湖北省荆门市沙洋县沙洋中学2023年高三物理上学期期末试题含解析

湖北省荆门市沙洋县沙洋中学2023年高三物理上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. 如图所示是一列横波上A、B两质点的振动图象，该波由A向B传播，两质点沿波 的传播方向上的距离，波长大于4．0m。①写出A质点的简谐运动的表达式；②求这列波的波速。 参考答案： 2. （2011?长沙模拟）如图所示，斜面体B静置于水平桌面上．一质量为m的木块A从斜面底端开始以初速度v0上滑，然后又返回出发点，此时速度为v，且v＜v0．在上述过程中斜面体一直静止不动，以下说法正确的是（　　） 　 A． 桌面对B的静摩擦力的大小保持不变 　 B． 桌面对B始终有水平向左的静摩擦力 　 C． 物体A受到的摩擦力恒定不变 　 D． A上滑时比下滑时桌面对B的支持力大 参考答案： B 解：由于v＜v0，所以物体A在在滑动过程中受到滑动摩擦力作用；物体A受到的滑动摩擦力fA=μmgcosθ， 物体A受到的摩擦力与A对B的摩擦力是作用力与反作用力，故f1=f2=fA=μmgcosθ， 对斜面体B进行受力分析，物体A向上滑动时，B受力如图甲所示，物体A向下滑动时，斜面体受力如图乙所示； A、物体B静止，处于平衡条件，由平衡条件得：f=f1cosθ+Nsinθ，f′=Nsinθ﹣f2cosθ， 物体A向上滑行时桌面对B的摩擦力大，物体A下滑时，桌面对B的摩擦力小，故A错误； B、桌面对B始终有水平向左的静摩擦力，故B正确； C、物体A向上滑动时，受到的滑动摩擦力平行于斜面向下，物体A向下滑动时， 物体A受到的滑动摩擦力平行于斜面向上，物体A受到的摩擦力是变力，故C错误； D、物体B处于平衡状态，由平衡条件得：FN1=G+Ncoθ﹣f1sinθ，FN2=G+Ncosθ+f2sinθ，FN2＞FN1，故D错误； 故选B． 3. (多选)将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，v-t图像如图所示。以下判断正确的是(　　) A．前3s内货物处于超重状态 B．最后2s内货物只受重力作用 C．前3s内与最后2s内货物的平均速度相同 D．第3s末至第5s末的过程中，货物静止不动 参考答案： AC 前3s内货物向上做匀加速直线运动，加速度的方向是向上，所以处于超重状态，故A正确；最后2s内货物的加速度所以还受到绳子的拉力，故B错误；前3s内的平均速度和最后2s内货物的平均速度所以前3s内与最后2s内货物的平均速度相同； 第3s末至第5s末的过程中，货物匀速运动。 4. 设地球的质量为，半径为，自转周期为，引力常量为 ，“神舟七号”绕地球运行时离地面的高度为h，则“神舟七号”与“同步卫星”各自所处轨道处的重力加速度之比为（   ） A．       B．  C．       D． 参考答案： C 5. （单选）如图所示的装置中，木块B与水平面间接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短，现将子弹、木块和弹簧所组成的系统做为研究对象，则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中          A.动量守恒，机械能守恒       B.动量不守恒，机械能不守恒 C.动量守恒，机械能不守恒     D.动量不守恒，机械能守恒 参考答案： B 二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. 地球表面的重力加速度为g，地球半径为R．有一颗卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道离地面的高度是地球半径的3倍．则该卫星做圆周运动的向心加速度大小为　　；周期为　　． 参考答案： 考点： 万有引力定律及其应用；人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．版权所有 专题： 人造卫星问题． 分析： 根据万有引力提供圆周运动向心力由轨道半径关系求解即可． 解答： 解：由题意知卫星离地面的高度为3R，则卫星的轨道半径为r=4R，所以在地球表面重力与万有引力相等有： 得GM=gR2 卫星在轨道上做圆周运动，万有引力提供圆周运动向心力= 所以卫星的加速度： 卫星的周期：T== 故答案为：；． 点评： 抓住地球表面重力与万有引力相等和卫星做圆周运动万有引力提供圆周运动向心力求解各量即可． 7. 现要验证“当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量成反比”这一物理规律。给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面（如图）、小车、计时器一个、刻度尺、天平、砝码、钩码若干。实验步骤如下（不考虑摩擦力的影响），在空格中填入适当的公式或文字。 ①用天平测出小车的质量m ②让小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑到斜面底端A2，记下所用的时间t。 ③用刻度测量A1与A2之间的距离s。则小车的加速度a＝             。 ④用刻度测量A1相对于A2的高度h。则小车所受的合外力F＝                。 ⑤在小车中加钩码，用天平测出此时小车与钩码的总质量m，同时改变h，使m与h的乘积不变。测出小车从A1静止开始下滑到斜面底端A2所需的时间t。请说出总质量与高度的乘积不变的原因______________________________。 ⑥多次测量m和t，以m为横坐标，以     （填t或t2）为纵坐标，根据实验数据作图。如能得到一条____________线，则可验证“当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量成反比”这一规律。 参考答案： ③   ④； ⑤为了使各次测量中，小车所受的合外力不变； ⑥t；过原点的倾斜直线  8. 质量为4.0kg的物体A静止在水平桌面上，另一个质量为2.0kg的物体B以5.0m/s的水平速度与物体A相碰。碰后物体B以1.0m/s的速度反向弹回，则系统的总动量为_________kg·m/s，碰后物体A的速度大小为__________m/s。 参考答案： 10，3  9. ①已知基态氢原子的能量为，一群处于n=3能级的氢原子向较低能级跃迁，能产生_______种不同频率的光子，其中频率最低的光子能量是_______ev. ②原子核经过________次衰变，__________次衰变，变为原子核. 参考答案： ①由可知能产生3种不同频率的光子；n=3至n=2能级的光子频率最低；②核反应方程满足质量数和电荷数守恒。 10. （选修3-4）（6分）根据麦克斯韦电磁场理论，如果在空间某区域有周期性变化的电场，这个变化的电场就会在周围产生                ．不同波段的电磁波具有不同的特性，如红外线具有明显的          效应，紫外线具有较强的         效应． 参考答案： 答案：周期性变化的磁场（2分）  热（2分）        荧光（2分） 11. （4分）如图为双缝干涉的实验示意图，若要使干涉条纹的间距变大可改用长更___________（填长、短）的单色光，或是使双缝与光屏间的距离___________（填增大、减小）。 参考答案： 长，增大。 解析：依据双缝干涉条纹间距规律，可知要使干涉条纹的间距变大，需要改用波长更长的单色光，应将增大双缝与屏之间的距离L。 12. 原子核聚变可望给人类未来提供丰富洁净的能源。当氘等离子体被加热到适当高 温时,氘核参与的几种聚变反应可能发生，放出能量。这几种反应的总效果可以表示为 ①该反应方程中的k=           ,d=              ； ②质量亏损为               kg. 参考答案： 13. 质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2、m3，质子和中子结合成氘核时，发出r射线，已知普朗克恒量为h，真空中光速为c，则这个核反应的质量亏损△m=             ，r射线的频率v=             。 参考答案： 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. 某同学研究轻质弹簧的弹性势能与形变量的关系，实验装置如下图所示，在高度为h的光滑水平桌面上，沿与桌面边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m的小钢球接触，弹簧处于自然长度时，小钢球恰好在桌面边缘．使钢球压缩弹簧△x后由静止释放，钢球沿桌面水平飞出，落到水平地面，小球在空中飞行的水平距离为s，实验数据记录如表所示，重力加速度为g． 试导出弹簧的弹性势能EP与m、h、s的关系为　　，分析实验数据，写出s和△x的关系为　s=k△x（k为比例系数）　． 次数 △s（cm） s（cm） 1 2.0 6.1 2 4.0 12.0 3 6.0 18.2 4 8.0 24.1 5 10.0 29.9 参考答案： 考点： 探究弹力和弹簧伸长的关系．版权所有 专题： 实验题；弹力的存在及方向的判定专题． 分析： （1）弹簧弹性势能的减小量等于小球动能的增加量；根据平抛运动的分位移公式求解平抛的初速度； （2）分析表格数据，s和△x成正比，求解出比例系数即可． 解答： 解：小球做平抛运动，有： s=vt h= 根据机械能守恒定律，有： EP=EK= 联立解得：Ep=； 分析表格数据，s和△x成正比，即s=k△x； 故答案为：，s=k△x（k为比例系数）． 点评： 本题关键明确实验原理，然后根据平抛运动的分运动公式列式并结合表格数据分析． 15. 用螺旋测微器测量某金属丝直径的结果如图所示。该金属丝的直径是     m 参考答案： 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. (10分)如图所示，A、B是系在绝缘细线两端，带有等量同种电荷的小球，其中mA=0.3kg，细线总长为58cm，现将绝缘细线通过O点的光滑定滑轮，将两球悬挂起来，两球平衡时，OA的线长等于OB的线长，A球紧靠在光滑绝缘竖直墙上，B球悬线OB偏离竖直方向600角，求：     （1）B球的质量； （2）细绳中的拉力大小。 参考答案： 解析： 对A物体受力分析： 对A球有： T―mAg―Fsin30o=0 N―Fcos30o=0   对B球有：Tcos60o+Fcos60o=mBg Tsin60o=Fsin60o  由以上解得：mB=0.6kg T=6N 17. 如图所示，质量m的小物块从高为h的坡面顶端由静止释放，滑到粗糙的水平台上，滑行距离l后，以v = 1 m/s的速度从边缘O点水平抛出，击中平台右下侧挡板上的P点．以O为原点在竖直面内建立如图所示的平面直角坐标系，挡板形状满足方程 （单位：m），小物块质量m = 0.4 kg，坡面高度h = 0.4 m，小物块从坡面上滑下时克服摩擦力做功1 J，小物块与平台表面间的动摩擦因数μ = 0.1，g = 10 m/s2．求 （1）小物块在水平台上滑行的距离l ； （2）P点的坐标． 参考答案： 解(1)对小物块,从释放到O点过程中                 解得 (2) 小物块从O点水平抛出后满足                  ①                       ② 由①②解得小物块的轨迹方程        ③ 又有                       ④  由③ ④ 得    x =1m, y = -5m        ⑤   所以P点坐标为（1m, -5m）       ⑥ 评分标准:(1)问8分,(2)问10分 18. 如图所示，半圆玻璃砖的半径R=10cm，折射率n=，直径AB与屏幕MN垂直并接触于A点。激光a以入射角i=60°射向玻璃砖圆心O，结果在屏幕MN上出现两光斑，求两光斑之间的距离L。 参考答案： 画出如图光路图，设折射角为r 根据折射定律