湖北省咸宁市蒲圻中伙镇中伙中学2023年高三物理下学期期末试题含解析

湖北省咸宁市蒲圻中伙镇中伙中学2023年高三物理下学期期末试题含解析 一、 选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意 1. 如图所示，在光滑的水平地面上有一个表面光滑的立方体M，一轻杆L与水平地面成α角，轻杆的下端用光滑铰链连接于O点，O点固定于地面上，轻杆的上端连接着一个小球m，小球靠在立方体左侧，立方体右侧受到水平向左推力F的作用，整个装置处于静止状态。若现在撤去水平推力F，则下列说法中正确的是 A．在小球和立方体分离前，若轻杆L与水平地面成b角，小球的速度大小为v1，立方体的速度大小为v2，则有v1= v2sinb B．小球在落地的瞬间和立方体分离 C．小球和立方体分离时小球只受重力 D．小球和立方体分离前小球的机械能不守恒 参考答案： CD 2. 一定质量的0℃的水在凝固成0℃的冰的过程中，体积变大，它内能的变化是（　　） A．分子平均动能增加，分子势能减少 B．分子平均动能减少，分子势能增加 C．分子平均动能不变，分子势能增加 D．分子平均动能不变，分子势能减少 参考答案： D 【考点】物体的内能． 【分析】温度是分子平均动能的标志．一定质量的水凝结成同温度的冰体积变大，根据吸放热情况，分析内能的变化． 【解答】解：温度是分子的平均动能的标志，一定质量的水凝结成同温度的冰温度不变，则分子的平均动能不变；体积变大，放出热量，内能变小，则分子势能减小． 故选：D 3. 如图所示，光滑半球的半径为R，球心为O，固定在水平面上，其上方有一个光滑曲面轨道AB，高度为R/2．轨道底端水平并与半球顶端相切．质量为m的小球由A点静止滑下．小球在水平面上的落点为C（重力加速度为g）,则(    ) A．将沿半球表面做一段圆周运动后抛至C点 B．小球将从B点开始做平抛运动到达C点 C．OC之间的距离为R D．小球从A运动到C的时间等于(1+) 参考答案： BC 4. （单选）通常一次闪电过程历时约0.2～0.3 s，它由若干个相继发生的闪击构成．每个闪击持续时间仅40～80 μs，电荷转移主要发生在第一个闪击过程中．在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0×109 V，云地间距离约为1 km；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6 C，闪击持续时间约为60 μs.假定闪电前云地间的电场是均匀的．根据以上数据，下列判断正确的是 A．闪电电流的瞬时值可达到1×105 A B．整个闪电过程的平均功率约为1×1014 W C．闪电前云地间的电场强度约为1×109 V/m D．整个闪电过程向外释放的能量约为6×106 J 参考答案： A 5. 有两根长度不同的轻质细线下面分别悬挂小球a、b，细线上端固定在同一点，若两个小球绕同一竖直轴在水平面内做匀速圆周运动，相对位置关系分别如图所示，则两个摆球在运动过程中，小球a的角速度比小球b的角速度小的是（　　） A． B． C． D． 参考答案： C 【考点】向心力；牛顿第二定律． 【分析】小球做匀速圆周运动，靠拉力和重力的合力提供向心力，结合牛顿第二定律求出角速度的表达式分析即可． 【解答】解：ABC、取其中一个小球分析，受力如图所示： 小球做匀速圆周运动，mgtanθ=mω2Lsinθ， 解得：， 则Lcosθ（小球与悬挂点的高度差）越小，角速度越大，故AB错误，C正确； D、两个小球的角速度一定相等，否则绳子会绕起来，故D错误； 故选：C． 二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. 如图所示，PQ是固定的水平导轨，两端有定滑轮，物体 A和 B用细绳相连处于静止状态时，α= 37°，β= 53°。若B重 5N，则 A 所受的摩擦力大小 为_______N，方向为____________。 参考答案： 1，水平向左。 解:对物体B受力分析,受到重力,两根细线的拉力和,如图所示,有: 再对A物体受力分析,受到重力和支持力,向左的拉力和向右的拉力,由于向右的拉力大于向左的拉力,根据平衡条件,有: ,静摩擦力方向水平向左. 故答案为: ,水平向左. 7. 如图所示，一截面为正三角形的棱镜，其折射率为。今有一束单色光射到它的一个侧面，经折射后与底边平行，则入射光线与水平方向的夹角是______。 参考答案： 30° 8. 下表是按照密立根的方法进行实验时得到的某金属的UC和v的的几组数据。(UC是遏制电压) UC/V 0.541 0.637 0.714 0.809 0.878 v/l014Hz 5.644 5.888 6.098 6.303 6.501 请根据上表的数据在答题纸对应的坐标中作出UC-v图象；从图象中可知这种金属的截止频率为             ；已知e=1.6010-19C，用给出的数据结合图象算出普朗克常量为                    。 参考答案： 9. 氢原子能级及各能级值如图所示．当大量氢原子从第4能级向第2能级跃迁时，可以释放出　3　种不同频率的光子，所释放的光子最小频率为　　（用普朗克常量h和图中给出的能级值字母表示）． 参考答案： 【考点】： 氢原子的能级公式和跃迁． 【专题】： 原子的能级结构专题． 【分析】： 根据hγ=Em﹣En，可知在何能级间跃迁发出光的频率最小． ： 解：当大量氢原子从第4能级向第2能级跃迁时，可以释放出3种不同频率的光子；分别是n=4向n=3，n=3向n=2，以及n=4向n=2三种． 因为放出的光子能量满足hγ=Em﹣En，知，从n=4能级跃迁到n=3能级发出光的频率最小； 则有：hγ=E4﹣E3，所以：γ=． 故答案为：3； 【点评】： 解决本题的关键知道能级间跃迁放出或吸收光子的能量满足hγ=Em﹣En． 10. 约里奥·居里夫妇因发现人工放射性而获得了1935年的诺贝尔化学奖，他们发现的放射性元素衰变成的同时放出另一种粒子，这种粒子是　　　　　　　． 参考答案： 正电子 11. （2）．氢原子第n能级的能量为En=，其中E1为基态能量．当氢原子由第4能级跃迁到第2能级时，发出光子的频率为ν1；若氢原子由第2能级跃迁到基态，发出光子的频率为ν2，则=　　． 参考答案： 由第4能级跃迁到第2能级，有：，从第2能级跃迁到基态，有：，则=．   12. 如图所示，处于水平位置的、质量分布均匀的直杆一端固定在光滑转轴O处，在另一端A下摆时经过的轨迹上安装了光电门，用来测量A端的瞬时速度vA，光电门和转轴O的竖直距离设为h。将直杆由图示位置静止释放，可获得一组（vA2，h）数据，改变光电门在轨迹上的位置，重复实验，得到在vA2~h图中的图线①。设直杆的质量为M，则直杆绕O点转动的动能Ek=_____________（用M和vA来表示）。现将一质量m=1kg的小球固定在杆的中点，进行同样的实验操作，得到vA2~h图中的图线②，则直杆的质量M =____________kg。（g=10m/s2） 参考答案： ，0.25 13. 用如图甲所示的装置测定弹簧的劲度系数，被测弹簧一端固定于A点，另一端B用细绳绕过定滑轮挂钩码，旁边竖直固定一最小刻度为 mm 的刻度尺，当挂两个钩码时，绳上一定点P对应刻度如图乙中ab虚线所示，再增加一个钩码后，P点对应刻度如图乙中cd虚线所示，已知每个钩码质量为50 g，重力加速度g＝9.8 m/s2，则被测弹簧的劲度系数为________N/m.挂三个钩码时弹簧的形变量为________cm. 参考答案： 70   2.10 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. （6 分）在研究电磁感应现象实验中， （1）为了能明显地观察到实验现象，请在如图所示的实验器材中，选择必要的器材，在图中用实线连接成相应的实物电路图；   （2）将原线圈插人副线圈中，闭合电键，副线圈中感生电流与原线圈中电流的绕行方向     （填“相同”或“相反”）； （3）将原线圈拔出时，副线圈中的感生电流与原线圈中电流的绕行方向          （填“相同”或“相反”）。 参考答案： 答案：（1）如图所示 （2）相反 （3）相同 解析：主要考查电磁感应现象、磁通量、法拉第电磁感应定律、楞次定律。楞次定律的应用时，应准确理解感应电流磁场对原磁通量变化的阻碍作用。 15. （6分）一打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下，如图1所示，图2是打出的纸带的一段. （1）已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，利用图2给出的数据可求出小车下滑的加速度a=             。 （2）为了求出小车在下滑过程中所受的阻力，还需测量的物理量有                   。用测得的量及加速度a表示阻力的计算式为= 。 参考答案： 答案：（1）4.00m/s2   (3.90~4.10m/s2之间都正确) ；（2）小车质量m；斜面上任意两点是距离及这两点的高度差h.，。 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. 如图所示，在光滑水平面上有两个小球A和B（可视为质点），质量mA=4kg，mB=2.0kg，球B静止在M点，球A在水平面上从很远处沿两球的中心连线以一个初速度向着B球运动。若已知在两球相距L>18m时，两球之间无相互作用力；在两球相距L≤18m时，它们之间存在着相互作用且大小恒定的斥力F。在运动过程中两球相距最近时的距离为d=6m，此时球A的瞬时速度是4m/s。求： ①球A的初速度 ②斥力F的大小。 ③两球从开始相互作用到相距最近时所经历的时间。 参考答案： ①从两球相距L=18m，两球发生相互作用开始计时，设A球的初速度为V0，两球的相互斥力为F，当两球速度相等时两球的间距最小，所用时间为t，则： 因为：      所以：    即：V－0＝2（V0－V） 解得： ②A球位移：    B球位移： 且有关系：SA+L=SB+d 解得：F＝2N ③对于B球，由：   得：t＝4s 17. （12分）2008年在北京举行的第29届奥林匹克运动会的3m板跳水比赛中，体重为50Kg的跳水运动员其运动过程可简化为：运动员走上跳板，举双臂直体，此时其重心位于从手到脚全长的中点，此全长为h =2.00m，跳板被压缩到最低点C，运动员直体从B点跃起后重心升高到最高点A，然后运动员做自由落体运动，入水时身体竖直，手先入水(在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计，已知h1= 1.20m ，h2= 0.5m，g =10m/s),如图所示，求: （1）运动员入水前速度大小？     （2）跳板被压缩到最低点C点时具有的弹性势能？假设从C到B的过程中，运动员获得的机械能为跳板最大弹性势能的0.8倍。 参考答案： 解析： (1)运动员的身高为h，板距水面的高度为H，入水前的速度为v,则有：          m/s                  4分   （2）运动员起跳的速度为，则有：           m/s                  4分           跳板具有的弹性势能为E      0.8E= (mgh+ mv)    E= 437.5J                   4 分 18. 一卡车拖挂一相同质量的车厢，在水平直道上以v0=12m/s的速度匀速行驶，其所受阻力可视为与车重成正比，与速度无关．某时刻，车厢脱落，并以大小为a=2m/s2的加速度减速滑行．在车厢脱落t=3s后，司机才发觉并紧急刹车，刹车时阻力为正常行驶时的3倍．假设刹车前牵引力不变，求卡车和车厢都停下后两者之间的距离． 参考答案： 考点： 牛顿运动定律的综合应用；匀