2022-2023學(xué)年湖南省益陽(yáng)市實(shí)驗(yàn)學(xué)校高三物理下學(xué)期期末試題含解析

2022-2023學(xué)年湖南省益陽(yáng)市實(shí)驗(yàn)學(xué)校高三物理下學(xué)期期末試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.如圖所示，質(zhì)量為2kg的物體在水平恒力F的作用下在地面上做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，位移隨時(shí)間的變化關(guān)系為x=t2+t，物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4，取g=10m/s2，以下結(jié)論正確的是（

）

A．勻變速直線運(yùn)動(dòng)的初速度為1m/s

B．物體的位移為12m時(shí)速度為7m/s

C．水平恒力F的大小為4N

D．水平恒力F的大小為12N參考答案：ABD2.在豎直墻壁間有質(zhì)量為m、傾角為的直角楔形木塊和質(zhì)量為2m的光滑圓球,兩者能夠一起以加速度a勻加速豎直下滑,已知a<g

(g為重力加速度).則木塊與左側(cè)墻壁之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為（

）A.B.C.D.參考答案：A光滑圓球受力如圖所示由牛頓第二定律得：，；對(duì)直角楔形木塊和光滑圓球系統(tǒng)，由牛頓第二定律得：，聯(lián)立解得：，故A正確，BCD錯(cuò)誤；故選A。【點(diǎn)睛】關(guān)鍵能夠正確地受力分析，運(yùn)用牛頓第二定律進(jìn)行求解，掌握整體法和隔離法的運(yùn)用。3.如圖所示，O為半圓形玻璃磚cde的圓心，一束很細(xì)的復(fù)色光沿fO方向從O點(diǎn)射入玻璃磚，經(jīng)半圓形玻璃磚折射后照射到右邊的光屏上形成a，b兩束光，則

（

）

A．b光在玻璃磚的速度大于a光

B．在玻璃中a光子的能量比b光子的能量小

C．分別用a、b兩束光照射某種金屬產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能相同

D．現(xiàn)保持復(fù)色光的方向不變，使玻璃磚繞O點(diǎn)沿順針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，則a光最先在界面cde發(fā)生全反射參考答案：A4.如圖所示，豎直放置的“II”形光滑導(dǎo)軌寬為L(zhǎng)，矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅰ、Ⅱ的高和間距均為d，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．將質(zhì)量為m的水平金屬桿由靜止釋放，金屬桿進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ和Ⅱ時(shí)的速度相等。金屬桿在導(dǎo)軌間的電阻為R，與導(dǎo)軌接觸良好，其余電阻不計(jì)，重力加速度為g。則金屬桿（）A.穿出兩磁場(chǎng)時(shí)的速度相等B.穿過(guò)磁場(chǎng)Ⅰ的時(shí)間大于在兩磁場(chǎng)之間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間C.穿過(guò)兩磁場(chǎng)產(chǎn)生的總熱量為4mgdD.釋放時(shí)距磁場(chǎng)Ⅰ上邊界的高度h可能小于參考答案：ABC【詳解】A．金屬桿在兩磁場(chǎng)區(qū)域間做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由題意可知，金屬桿進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ和Ⅱ時(shí)的速度相等，則金屬桿在I區(qū)做減速運(yùn)動(dòng)，同理在II區(qū)也做減速運(yùn)動(dòng)，兩磁場(chǎng)區(qū)域的高度與磁感應(yīng)強(qiáng)度都相同，金屬桿在兩區(qū)域的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與運(yùn)動(dòng)過(guò)程相同，金屬桿穿出兩磁場(chǎng)時(shí)的速度相等，故A正確；B．金屬桿在磁場(chǎng)Ⅰ運(yùn)動(dòng)時(shí)，隨著速度減小，產(chǎn)生的感應(yīng)電流減小，受到的安培力減小，合力減小，加速度減小，所以金屬桿做加速度逐漸減小的變減速運(yùn)動(dòng)，在兩個(gè)磁場(chǎng)之間做勻加速運(yùn)動(dòng)，由題知，進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ和Ⅱ時(shí)的速度相等，所以金屬桿在磁場(chǎng)Ⅰ中運(yùn)動(dòng)時(shí)平均速度小于在兩磁場(chǎng)之間運(yùn)動(dòng)的平均速度，兩個(gè)過(guò)程位移相等，所以金屬桿穿過(guò)磁場(chǎng)Ⅰ的時(shí)間大于在兩磁場(chǎng)之間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，故B正確；C．金屬桿從剛進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ到剛進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅱ的過(guò)程，由能量守恒定律得：2mgd＝Q。金屬桿通過(guò)磁場(chǎng)Ⅱ時(shí)產(chǎn)生的熱量與通過(guò)磁場(chǎng)Ⅰ時(shí)產(chǎn)生的熱量相同，所以總熱量為：Q總＝2Q＝4mgd，故C正確；D．設(shè)金屬桿釋放時(shí)距磁場(chǎng)Ⅰ上邊界的高度為h時(shí)進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ時(shí)剛好勻速運(yùn)動(dòng)，則有：mg＝BIL＝，又v＝，聯(lián)立解得：。由于金屬桿進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ時(shí)做減速運(yùn)動(dòng)，所以h一定大于，故D錯(cuò)誤。5.一質(zhì)點(diǎn)由靜止開(kāi)始作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為a1，經(jīng)時(shí)間t后作勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為a2，若再經(jīng)時(shí)間t恰能回到出發(fā)點(diǎn)，則a1：a2應(yīng)為（）A．1：1 B．1：2 C．1：3 D．1：4參考答案：C【考點(diǎn)】勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系．【分析】質(zhì)點(diǎn)在加速過(guò)程和減速過(guò)程中，位移大小相等，方向相反，據(jù)此根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)位移公式可正確求解．【解答】解：在加速階段有：

①減速階段的位移為：

②其中：v0=a1t

x1=﹣x2

③聯(lián)立①②③解得：a1：a2=1：3，故ABD錯(cuò)誤，C正確．故選C．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.某質(zhì)點(diǎn)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，位移方程為s=10t-2t2（m），則該物體運(yùn)動(dòng)的初速度為_(kāi)_____，加速度為_(kāi)_____，4s內(nèi)位移為_(kāi)_____。參考答案：10m/s

-4m/s2

8m7.光線從折射率n=的玻璃進(jìn)入真空中，當(dāng)入射角為30°時(shí)，折射角為

▲

參考答案：8.如圖所示，為xOy平面內(nèi)沿x軸傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t0=0時(shí)刻的波形圖象，波速v=l.0m/s。此時(shí)x=0.15m的P點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，則該波的傳播方向是

(選填“x軸正向”或“x軸負(fù)向”)，P點(diǎn)經(jīng)過(guò)

s時(shí)間加速度第一次達(dá)到最大。

參考答案：9.如圖所示，在光滑水平面上，一絕緣細(xì)桿長(zhǎng)為，兩端各固定著一個(gè)帶電小球，處于水平方向、場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，兩小球帶電量分別為＋q和－q，輕桿可繞中點(diǎn)O自由轉(zhuǎn)動(dòng)。在輕桿與電場(chǎng)線夾角為α?xí)r，忽略兩電荷間的相互作用，兩電荷受到的電場(chǎng)力對(duì)O點(diǎn)的力矩大小為_(kāi)__________，兩電荷具有的電勢(shì)能為_(kāi)__________。參考答案：10.設(shè)地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，地球自轉(zhuǎn)角速度為，則沿地球表面運(yùn)行的人造地球衛(wèi)星的周期為_(kāi)_______；某地球同步通訊衛(wèi)星離地面的高度H為_(kāi)________．參考答案：2π，解析：由mg=mR，解得沿地球表面運(yùn)行的人造地球衛(wèi)星的周期為T(mén)=2π。地球同步通訊衛(wèi)星，繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω，由G=mrω，r=R+H，GM/R2=g聯(lián)立解得H=。11.2009年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主威拉德·博伊爾和喬治·史密斯主要成就是發(fā)明了電荷耦合器件（CCD）圖像傳感器。他們的發(fā)明利用了愛(ài)因斯坦的光電效應(yīng)原理。如圖所示電路可研究光電效應(yīng)規(guī)律。圖中標(biāo)有A和K的為光電管，其中K為陰極，A為陽(yáng)級(jí)。理想電流計(jì)可檢測(cè)通過(guò)光電管的電流，理想電壓表用來(lái)指示光電管兩端的電壓。現(xiàn)接通電源，用光子能量為10.5eV的光照射陰極K，電流計(jì)中有示數(shù)，若將滑動(dòng)變阻器的滑片P緩慢向右滑動(dòng)，電流計(jì)的讀數(shù)逐漸減小，當(dāng)滑至某一位置時(shí)電流計(jì)的讀數(shù)恰好為零，讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)為6.0V；現(xiàn)保持滑片P位置不變，光電管陰極材料的逸出功為_(kāi)_______，若增大入射光的強(qiáng)度，電流計(jì)的讀數(shù)________（填“為零”或“不為零”）。參考答案：4.5eV

為零12.如右圖甲所示，有一質(zhì)量為m、帶電量為的小球在豎直平面內(nèi)做單擺，擺長(zhǎng)為L(zhǎng)，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?，則周期

；若在懸點(diǎn)處放一帶正電的小球（圖乙），則周期將

。（填“變大”、“不變”、“變小”）參考答案：；不變13.某同學(xué)在研究性學(xué)習(xí)中，利用所學(xué)的知識(shí)解決了如下問(wèn)題：一輕質(zhì)彈簧豎直懸掛于某一深度為h＝30.0cm且開(kāi)口向下的小筒中(沒(méi)有外力作用時(shí)彈簧的下端位于筒內(nèi)，用測(cè)力計(jì)可以同彈簧的下端接觸)，如圖甲所示，若本實(shí)驗(yàn)的長(zhǎng)度測(cè)量工具只能測(cè)量露出筒外彈簧的長(zhǎng)度l，現(xiàn)要測(cè)出彈簧的原長(zhǎng)l0和彈簧的勁度系數(shù)，該同學(xué)通過(guò)改變l而測(cè)出對(duì)應(yīng)的彈力F，作出F－l圖象如圖乙所示，則彈簧的勁度系數(shù)為k＝________N/m，彈簧的原長(zhǎng)l0＝_________.參考答案：三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.某同學(xué)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體的加速度，電源頻率f＝50Hz，在紙帶上打出的點(diǎn)中，選出零點(diǎn)，每隔4個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，因保存不當(dāng)，紙帶被污染，如圖7所示，A、B、C、D是依次排列的4個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，僅能讀出其中3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)到零點(diǎn)的距離：sA＝16.6mm、sB＝126.5mm、sD＝624.5mm.圖7

若無(wú)法再做實(shí)驗(yàn)，可由以上信息推知：

(1)相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為_(kāi)_______s；

(2)打C點(diǎn)時(shí)物體的速度大小為_(kāi)_______m/s(取兩位有效數(shù)字)；

(3)物體的加速度大小為_(kāi)__________________________________________________________________．

(用sA、sB、sD和f表示)參考答案：15.（10分）某同學(xué)用如圖所示裝置來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，相應(yīng)的操作步驟如下：A．將斜槽固定在桌面上，并用“懸掛重錘”的方法在水平地面上標(biāo)定斜槽末端正下方的O點(diǎn)；B．取入射小球a，使之自斜槽上某點(diǎn)處由靜止釋放，并記下小球a的落地點(diǎn)P；C．取被碰小球b，使之靜止于斜槽末端，然后讓小球a自斜槽上某點(diǎn)處由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)至斜槽末端與小球b發(fā)生碰撞，并記下小球a、b的落地點(diǎn)M和N；D．測(cè)量有關(guān)物理量，并利用所測(cè)出的物理量作相應(yīng)的計(jì)算，以驗(yàn)證a、b兩小還需在碰撞過(guò)程中所遵從的動(dòng)量守恒定律。（1）在下列給出的物理量中，本試驗(yàn)必須測(cè)量的有

（只需填相應(yīng)的序號(hào)即可）。

①小球a的質(zhì)量m1和小球b的質(zhì)量m2；

②小球a在斜槽上的釋放點(diǎn)距斜槽末端的豎直高度h；

③斜槽末端距水平地面的豎直高度H；④斜槽末端正下方的O點(diǎn)距兩小球落地點(diǎn)P、M、N的水平距離OP=L0、OM=L1、ON=L2；

⑤小球a自斜槽上某點(diǎn)處由靜止釋放直至離開(kāi)斜槽末端所經(jīng)歷的時(shí)間t0；

⑥小球a、b自離開(kāi)斜槽末端直至落地所經(jīng)歷的時(shí)間t。（2）步驟A中固定斜槽時(shí)應(yīng)該有怎樣的要求？

；步驟B和步驟C中小球a的釋放點(diǎn)是否可以不同？

（填“是”或“否”）；步驟B和步驟C中選取入射小球a的質(zhì)量m1和被碰小球b的質(zhì)量m2間的關(guān)系應(yīng)該為：m1

m2（填“大于”或“小于”）。（3）實(shí)驗(yàn)中所測(cè)量的物理量之間滿足怎樣的就可以認(rèn)為兩小球在碰撞過(guò)程中遵從動(dòng)量守恒定律？

。（4）如果在第（3）小題中所給出的關(guān)系成立的前提下有：L0+L1=L2，則可以進(jìn)一步說(shuō)明什么？

。參考答案：

答案：（1）①④（2）斜槽末端水平；否；大于（3）m1L0=m1L1+m2L2

（4）兩小球發(fā)生的是“彈性正碰”四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，在水平桌面上疊放著一質(zhì)量為mA=2.0kg的薄木板A和質(zhì)量為mB=3.0kg的金屬塊B（可視為質(zhì)點(diǎn)），A的長(zhǎng)度l=2.0m.B上有輕線繞過(guò)定滑輪與質(zhì)量為mC=1.0kg的物塊C相連，A與B以及桌面與A之間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)均=0.2，最大靜摩擦力可視為等于滑動(dòng)摩擦力.忽略滑輪質(zhì)量及與軸間的摩擦。起始時(shí)用手托住物塊C，使各物體都處于靜止?fàn)顟B(tài)，繩剛被拉直，B位于A的左端(如圖)，然后放手，求：（1）分析說(shuō)明釋放C后A的運(yùn)動(dòng)情況。（2）釋放C后經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間t后B從A的右端脫離(設(shè)A的右端距滑輪足夠遠(yuǎn)；取g=10m/s2)。

參考答案：（1）B對(duì)A的摩擦力為地面對(duì)A的最大靜摩擦力為由于，所以釋放C后，A保持靜止。（2）釋放C后物體A保持靜止，B、C一起做勻加速運(yùn)動(dòng)，由17.如圖所示，已知小孩與雪橇的總質(zhì)量為m=20kg，靜止于水平冰面上的A點(diǎn)，雪橇與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.1。（g取10m/s2）（1）媽媽先用30N的水平恒力拉雪橇，經(jīng)8秒到達(dá)B點(diǎn)，求A、B兩點(diǎn)間的距離L。（2）若媽媽用大小為30N，與水平方向成37°角的力斜向上拉雪橇，使雪橇從A處由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)并能到達(dá)（1）問(wèn)中的B處，求拉力作用的最短距離（cos37°=0.8，sin37°=0.6）（3）在第（2）問(wèn)拉力作用最短距離對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小孩與雪撬的最大動(dòng)能為多少？

參考答案：（1）對(duì)小孩進(jìn)行受力分析，由牛頓第二定律得：F-

………(3分)a=0.5m/s2

L=

………(2分)L=16m………(1分)

（2）設(shè)媽媽的力作用了x距離后撤去，小孩到達(dá)B點(diǎn)的速度恰好為0方法一：由動(dòng)能定理得Fcos37°x--（L-x）=0………(4分)方法二：Fcos37°-=ma1………(1分)2………(1分)………(1分)………(1分)

x=12.4m………(1分)（3）小孩和雪撬在媽媽撤去力時(shí)的動(dòng)能最大，方法一：由動(dòng)能定理得Fcos37°x-=………(3分)方法二：由動(dòng)能公式得=………(3分)

=72J………(1分)18.如圖所示，重物A被繞過(guò)小滑輪P的細(xì)線所懸掛，小滑輪P被一根細(xì)線系于天花板上的O點(diǎn)，O點(diǎn)處安裝一力傳感器．質(zhì)量為10kg的物塊B放在粗糙的水平桌面上，O′是三根線的結(jié)點(diǎn)，bO′水平拉著B(niǎo)物體，aO′、bO′與bO′夾角如圖所示．細(xì)線、小滑輪的重力和細(xì)線與滑輪間的摩擦力均可忽略，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)．若O點(diǎn)處安裝的力傳感器顯示受到的拉力是F0=20N，物塊B與水平桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，求：（1）重物A的質(zhì)量．（2）重物C的質(zhì)量和桌面對(duì)B物體的摩擦力．參考答案：解：（1）設(shè)懸掛小滑輪的斜線中的拉力與O′a繩的拉力分別為T(mén)1和T，則有：2Tcos30°=T1得：T=20N．重物A的質(zhì)量mA==2kg；（2）結(jié)點(diǎn)O′為研究對(duì)象，受力如圖，根據(jù)平衡條件得，繩子的彈力為：F1=Tcos60°=10N．mcg=10N，故m