湖北省荆州市西门中学2022-2023学年高三物理期末试题含解析

湖北省荆州市西门中学2022-2023学年高三物理期末试题含解析 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. （多选）据央视报道，北京时间2012年10月15日凌晨，奥地利著名极限运动员鲍姆加特纳从距地面高度约3.9万米的高空跳下，并成功着陆，一举打破多项世界纪录。假设他从氦气球携带的太空舱上跳下到落地的过程中沿竖直方向运动的v-t图象如图所示，则下列说法中正确的是 A．0—t1内运动员和所有装备整体所受重力大于空气阻力 B．t1秒末运动员打开降落伞，此后做匀减速运动至t2秒末 C．t1秒末到t2秒末运动员竖直方向的加速度方向向下，大小在逐渐增大 D．t2秒后运动员保持匀速下落 参考答案： AD 2. 质量为m＝20 kg的物体，在大小恒定的水平外力F的作用下，沿水平面做直线运动.0～2.0 s内F与运动方向相反，2.0 s～4.0 s内F与运动方向相同，物体的速度－时间图象如图所示，已知g取10 m/s2.则(　　) A．物体在0～4 s内通过的位移为8 m     B．拉力F的大小为100 N C．物体与地面间的动摩擦因数为0.2     D．物体克服摩擦力做的功为480 J 参考答案： ACD 3. 甲、乙两物体从同一地点沿同方向做直线运动，运动的v—t图象如图所示，下列说法中正确的是（        ） A．在t0时刻，甲、乙两个物体相遇 B．在t0时刻，甲、乙两个物体相距最远 C．甲、乙两个物体相遇时V乙＞2V甲 D．甲、乙两个物体相遇时V乙＜2V甲 参考答案： BD 4. 如图所示，一竖直挡板固定在水平地面上，用半球体A将另一个半球体B顶起，不计一切摩擦．在向右缓慢推动半球体A的过程中，挡板所受压力的变化是（　　） A．不变 B．减小 C．增大 D．先减小后增大 参考答案： B 【考点】共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力． 【分析】以整体为研究对象，确定挡板所受压力大小与水平推力的关系； 以A为研究对象，根据受力分析，画出推力和B对A的作用力变化情况来分析． 【解答】解：以整体为研究对象，水平方向根据共点力的平衡可得挡板所受压力大小等于水平推力F； 以A为研究对象，根据受力分析，得到推力和B对A的作用力变化情况如图所示， 由于B对A的作用力与竖直方向的夹角θ逐渐减小，所以推力F逐渐减小，挡板所受压力逐渐减小，B正确、ACD错误； 故选：B． 5. 下列说法中正确的是 ： A．玻尔理论成功解释了所有原子的光谱 B．已知氡的半衰期为3.8天,若取1g氡放在天平左盘上,砝码放于右盘,左右两边恰好平衡,则7.6天后,需取走0.75g砝码天平才能再次平衡[来源:Z。xx。k.Com] C．N +He→O +H是原子核的人工转变 D．光电效应实验中，遏止电压与入射光的频率有关 参考答案： C  D 二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. 已知地球质量为M，万有引力恒量为G，地球半径为R，人造卫星在高空绕地球运行的轨道半径为r，则其绕地球运行的环绕速度V=           ，在地球表面附近运行的人造卫星的第一宇宙速度V1=            。 参考答案： ， 7. 在用DIS测定匀变速直线运动规律的实验中，在小车前部和轨道末端都安装了磁铁，同名磁极相对以防止发生碰撞．从轨道上静止释放小车，得到如图2所示的v﹣t图象并且有4个点的坐标值． （1）本实验是通过　位移　传感器获得v﹣t图象的（填传感器名称）． （2）小车沿轨道下滑过程匀加速阶段的加速度大小为　1　m/s2． （3）若实验中的阻力可忽略不计，根据图象，1.5s～1.6s内磁铁之间排斥力平均值是小车重力的　1.1　倍． 参考答案： 考点： 探究小车速度随时间变化的规律． 专题： 实验题；直线运动规律专题． 分析： 在物体的v﹣t图象中，斜率大小表示物体的加速度，斜率不变表示物体做匀变速直线运动，图象和横坐标围成的面积表示位移，明确图象的斜率、面积等含义即可正确解答． 解答： 解：（1）本实验是通过位移传感器获得v﹣t图象的． （2）由图可知图象AB部分为倾斜的直线，因此物体在AB部分做匀加速直线运动，图象的斜率的大小等于物体的加速度，因此有： 故其加速度为：a==1m/s2． （3）若实验中的阻力可忽略不计，根据图象得a==10m/s2． 根据牛顿第二定律得： 1.5s～1.6s内磁铁之间排斥力平均值是小车重力的1.1倍． 故答案为：（1）位移  （2）1   （3）1.1 点评： 本题考查了对v﹣t图象的物理意义的理解与应用，对v﹣t图象要明确斜率的含义，知道在v﹣t图象中图象与坐标轴围成的面积的含义等． 8. 如图所示是半径为5 cm的玻璃球，某单色细光束AB通过此玻璃球时的折射率为，光束AB平行于过球心的直线MN，且两线相距2.5 cm，CD为出射光线。则此单色光线AB进入玻璃球时的折射角为        ，出射光线CD与MN所成的角为         。 参考答案： 300， 300 。 9. 如图，宽为L的竖直障碍物上开有间距d=0.6m的矩形孔，其下沿离地高h=1.2m，离地高H=2m的质点与障碍物相距x．在障碍物以v0=4m/s匀速向左运动的同时，质点自由下落．为使质点能穿过该孔，L的最大值为　0.8　m；若L=0.6m，x的取值范围是　0.8≤x≤1m．　m．（取g=10m/s2） 参考答案： 考点： 平抛运动． 专题： 平抛运动专题． 分析： 根据自由落体运动的公式求出小球通过矩形孔的时间，从而通过等时性求出L的最大值．结合小球运动到矩形孔上沿的时间和下沿的时间，结合障碍物的速度求出x的最小值和最大值． 解答： 解：小球做自由落体运动到矩形孔的上沿的时间s=0.2s； 小球做自由落体运动到矩形孔下沿的时间， 则小球通过矩形孔的时间△t=t2﹣t1=0.2s， 根据等时性知，L的最大值为Lm=v0△t=4×0.2m=0.8m． x的最小值xmin=v0t1=4×0.2m=0.8m x的最大值xmax=v0t2﹣L=4×0.4﹣0.6m=1m． 所以0.8m≤x≤1m． 故答案为：0.8，0.8m≤x≤1m． 点评： 解决本题的关键抓住临界状态，运用运动学公式进行求解．知道小球通过矩形孔的时间和障碍物移动L的最大值时间相等． 10. 如图所示为阿特武德机的示意图，它是早期测量重力加速度的器械，由英国数学家和物理学家阿特武德于1784年制成。他将质量同为M的重物用绳连接后，放在光滑的轻质滑轮上，处于静止状态。再在一个重物上附加一质量为m的小重物，这时，由于小重物的重力而使系统做初速度为零的缓慢加速运动。 （1）所产生的微小加速度可表示为             。 （2）某同学利用秒表和刻度尺测出重物M下落的时间t和高度h，则重力加速度的表达式为：                   。 参考答案：     ，(2)。 11. 一列简谐波在t=0.8s时的图象如图甲所示，其x=0处质点的振动图象如图乙所示，由图象可知：简谐波沿x轴    ▲    方向传播（填“正”或“负”），波速为    ▲      m／s，t=10.0s时刻，x=4m处质点的位移是    ▲    m． 参考答案： 负 （1分）  5（2分）  -0.05 12. 如图所示，L1、L2是输电线，甲是       互感器，乙是       互感器，若甲图中原副线圈匝数比为100：1，乙图中原副线圈匝数比为1：10，且电压表示数220V，电流表示数10A，则线路输送电压为      V，电流为        A。   参考答案：    答案：电压、电流  22000、100 13. (4分)两个单摆甲和乙，它们的摆长之比为4∶1，若它们在同一地点做简谐运动，则它们的周期之比T甲:T乙=        。在甲摆完成10次全振动的时间内，乙摆完成的全振动次数为           。 参考答案： 答案：2：1     20 三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. （选修3-3模块）（4分）如图所示，绝热隔板S把绝热的气缸分隔成体积相等的两部分，S与气缸壁的接触是光滑的．两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b．气体分子之间相互作用可忽略不计．现通过电热丝对气体a缓慢加热一段时间后，a、b各自达到新的平衡状态．试分析a、b两部分气体与初状态相比，体积、压强、温度、内能各如何变化？ 参考答案：        答案:   气缸和隔板绝热，电热丝对气体a加热，a温度升高，体积增大，压强增大，内能增大；（2分）   a对b做功，b的体积减小，温度升高，压强增大，内能增大。（2分） 15. （2013?黄冈模拟）某种材料的三棱镜截面ABC如图所示，底边BC水平且镀银，其中∠A=90°，∠B=60°，一束竖直向下的光束从AB边上的M点入射，经过BC面反射后，从AC边上的N点平行于BC边射出，且MN连线平行于BC． 求： （Ⅰ）光线在M点的折射角； （Ⅱ）三棱镜的折射率．（可用根式表示） 参考答案： （Ⅰ）光线在M点的折射角是15°； （Ⅱ）三棱镜的折射率是． 考点： 光的折射定律． 专题： 光的折射专题． 分析： （Ⅰ）由几何知识求出光线在M点的入射角和折射角． （Ⅱ）运用折射定律求解三棱镜的折射率． 解答： 解：（Ⅰ）如图，∠A=90°，∠B=60°，∠C=30°． 由题意可得∠1=∠2=60°，∠NMQ=30°，∠MNQ=60°． 根据折射定律，可得：∠PMQ=∠PNQ． 根据反射定律，可得：∠PMN=∠PNM． 即为：∠NMQ+∠PMQ=∠MNQ﹣∠PNQ． 故折射角∠PMQ=15° （Ⅱ）折射率n= = 答： （Ⅰ）光线在M点的折射角是15°； （Ⅱ）三棱镜的折射率是． 点评： 本题是几何光学问题，作出光路图，运用几何知识求出入射角和折射角是解题的关键之处，即能很容易解决此类问题．　 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. 光滑水平面上的弹簧振子，质量为50g，若在弹簧振子被拉到最大位移处释放时开始计时，在t=0.2s时，振子第一次通过平衡位置，此时速度为4m/s．求： （1）t=1.2s末，弹簧的弹性势能 （2）该弹簧振子做简谐运动时其动能的变化频率 （3）1min内，弹簧弹力对弹簧振子做正功的次数． 参考答案： 解：（1）在t=0.2s时振子第一次通过平衡位置，则振子振动周期为：T=0.2×4=0.8s， 由题意可知，弹簧振子做简谐运动，根据对称性，从最大位移处释放时开始计时，在t=0.2s时，振子第一次通过平衡位置，此时弹性势能为零，动能为： EK=， 则振子的机械能为：E=EK+EP=0+0.4J=0.4J； t=1.2s=1T，则在1.2s末弹簧的弹性势能为最大，动能为零，此时弹簧的弹性势能即为0.4J； （2）弹簧振子做简谐运动时，一个振动周期内，其动能的变化两次，则动能的变化频率为振子振动频率的2倍，即为：f=2×． （3）振子向平衡位置运动时，弹簧弹力对振子做正功 所以一个周期内，弹簧弹力对振子做正功次数为n0=2次 1min内弹力做正功的次数：n==×2=150次 答：（1）t=1.2s末，弹簧的弹性势能为0.4J； （2）该弹簧振子做简谐运动时其动能的变化频率为2.5Hz （3）1min内，弹簧弹力对弹簧振子做正功的次数为150次． 17. 如图所示，是磁流体动力发电机的工作原理图． 一个水平放置的上下、前后封闭的矩形塑料管，其宽度为a，高度为b，其内充满电阻率为ρ的水银，由涡轮机（未画出）产生的压强