湖北省宜昌市金東方學(xué)校2022-2023學(xué)年高三物理期末試題含解析

湖北省宜昌市金東方學(xué)校2022-2023學(xué)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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.如圖所示，輕桿長(zhǎng)為L(zhǎng)一端固定在水平軸上的O點(diǎn)，另一端系

一個(gè)小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）。小球以O(shè)為圓心在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，且能通過(guò)最高點(diǎn)，g為重力加速度。下列說(shuō)法正確的是

A．小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)速度不可能小于

B．小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)所受輕桿的作用力可能為零

C．小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)所受輕桿的作用力隨小球速度的增大而增大

D．小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)所受輕桿的作用力隨小球速度的增大而減小參考答案：B桿子在最高點(diǎn)可以表現(xiàn)為拉力，也可以表現(xiàn)為支持力，在最高點(diǎn)，小球的臨界速度為零，根據(jù)牛頓第二定律判斷桿子對(duì)小球的彈力隨速度變化的關(guān)系．小球在最高點(diǎn)的最小速度為零，此時(shí)重力等于桿子的支持力，故A錯(cuò)誤B正確．在最高點(diǎn)，若速度v=，桿子的作用力為零；當(dāng)v＞，桿子表現(xiàn)為拉力，速度增大，向心力增大，則桿子對(duì)小球的拉力增大；當(dāng)v＜時(shí)，桿子表現(xiàn)為支持力，速度減小，向心力減小，則桿子對(duì)小球的支持力增大，故C、D錯(cuò)誤．2.某同學(xué)站在觀光電梯地板上，用加速度傳感器記錄了電梯由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的加速度隨時(shí)間變化情況，以豎直向上為正方向。根據(jù)圖像提供的信息，可以判斷下列說(shuō)法中正確的是（

）A．在5s～15s內(nèi)，觀光電梯在加速上升，該同學(xué)處于超重狀態(tài)B．在15s～25s內(nèi)，觀光電梯停了下來(lái)，該同學(xué)處于平衡狀態(tài)C．在25s～35s內(nèi)，觀光電梯在減速上升，該同學(xué)處于失重狀態(tài)D．在t=35s時(shí)，電梯的速度為0參考答案：ACD在5s～15s內(nèi)，加速度為正，此時(shí)電梯在向上加速運(yùn)動(dòng)，處于超重狀態(tài)，故A正確；在15～25s內(nèi)，從加速度時(shí)間圖象可知，此時(shí)的加速度為0，電梯向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，故B錯(cuò)誤．

在25s～35s內(nèi)，該同學(xué)加速度為負(fù)，減速上升，處于失重狀態(tài)，故C正確．

加速度時(shí)間圖線的面積表示相應(yīng)的速度的大小，由圖象可知t=35s時(shí)，觀光電梯的速度為0，故D正確．3.如圖所示，MN是一熒光屏，當(dāng)帶電粒子打到熒光屏上時(shí)，熒光屏能夠發(fā)光。MN的上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。P為屏上的一小孔，PQ與MN垂直。一群質(zhì)量為m、帶電荷量都為q的正負(fù)兩種粒子(不計(jì)重力)，以相同的速率v，從小孔P處沿垂直于磁場(chǎng)且與PQ夾角為θ的范圍內(nèi)向各個(gè)方向射入磁場(chǎng)區(qū)域，不計(jì)粒子間的相互作用。則以下說(shuō)法正確的是在熒光屏上P點(diǎn)兩側(cè)將出現(xiàn)兩個(gè)相等長(zhǎng)度條形亮線，其長(zhǎng)度為B、在熒光屏上P點(diǎn)兩側(cè)將出現(xiàn)兩個(gè)相等長(zhǎng)度條形亮線，其長(zhǎng)度為C、在熒光屏上將出現(xiàn)一個(gè)圓形亮斑，其半徑為D、在熒光屏上將出現(xiàn)一個(gè)圓形亮環(huán)，其外半徑為，內(nèi)半徑為參考答案：A4.一汽車沿直線由靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，汽車的速度和加速度方向始終向右。汽車速度的平方V2與汽車前進(jìn)位移X的圖像如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是：A.汽車從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到前進(jìn)X1過(guò)程中，汽車受到的合外力越來(lái)越大B.汽車從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到前進(jìn)X1過(guò)程中，汽車受到的合外力越來(lái)越小C.汽車從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到前進(jìn)X1過(guò)程中，汽車的平均速度大于V0/2D.汽車從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到前進(jìn)X1過(guò)程中，汽車的平均速度小于V0/2參考答案：AD5.（多選）硅光電池已廣泛應(yīng)用于人造衛(wèi)星和燈塔、高速公路“電子眼”等設(shè)施。其原理如圖所示，a、b是硅光電池的兩個(gè)電極，P、N

是兩塊硅半導(dǎo)體，P、N

可在E區(qū)形成勻強(qiáng)電場(chǎng)。P的上表面鍍有一層膜，當(dāng)光照射時(shí)，P內(nèi)產(chǎn)生的自由電子經(jīng)E區(qū)電場(chǎng)加速后到達(dá)半導(dǎo)體N，從而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。以下說(shuō)法中正確的是A．a(chǎn)電極為電池的正極B．電源內(nèi)部的電流方向由P指向NC．E區(qū)勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向由N指向PD．硅光電池是一種把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置參考答案：AC二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.有一列簡(jiǎn)諧橫波在彈性介質(zhì)中沿x軸正方向以速率v=10m/s傳播，某時(shí)刻的波形如圖所示，把此時(shí)刻作為零時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)方程為y=

m.參考答案：7.如圖所示，在一個(gè)質(zhì)量為M、橫截面積為S的圓柱形導(dǎo)熱氣缸中，用活塞封閉了一部分空氣，氣體的體積為，活塞與氣缸壁間密封且光滑，一彈簧秤連接在活塞上，將整個(gè)氣缸懸吊在天花板上．當(dāng)外界氣溫升高（大氣壓保持為）時(shí)，則彈簧秤的示數(shù)

▲

（填“變大”、“變小”或“不變”），如在該過(guò)程中氣體從外界吸收的熱量為，且氣體的體積的變化量為，則氣體的內(nèi)能增加量為

▲

．參考答案：不變

（2分）

8.（多選）在物理學(xué)的發(fā)展過(guò)程中，科學(xué)家們創(chuàng)造出了許多物理學(xué)研究方法，以下關(guān)于所用物理學(xué)研究方法的敘述正確的是A.在不需要考慮物體本身的大小和形狀時(shí)，用質(zhì)點(diǎn)來(lái)代替物體的方法叫微元法B.在探究加速度、力和質(zhì)量三者之間的關(guān)系時(shí)，先保持質(zhì)量不變研究加速度與力的關(guān)系。再保持力不變研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系。該實(shí)驗(yàn)采用了控制變量法C.伽利略認(rèn)為自由落體運(yùn)動(dòng)就是物體在傾角為90°的斜面上的運(yùn)動(dòng)。再根據(jù)銅球在斜面上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律得出自由落體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，這是采用了實(shí)驗(yàn)和邏輯推理相結(jié)合的方法D.在推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移公式時(shí)，把整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程劃分成很多小段，每一小段近似看作勻速直線運(yùn)動(dòng)，然后把各小段的位移相加，這是采用了理想模型法參考答案：BC解析：A、在不需要考慮帶電物體本身的大小和形狀時(shí)，用點(diǎn)電荷來(lái)代替物體的方法叫建立理想化模型的方法．故A錯(cuò)誤；B、在探究加速度、力和質(zhì)量三者之間的關(guān)系時(shí)，先保持質(zhì)量不變研究加速度與力的關(guān)系，再保持力不變研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，該實(shí)驗(yàn)采用了控制變量法，故B正確；C、伽利略認(rèn)為自由落體運(yùn)動(dòng)就是物體在傾角為90°的斜面上的運(yùn)動(dòng)，再根據(jù)銅球在斜面上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律得出自由落體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，這是采用了實(shí)驗(yàn)和邏輯推理相結(jié)合的方法．故C正確．D、在推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移公式時(shí)，把整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程劃分成很多小段，每一小段近似看作勻速直線運(yùn)動(dòng)，然后把各小段的位移相加，這里采用了微元法，故D錯(cuò)誤．故選：BC．9.如圖為氫原子的能級(jí)圖，大量處于n=5激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時(shí)，可能發(fā)出

個(gè)能量不同的光子，其中頻率最大的光子能量為

eV，若用此光照射到逸出功為3.06eV的光電管上，則加在該光電管上的反向遏止電壓為

V。參考答案：10,

13.06,

1010.一個(gè)質(zhì)量為50kg的人站立在靜止于平靜水面上的質(zhì)量為400kg的船上，突然船上人對(duì)地以2m/s的水平速度跳向岸，不計(jì)水的阻力，則船以_____

___m/s的速度后退，若該人向上跳起后，以人船為系統(tǒng)，人船系統(tǒng)的動(dòng)量_________。（填守恒或不守恒）參考答案：0.25

不守恒11.（4分）如圖所示，A為放在水平光滑桌面上的木板，質(zhì)量為1kg。木塊B、C質(zhì)量分別為3kg和1kg。接觸面間動(dòng)摩擦因素為0.1，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。在拉力F作用下，物體A加速度為2m/s2。拉力F大小等于

N。參考答案：14N（4分）12.(5分)在離地面200m高處，以初速度v0豎直上拋一個(gè)小球，9s后小球的速率為2v0，g＝10m/s2，則可知v0＝

m/s；再經(jīng)過(guò)時(shí)間

s后小球落回地面。參考答案：

答案：30、113.質(zhì)量為4.0kg的物體A靜止在水平桌面上，另一個(gè)質(zhì)量為2.0kg的物體B以5.0m/s的水平速度與物體A相碰。碰后物體B以1.0m/s的速度反向彈回，則系統(tǒng)的總動(dòng)量為_(kāi)________kg·m/s，碰后物體A的速度大小為_(kāi)_________m/s。參考答案：10，3

三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（12分）位于處的聲源從時(shí)刻開(kāi)始振動(dòng)，振動(dòng)圖像如圖，已知波在空氣中傳播的速度為340m/s，則：

（1）該聲源振動(dòng)的位移隨時(shí)間變化的表達(dá)式為

mm。（2）從聲源振動(dòng)開(kāi)始經(jīng)過(guò)

s，位于x=68m的觀測(cè)者開(kāi)始聽(tīng)到聲音。（3）如果在聲源和觀測(cè)者之間設(shè)置一堵長(zhǎng)為30m，高為2m，吸音效果良好的墻，觀測(cè)者能否聽(tīng)到聲音，為什么？參考答案：答案：（1）（4分）；（2）（4分）0.2；（3）（4分）能。因?yàn)槁暡ǖ牟ㄩL(zhǎng)與障礙物的高度差不多，可以發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，所以，觀察者能夠聽(tīng)到聲音。15.“水立方”國(guó)家游泳中心是北京為2008年夏季奧運(yùn)會(huì)修建的主游泳館．水立方游泳館共有8條泳道的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)比賽用游泳池，游泳池長(zhǎng)50m、寬25m、水深3m．設(shè)水的摩爾質(zhì)量為M＝1.8×10-2kg／mol，試估算該游泳池中水分子數(shù)．參考答案：1.3×1032個(gè)解：游泳池中水的質(zhì)量為m，阿伏加德羅常數(shù)為，游泳池中水的總體積為。則游泳池中水的物質(zhì)的量為；所含的水分子數(shù)為個(gè)四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.在中美貿(mào)易戰(zhàn)中，中興的遭遇告訴我們，要重視芯片的自主研發(fā)工作，而芯片的基礎(chǔ)工作在于半導(dǎo)體的工藝。如圖所示，在半導(dǎo)體離子注入工藝中，初速度可忽略的磷離子P+和P3+，經(jīng)電壓為U的電場(chǎng)加速后，垂直進(jìn)入方向垂直紙面向里、寬度為D的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，其中離子P+在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過(guò)θ＝30°后從磁場(chǎng)右邊界射出。已知P+和P3+的質(zhì)量均為m，而電量分別為e和3e（e表示元電荷）。（1）求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；（2）求P3+在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過(guò)的角度φ。參考答案：（1）（2）60°【詳解】（1）對(duì)離子P+在電場(chǎng)中的加速運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理：，磁場(chǎng)中由洛倫茲力提供向心力：，由幾何關(guān)系可得：r1sinθ＝D聯(lián)立各式解得：勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為：；（2）對(duì)離子P3+在電場(chǎng)中的加速運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理：，在磁場(chǎng)中，洛倫茲力提供向心力：由幾何關(guān)系可得：r2sinφ＝D，聯(lián)立以上各式解得：P3+在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過(guò)角度φ＝60°；17.如圖，光滑固定斜面傾角為α，斜面底端固定有垂直斜面的擋板C，斜面頂端固定有光滑定滑輪.質(zhì)量為m的物體A經(jīng)一輕質(zhì)彈簧與下方擋板上的質(zhì)量也為m的物體B相連，彈簧的勁度系數(shù)為k，A、B都處于靜止?fàn)顟B(tài)。一條不可伸長(zhǎng)的輕繩繞過(guò)輕滑輪，一端連物體A，另一端連一輕掛鉤。開(kāi)始時(shí)各段繩都處于伸直狀態(tài)，A上方的一段繩平行于斜面。現(xiàn)在掛鉤上掛一質(zhì)量為M的物體D并從靜止?fàn)顟B(tài)釋放，已知它恰好能使B離開(kāi)擋板但不繼續(xù)上升。若讓D帶上正電荷q，同時(shí)在D運(yùn)動(dòng)的空間中加上方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E，仍從上述初始位置由靜止?fàn)顟B(tài)釋放D，則這次B剛離開(kāi)擋板時(shí)D的速度大小是多少？已知重力加速度為g。參考答案：掛鉤沒(méi)有掛D時(shí)，A壓縮彈簧，彈簧的壓縮量為x1，對(duì)A有：mgsinα＝kx1，則

x1＝；

（1分）掛鉤掛上D后，B剛好離開(kāi)擋板時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量為x2，對(duì)B有：mgsinα＝kx2，則

x2＝

（1分）該過(guò)程A沿斜面上升的距離和D下降的高度都是x1＋x2，且A、D的初速度、末速度都為零。設(shè)該過(guò)程彈性勢(shì)能的增量為ΔE，由系統(tǒng)機(jī)械能守恒有：mg(x1＋x2)sinα－Mg(x1＋x2)＋ΔE＝0；

（2分）將D帶電后，D在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力對(duì)D作正功，設(shè)B剛離開(kāi)擋板