山西省忻州市南關學校2022-2023學年高三物理期末試題含解析

山西省忻州市南關學校2022-2023學年高三物理期末試題含解析一、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.（單選）2011年7月在土耳其伊斯坦布爾舉行的第15屆機器人世界杯賽上.中科大“藍鷹”隊獲得仿真2D組冠軍和服務機器人組亞軍.改寫了我國服務機器人從未進人世界前5的紀錄.標志著我國在該領域的研究取得了重要進展。圖中是科大著名服務機器人“可佳”.如圖所示.現(xiàn)要執(zhí)行一項任務.給它設定了如下動作程序:機器人在平面內.由點(0,0)出發(fā).沿直線運動到點(3,1).然后又由點(3,1)沿直線運動到點(1,4).然后又由點(1.4)沿直線運動到點(5,5).然后又由點(5.5)沿直線運動到點(2.2).該個過程中機器人所用時間是s.則：A.機器人的運動軌跡是一條直線 B.機器人不會兩次通過同一點C.整個過程中機器人的位移大小為m

D.整個過程中機器人的平均速率為1m/s參考答案：C2.如圖所示，一個球形物體靜止于光滑水平面上，并與豎直光滑墻壁接觸，A、B兩點是球跟墻和地面的接觸點，則下列說法中正確的是（

）A．物體受重力、B點的支持力、A點的彈力作用B．物體受重力、B點的支持力作用C．物體受重力、B點的支持力作用、地面的彈力作用D．物體受重力、B點的支持力作用、物體對地面的壓力作用

參考答案：B略3.質量為M的小球，用長為的細線懸掛在O點，在O點的正下方處有一光滑的釘子P，把小球拉到與釘子P等高的位置，擺線被釘子擋住。如圖所示，讓小球從靜止釋放，當小球第一次經(jīng)過最低點時A.小球運動的線速突然減小

B.小球的角速度突然減小C.小球的向心加速度突然增大

D.懸線的拉力突然增大參考答案：B4.某同學在物理學習中記錄了一些與地球、月球有關的數(shù)據(jù)資料如下：地球半徑R＝6400km，月球半徑r＝1740km，地球表面重力加速度g0＝9.80m／s2，月球表面重力加速度＝1.56m／s2，月球繞地球轉動的線速度v＝lkm／s，月球繞地球轉動一周時間為T＝27.3天，光速c＝2.998×105km／s．1969年8月1日第一次用激光器向位于天頂?shù)脑虑虮砻姘l(fā)射出激光光束，經(jīng)過約t=2.565s接收到從月球表面反射回來的激光信號，利用上述數(shù)據(jù)可估算出地球表面與月球表面之間的距離s，則下列方法正確的是A．利用激光束的反射s＝c·來算B．利用v＝來算C．利用g0＝

來算D．利用＝(s＋R＋r)來算參考答案：AB5.如圖所示，足夠長的傳送帶與水平面夾角為θ，以大小為v0的速度順時針勻速轉動，在傳送帶的上端放置一個小木塊，并使小木塊以大小為2v0的初速度沿傳送帶向下運動，小木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ＞tanθ，下面四幅圖能客觀地反映小木塊的速度隨時間變化關系的是（以木塊的初速度方向為正方向）（）A． B． C． D．參考答案：A【考點】牛頓第二定律；勻變速直線運動的圖像．【分析】對物體受力分析知，其受重力，摩擦力，支持力，再由給定的摩擦因數(shù)關系，可以判定重力沿斜面的分力與摩擦力的大小關系，進而判定物塊的運動狀態(tài)．【解答】解：剛放上去的時候，物塊受重力，支持力，摩擦力方向向下，物塊做加速運動，故由牛頓第二定律：mgsinθ﹣μmgcosθ=ma1解得：a1=gsinθ﹣μgcosθ物塊做向下的減速運動，當物塊速度減小到零后，物體反向做加速運動，根據(jù)牛頓第二定律可知mgsinθ﹣μmgcosθ=ma2解得：a2=gsinθ﹣μgcosθ加速度a′=gsinθ﹣μgcosθ，達到和傳送帶具有相同速度后一起勻速運動，由于a1=a2，故A正確，BCD錯誤故選：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，t＝0時，一小物體從光滑斜面上的A點由靜止開始下滑，經(jīng)過B點后進入水平面（設經(jīng)過B點前后速度大小不變），最后停在C點。每隔2s測得的三個時刻物體的瞬時速度，記錄在下表中。重力加速度g取10m/s2，則物體到達B點的速度為

m/s；物體經(jīng)過BC所用時間為

s。t/s0246v/m·s-108128

參考答案：13.33；6.677.雨后彩虹是太陽光經(jīng)過天空中小水珠折射后形成的,太陽光經(jīng)過小水珠折射后某色光的光路如圖所示,虛線是入射光線和出射光線延長線,α是兩虛線夾角.由于太陽光是復色光,而水對不同色光折射率不同,光頻率越高,折射率越大.則色光在水珠中的傳播速度最大;紅光和紫光經(jīng)過小水珠折射后,α紅_________α紫(選填“>”、“=”或“<”).參考答案：8.圖為一小球做平拋運動的閃光照片的一部分.圖中背景方格的邊長均為2.5厘米，如果取重力加速度g=10米/秒2，那么：(1)照片的閃光頻率為________Hz..(2)小球做平拋運動的初速度的大小為_______m/s參考答案：(1)10

(2)0.759.如圖所示，一輕繩兩端各系重物A和B，掛在汽車頂部的定滑輪上，繩的質量及滑輪摩擦均不計，mA>mB，A靜止在汽車底板上，輕繩呈豎直方向。當汽車在水平公路上勻速行駛時，A對汽車底板的壓力為________，汽車以加速度a向右勻加速運動時，A仍在原來的位置相對車底靜止，此時A對車底的壓力為_________。參考答案：10.）一束細光束由真空沿著徑向射入一塊半圓柱形透明體，如圖（a）所示，對其射出后的折射光線的強度進行記錄，發(fā)現(xiàn)折射O

光線的強度隨著θ的變化而變化，如圖（b）的圖線所示.此透明體的臨界角為

▲，折射率為

▲

.參考答案：60°（2分），（11.質量為0.2kg的物體以24m/s的初速度豎直上拋，由于空氣阻力，經(jīng)2s到達最高點，設空氣阻力大小恒定，則物體上升的最大高度是______m，它由最高點落回拋出點需_____s。參考答案：24

；12.用如右圖所示裝置來驗證動量守恒定律，質量為mB的鋼球B放在小支柱N上，離地面高度為H；質量為mA的鋼球A用細線拴好懸掛于O點，當細線被拉直時O點到球心的距離為L，且細線與豎直線之間夾角為α；球A由靜止釋放，擺到最低點時恰與球B發(fā)生正碰，碰撞后，A球把輕質指示針C推移到與豎直夾角為β處，B球落到地面上，地面上鋪有一張蓋有復寫紙的白紙D，用來記錄球B的落點。用圖中所示各個物理量的符號表示碰撞前后兩球A、B的動量（設兩球A、B碰前的動量分別為pA、pB；碰后動量分別為PA/、PB/，則PA=_________，PA/=_________，PB=_________，PB/

=_________。

參考答案：mA

，mA

，0，13.傳感器是自動控制設備中不可缺少的元件，下圖是一種測定位移的電容式傳感器電路。在該電路中，閉合開關S一小段時間后，使工件（電介質）緩慢向左移動，則在工件移動的過程中，通過電流表G的電流_________（填“方向由a至b”“方向由b至a”或“始終為零”）。參考答案：方向由a到b

三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.在驗證機械能守恒定律的實驗中，使質量為m=200g的重物自由下落，打點計時器在紙帶上打出一系列的點，選取一條符合實驗要去的紙帶如圖所示，O為紙帶下落的起始點，A、B、C為紙帶上選取的三個連讀點．已知打點計時器每隔T=0.02s打一個點，當?shù)氐闹亓铀俣葹間=9.8m/s2，那么（1）計算B點瞬時速度時，甲同學用vB2=2gsOB，乙同學用vB=，其中所選方法正確的是（填“甲”或“乙”）同學，他計算的重物的速度vB=m/s；（2）從O點到打下計數(shù)點B的過程中，物體重力勢能的減小量△Ep=J，動能的增加量△Ek=J；（以上所有結果均保留三位有效數(shù)字）參考答案：（1）乙，1.92；（2）0.376，0.369．【考點】驗證機械能守恒定律．【分析】題的關鍵是處理紙帶問題時應用v=求瞬時速度；根據(jù)題意重物減少的重力勢能應為mgSOB，增加的動能為m，其中vB=．【解答】解：（1）、由于實驗過程中重物和紙帶會受到空氣和限位孔的阻力作用，導致測得的加速度小于當?shù)氐闹亓铀俣?，所以求速度時不能用=2gSOB，來求，只能根據(jù)v=求瞬時速度值，故乙正確．（2）從開始下落到打下B點的過程中，重物減少的重力勢能為：△Ep減=mgSOB=0.2×9.8×0.192=0.376J，打B點時的速度為：vB==×10﹣2=1.92m/s，重物增加的動能為：△EK=mv=×0.2×1.922=0.369J；故答案為：（1）乙，1.92；（2）0.376，0.369．15.如圖1所示為“探究加速度與物體受力的關系”的實驗裝置圖．圖中A為小車，質量為m1，連接在小車后面的紙帶穿過電火花計時器B，它們均置于水平放置的木板上，木板的一端帶有定滑輪且足夠長．p的質量為m2，C為彈簧測力計，實驗時改變戶的質量，讀出測力計不同的讀數(shù)F，從而探究a與F的關系．不計繩與定滑輪、動滑輪之間的摩擦．（1）電火花計時器的工作電壓為

V的交流電．（2）實驗操作中重要的疏漏是

．（3）實驗得到的紙帶如圖2所示，O、A、B、C和D是紙帶上的五個計數(shù)點，每兩個相鄰計數(shù)點間有四個點沒有畫出，A、B、C、D四點到0點的距離如圖．電源頻率為50Hz．根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù)計算出小車的加速度a為

m/s2（計算結果保留小數(shù)點后兩位）．參考答案：（1）220；（2）沒有平衡摩擦力；（3）0.43【考點】探究加速度與物體質量、物體受力的關系．【分析】（1）電火花打點計時器工作電壓為220V交流電壓，每隔0.02s打一個點；（2）該實驗必須要平衡摩擦；（3）根據(jù)作差法求解加速度．【解答】解：（1）電火花打點計時器工作電壓為220V交流電壓；（2）為了讓繩子的拉力等于小車受到的合力，該實驗首先必須要平衡摩擦力，把長木板不帶定滑輪的那一端適當墊高，根據(jù)圖象可知重要的疏漏為沒有平衡摩擦力；（3）每兩個相鄰計數(shù)點間有四個點沒有畫出，則兩個相鄰計數(shù)點間的時間間隔T=0.1s，根據(jù)作差法得：加速度a==0.43m/s2故答案為：（1）220；（2）沒有平衡摩擦力；（3）0.43四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，在距水平地面高h1＝1.2m的光滑水平臺面上，一個質量m＝1kg的小物塊壓縮彈簧后被鎖扣K鎖住，儲存的彈性勢能Ep＝2J?，F(xiàn)打開鎖扣K，物塊與彈簧分離后將以一定的水平速度向右滑離平臺，并恰好從B點沿切線方向進入光滑豎直的圓弧軌道BC。已知B點距水平地面的高h2＝0.6m，圓弧軌道BC的圓心O，C點的切線水平，并與水平地面上長為L＝2.8m的粗糙直軌道CD平滑連接，小物塊沿軌道BCD運動并與右邊的豎直墻壁會發(fā)生碰撞，重力加速度g＝10m/s2，空氣阻力忽略不計。試求：（1）小物塊運動到B的瞬時速度vB大小及與水平方向夾角（2）小物塊在圓弧軌道BC上滑到C時對軌道壓力Nc大小（3）若小物塊與墻壁碰撞后速度反向、大小變?yōu)榕銮暗囊话?，且只會發(fā)生一次碰撞，那么小物塊與軌道CD之間的動摩擦因數(shù)μ應該滿足怎樣的條件.參考答案：⑴解法一:小物塊由A運動到B的過程中做平拋運動，機械能守恒

（1分）

（2分）根據(jù)平拋運動規(guī)律有：

（2分）解法二:小物塊由A運動到B的過程中做平拋運動，機械能守恒

（1分）小物塊由A運動到B的過程中做平拋運動，在豎直方向上根據(jù)自由落體運動規(guī)律可知，小物塊由A運動到B的時間為：t＝＝s≈0.346s

（1分）根據(jù)平拋運動規(guī)律有：tan＝，

解得：=60°

（1分）

（2分）

⑵根據(jù)圖中幾何關系可知，h2＝R（1－cos∠BOC），解得：R＝1.2m

（1分）根據(jù)能的轉化與守恒可知，

（2分）對小球在圓弧軌道C點應用牛頓運動定律

（2分）⑶依據(jù)題意知，

①μ的最大值對應的是物塊撞墻前瞬間的速度趨于零，根據(jù)能量關系有：mgh1＋Ep＞μmgL

代入數(shù)據(jù)解得：μ＜

（2分）②對于μ的最小值求解，首先應判斷物塊第一次碰墻后反彈，能否沿圓軌道滑離B點，設物塊碰前在D處的速度為v2，由能量關系有：mgh1＋Ep＝μmgL＋mv22第一次碰墻后返回至C處的動能為：EkC＝mv22－μmgL

可知即使μ＝0，有：mv22＝14J

mv22＝3.5J＜mgh2＝6J，小物塊不可能返滑至B點

（2分）故μ的最小值對應著物塊撞后回到圓軌道最高某處，又下滑經(jīng)C恰好至D點停止，因此有：mv22≤2μmgL，

聯(lián)立解得：μ≥

（1分）綜上可知滿足題目條件的動摩擦因數(shù)μ值：≤μ＜

（1分）17.（18分）如圖所示，有界勻強磁場的磁感應強度為B，區(qū)域足夠大，方向垂直于紙面向里，直角坐標系的軸為磁場的左邊界，A為固定在軸上的一個放射源，內裝鐳核（）沿著方向釋放一個粒子后衰變成氡核(Rn)．在軸