2022年湖南省長(zhǎng)沙市湘儀學(xué)校中學(xué)高三物理下學(xué)期期末試題含解析

2022年湖南省長(zhǎng)沙市湘儀學(xué)校中學(xué)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.（單選）一長(zhǎng)輕質(zhì)木板置于光滑水平地面上，木板上放質(zhì)量分別為mA=1kg和mB=2kg的A、B兩物塊，A、B與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)都為μ=0.2，水平恒力F作用在A物塊上，如圖所示（重力加速度g取10m/s2）。則（）A．若F=1N，則物塊、木板都靜止不動(dòng)B．若F=1.5N，則A物塊所受摩擦力大小為1.5NC．若F=4N，則B物塊所受摩擦力大小為4ND．若F=8N，則B物塊的加速度為1m/s2參考答案：D2.（單選）如圖所示，水平桌面上有三個(gè)相同的物體a、b、c疊放在一起，a的左端通過(guò)一根輕繩與質(zhì)量為m=3kg的小球相連，繩與水平方向的夾角為60°，小球靜止在光滑的半圓形器皿中．水平向右的力F=40N作用在b上，三個(gè)物體保持靜止?fàn)顟B(tài)．g取10m/s2，下列說(shuō)法正確的是（）A．物體c受到向右的靜摩擦力B．物體b受到一個(gè)摩擦力，方向向左C．桌面對(duì)物體a的靜摩擦力方向水平向右D．撤去力F的瞬間，三個(gè)物體將獲得向左的加速度參考答案：【考點(diǎn)】：牛頓第二定律；物體的彈性和彈力；共點(diǎn)力平衡的條件及其應(yīng)用．【專題】：牛頓運(yùn)動(dòng)定律綜合專題．【分析】：A、整個(gè)系統(tǒng)保持靜止，隔離法分析c，可得出受靜摩擦力為0．B、由b靜止，可知水平面上受力平衡，且c對(duì)b的靜摩擦力為0，則a對(duì)b的靜摩擦力大小為F，方向水平向左．C、對(duì)a，受水平向右的b對(duì)a的靜摩擦力，大小為F，繩對(duì)a的拉力T，和桌面對(duì)a的靜摩擦力，三力平衡，需要先根據(jù)三角關(guān)系求出繩的拉力T，進(jìn)而判斷桌面對(duì)a的靜摩擦力的大小和方向．D、撤去F后，對(duì)a分析，看繩的拉力和未撤去F前的桌面對(duì)a的靜摩擦力的大小，若拉力小于靜摩擦力則整個(gè)系統(tǒng)靜止，若拉力大于摩擦力，再隔離分析b對(duì)a的靜摩擦力，進(jìn)而分析整個(gè)系統(tǒng)是否有向左的加速度．：解：設(shè)水平向右為正方向，設(shè)a、b、c的質(zhì)量為m1，由于均靜止，故加速度為：a1=0m/s2A、對(duì)c：設(shè)b對(duì)c的靜摩擦力為f，則水平方向上只受f影響，且c保持靜止，由牛頓第二定律得：f=m1a1，代入數(shù)據(jù)得：f=0N，故A錯(cuò)誤；B、對(duì)b：b靜止，設(shè)a對(duì)b的靜摩擦力為f1，則水平面上：F+f1+f=m1a1=0，即：f1=﹣F=﹣40N，故b只受一個(gè)靜摩擦力，方向與F相反，即水平向左，故B正確；C、對(duì)a，a靜止，設(shè)繩的拉力為T(mén)，器皿對(duì)小球的彈力為N，桌面對(duì)a的靜摩擦力為f2，則水平面上：﹣f1+f2﹣T=m1a1=0

①，對(duì)小球受力分析如圖：由于小球靜止，故豎直方向上：Nsin60°+Tsin60°=mg

②水平方向上：Ncos60°=Tcos60°

③聯(lián)立①②③式代入數(shù)據(jù)解得：T=10N，f2≈﹣22.68N，故地面對(duì)a的靜摩擦力水平向左，故C錯(cuò)誤；D、若撤去F，對(duì)a，水平方向上受繩的拉力：T=10N＜靜摩擦力f2，故整個(gè)系統(tǒng)仍然保持靜止，故D錯(cuò)誤；故選：B．3.關(guān)于電場(chǎng)和磁場(chǎng)的描述，下列說(shuō)法正確的是（

）A．電場(chǎng)、磁場(chǎng)起著傳遞電場(chǎng)力或磁場(chǎng)力的作用Ks5uB．電流、磁體周?chē)即嬖诖艌?chǎng)C．靜止電荷之間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生的D．磁極之間、電流之間的相互作用都是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的參考答案：ABCD4.（單選）如圖所示，甲同學(xué)用手拿著一把長(zhǎng)50cm的直尺，并使其處于豎直狀態(tài)；乙同學(xué)把手放在直尺0刻度線位置做抓尺的準(zhǔn)備．某時(shí)刻甲同學(xué)松開(kāi)直尺，直尺保持豎直狀態(tài)下落，乙同學(xué)看到后立即用手抓直尺，手抓住直尺位置的刻度值為20cm；重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)，乙同學(xué)第二次手抓住直尺位置的刻度值為10cm．直尺下落過(guò)程中始終保持豎直狀態(tài)．若從乙同學(xué)看到甲同學(xué)松開(kāi)直尺，到他抓住直尺所用時(shí)間叫“反應(yīng)時(shí)間”，取重力加速度g=10m/s2．則下列說(shuō)法中正確的是（）A．乙同學(xué)第一次的“反應(yīng)時(shí)間”比第二次長(zhǎng)B．乙同學(xué)第一次抓住直尺之前的瞬間，直尺的速度約為4m/sC．若某同學(xué)的“反應(yīng)時(shí)間”大于0.4s，則用該直尺將無(wú)法用上述方法測(cè)量他的“反應(yīng)時(shí)間”D．若將尺子上原來(lái)的長(zhǎng)度值改為對(duì)應(yīng)的“反應(yīng)時(shí)間”值，則可用上述方法直接測(cè)出“反應(yīng)時(shí)間”參考答案：解：A、直尺下降的高度h．根據(jù)得，所以下落的高度最大的用的時(shí)間最長(zhǎng)，所以第一次測(cè)量的反應(yīng)時(shí)間最長(zhǎng)．故A正確；B、由v2=2gh可知，乙第一次抓住直尺的速度v==m/s；故B錯(cuò)誤；C、若某同學(xué)的反應(yīng)時(shí)間為0.4s，則下落的高度：m，大于該直尺的長(zhǎng)度，所以將無(wú)法測(cè)量該同學(xué)的反應(yīng)時(shí)間．故C正確．D、將計(jì)算出的反應(yīng)時(shí)間對(duì)應(yīng)到尺子上的長(zhǎng)度時(shí)，可用上述方法直接測(cè)出“反應(yīng)時(shí)間”；故D正確；故選：ACD5.（單選）冰壺運(yùn)動(dòng)深受觀眾喜愛(ài)，圖1為2014年2月第22屆索契冬奧會(huì)上中國(guó)隊(duì)員投擲冰壺的鏡頭．在某次投擲中，冰壺甲運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后與對(duì)方靜止的冰壺乙發(fā)生正碰，如圖2．若兩冰壺質(zhì)量相等，則碰后兩冰壺最終停止的位置，可能是圖中的哪幅圖（）A．B．C．D．參考答案：考點(diǎn)：動(dòng)量守恒定律．.專題：動(dòng)量定理應(yīng)用專題．分析：兩冰壺碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒，碰撞過(guò)程中機(jī)械能不會(huì)增加，碰撞后甲的速度不會(huì)大于乙的速度，據(jù)此分析答題．解答：解：A、兩球碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒，兩球發(fā)生正碰，由動(dòng)量守恒定律可知，碰撞前后系統(tǒng)動(dòng)量不變，兩冰壺的動(dòng)量方向即速度方向不會(huì)偏離甲原來(lái)的方向，由圖示可知，A圖示情況是不可能的，故A錯(cuò)誤；B、如果兩冰壺發(fā)生彈性碰撞，碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒、機(jī)械能守恒，兩冰壺質(zhì)量相等，碰撞后兩冰壺交換速度，甲靜止，乙的速度等于甲的速度，碰后乙做減速運(yùn)動(dòng)，最后停止，最終兩冰壺的位置如圖所示，故B正確；C、兩冰壺碰撞后，甲的速度不可能大于乙的速度，碰后乙在前，甲在后，如圖C所示是不可能的，故C錯(cuò)誤；D、碰撞過(guò)程機(jī)械能不可能增大，兩冰壺質(zhì)量相等，碰撞后甲的速度不可能大于乙的速度，碰撞后甲的位移不可能大于乙的位移，故D錯(cuò)誤；故選：B．點(diǎn)評(píng)：本題考查了動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用，兩物體發(fā)生碰撞時(shí)，內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，外力可以忽略不計(jì)，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，碰撞過(guò)程機(jī)械能不可能增加、碰撞后后面的物體速度不可能大于前面物體的速度，據(jù)此分析答題．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.在正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)A、B、C上固定三個(gè)帶等量正點(diǎn)的點(diǎn)電荷，其中心P點(diǎn)的電勢(shì)為U1，與P點(diǎn)關(guān)于AB邊對(duì)稱的P’點(diǎn)的電勢(shì)為U2，如圖所示，則U1

U2（填“＞”、“＜”、“＝”），現(xiàn)取走B點(diǎn)的點(diǎn)電荷，則P’的電勢(shì)為

。參考答案：

答案：＞

7.如圖所示，薄壁圓筒半徑為R，a、b是圓筒某直徑上的兩個(gè)端點(diǎn)（圖中OO’為圓筒軸線）。圓筒以速度v豎直勻速下落，同時(shí)繞OO’勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。若某時(shí)刻子彈水平射入a點(diǎn)，且恰能經(jīng)b點(diǎn)穿出，則子彈射入a點(diǎn)時(shí)速度的大小為_(kāi)__________；圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度滿足的條件為_(kāi)__________。（已知重力加速度為g）參考答案：8.天然放射性元素放出的α、β、g三種射線的貫穿本領(lǐng)和電離本領(lǐng)各不相同，圖為這三種射線貫穿物體情況的示意圖，①、②、③各代表一種射線。則③為_(kāi)________射線，它的貫穿本領(lǐng)最強(qiáng)；射線①的電離本領(lǐng)__________（選填“最強(qiáng)”或“最弱”）。參考答案：g，最強(qiáng)

9.如右圖所示，用均勻金屬絲折成邊長(zhǎng)為0.1m的正方形框架abcd能以ab邊為軸無(wú)摩擦地轉(zhuǎn)動(dòng)，框架每邊質(zhì)量都是2.5g，電阻都是0.2Ω，aa/與bb/是在同一水平面上的兩條平行光滑的金屬導(dǎo)軌，并分別與金屬框架連接于a和b處，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)。阻值為0.2Ω的金屬棒mn平放在兩導(dǎo)軌上且與導(dǎo)軌垂直，整個(gè)裝置處于B=1T、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，若導(dǎo)體mn作勻速運(yùn)動(dòng)后能使框架abcd平衡在與豎直方向成α=45°角的位置上，此時(shí)cd中的電流大小為

A，導(dǎo)體mn的速度大小為

。參考答案：

0.5

7

10.實(shí)驗(yàn)室給同學(xué)們提供了如下實(shí)驗(yàn)器材：滑輪、小車(chē)、小木塊、長(zhǎng)木板、停表、砝碼、彈簧測(cè)力計(jì)、直尺，要求同學(xué)們用它們來(lái)粗略驗(yàn)證牛頓第二定律．(1)實(shí)驗(yàn)中因涉及的物理量較多，必須采用

法來(lái)完成該實(shí)驗(yàn)．(2)某同學(xué)的做法是：將長(zhǎng)木板的一端墊小木塊構(gòu)成一斜面，用小木塊改變斜面的傾角，保持滑輪小車(chē)的質(zhì)量不變，讓小車(chē)沿不同傾角的斜面由頂端無(wú)初速釋放，用停表記錄小車(chē)滑到斜面底端的時(shí)間．試回答下列問(wèn)題：①改變斜面傾角的目的是：__________________________________________

.②用停表記錄小車(chē)下滑相同距離(從斜面頂端到底端)所經(jīng)歷的時(shí)間，而不是記錄下滑相同時(shí)間所對(duì)應(yīng)的下滑距離，這樣做的原因是

.

(3)如果要較準(zhǔn)確地驗(yàn)證牛頓第二定律，則需利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來(lái)記錄小車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況．如下圖是某同學(xué)得到的一條用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶，并在其上取了O、A、B、C、D、E、F共7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)(圖中每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的點(diǎn)未畫(huà)出)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接的是50Hz的低壓交流電源．他將一把毫米刻度尺放在紙上，其零刻線和計(jì)數(shù)點(diǎn)O對(duì)齊．由以上數(shù)據(jù)可計(jì)算打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打A、B、C、D、E各點(diǎn)時(shí)物體的瞬時(shí)速度，其中打E點(diǎn)時(shí)的速度是________m/s．加速度的大小是

m/s2。(取三位有效數(shù)字)參考答案：(1)控制變量(2)①改變小車(chē)所受的合外力②記錄更準(zhǔn)確(或：更容易記錄，記錄誤差會(huì)更小，時(shí)間更容易記錄，方便記錄，方便計(jì)時(shí)，位置很難記錄等類似答案均正確)（3）0.233±0.003

0.34411.如圖所示為氫原子的能級(jí)圖。用光子能量為13.06eV的光照射一群處于基態(tài)的氫原子，可能觀測(cè)到氫原子發(fā)射的不同波長(zhǎng)的光有

▲

種，其中最短波長(zhǎng)為

▲

m（已知普朗克常量h=6.63×10－34J·s）。參考答案：10

9.5×10-812.光照射某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)時(shí)，實(shí)驗(yàn)測(cè)得光電子最大初動(dòng)能與照射光頻率的圖象如圖所示，其中圖線與橫軸交點(diǎn)坐標(biāo)為ν0，則該金屬的逸出功為

．用一束波長(zhǎng)范圍為λ1～λ2，且λ1＜λ2的光照射該金屬時(shí)產(chǎn)生光電效應(yīng)，則光電子的最大初動(dòng)能為

．已知普朗克常量為h，光在真空中傳播速度為C．參考答案：hν0，．【考點(diǎn)】愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程．【分析】根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm=hv﹣W0和eUC=EKm得出遏止電壓Uc與入射光頻率v的關(guān)系式，從而進(jìn)行判斷．【解答】解：當(dāng)遏止電壓為零時(shí)，最大初動(dòng)能為零，則入射光的能量等于逸出功，所以W0=hv0．從圖象上可知，逸出功W0=hv0．根據(jù)光電效應(yīng)方程，Ekm=hv﹣W0=hv0．用一束波長(zhǎng)范圍為λ1～λ2，且λ1＜λ2的光照射該金屬時(shí)產(chǎn)生光電效應(yīng)，入射光的最小波長(zhǎng)為λ1，即頻率最大，那么產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為Ekm=，故答案為：hν0，．13.某同學(xué)在探究摩擦力的實(shí)驗(yàn)中采用了如圖所示的操作，將一個(gè)長(zhǎng)方體木塊放在水平桌面上，然后用一個(gè)力傳感器對(duì)木塊施加一個(gè)水平拉力F，并用另外一個(gè)傳感器對(duì)木塊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，表1是其記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。木塊的重力為10.00N，重力加速度g=9.80m/s2,根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)回答下列問(wèn)題（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）：

表1實(shí)驗(yàn)次數(shù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)水平拉力F/N1靜止3.622靜止4.003勻速4.014勻加速5.015勻加速5.49(1）木塊與桌面間的滑動(dòng)摩擦力Ff=

N；(2）木塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)

；(3）實(shí)驗(yàn)次數(shù)5中監(jiān)測(cè)到的加速度

m/s2．參考答案：當(dāng)物體做勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，拉力等于摩擦力，在根據(jù)，就可以求出摩擦因數(shù)。在第5次監(jiān)測(cè)中利用牛頓第二定律可以求出加速度的大小。三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，小王同學(xué)采用如圖裝置，如圖中小車(chē)及砝碼的質(zhì)量用M表示，沙桶及沙的質(zhì)量用m表示，小車(chē)的加速度可由小車(chē)后拖動(dòng)的紙帶計(jì)算出．(1)往沙桶中加入定量的沙子，當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足______時(shí)，可近似認(rèn)為繩對(duì)小車(chē)的拉力大小等于沙桶和沙的重力；在釋放小車(chē)______選填“之前”或“之后”接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，在紙帶上打出系列的點(diǎn)．(2)在平衡摩擦力后，他用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶的一段如圖2，該紙帶上相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流電的頻率是50Hz，則小車(chē)的加速度大小是______，當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度是______；結(jié)果保留三位有效數(shù)字(3)小張同學(xué)用同裝置做實(shí)驗(yàn)，他們倆在同坐標(biāo)系中畫(huà)出了關(guān)系圖，如圖3，小張和小王同學(xué)做實(shí)驗(yàn)，哪個(gè)物理量是不同的______．參考答案：

(1).（1）M＞＞m；

(2).之前；

(3).（2）0.390；

(4).0.377；

(5).（3）小車(chē)質(zhì)量M。解：（1）假設(shè)小車(chē)的加速度為a，拉力為F，對(duì)沙桶及沙：mg-F=ma；對(duì)小車(chē)：F=Ma；

聯(lián)立得：，故只有在M＞＞m的情況下近似認(rèn)為拉力等于mg。

由于人的反應(yīng)時(shí)間有0.1s左右，故為提高打出的有效點(diǎn)的個(gè)數(shù)，應(yīng)該先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再接通電源。

（2）紙帶上每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔是T=0.1s。

根據(jù)逐差法求解加速度：，

根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程中的平均速度得：

B點(diǎn)的速度（3）根據(jù)F=ma可得a=，即a-F圖象的斜率等于小車(chē)的質(zhì)量，故兩人的實(shí)驗(yàn)中小車(chē)質(zhì)量M不同?！军c(diǎn)睛】能夠知道相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔，利用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的能力，在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用，提高解決問(wèn)題能力。只要真正掌握了實(shí)驗(yàn)原理就能順利解決此類實(shí)驗(yàn)題目，而實(shí)驗(yàn)步驟，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理都與實(shí)驗(yàn)原理有關(guān)，故要加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的學(xué)習(xí)和掌握。15.某同學(xué)利用豎直上拋小球的頻閃照片《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》。頻閃儀每隔0.05s閃光一次，圖中所標(biāo)數(shù)據(jù)為實(shí)際距離，該同學(xué)通過(guò)計(jì)算得到不同時(shí)刻的速度如下表（當(dāng)?shù)刂亓铀俣热?.8m/s2，小球質(zhì)量m=0.2kg，結(jié)果保留三位有效數(shù)字）：時(shí)刻t2t3t4t5速度（m/s）4.994.483.98▲

⑴由頻閃照片上的數(shù)據(jù)計(jì)算t5時(shí)刻小球的速度為v5=

m/s；⑵從t2到t5時(shí)間內(nèi)，重力勢(shì)能增量為Ep=

J，動(dòng)能減少量為Ek=

J；⑶在誤差允許的范圍內(nèi)，若Ep與Ek近似相等，從而驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。由上述計(jì)算可得Ep

Ek(選填“＞”、“＜”或“=”)，造成這種結(jié)果的主要原因是：

。參考答案：（1）3.48（2分）（2）1.24

（2分）1.28(2分)（3）＜

（2分）存在空氣阻力（2分）

四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.從一定高度的氣球上自由落下兩個(gè)物體，第一個(gè)物體下落1s后，第二物體開(kāi)始下落，兩物體用長(zhǎng)93.1m的繩連接在一起，求第二個(gè)物體下落多少時(shí)間繩被拉緊（g=10m/s2）參考答案：：設(shè)第二個(gè)物體下落t時(shí)間繩被拉緊，則有：h1=g(t+1)2,h2=gt2,h1-h2=93.1聯(lián)立解得：t=8.81s。17.如圖所示，載人小車(chē)和彈性球靜止在光滑長(zhǎng)直水平面上，球的質(zhì)量為m，人與車(chē)的總質(zhì)量為16m．人將球以水平速率v推向豎直墻壁，球又以速率v彈回．求：①在人將球推出的過(guò)程中，人做了多少功②人接住球的過(guò)程中，從人接觸到球到人和車(chē)與球的速度相等所經(jīng)歷的時(shí)間為T(mén)，則人對(duì)球的平均作用力多大．參考答案：解：①以水平向右為正方向．人第一次將球推出，設(shè)人與車(chē)的速度為V