點，然后撤去F，小球沖上放置在豎直平面內半徑為R的光滑絕緣圓形軌道，圓形軌道的最低點B與水平面相切，小球恰能沿圓形軌道運動到軌道末端D，并從D點拋出落回到原出發(fā)點A處．整個裝置處于電場強度為E=的水平向左的勻強電場中，小球落地后不反彈，運動過程中沒有空氣阻力．求：AB之間的距離和力F的大?。畢⒖即鸢福篈B之間的距離為R，力F的大小為mg．考點： 帶電粒子在勻強電場中的運動；牛頓第二定律；平拋運動；動能定理的應用．專題： 帶電粒子在電場中的運動專題．分析： 小球在D點，重力與電場力的合力提供向心力，由牛頓第二定律即可求出D點的速度，小球離開D時，速度的方向與重力、電場力的合力的方向垂直，小球做類平拋運動，將運動分解即可；對小球從A運動到等效最高點D過程，由動能定理可求得小球受到的拉力．解答： 解：電場力F電=Eq=mg

電場力與重力的合力F合=mg，方向與水平方向成45°向左下方，小球恰能到D點，有：F合=解得：VD=從D點拋出后，只受重力與電場力，所以合為恒力，小球初速度與合力垂直，小球做類平拋運動，以D為原點沿DO方向和與DO垂直的方向建立坐標系（如圖所示）．小球沿X軸方向做勻速運動，x=VDt

沿Y軸方向做勻加速運動，y=at2a==所形成的軌跡方程為y=直線BA的方程為：y=﹣x+（+1）R解得軌跡與BA交點坐標為（R，R）AB之間的距離LAB=R從A點D點電場力做功：W1=（1﹣）R?Eq

重力做功W2=﹣（1+）R?mg；F所做的功W3=F?R有W1+W2+W3=mVD2，有F=mg答：AB之間的距離為R，力F的大小為mg．點評： 本題是動能定理和向心力知識的綜合應用，分析向心力的來源是解題的關鍵．15.（選修3—4）（7分）如圖甲所示為一列簡諧橫波在t＝2s時的波形圖，圖乙是這列波中P點的振動圖線，求該波的傳播速度的大小，并判斷該波的傳播方向。

參考答案：解析：依題由甲圖知該波的波長為……………(1分)

由乙圖知該波的振動周期為……………(1分)

設該波的傳播速度為V，有……………(1分)

又由乙圖知，P點在此時的振動方向向上，……………(1分)

所以該波的傳播方向水平向左?！?2分)四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，在光滑水平面上放有質量為M=3kg的長木板，在長木板的左端放有m=1kg的小物體，小物體大小可忽略不計．小物塊以某一初速度v0=4m/s勻減速運動．已知小物塊與長木板表面動摩擦因數(shù)μ=0.3，當小物塊運動了t=2.5s時，長木板被地面裝置鎖定，假設長木板足夠長（g=10m/s2）求（1）小物塊剛滑上長木板時，長木板及小物體的加速度各為多大？（2）長木板與小物體共速所需時間？（3）最終小物體距木板左端的距離．參考答案：解：（1）小物體沖上長木板后受重力、壓力和摩擦力的作用做勻減速運動，長木板摩擦力的作用下做勻加速運動，根據(jù)牛頓第二定律得：對長木板：a1===1m/s2對小物體：a2==3m/s2（2）設二者達到共同速度v的時間為t0，則由運動學公式得：對小物體：v=v0﹣a2t0

對長木板：v=a1t0解得：t0=1s

（3）因t0=1s＜t=2.5s，這說明小物體沖上長木板1s后二者再一起勻速運動1.5S后被鎖定，此后小物體將勻減速運動．

共速前：=2m減速：s=s1+s2=2.17m答：（1）小物塊剛滑上長木板時，長木板及小物體的加速度分別為1m/s2、3m/s2；（2）長木板與小物體共速所需時間為1s；（3）最終小物體距木板左端的距離為2.17m．17.如圖所示，虛線MO與水平線PQ相交于O，二者夾角θ=30°，在MO左側存在電場強度為E、方向豎直向下的勻強電場，MO右側某個區(qū)域存在磁感應強度為B、垂直紙面向里的勻強磁場，O點處在磁場的邊界上，現(xiàn)有一群質量為m、電量為+q的帶電粒子在紙面內以速度v（0≤v≤）垂直于MO從O點射入磁場，所有粒子通過直線MO時，速度方向均平行于PQ向左，不計粒子的重力和粒子間的相互作用力，求：

（1）速度最大的粒子自O開始射入磁場至返回水平線POQ所用的時間．

（2）磁場區(qū)域的最小面積．參考答案：1）粒子的運動軌跡如圖所示，設粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的半徑為R，周期為T，粒子在勻強磁場中運動時間為t1則即：

①（1分）

②（1分）

③（1分）

設粒子自N點水平飛出磁場，出磁場后應做勻速運動至OM，設勻速運動的距離為s，勻速運動的時間為t2，

由幾何關系知：

S=Rcotθ

④（1分）

⑤（1分）

過MO后粒子做類平拋運動，設運動的時間為，則：

⑥（2分）

又由題知：

⑦（1分）

則速度最大的粒子自O進入磁場至重回水平線POQ所用的時間⑧（1分）

解①②③④⑤⑥⑦⑧得：（2分）（2）由題知速度大小不同的粒子均要水平通過OM，則其飛出磁場的位置均應在ON的連線上，故磁場范圍的最小面積是速度最大的粒子在磁場中的軌跡與ON所圍成的面積。