山西省晉城市犁川中學(xué)2022-2023學(xué)年高三物理上學(xué)期期末試題含解析

山西省晉城市犁川中學(xué)2022-2023學(xué)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15分．每小題只有一個選項符合題意1.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自行研制開發(fā)的區(qū)域性有源三維衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)（CNSS），該系統(tǒng)包括5顆同步衛(wèi)星和30顆一般軌道衛(wèi)星。對于其中的5顆同步衛(wèi)星，下列說法中正確的是（

）它們運行的線速度小于第一宇宙速度

B.它們的向心加速度等于地面重力加速度C.它們位于5個不同的獨立軌道上

D.它們中的一顆可能經(jīng)過天津的正上方參考答案：A第一宇宙速度是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，也是最大的圓周運動的環(huán)繞速度，而同步衛(wèi)星的軌道半徑要大于近地衛(wèi)星的軌道半徑，根據(jù)v=可以發(fā)現(xiàn)，同步衛(wèi)星運行的線速度一定小于第一宇宙速度，故A正確．由可知同步衛(wèi)星的向心加速度，而地面重力加速度，故B錯誤。若衛(wèi)星在除赤道所在平面外的任意點實現(xiàn)了“同步”，那它的運動軌道所在平面與受到地球的引力就不在一個平面上，這是不可能的．同步衛(wèi)星要和地球自轉(zhuǎn)同步，即ω相同，根據(jù)F=G=mω2（R+h），因為ω一定，所以h必須固定，即同步衛(wèi)星的高度是一個確定的值，故同步衛(wèi)星必定在赤道上空某一特定高度的軌道上運行，選項CD錯誤。2.如圖有一個足夠長傾角為30o的斜坡，一個小孩在做游戲時，從該斜坡頂端將一足球沿水平方向水平踢出去，已知足球被踢出時的初動能為9J，則該足球第一次落在斜坡上時的動能為（

）A．12J

B．21J

C．27J

D．36J參考答案：B3.一個木箱以一定的初速度在水平地面上滑行，在摩擦力的作用下，木箱的速度逐漸減小，在此過程中（

）

A．木箱的機械能守恒

B．摩擦力對木箱做正功

C．木箱減少的動能轉(zhuǎn)化為重力勢能

D．木箱減少的動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能參考答案：D4.如圖所示電路中，電池均相同，當(dāng)電鍵S分別置于a、b兩處時，導(dǎo)線MM′與NN′之間的安培力的大小為Fa、Fb，判斷這兩段導(dǎo)線（

）A．相互吸引，F(xiàn)a＞Fb

B．相互排斥，F(xiàn)a＞FbC．相互吸引，F(xiàn)a<Fb

D．相互排斥，F(xiàn)a<Fb參考答案：D解析：電鍵S置于a處時，一節(jié)電池供電；電鍵S置于b處時，兩節(jié)電池供電；導(dǎo)線MM′與NN′之間的安培力Fa<Fb；導(dǎo)線MM′與NN′中電流方向相反，相互排斥，所以選項D正確。5.如圖所示，某種自動洗衣機進水時，與洗衣缸相連的細管中會封閉一定質(zhì)量的空氣，通過壓力傳感器感知管中的空氣壓力，從而控制進水量。設(shè)溫度不變，洗衣缸內(nèi)水位升高，則細管中被封閉的空氣

（

）

A．放熱

B．壓強減小

C．分子的熱運動加劇

D．分子間的引力和斥力都減少參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.某星球密度與地球相同，其半徑是地球半徑的2倍，則其表面重力加速度為地球表面重力加速度的

倍；若在該星球表面上發(fā)射一顆衛(wèi)星，所需的最小速度是地球第一宇宙速度的

倍。參考答案：2，27.如圖所示，測定氣體分子速率的部分裝置放在高真空容器中，A、B是兩個圓盤，繞一根共同軸以相同的轉(zhuǎn)速n＝25r/s勻速轉(zhuǎn)動．兩盤相距L＝20cm，盤上各開一很窄的細縫，兩盤細縫之間成6°的夾角，圓盤轉(zhuǎn)一周的時間為_________s；如果某氣體分子恰能垂直通過兩個圓盤的細縫，則氣體分子的最大速率為________m/s．參考答案：0.04；

3008.水平面上，質(zhì)量為m的滑塊A以大小為v的速度碰撞質(zhì)量為的靜止滑塊B，碰撞后A、B速度方向相同，它們的總動量為_____；若B獲得的初速為v0，碰撞后A的速度為______．參考答案：mv；

9.一個小物塊從斜面底端沖上足夠長的斜面后，返回到斜面底端。已知小物塊的初動能為E，它返回斜面底端的速度大小為V，克服摩擦阻力做功為E/2。若小物塊沖上斜面的初動能變?yōu)?E，則返回斜面底端時的動能為

；速度大小為

。參考答案：E、10.（選修3—4模塊）（7分）如圖所示，一簡諧橫波的波源在坐標(biāo)原點，x軸正方向為波的傳播方向，y軸為振動方向．當(dāng)波源開始振動0.5s時形成了如圖所示的波形（波剛好傳到圖中P點）．可以判斷該波的振幅為 ；從圖示位置再經(jīng)

s波將傳到Q點；Q點開始振動的方向是

．

參考答案：答案：10cm（2分）；2.5s（3分）；沿y軸的負方向（2分）11.如圖所示，物體靜止在光滑的水平面上，受一水平恒力F作用，要使物體在水平面上沿OA方向運動(OA與OF夾角為θ)，就必須同時再對物體施加一個恒力F，這個恒力的最小值等于

。參考答案：

答案：Fsinθ

12.如圖所示，一列簡諧橫波在均勻介質(zhì)中沿x軸負方向傳播，波速為4m/s，則質(zhì)點P此時刻的振動方向沿y軸正（填“正”或“負”）方向．經(jīng)過△t=3s．質(zhì)點Q通過的路程是0.6m．參考答案：【考點】：橫波的圖象；波長、頻率和波速的關(guān)系．【專題】：振動圖像與波動圖像專題．【分析】：由質(zhì)點帶動法判斷質(zhì)點P此刻的振動方向．由圖象讀出振幅和波長，可以求出波的周期，根據(jù)時間△t=3s與時間的關(guān)系，求解Q通過的路程．：解：簡諧橫波在均勻介質(zhì)中沿x軸負方向傳播，由質(zhì)點帶動法知質(zhì)點P此時刻的振動方向沿y軸正方向．由圖象知振幅A=5cm=0.05m，波長λ=4m，則波的周期T==s=1s．經(jīng)過△t=3s，質(zhì)點Q運動了3個周期，每個周期運動了4A的路程，所以共運動的路程是S=12A=12×0.05cm=0.6m．故答案為：正，0.6．13.質(zhì)量為50kg的物體放在光滑的水平面上，某人用繩子沿著與水平面成45°角的方向拉物體前進，繩子的拉力為200N，物體的加速度大小為

。在拉的過程中突然松手瞬間，物體的加速度大小為

。參考答案：

m/s2，0三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖甲所示，一位同學(xué)利用光電計時器等器材做“驗證機械能守恒定律”的實驗．有一直徑為d、質(zhì)量為m的金屬小球由A處由靜止釋放，下落過程中能通過A處正下方、固定于B處的光電門，測得A、B間的距離為H（H＞＞d），光電計時器記錄下小球通過光電門的時間為t，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間．則：（1）如圖乙所示，用20分度的游標(biāo)卡尺測得小球的直徑d=

cm．（2）多次改變高度H，重復(fù)上述實驗，作出隨H的變化圖象如圖丙所示，當(dāng)圖中已知量t0、H0和重力加速度g及小球的直徑d滿足以下表達式：

（用t0、H0、g、d表示，四個量均取國際單位）時，可判斷小球下落過程中機械能守恒．（3）實驗中發(fā)現(xiàn)動能增加量△EK總是稍小于重力勢能減少量△EP，增加下落高度后，則△Ep﹣△Ek將

（選填“增加”、“減小”或“不變”）．參考答案：（1）0.815cm；（2）2gH0=d2（3）增加【考點】驗證機械能守恒定律．【分析】游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法是主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀．由題意可知，本實驗采用光電門利用平均速度法求解落地時的速度；則根據(jù)機械能守恒定律可知，當(dāng)減小的機械能應(yīng)等于增大的動能；由原理即可明確注意事項及數(shù)據(jù)的處理等內(nèi)容．【解答】解：（1）由圖可知，主尺刻度為8mm；游標(biāo)對齊的刻度為3；故讀數(shù)為：8mm+3×0.05mm=8.15mm=0.815cm；（2）若減小的重力勢能等于增加的動能時，可以認為機械能守恒；則有：mgH=mv2，即：2gH0=（）2解得：2gH0=d2．（3）由于該過程中有阻力做功，而高度越高，阻力做功越多；故增加下落高度后，則△Ep﹣△Ek將增加；故答案為：（1）0.815cm；（2）2gH0=d2（3）增加15.某學(xué)習(xí)小組用圖甲所示的實驗裝置探究“動能定理”。他們在氣墊導(dǎo)軌上安裝了一個光電門B，滑塊上固定一遮光條，滑塊用細線繞過氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與力傳感器相連，傳感器下方懸掛鉤碼，每次滑塊都從A處由靜止釋放。（1）某同學(xué)用游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度d，如圖乙所示，則d=mm。（2）下列實驗要求中不必要的一項是（請?zhí)顚戇x項前對應(yīng)的字母）。A．應(yīng)使滑塊質(zhì)量遠大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量B．應(yīng)使A位置與光電門間的距離適當(dāng)大些C．應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)至水平D．應(yīng)使細線與氣墊導(dǎo)軌平行（3）實驗時保持滑塊的質(zhì)量M和A、B間的距離L不變，改變鉤碼質(zhì)量m，測出對應(yīng)的力傳感器的示數(shù)F和遮光條通過光電門的時間t，通過描點作出線性圖象，研究滑塊動能變化與合外力對它所做功的關(guān)系，處理數(shù)據(jù)時應(yīng)作出的圖象是（請?zhí)顚戇x項前對應(yīng)的字母）。A.作出“圖象”B．作出“圖象”C.作出“圖象”D.作出“圖象”參考答案：（1）2．30（2）A（3）C【知識點】實驗：探究動能定理【試題解析】（1）游標(biāo)卡尺不需要估讀，主尺刻度為2mm，因為分度值為0．05mm，所以游標(biāo)尺刻度為0．05×6mm＝0．30mm，因此直徑為d＝2．30mm；（2）拉力是直接通過傳感器測量的，故與小車質(zhì)量和鉤碼質(zhì)量大小關(guān)系無關(guān)；應(yīng)使A位置與光電門間的距離適當(dāng)大些，有利于減小誤差；應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平，使拉力才等于合力；要保持拉線方向與氣墊導(dǎo)軌平行，拉力才等于合力。故選A。（3）根據(jù)牛頓第二定律可知：F=Ma，而a＝，所以F＝故應(yīng)作出圖象，C正確。四、計算題：本題共3小題，共計47分16.一宇宙空間探測器從某一星球表面垂直升空，假設(shè)探測器的質(zhì)量恒為1500kg，發(fā)動機的推力為恒力，宇宙探測器升空到某一高度時，發(fā)動機突然關(guān)閉，如圖為其速度隨時間的變化規(guī)律，求：（1）宇宙探測器在該行星表面能達到的最大高度；（2）計算該行星表面的重力加速度；（3）假設(shè)行星表面沒有空氣，試計算探測器的發(fā)動機工作時的推力大小．參考答案：解：（1）在v﹣t圖象中，圖線與時間軸所圍的面積表示了物體的位移，在時間軸的上方，面積為正，在時間軸的下方，面積為負，由v﹣t圖象可知，宇宙探測器在該行星表面能達到的最大高度為：Hm=×24×64m=768m；（2）當(dāng)關(guān)閉發(fā)動機后，探測器僅在行星對它的重力mg作用下做勻變速直線運動，在v﹣t圖象中，圖線的斜率表示了其運動的加速度，根據(jù)牛頓第二定律有：a2=﹣g=m/s2解得該行星表面的重力加速度為：g=4m/s2（3）由圖線OA段可知，發(fā)動機工作時探測器加速度為：a1==8m/s2根據(jù)牛頓第二定律有：F﹣mg=ma1解得探測器的發(fā)動機工作時的推力為：F=m（g+a1）=1500×（4+8）N=18000N．答：（1）宇宙探測器在該行星表面能達到的最大高度為768m；（2）計算該行星表面的重力加速度g=4m/s2；（3）假設(shè)行星表面沒有空氣，試計算探測器的發(fā)動機工作時的推力大小為18000N．17.如圖所示，光滑的水平導(dǎo)軌MN右端N處與水平傳送帶理想連接，傳送帶長度L=0.8m，皮帶以恒定速率v=3.0m/s向右勻速運動．傳送帶的右端處平滑連接著一個在豎直平面內(nèi)、半徑為R=0.4m的光滑半圓軌道PQ，兩個質(zhì)量均為m=0.2kg的滑塊A、B置于水平導(dǎo)軌MN上，開始時滑塊A、B之間用細繩相連，其間有一壓縮的輕彈簧，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)使細繩斷開，彈簧伸展，滑塊B脫離彈簧后滑上傳送帶，從右端滑出并沿半圓軌道運動到最高點Q后水平飛出，又正好落回N點．已知滑塊B與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=，取g=10m／s2．求：（1）滑塊B到達Q點時速度的大??；（2）滑塊B在半圓軌道P處對軌道的壓力；（3）壓縮的輕彈簧的彈性勢能Ep．參考答案：18.光纖通信是一種現(xiàn)代化的通訊工具，為了研究問題的方便，我們將光導(dǎo)纖維簡化為一根長直的玻璃管，如圖所