天津和平區(qū)興南中學(xué)2023年高三物理上學(xué)期期末試題含解析

1、天津和平區(qū)興南中學(xué)2023年高三物理上學(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，一帶正電小球穿在一根絕緣的粗糙直桿上，桿與水平方向成角，整個(gè)空間存在著豎直向上的勻強(qiáng)電場和垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，小球沿桿向下運(yùn)動(dòng)，在A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為100 J，在C點(diǎn)時(shí)動(dòng)能減為零，B為AC的中點(diǎn)。在運(yùn)動(dòng)過程中下列說法正確的是 A小球在B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為50 J B小球電勢能的增加量等于重力勢能的減少量 C小球在AB段克服摩擦力做的功與在BC段克服摩擦力做的功相等 D到達(dá)C點(diǎn)后小球可能沿桿向上運(yùn)動(dòng)參考答案：答案：D2. （單選）一根質(zhì)量為的直木棒，懸掛

2、在O點(diǎn)，有一只質(zhì)量為m的猴子抓著木棒，如圖所示。剪斷懸掛木棒的細(xì)繩，木棒開始下落，同時(shí)猴子開始沿棒向上爬，設(shè)在一段時(shí)間內(nèi)木棒沿豎直方向下落，猴子對地的高度保持不變。忽略空氣阻力。則圖乙的四個(gè)圖象中能正確反映在這段時(shí)間內(nèi)猴子對木棒作功的功率隨時(shí)間變化的關(guān)系的是： 參考答案：B3. （單選）以水平初速度v0將一個(gè)小石子從離水平地面高H處拋出，從拋出時(shí)開始計(jì)時(shí)，取地面為參考平面，不計(jì)空氣阻力下列圖象中，A為石子離地的高度與時(shí)間的關(guān)系，B為石子的速度大小與時(shí)間的關(guān)系，C為石子的重力勢能與時(shí)間的關(guān)系，D為石子的動(dòng)能與離地高度的關(guān)系其中正確的是（）ABCD參考答案：考點(diǎn)：動(dòng)能和勢能的相互轉(zhuǎn)化分析：小球做自

3、由落體運(yùn)動(dòng)，下落過程中只有重力做功，機(jī)械能守恒，根據(jù)機(jī)械能守恒定律列式求解出動(dòng)能和重力勢能的表達(dá)式分析討論解答：解：A、由自由落體的知識h=gt2，所以h是t的二次函數(shù)，故A正確；B、根據(jù)矢量的合成，v=，所以不是一次函數(shù)，B錯(cuò)誤；C、Ep=mgh，h=H，所以Ep=ngH，故C正確；D、根據(jù)能量守恒知Ek=mgH+mgh=mgH+mvmg（H），故D正確；故選：ACD點(diǎn)評：本題關(guān)鍵是對物體運(yùn)用機(jī)械能守恒定律列方程求解出動(dòng)能和重力勢能的一般表達(dá)式進(jìn)行分析討論4. 一位同學(xué)做引體向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，處于如圖所示的靜止?fàn)顟B(tài)，兩臂夾角為60，已知該同學(xué)體重60 kg，取g=10 m/s2，則每只手臂的拉力約

4、為A.600 N B.300 N C. N D. N參考答案：D5. 地球赤道上的物體重力加速度為g,物體在赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a,要使赤道上的物體“飄”起來,則地球轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度應(yīng)為原來的( ) 倍A. B. C. D. 參考答案：B二、 填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6. 某同學(xué)想利用DIS測電風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速和葉片長度，他設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示.該同學(xué)先在每一葉片邊緣粘上一小條長為l的反光材料，當(dāng)葉片轉(zhuǎn)到某一位置時(shí)，光傳感器就可接收到反光材料反射的激光束，并在計(jì)箅機(jī)屏幕上顯示出矩形波，如圖乙所示.已知屏幕橫向每大格表示的時(shí)間為5.0010-3s.則電風(fēng)扇勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為

5、_s;若用游標(biāo)卡尺測得l的長度如圖丙所示，則葉片長度為_m.參考答案：4.210-2；0.237. 已知?dú)馀輧?nèi)氣體的密度為30g/，平均摩爾質(zhì)量為1.152g/mol。阿伏加德羅常數(shù)，估算氣體分子間距離d=_m，氣泡的體積為1cm3，則氣泡內(nèi)氣體分子數(shù)為_個(gè)。參考答案：d=410-9m ，) 1.561019 8. 大海中航行的輪船，受到大風(fēng)大浪沖擊時(shí)，為了防止傾覆，應(yīng)當(dāng)改變航行方向和，使風(fēng)浪沖擊力的頻率遠(yuǎn)離輪船搖擺的。參考答案：答案：速度大小，頻率解析：第一空不能只寫“速度”，因?yàn)轭}中已明確說明了航行方向，即速度方向，所以這里只需寫明速度的大小就可以了。也可以填“速率”。9. 一汽艇在相距2

6、km的甲乙兩碼頭之間往返航行，逆水時(shí)用1.5h，順?biāo)畷r(shí)用1h，則往返一次的平均速度為_，平均速率為_。參考答案：0，0.8km/h10. T14列車時(shí)刻表?？空镜竭_(dá)時(shí)間開車時(shí)間里程（千米）上海18000蚌埠22262234484濟(jì)南03130321966北京08001463（2分）第四次提速后，出現(xiàn)了“星級列車”。從其中的T14次列車時(shí)刻表可知，列車在蚌埠至濟(jì)南區(qū)間段運(yùn)行過程中的平均速率為 千米/小時(shí)。參考答案：答案：103.6611. 鐳核(Ra)經(jīng)過一系列衰變和衰變，變成鉛核(Pb) ，其中經(jīng)過衰變的次數(shù)是_，鐳核(Ra)衰變成鉛核(Pb)的過程中損失了_個(gè)中子參考答案：51612. 如圖

7、所示為“風(fēng)光互補(bǔ)路燈”系統(tǒng)，它在有陽光時(shí)通過太陽能電池板發(fā)電，有風(fēng)時(shí)通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電，二者皆有時(shí)將同時(shí)發(fā)電，并將電能輸至蓄電池儲(chǔ)存起來，供路燈照明使用。為了能使蓄電池的使用壽命更為長久，一般充電至90左右即停止，放電余留20左右即停止電能輸出。下表為某型號風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)配置方案：風(fēng)力發(fā)電機(jī)太陽能電池組件其他元件最小啟動(dòng)風(fēng)速1.0m/s太陽能電池36W蓄電池500Ah-12V最小充電風(fēng)速2.0m/s最大限制風(fēng)速12.0m/s太陽能轉(zhuǎn)化效率15%大功率LED路燈80W-12V最大輸出功率400W如果當(dāng)?shù)卮怪庇谔柟獾钠矫娴玫降奶栞椛渥畲髲?qiáng)度約為240W/m2，要想使太陽能電池的最大輸出功率達(dá)

8、到36W，太陽能電池板的面積至少要_m2。 當(dāng)風(fēng)速為6m/s時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率將變?yōu)?0W，在這種情況下，將蓄電池的電能由20%充至90%所需時(shí)間為_h； 參考答案：1，84 13. 如圖所示，質(zhì)量為m的物塊放在水平木板上，木板與豎直彈簧相連，彈簧另一端固定在水平面上，今使m隨M一起做簡諧運(yùn)動(dòng)，且始終不分離，則物塊m做簡諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力是由 提供的，當(dāng)振動(dòng)速度達(dá)最大時(shí)，m對M的壓力為 。參考答案：重力和M對m的支持力的合力; mg。略 三、 實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14. 3現(xiàn)要通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌；導(dǎo)軌上A點(diǎn)處

9、有一帶長方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為M，左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的砝碼相連；遮光片兩條長邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上的B點(diǎn)有一光電門，可以測量遮光片經(jīng)過光電門時(shí)的擋光時(shí)間t。用d表示A點(diǎn)到導(dǎo)軌底端C點(diǎn)的距離，h表示A與C的高度差，b表示遮光片的寬度，x表示A、B兩點(diǎn)間的距離，將遮光片通過光電門的平均速度看作滑塊通過B點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度。用g表示重力加速度。完成下列填空和作圖：(1)若將滑塊自A點(diǎn)由靜止釋放，則在滑塊從A運(yùn)動(dòng)至B的過程中，滑塊、遮光片與砝碼組成的系統(tǒng)重力勢能的減小量可表示為_，動(dòng)能的增加量可表示為_。若在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒，與x的關(guān)系式為_。(2)多次改變光電門的位置，每

10、次均令滑塊自同一點(diǎn)(A點(diǎn))下滑，測量相應(yīng)的x與t值。結(jié)果如下表所示：以x為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，在圖位置的坐標(biāo)紙中描出第1和第5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)；根據(jù)5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)作直線，求得該直線的斜率k_104 m1s2(保留三位有效數(shù)字)。（3）由測得的h、d、b、M和m數(shù)值可以計(jì)算出x直線的斜率k0，將k和k0進(jìn)行比較，若其差值在實(shí)驗(yàn)允許的范圍內(nèi)，則可認(rèn)為此實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。 參考答案：（1）當(dāng)滑塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)下降高度設(shè)為h，此時(shí)砝碼上升的高度為x，由幾何關(guān)系可知 （3）描點(diǎn)與作圖見解析2.4015. 如右圖所示，螺旋測微器的讀數(shù)應(yīng)為 mm參考答案：1.500mm 四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.

11、“太空粒子探測器”是由加速、偏轉(zhuǎn)和收集三部分組成，其原理可簡化如下：如圖1所示，輻射狀的加速電場區(qū)域邊界為兩個(gè)同心平行半圓弧面，圓心為O，外圓弧面AB的半徑為L，電勢為1，內(nèi)圓弧面CD的半徑為L，電勢為2足夠長的收集板MN平行邊界ACDB，O到MN板的距離OP=L假設(shè)太空中漂浮著質(zhì)量為m，電量為q的帶正電粒子，它們能均勻地吸附到AB圓弧面上，并被加速電場從靜止開始加速，不計(jì)粒子間的相互作用和其它星球?qū)αＷ右Φ挠绊懀?）求粒子到達(dá)O點(diǎn)時(shí)速度的大?。唬?）如圖2所示，在邊界ACDB和收集板MN之間加一個(gè)半圓形勻強(qiáng)磁場，圓心為O，半徑為L，方向垂直紙面向內(nèi)，則發(fā)現(xiàn)從AB圓弧面收集到的粒子經(jīng)O點(diǎn)進(jìn)入

12、磁場后有能打到MN板上（不考慮過邊界ACDB的粒子再次返回），求所加磁感應(yīng)強(qiáng)度的大??；（3）同上問，從AB圓弧面收集到的粒子經(jīng)O點(diǎn)進(jìn)入磁場后均不能到達(dá)收集板MN，求磁感應(yīng)強(qiáng)度所滿足的條件試寫出定量反映收集板MN上的收集效率與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的關(guān)系的相關(guān)式子參考答案：解：（1）帶電粒子在電場中加速時(shí)，由動(dòng)能定理有：又U=12所以：；（2）從AB圓弧面收集到的粒子有2/3能打到MN板上，剛好不能打到MN上的粒子從磁場中出來后速度方向與MN平行，則入射的方向與AB之間的夾角是600，在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖1，軌跡圓心角=60根據(jù)幾何關(guān)系，粒子圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r=L，由牛頓第二定律得：聯(lián)立解得：；（3）當(dāng)

13、沿OD方向的粒子剛好打到MN上，則由幾何關(guān)系可知，由牛頓第二定律得：得：即如圖2，設(shè)粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)圓弧對應(yīng)的圓心角為，由幾何關(guān)系可知：MN上的收集效率：答：（1）粒子到達(dá)O點(diǎn)時(shí)速度的大小是；（2）所加磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小是；（3）試寫出定量反映收集板MN上的收集效率與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的關(guān)系的相關(guān)式子是【考點(diǎn)】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)；牛頓第二定律【分析】（1）根據(jù)動(dòng)能定理即可求出粒子到達(dá)O點(diǎn)的速度；（2）作出粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡，結(jié)合軌跡求出粒子的半徑，然后由洛倫茲力提供向心力即可求解；（3）作出粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡，結(jié)合幾何知識求得粒子的收集率與粒子圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)過圓心角的關(guān)系，再根據(jù)此關(guān)系求得收集率為0時(shí)對應(yīng)

14、的磁感應(yīng)強(qiáng)度B17. 如左圖所示，水平光滑絕緣桌面距地面高h(yuǎn)，x軸將桌面分為、兩個(gè)區(qū)域。右圖為桌面的俯視圖，區(qū)域的勻強(qiáng)電場場強(qiáng)為E，方向與ab邊及x軸垂直；區(qū)域的勻強(qiáng)磁場方向豎直向下。一質(zhì)量為m，電荷量為q的帶正電小球，從桌邊緣ab上的M處由靜止釋放（M距ad邊及x軸的距離均為l），加速后經(jīng)x軸上N點(diǎn)進(jìn)入磁場，最后從ad邊上的P點(diǎn)飛離桌面；小球飛出的瞬間，速度如圖與ad邊夾角為60o。求：小球進(jìn)入磁場時(shí)的速度；區(qū)域磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小小球飛離桌面后飛行的水平距離。參考答案：（1）小球在電場中沿MN方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，此過程由動(dòng)能定理，有 可得小球進(jìn)入磁場時(shí)的速度 v方向x軸垂直。（2）小球進(jìn)

15、入磁場后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌跡如圖所示。由幾何關(guān)系可得 又由洛侖茲力提供向心力，有 由式可得 （3）小球飛離桌面后做平拋運(yùn)動(dòng)，由平拋規(guī)律有 由式可得小球飛行的水平距離為 18. 如圖所示，一物體M從A點(diǎn)以某一初速度沿傾角=37的粗糙固定斜面向上運(yùn)動(dòng)，自頂端B點(diǎn)飛出后，垂直撞到高H=2.25m的豎直墻面上C點(diǎn)，又沿原軌跡返回已知B、C兩點(diǎn)的高度差h=0.45m，物體M與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.25，取sin37=0.6，cos37=0.8，重力加速度g=10m/s2試求：（1）物體M沿斜面向上運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大??；（2）物體返回后B點(diǎn)時(shí)的速度；（3）物體被墻面彈回后，從B點(diǎn)回到A點(diǎn)所需的時(shí)間參考答案：解：（1）物體M沿斜面向上運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為a，由牛頓第二定律有：mgsin+mgcos=ma代入數(shù)據(jù)得：a=8m/s2（2）物體從C點(diǎn)到B點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)落至B點(diǎn)時(shí)在豎直方向的速度為vBy，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有：，代入數(shù)據(jù)得： =3m/s 由題意知，物體落在B點(diǎn)后剛好沿斜面下滑，則它落至B點(diǎn)時(shí)的速度方向沿斜面向下，與水平方向的夾角為37 大小為：（3）設(shè)物體從B點(diǎn)返回到A點(diǎn)過程中的加速度大小為a，時(shí)間為t，由牛頓第二定律得：mgsinmgcos=ma代入數(shù)據(jù)得：a=4m/s2由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有：代入數(shù)據(jù)得：t=0.5s