廣東省東莞市中堂中學2022-2023學年高三物理下學期期末試卷含解析

廣東省東莞市中堂中學2022-2023學年高三物理下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.（單選）如圖所示，邊界OA與OC之間分布有垂直紙面向里的勻強磁場，邊界OA上有一粒子源S．某一時刻，從S平行于紙面向各個方向發(fā)射出大量帶正電的同種粒子（不計粒子的重力及粒子間的相互作用），所有粒子的初速度大小相同，經(jīng)過一段時間有大量粒子從邊界OC射出磁場．已知∠AOC=60°，從邊界OC射出的粒子在磁場中運動的最短時間等于（T為粒子在磁場中運動的周期），則從邊界OC射出的粒子在磁場中運動的最長時間為（）A．B．C．D．參考答案：解：粒子在磁場中運動做勻速圓周運動，入射點是S，出射點在OC直線上，出射點與S點的連線為軌跡的一條弦．當從邊界OC射出的粒子在磁場中運動的時間最短時，軌跡的弦最短，根據(jù)幾何知識，作ES⊥OC，則ES為最短的弦，粒子從S到E的時間即最短．由題，粒子運動的最短時間等于，則θ=60°設OS=d，則ES=d

由幾何知識，得粒子運動的軌跡半徑為R=ES=d，直徑D=當粒子軌跡的弦是直徑時運動時間最長，根據(jù)幾何知識，軌跡SD如圖．

可見粒子在磁場中運動的最長時間為tmax=故選B2.（單選）甲、乙兩車在公路上沿同一方向做直線運動，在t=0時，乙車在甲車前50m處，它們的v﹣t圖象如圖所示，下列對汽車運動情況的描述正確的是（） A． 甲車先做勻速運動再做反向勻減速運動 B． 在第20s末，甲、乙兩車的加速度大小相等 C． 在第30s末，甲、乙兩車相距100m D． 在整個運動過程中，甲、乙兩車可以相遇兩次參考答案： 解：A、由圖象可知：甲車先做勻速運動再做勻減速直線運動，但甲的速度圖象一直在時間軸的上方，一直沿正向運動，沒有反向，故A錯誤；B．在第20s末，甲車的加速度為a甲===﹣1m/s2，大小為1m/s2；乙車的加速度大小為a乙===m/s2，所以加速大小不相等，故B錯誤；C．在第30s末，甲的位移為x甲=20×10+×20×20=400m，乙的位移為x乙=×20×30m=300m，所以甲乙兩車相距400﹣300﹣50m=50m，故C錯誤；D．剛開始乙在甲的前面50m處，甲的速度大于乙的速度，經(jīng)過一段時間甲可以追上乙，然后甲在乙的前面，到30s末，甲停止運動，甲在乙的前面50m處，此時乙以20m/s的速度勻速運動，所以再經(jīng)過2.5s乙追上甲，故在整個運動過程中，甲、乙兩車可以相遇兩次，故D正確．故選：D3.（單選）我國道路安全部門規(guī)定：在高速公路上行駛的汽車的最高速度不得超過120km/h.交通部門提供下列資料．資料一：駕駛員的反應時間為0.3s～0.6s資料二：各種路面與輪胎之間的動摩擦因數(shù)如下表所示.路面動摩擦因數(shù)干瀝青0.7干碎石路面0.6～0.7濕瀝青0.32～0.4根據(jù)以上資料，通過計算判斷，汽車行駛在高速公路上時，兩車間的安全距離最接近()A．100m B．200m

C．300m

D．400m參考答案：B4.下圖甲為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機的原理圖，其矩形線圈在磁感應強度為B的勻強磁場中，繞垂直于磁場方向的固定軸OO，勻速轉(zhuǎn)動，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)和電刷與電阻R=10連接，與電阻R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表，示數(shù)是10V。圖乙是矩形線圈磁通量隨時間t變化的圖像。則（

）A.電阻R上的電功率為20WB.0.02s時R兩端的電壓瞬時值為零C.R兩端的電壓隨時間變化的規(guī)律是（V）D.通過R的電流隨時間變化的規(guī)律是（A）參考答案：C5.2012年10月25日，我國將第十六顆北斗衛(wèi)星“北斗-”送入太空，并定點于地球靜止軌道東經(jīng)110.5°。由此，具有完全自主知識產(chǎn)權的北斗系統(tǒng)將首先具備為亞太地區(qū)提供高精度、高可靠定位、導航、授時服務，并具短報文通信能力。其定位精度優(yōu)于20m，授時精度優(yōu)于100ns。關于這顆“北斗-”衛(wèi)星以下說法中正確的有(

)A．這顆衛(wèi)星軌道平面與東經(jīng)110.5°的經(jīng)線平面重合B．通過地面控制可以將這顆衛(wèi)星定點于杭州正上方C．這顆衛(wèi)星的線速度大小比離地350公里高的天宮一號空間站線速度要大D．這顆衛(wèi)星的周期一定等于地球自轉(zhuǎn)周期參考答案：D二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.一個高能γ光子，經(jīng)過重核附近時與原子核場作用，能產(chǎn)生一對正負電子，請完成相應的反應方程：_______________．已知電子質(zhì)量，光在真空中的傳播速度為速為，則γ光子的能量至少為___________J．參考答案：

(1).

(2).1.64×10-13J.解：一個高能γ光子，經(jīng)過重核附近時與原子核場作用，能產(chǎn)生一對正負電子，．

根據(jù)質(zhì)能關系得，γ光子的能量至少為△mc2=2mec2=1.64×10-13J.

7.甲、乙兩車以相同的速率在水平地面上相向做勻速直線運動，某時刻乙車先以大小為a的加速度做勻減速運動，當速率減小到0時，甲車也以大小為a的加速度做勻減速運動。為了避免碰車，在乙車開始做勻減速運動時，甲、乙兩車的距離至少應為_________.參考答案：8.．已知地球自轉(zhuǎn)周期為T，地球半徑為R，引力常量為G，地球同步衛(wèi)星離地面的高度約為地球半徑的6倍，則地球同步衛(wèi)星的速度大小為____________；地球的質(zhì)量為___________。參考答案：，9.一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，周期為2s，t＝0時刻的波形如圖所示．該列波的波速是_____m/s；質(zhì)點a平衡位置的坐標xa＝2.5m，再經(jīng)______s它第一次經(jīng)過平衡位置向y軸正方向運動．參考答案：2m/s

0.25s10.如圖，電動機Q的內(nèi)阻為0.5Ω，當S斷開時，A表讀數(shù)1A，當S閉合時，A表讀數(shù)3A，則：電動機的機械功率

；電動機的機械效率

。參考答案：

答案：18W，9%11.歐洲天文學家發(fā)現(xiàn)了一顆可能適合人類居住的行星。若該行星質(zhì)量為M，半徑為R，萬有引力恒量為G，則繞該行星運動的衛(wèi)星的第一宇宙速度是______________。設其質(zhì)量是地球的5倍，直徑是地球的1.5倍，在該行星表面附近沿圓軌道運行的人造衛(wèi)星的動能為Ek1，在地球表面附近沿圓軌道運行的相同質(zhì)量的人造衛(wèi)星的動能為Ek2，則為______________。參考答案：，10/312.如圖（a）所示，“”型木塊放在光滑水平地面上，木塊的AB水平表面是粗糙的，與水平方向夾角θ=37°的BC斜面是光滑的．此木塊的右側與豎直墻壁之間連接著一個力傳感器，當力傳感器受擠壓時，其示數(shù)為正值；當力傳感器被拉伸時，其示數(shù)為負值．一個可視為質(zhì)點的滑塊從C點由靜止開始下滑，運動過程中力傳感器記錄到的力﹣時間關系圖線F﹣t圖如圖（b）所示，設滑塊通過B點前后速度大小不變．（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2．）則滑塊C的質(zhì)量為2.5kg，它在木塊上運動全過程中損失的機械能為40J．參考答案：解：（1）分析滑塊在斜面上的受力，可知物體受到重力、支持力的作用，沿斜面方向的力是重力的分力，由牛頓第二定律得：得：a1=gsinθ=10×0.6=6m/s2通過圖象可知滑塊在斜面上運動時間為：t1=1s由運動學公式得：L=a1t12==3m滑塊對斜面的壓力為：N1′=mgcosθ木板對傳感器的壓力為：F1=N1′sinθ由圖象可知：F1=12N解得：m=2.5kg（2）滑塊滑到B點的速度為：v1=a1t1=6×1=6m/s由圖象可知：f1=5N，t2=2sa2==2m/s2s=v1t2﹣a2t22=6×2﹣=8mW=fs=5×8=40J故答案為：2.5，4013.如圖所示的單擺，擺球a向右擺動到最低點時，恰好與一沿水平方向向左運動的粘性小球b發(fā)生碰撞，并粘接在一起，且擺動平面不變。已知碰撞前a球擺動的最高點與最低點的高度差為h，偏角θ較小，擺動的周期為T，a球質(zhì)量是b球質(zhì)量的4倍，碰撞前a球在最低點的速度是b球速度的一半。則碰撞后，擺動的周期為________T，擺球的最高點與最低點的高度差為_______h。參考答案：1

0.16

三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.“體育彩票中獎概率為，說明每買1000張體育彩票一定有一張中獎”，這種說法對嗎？參考答案：15.（09年大連24中質(zhì)檢）（選修3—4）（5分）半徑為R的半圓柱形玻璃，橫截面如圖所O為圓心，已知玻璃的折射率為，當光由玻璃射向空氣時，發(fā)生全反射的臨界角為45°．一束與MN平面成45°的平行光束射到玻璃的半圓柱面上，經(jīng)玻璃折射后，有部分光能從MN平面上射出．求①說明光能從MN平面上射出的理由?

②能從MN射出的光束的寬度d為多少?參考答案：解析：①如下圖所示，進入玻璃中的光線a垂直半球面，沿半徑方向直達球心位置O，且入射角等于臨界角，恰好在O點發(fā)生全反射。光線a右側的光線（如：光線b）經(jīng)球面折射后，射在MN上的入射角一定大于臨界角，在MN上發(fā)生全反射，不能射出。光線a左側的光線經(jīng)半球面折射后，射到MN面上的入射角均小于臨界角，能從MN面上射出。（1分）最左邊射向半球的光線c與球面相切，入射角i=90°折射角r=45°。故光線c將垂直MN射出（1分）

②由折射定律知（1分）

則r=45°

（1分）

所以在MN面上射出的光束寬度應是

（1分）四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，兩平行金屬板A、B長8cm，兩板間距離d＝8cm，A板比B板電勢高300V，一帶正電的粒子電荷量q＝10-10C，質(zhì)量m＝10-20kg，沿電場中心線RO垂直電場線飛入電場，初速度υ0＝2×106m/s，粒子飛出平行板電場后經(jīng)過界面MN、PS間的無電場區(qū)域后，進入固定在O點的點電荷Q形成的電場區(qū)域，（設界面PS右邊點電荷的電場分布不受界面的影響），已知兩界面MN、PS相距為12cm，D是中心線RO與界面PS的交點，O點在中心線上，距離界面PS為9cm，粒子穿過界面PS最后垂直打在放置于中心線上的熒光屏bc上．（靜電力常數(shù)k=9.0×109N·m2/C2）（1）求粒子穿過界面MN時偏離中心線RO的距離多遠？（2）電場力做的功為多大？到達PS界面時離D點多遠？（3）大致畫出帶點粒子的運動軌跡（4）確定點電荷Q的電性并求其電荷量的大?。畢⒖即鸢福海?）0.03m

（2）0.12m

（3）如圖（4）

解析：（1）帶電粒子穿過界面MN時偏離中心線的距離，即側向位移：

（2）電場力做的功為：，y=0.12m

（3）4分（4）帶電粒子的速度離開電場時的速度及穿過PS進入點電荷電場的速度：

此時的速度方向與水平方向成θ，

帶電粒子在離開電場后將做勻速直線運動打在PS上的a點（如圖），則a點離中心線的距離為y：則a點與點電荷所在位置的連線與PS的夾角為β，則，帶電粒子進入點電荷的電場時，速度與點電荷對粒子的庫侖力垂直，由題的描述：粒子穿過界面PS最后垂直打在與A板在同一水平線上的熒光屏bc上，由此可以做出判斷：該帶電粒子在穿過界面PS后將繞點電荷Q作勻速圓周運動。帶正電的粒子必定受到Q的吸引力，所以Q帶負電。

半徑

由庫侖定律和勻速周運動規(guī)律得：（1分）

得：

17.一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B再變化到狀態(tài)C，其狀態(tài)變化過程的p-V圖象如圖所示。已知該氣體在狀態(tài)A時的溫度為27℃。求：①該氣體在狀態(tài)B、C時的溫度分別為多少攝氏度？②該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中是吸熱還是放熱？傳遞的熱量是多少？參考答案：解：①氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B：得K

即℃

（3分）氣體從狀態(tài)B到狀態(tài)C：得

K即℃

（3分）②氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C過程中是吸熱

（1分）吸收的熱量J

18.(15分)長l=0.51m的木板A，質(zhì)量mA=1kg，板上右端有物塊B(可視為質(zhì)點)，質(zhì)量mB=3kg，它們一起在光滑水平面上向左勻速運動，速度為vo=2m／s。木板運動到C處時，與等高的豎直固定板C發(fā)生碰撞并反彈，整個碰撞時間極短，且沒有機械能損失。已知物塊B與木板A間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，g=10m／s2。求：(1)第一次碰撞后，第二次碰撞前，A與C之間的最大距離。(2)第一次碰撞后，第二次碰撞前，A、B相對靜止時的速度大小和方向。(3)A板與固定擋板C碰撞幾次后，B可脫離木板？參考答案：解析：(1)第一次碰撞后A距C最遠時速度為0

………………①

………………②

(2)第一次碰撞后到第二次碰撞前，AB相對靜止時速度為，取向左為正方向

…………