2022-2023學(xué)年河南省焦作市沁陽第一中學(xué)分校高三物理上學(xué)期期末試卷含解析

2022-2023學(xué)年河南省焦作市沁陽第一中學(xué)分校高三物理上學(xué)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.伽利略對自由落體運動研究中，經(jīng)歷了提出問題、科學(xué)猜想、數(shù)學(xué)推理、實驗驗證、合理外推、得出結(jié)論一系列過程．其中在實驗驗證過程中，他讓一個銅球沿阻力很小的斜面滾下，來“沖淡”重力，為什么要“沖淡”重力，“沖淡”重力的含義是什么（）A．減小重力 B．減小運動速度C．增加運動時間 D．便于測量運動位移參考答案：C【考點】伽利略研究自由落體運動的實驗和推理方法．【分析】要了解伽利略“理想斜面實驗”的內(nèi)容、方法、原理以及物理意義，伽利略斜面實驗的卓越之處不是實驗本身，而是實驗所使用的獨特的方法在實驗的基礎(chǔ)上，進行理想化推理．（也稱作理想化實驗）它標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端．在實驗的基礎(chǔ)上進行科學(xué)推理是研究物理問題的一種方法，通常稱之為理想實驗法或科學(xué)推理法．【解答】解：由于當(dāng)時的計時工具落后，自由落體運動下落的快，很難準(zhǔn)確計時，所以用一個斜面來解析加速度，增加運動的時間，減小時間測量的誤差．起到，“沖淡”重力的作用．故選項C正確．故選：C2.（單選）如圖為一振子做簡諧運動的圖象，在t1和t2時刻，振子的（）A．位移相同B．速度相同C．回復(fù)力相同D．加速度相同參考答案：解：從振子的位移時間圖象可以看出，正向位移逐漸變小并反向增加，故運動方向沒有改變，即速度方向不變；據(jù)對稱性可知，兩時刻的速度相同，振子先靠近平衡位置再遠離平衡位置，位移由正向變?yōu)樨撓?，F(xiàn)=﹣kx，再據(jù)牛頓第二定律：a=﹣可知，回復(fù)力，加速度由負向變?yōu)檎颍铀俣确较虬l(fā)生了改變．故ACD錯誤，B正確．故選：B．3.（單選）如圖所示，空間中有一靜電場，在軸上場強E隨位置的變化規(guī)律為其中k為大于0的常數(shù)，單位為V/m2，的單位為m．有一帶正電的試探電荷在處由靜止釋放．若不考慮其它力的作用．則試探電荷

(

) A．釋放后將一直沿軸正方向運動B．釋放后將一直沿軸負方向運動C．在處的電勢能最大D．在處的加速度最小參考答案：C4.關(guān)于分子運動論、熱現(xiàn)象和熱學(xué)規(guī)律，以下說法中正確的有(

)A.隨分子間的距離增大，分子間的斥力減小，分子間的引力增大B.液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離，液體表面存在張力C.氣體對容器壁的壓強，是由氣體分子對容器壁的頻繁碰撞造成的D.隨著分子間距離的增大，分子勢能可能先增大后減小E.晶體熔化時吸收熱量，分子平均動能不變參考答案：BCE【詳解】A．隨分子間的距離增大，分子間的斥力和引力均減小，選項A錯誤；B．液體內(nèi)部分子間距等于平衡距離，液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離，則液體表面層分子間表現(xiàn)為引力，所以液體表面存在張力，選項B正確；C．大量氣體分子在做無規(guī)則熱運動的過程中，頻繁撞擊容器壁，形成一個等效壓力，從而產(chǎn)生氣體壓強，故選項C正確；D．當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時，隨著分子間距離的增大，分子力做正功，則分子勢能減小；當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時，隨著分子間距離的增大，分子力做負功，則分子勢能增加；則隨著分子間距離的增大，分子勢能可能先減小后增大，不可能先增大后減小，選項D錯誤；E．晶體熔化時吸收熱量，溫度不變，分子平均動能不變，選項E正確。5.如圖，足夠長的光滑導(dǎo)軌傾斜放置，其下端連接一個燈泡，勻強磁場垂直于導(dǎo)軌所在平面向上（導(dǎo)軌和導(dǎo)線電阻不計），則垂直導(dǎo)軌的導(dǎo)體棒ab在下滑過程中A．感應(yīng)電流從a流向bB．導(dǎo)體棒ab受到的安培力方向平行斜面向上C．導(dǎo)體棒ab一定勻加速下滑D．燈泡亮度一直保持不變參考答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.經(jīng)過核衰變成為，共發(fā)生了

次衰變，

次衰變。

i的半衰期是5天，12g的i經(jīng)過15天后剩下

g.參考答案：4；2；1.57.如圖，給靜止在水平粗糙地面上的木塊一初速度，使之開始運動。一學(xué)生利用角動量定理來考察此木塊以后的運動過程：“把參考點設(shè)于如圖所示的地面上一點O，此時摩擦力f的力矩為0，從而地面木塊的角動量將守恒，這樣木塊將不減速而作勻速運動?！闭堉赋錾鲜鐾评淼腻e誤，并給出正確的解釋：

。參考答案：該學(xué)生未考慮豎直方向木塊所受的支持力和重力的力矩.僅根據(jù)摩擦力的力矩為零便推出木塊的角動量應(yīng)守恒，這樣推理本身就不正確.事實上，此時支持力合力的作用線在重力作用線的右側(cè)，支持力與重力的合力矩不為0，木塊的角動量不守恒，與木塊作減速運動不矛盾．（5分）8.氘核和氚核可發(fā)生熱核聚變而釋放巨大的能量，該反應(yīng)方程為：，式中x是某種粒子。已知：、、和粒子x的質(zhì)量分別為2.0141u、3.0161u、4.0026u和1.0087u；1u=931.5MeV/c2，c是真空中的光速。由上述反應(yīng)方程和數(shù)據(jù)可知，粒子x是__________，該反應(yīng)釋放出的能量為_________MeV（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）參考答案：9.圖中虛線框內(nèi)存在一沿水平方向、且與紙面垂直的勻強磁場?，F(xiàn)通過測量通電導(dǎo)線在磁場中所受的安培力，來測量磁場的磁感應(yīng)強度大小、并判定其方向。所用部分器材已在圖中給出，其中D為位于紙面內(nèi)的U形金屬框，其底邊水平，兩側(cè)邊豎直且等長；E為直流電源；R為電阻箱；A為電流表；S為開關(guān)。此外還有細沙、天平、米尺和若干輕質(zhì)導(dǎo)線。（1）在圖中畫線連接成實驗電路圖。（2）完成下列主要實驗步驟中的填空①按圖接線。②保持開關(guān)S斷開，在托盤內(nèi)加入適量細沙，使D處于平衡狀態(tài)；然后用天平稱出細沙質(zhì)量m1。③閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)R的值使電流大小適當(dāng)，在托盤內(nèi)重新加入適量細沙，使D________；然后讀出___________________，并用天平稱出____________。④用米尺測量_______________。（3）用測量的物理量和重力加速度g表示磁感應(yīng)強度的大小，可以得出B=_________。（4）判定磁感應(yīng)強度方向的方法是：若____________，磁感應(yīng)強度方向垂直紙面向外；反之，磁感應(yīng)強度方向垂直紙面向里。參考答案：10.如圖所示是飲水器的自動控制電路。左邊是一個在水溫較低時對水加熱的容器，內(nèi)有密封絕緣的電熱絲發(fā)熱器和接觸開關(guān)S1。只要有水浸沒S1，它就會導(dǎo)通；水面低于S1時，不會加熱。（1）Rx是一個熱敏電阻，低溫時呈現(xiàn)高電阻，右邊P是一個___________（選填“與”、“或”、“非”）邏輯門，接在0～5V電源之間，圖中J是一個繼電器，可以控制發(fā)熱器工作與否。Ry是一個可變電阻，低溫時Rx應(yīng)_____________（選填“遠大于”、“遠小于”）Ry。（2）請闡述飲水機的自動加熱原理：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。參考答案：（1）與；遠大于。（每空2分）

（2）當(dāng)水溫較低時，Rx阻值較大，A為高電勢，且有水浸沒S1，B也為高電勢，則QC之間才有高電壓輸出，電磁繼電器有電流通過，將吸動S2閉合，發(fā)熱器工作。（表述合理酌情給分）11.用如右圖所示裝置來驗證動量守恒定律，質(zhì)量為mB的鋼球B放在小支柱N上，離地面高度為H；質(zhì)量為mA的鋼球A用細線拴好懸掛于O點，當(dāng)細線被拉直時O點到球心的距離為L，且細線與豎直線之間夾角為α；球A由靜止釋放，擺到最低點時恰與球B發(fā)生正碰，碰撞后，A球把輕質(zhì)指示針C推移到與豎直夾角為β處，B球落到地面上，地面上鋪有一張蓋有復(fù)寫紙的白紙D，用來記錄球B的落點。用圖中所示各個物理量的符號表示碰撞前后兩球A、B的動量（設(shè)兩球A、B碰前的動量分別為pA、pB；碰后動量分別為PA/、PB/，則PA=_________，PA/=_________，PB=_________，PB/

=_________。

參考答案：mA

，mA

，0，12.為探究力對同一個原來靜止的物體所做的功與物體獲得的速度的關(guān)系，可通過如圖所示的實驗裝置進行：在木板上釘兩個鐵釘，將并接在一起的相同橡皮筋的兩端固定在鐵釘?shù)捻敹?，橡皮筋的中央都掛在小車前端上方的小掛鉤上，通過拉動小車使橡皮筋伸長，由靜止釋放小車，橡皮筋對小車做功，再利用打點計時器和小車后端拖動的紙帶記錄小車的運動情況。現(xiàn)有主要的探究步驟如下：

a．保持小車由靜止釋放的位置相同，通過改變并接在一起的相同橡皮筋的條數(shù)，使橡皮筋對小車做的功分別為W、2W、3W……；

b．由打點計時器打出的若干條紙帶分別求出小車各次運動的最大速度……；

c．做出W—v圖象；

d．分析W—v圖象。如果W—v圖象是一條直線，表明∝v；如果不是直線，可考慮是否存在等關(guān)系。

①在實驗中，除了圖中已有的實驗器材以及交流電源、導(dǎo)線、開關(guān)以外，還需要哪種測量工具？答：

。

②對于該實驗，下列操作中屬于實驗要求的是

。（填寫選項前的序號）

A．小車每次都應(yīng)從靜止開始釋放

B．實驗中應(yīng)將平板傾斜適當(dāng)角度以平衡摩擦力

C．應(yīng)在紙帶上選取點跡間隔均勻的部分計算小車的最大速度v

D．必須測量出小車的質(zhì)量參考答案：13.如圖所示是一列沿x軸負方向傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形圖，已知波的傳播速度v=2m/s，則x=1.5m處質(zhì)點的振動函數(shù)表達式y(tǒng)=

▲

cm，x=2.0m處質(zhì)點在0-1.5s內(nèi)通過的路程為

▲

cm。參考答案：、30三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（簡答）如圖12所示，一個截面為直角三角形的劈形物塊固定在水平地面上.斜面,高h=4m，a=37°,一小球以Vo=9m/s的初速度由C點沖上斜面.由A點飛出落在AB面上.不計一切阻力.(Sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)求.(l)小球到達A點的速度大小；(2)小球由A點飛出至第一次落到AB面所用時間；(3)小球第一次落到AB面時速度與AB面的夾角的正切值參考答案：(1)1(2)0.25s（3）6.29N機械能守恒定律．解析：(1)從C到A對小球運用動能定理]，解得v0=1m/s(2)將小球由A點飛出至落到AB面的運動分解為沿斜面（x軸）和垂直于斜面（y軸）兩個方向;則落回斜面的時間等于垂直于斜面方向的時間所以（3）小球落回斜面時沿斜面方向速度垂直斜面方向速度vy=1m/s，所以（1）由機械能守恒定律可以求出小球到達A點的速度．

（2）小球離開A后在豎直方向上先做勻減速直線運動，后做自由落體運動，小球在水平方向做勻速直線運動，應(yīng)用運動學(xué)公式求出小球的運動時間．

（3）先求出小球落在AB上時速度方向與水平方向間的夾角，然后再求出速度與AB面的夾角θ的正切值．15.將下圖中的電磁鐵連入你設(shè)計的電路中（在方框內(nèi)完成），要求：A．電路能改變電磁鐵磁性的強弱；B．使小磁針靜止時如圖所示。參考答案：（圖略）要求畫出電源和滑動變阻器，注意電源的正負極。四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示,一個半徑為的絕緣球殼上均勻帶有的電荷,另一個電荷量為的電荷放在球心上,由于對稱性,點電荷受力為0.現(xiàn)在球殼上挖去半徑為r的一個小圓孔,則此時置于球心的點電荷所受的力的大小為多少(已知靜電力恒量為),方向是如何?參考答案：,方向指向小孔球殼上挖去半徑為r的一個小圓孔的電荷量為；根據(jù)庫侖定律，可知點電荷量q′對在球心點電荷q處的電場力為:；那么剩下的球殼電荷對球心處點電荷的電場力也為，庫侖力的方向指向小孔.17.圖所示，一小球從A點以某一水平向右的初速度出發(fā)，沿水平直線軌道運動到B點后，進入半徑R=10cm的光滑豎直圓形軌道，圓形軌道間不相互重疊，即小球離開圓形軌道后可繼續(xù)向C點運動，C點右側(cè)有一壕溝，C、D兩點的豎直高度h=0.8m，水平距離s=1.2m，水平軌道AB長為L1=1m，BC長為L2=3m，.小球與水平軌道間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，重力加速度g=10m/s2，求：（1）若小球恰能通過圓形軌道的最高點，求小球在A點的初速度？（2）若小球既能通過圓形軌道的最高點，又不掉進壕溝，求小球在A點的初速度的范圍是多少？參考答案：（1）小球恰能通過最高點（2分）

由B到最高點（2分）

由A→B（2分）

解得：在A點的初速度（1分）

（2）若小球剛好停在C處，則有（2分）

解得在A點的初速度（1分）

若小球停在BC段，則有（1分）

若小球能通過C點，并越過壕溝，則有（1分）

（1分）

（2分）

則有：（1分）初速度范圍是:和(1分)18.如圖所示，地面依次排放兩塊完全相同的木板A、B，長度均為L=2.5m，質(zhì)量均為m2=150kg，現(xiàn)有一小滑塊以速度v0=6m/s沖上木板A左端，已知小滑塊質(zhì)量m1=200kg，滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ1，木板與地面間的動摩擦因數(shù)μ2=0.2．（最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等，取