遼寧省大連市第四十高級中學2022-2023學年高三物理上學期期末試卷含解析

遼寧省大連市第四十高級中學2022-2023學年高三物理上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.A、B兩個質點分別做勻速圓周運動，在相等時間內通過的弧長之比SA：SB=4：3，轉過的圓心角之比θA：θB=3：2．則下列說法中正確的是（）A．它們的線速度之比vA：vB=4：3B．它們的角速度之比ωA：ωB=2：3C．它們的周期之比TA：TB=3：2D．它們的向心加速度之比aA：aB=3：2參考答案：A【考點】向心加速度；線速度、角速度和周期、轉速．【分析】根據(jù)公式v=求解線速度之比，根據(jù)公式ω=求解角速度之比，根據(jù)公式T=求周期之比，根據(jù)an=ωv，即可求解加速度之比．【解答】解：A、B兩質點分別做勻速圓周運動，若在相等時間內它們通過的弧長之比為SA：SB=4：3，根據(jù)公式公式v=，線速度之比為vA：vB=4：3，故A正確；B、通過的圓心角之比φA：φB=3：2，根據(jù)公式ω=，角速度之比為3：2，故B錯誤；C、由根據(jù)公式T=，周期之比為TA：TB=2：3；故C錯誤；D、根據(jù)an=ωv，可知aA：aB=2：1，故D錯誤；故選：A．2.我國將于2013年發(fā)射“神舟十號”載人飛船與“天宮一號”目標飛行器對接。如圖所示，開始對接前，“天宮一號”在高軌道，“神舟十號”飛船在低軌道各自繞地球做勻速圓周運動，距離地面的高度分別為h1和h2（設地球半徑為），“天宮一號”運行周期約90分鐘。則以下說法正確的是A．“天宮一號”跟“神舟十號”的線速度大小之比為B．“天宮一號”跟“神舟十號”的向心加速度大小之比C．“天宮一號”的角速度比地球同步衛(wèi)星的角速度大D．“天宮一號”的線速度大于7.9km/s參考答案：BC根據(jù)萬有引力提供向心力可得，解得，，已知，所以“天宮一號”跟“神舟十號”的線速度大小之比為，“天宮一號”跟“神舟十號”的向心加速度大小之比，選項A錯誤B正確。由于角速度，天宮一號的周期小于同步衛(wèi)星的周期，故“天宮一號”的角速度比地球同步衛(wèi)星的角速度大，C周期；7．9km/s是貼近地球表面運行衛(wèi)星的速度，軌道半徑越大，線速度越小，故天宮一號的線速度小于7．9km/s，D錯誤。3.下列關于摩擦力的敘述正確的是()A．滑動摩擦力的大小與物體間的正壓力的大小成正比B．滑動摩擦力的大小與接觸面的性質有關，與接觸面面積的大小無關C．靜摩擦力的大小與物體間的正壓力大小成正比D．最大靜摩擦力隨物體間正壓力的增大而增大參考答案：ABD4.如圖是某離子速度選擇器的原理示意圖，在一半徑為R=10cm的圓柱形筒內有B=1×10－4T的勻強磁場，方向平行于軸線.在圓柱形筒上某一直徑兩端開有小孔a、b分別作為入射孔和出射孔.現(xiàn)有一束比荷為=2×1011C/kg的正離子，以不同角度α入射，最后有不同速度的離子束射出.其中入射角α=30°，且不經(jīng)碰撞而直接從出射孔射出的離子的速度v大小是（

）A．4×105m/s

B．2×105m/s

C．4×106m/s

D．2×106m/s參考答案：C5.（單選）在力學理論建立的過程中，有許多偉大的科學家做出了貢獻。關于科學家和他們的貢獻，下列說法中不正確的是（

）

A．伽利略首先將實驗事實和邏輯推理（包括數(shù)學推演）和諧地結合起來

B．笛卡爾對牛頓第一定律的建立做出了貢獻

C．開普勒通過研究行星觀測記錄，發(fā)現(xiàn)了行星運動三大定律

D．牛頓總結出了萬有引力定律并用實驗測出了引力常量參考答案：DA、伽利略首先將實驗事實和邏輯推理（包括數(shù)學推演）和諧地結合起來，標志著物理學的真正開始，故A正確；B、笛卡爾等人又在伽利略研究的基礎上進行了更深入的研究，故B正確；C、開普勒提出行星運動三大定律，故C正確；D、萬有引力常量是由卡文迪許測出的故D錯誤。故選D。二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.(4分)質點以的速率作勻速圓周運動，每經(jīng)歷3s其運動方向就改變30，則該質點運動的周期為___________s，加速度大小為_________m/s2。

參考答案：

36，0.57.已知地球半徑為R，地球自轉周期為T，同步衛(wèi)星離地面的高度為H，萬有引力恒量為G，則同步衛(wèi)星繞地球運動的速度為__________，地球的質量為___________．參考答案：，

8.（1）在一次探究活動中，某同學用如圖（a）所示的裝置測量鐵塊A與放在光滑水平桌面上的金屬板B之間的動摩擦因數(shù)，已知鐵塊A的質量mA=1.5㎏，用水平恒力F向左拉金屬板B，使其向左運動，彈簧秤示數(shù)的放大情況如圖所示，g取10m/s2，則A、B間的動摩擦因數(shù)=

（2）該同學還設計性地將紙帶連接在金屬板B的后面，通過打點計時器連續(xù)打下一些計時點，取時間間隔為0.1s的幾個點，如圖（b）所示，各相鄰點間距離在圖中標出.則在打C點時金屬板被拉動的速度=

m/s.（結果保留兩位有效數(shù)字）參考答案：（1）0.29～0.30（3分）

（2）0.80（3分）9.地球的半徑約為R=6400km，A、B兩顆人造地球衛(wèi)星沿圓軌道繞地球運行，它們離地球表面的高度分別為hA=3600km，hB=1700km，那末A、B兩顆衛(wèi)星的運行速率之比vA:vB=

，運行周期之比TA：TB=

。參考答案：10.如圖所示，一定質量的理想氣體開始處于狀態(tài)A，然后經(jīng)狀態(tài)B到狀態(tài)C，A、C狀態(tài)的溫度相同。設氣體在狀態(tài)A和狀態(tài)C的體積分別為VA和VC，在AB和BC過程中吸收或放出熱量的大小分別為QAB和QBC，則VA

VC，QAB

QBC（選填“>”、“＝”或“<”）。參考答案：>（2分）；<11.氘核和氚核結合成氦核的核反應方程如下：①這個核反應稱為_______________.②要發(fā)生這樣的核反應，需要將反應物質的溫度加熱到幾百萬開爾文.式中17.6MeV是核反應中_____________（選填“放出”或“吸收”）的能量，核反應后生成物的總質量比核反應前物質的總質量____________（選填“增加”或“減少”）了__________kg.參考答案：12.盧瑟福用a粒子轟擊氮核時發(fā)現(xiàn)了質子.完成其核反應方程：_____________參考答案：13.汽車以15m/s的初速度作勻減速直線運動，若在第二秒內通過的位移是7.5m，則汽車的加速度大小為______m/s2，在剎車之后的1s內、2s內、3s內汽車通過的位移之比為______。參考答案：5

；

5：8：9三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.(8分)如圖所示，有四列簡諧波同時沿x軸正方向傳播，波速分別是v、2v、3v和4v，a、b是x軸上所給定的兩點，且ab＝l。在t時刻a、b兩點間四列波的波形分別如圖所示，則由該時刻起a點出現(xiàn)波峰的先后順序依次是圖

；頻率由高到低的先后順序依次是圖

。參考答案：

BDCA

DBCA15.靜止在水平地面上的兩小物塊A、B，質量分別為mA=l.0kg，mB=4.0kg；兩者之間有一被壓縮的微型彈簧，A與其右側的豎直墻壁距離l=1.0m，如圖所示。某時刻，將壓縮的微型彈簧釋放，使A、B瞬間分離，兩物塊獲得的動能之和為Ek=10.0J。釋放后，A沿著與墻壁垂直的方向向右運動。A、B與地面之間的動摩擦因數(shù)均為u=0.20。重力加速度取g=10m/s2。A、B運動過程中所涉及的碰撞均為彈性碰撞且碰撞時間極短。（1）求彈簧釋放后瞬間A、B速度的大小；（2）物塊A、B中的哪一個先停止？該物塊剛停止時A與B之間的距離是多少？（3）A和B都停止后，A與B之間的距離是多少？參考答案：（1）vA=4.0m/s，vB=1.0m/s；（2）A先停止；0.50m；（3）0.91m；分析】首先需要理解彈簧釋放后瞬間的過程內A、B組成的系統(tǒng)動量守恒，再結合能量關系求解出A、B各自的速度大??；很容易判定A、B都會做勻減速直線運動，并且易知是B先停下，至于A是否已經(jīng)到達墻處，則需要根據(jù)計算確定，結合幾何關系可算出第二問結果；再判斷A向左運動停下來之前是否與B發(fā)生碰撞，也需要通過計算確定，結合空間關系，列式求解即可。【詳解】（1）設彈簧釋放瞬間A和B的速度大小分別為vA、vB，以向右為正，由動量守恒定律和題給條件有0=mAvA-mBvB①②聯(lián)立①②式并代入題給數(shù)據(jù)得vA=4.0m/s，vB=1.0m/s（2）A、B兩物塊與地面間的動摩擦因數(shù)相等，因而兩者滑動時加速度大小相等，設為a。假設A和B發(fā)生碰撞前，已經(jīng)有一個物塊停止，此物塊應為彈簧釋放后速度較小的B。設從彈簧釋放到B停止所需時間為t，B向左運動的路程為sB。，則有④⑤⑥在時間t內，A可能與墻發(fā)生彈性碰撞，碰撞后A將向左運動，碰撞并不改變A的速度大小，所以無論此碰撞是否發(fā)生，A在時間t內的路程SA都可表示為sA=vAt–⑦聯(lián)立③④⑤⑥⑦式并代入題給數(shù)據(jù)得sA=1.75m，sB=0.25m⑧這表明在時間t內A已與墻壁發(fā)生碰撞，但沒有與B發(fā)生碰撞，此時A位于出發(fā)點右邊0.25m處。B位于出發(fā)點左邊0.25m處，兩物塊之間的距離s為s=025m+0.25m=0.50m⑨（3）t時刻后A將繼續(xù)向左運動，假設它能與靜止的B碰撞，碰撞時速度的大小為vA′，由動能定理有⑩聯(lián)立③⑧⑩式并代入題給數(shù)據(jù)得

故A與B將發(fā)生碰撞。設碰撞后A、B的速度分別為vA′′以和vB′′，由動量守恒定律與機械能守恒定律有

聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得

這表明碰撞后A將向右運動，B繼續(xù)向左運動。設碰撞后A向右運動距離為sA′時停止，B向左運動距離為sB′時停止，由運動學公式

由④式及題給數(shù)據(jù)得sA′小于碰撞處到墻壁的距離。由上式可得兩物塊停止后的距離四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（12分）如圖所示，絕緣光滑水平軌道AB的B端與處于豎直平面內的四分之一圓弧形粗糙絕緣軌道BC平滑連接，圓弧的半徑R＝0.40m。在軌道所在空間存在水平向右的勻強電場，電場強度E＝1.0×104N/C。現(xiàn)有一質量m＝0.10kg的帶電體（可視為質點）放在水平軌道上與B端距離s＝1.0m的位置，由于受到電場力的作用帶電體由靜止開始運動，當運動到圓弧形軌道的C端時，速度恰好為零。已知帶電體所帶電荷量q＝8.0×10－5C，取g＝10m/s2，求：（1）帶電體在水平軌道上運動的加速度大小及運動到B端時的速度大小；（2）帶電體運動到圓弧形軌道的B端時對圓弧軌道的壓力大小；（3）帶電體沿圓弧形軌道從B端運動到C端的過程中，摩擦力做的功。參考答案：解析：（1）設帶電體在水平軌道上運動的加速度大小為a，由牛頓第二定律（1分）解得

（1分）設帶電體運動到B端的速度大小為，則

（1分）解得

（1分）（2）設帶電體運動到圓軌道B端時受軌道的支持力為FN，根據(jù)牛頓第二定律

（2分）解得

=5.0N

（1分）根據(jù)牛頓第三定律可知，帶電體對圓弧軌道B端的壓力大小

（1分）（3）設帶電體沿圓弧形軌道運動過程中摩擦力所做的功為，根據(jù)動能定理

（2分）因電場力做功與路徑無關，所以帶電體沿圓弧形軌道運動過程中，電場力所做的功

（1分）聯(lián)立解得

（1分）17.有一個上、下表面平行且足夠大的玻璃平板，玻璃平板的折射率為、厚度為d=12cm．現(xiàn)在其上方的空氣中放置一點光源S，點光源距玻璃板的距離為L=18cm，從S發(fā)出的光射向玻璃板，光線與豎直方向夾角最大為θ=53°，經(jīng)過玻璃板后從下表面射出，形成一個圓形光斑，如圖所示．求玻璃板下表面圓形光斑的半徑（sin53°=0.8）．參考答案：解：由題意可知光在玻璃板上表面發(fā)生折射時的入射角為θ，設其折射角為r，由折射定律可得：，代入數(shù)據(jù)可得：r=37°．光在玻璃板下表面發(fā)生折射時，由于入射角r始終小于玻璃板的臨界角，所以不會發(fā)生全反射，光在玻璃板中傳播的光路圖如圖所示．

所以光從玻璃板下表面射出時形成一個圓形發(fā)光面，設其半徑大小為R，則有：R=Ltanθ+dtanr，代入數(shù)據(jù)可得：R=33cm．答：玻璃板下表面圓形光斑的半徑為33cm．【考點】光的折射定律．【分析】作出光路圖，結合折射定律求出光在上表面的折射角，根據(jù)幾何關系求出玻璃板下表面圓形光斑的半徑．18.如圖所示，坐標平面的第Ⅰ象限內存在大小為E、方向水平向左的勻強電場，第Ⅱ象限內存在磁感應強度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場。足夠長的擋板MN垂直x軸放置且距原點O的距離為d。一質量為m、帶電量為-q的粒子若自距原點O為L的A點第一次以大小為v0，方向沿y軸正方向的速度進入磁場，則粒子恰