湖北省荆门市三阳镇中学2022-2023学年高三物理下学期期末试题含解析

湖北省荆门市三阳镇中学2022-2023学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. 我国道路交通安全法规定，在各种小型车辆前排乘坐的人必须系好安全带。安全带能起作用的是汽车在平直公路上 A．加速前进时         B．匀速行驶时      C．紧急刹车时         D．缓慢倒车时 参考答案： C 2. （单选）如图所示，劲度系数为k的轻质弹簧，一端系在竖直放置、半径为R的光滑圆环顶点P，另一端连接一套在圆环上且质量为m的小球．开始时小球位于A点，此时弹簧处于原长且与竖直方向的夹角为45°，之后小球由静止沿圆环下滑，小球运动的最低点B时的速率为v，此时小球与圆环之间的压力恰好为零，已知重力加速度为g．下列分析正确的是（　　） A．轻质弹簧的原长为R B．小球过B点时，所受的合力为 C．小球从A到B的过程中，重力势能转化为弹簧的弹性势能 D．小球运动到B点时，弹簧的弹性势能为mgR-mv2 参考答案： 【知识点】 功能关系．E6 【答案解析】 D 解析：A、由几何知识可知弹簧的原长为R，A错误；B、根据向心力公式：小球过B点时，则由重力和弹簧弹力的合力提供小球的向心力，F合=，B错误；C、以小球和弹簧组成的系统为研究对象，在小球从A到B的过程中，只有重力和弹簧的弹力做功，系统的机械能守恒，小球重力势能减小转化为弹簧的弹性势能和动能．故C错误． D、根据能量的转化与守恒：mgR=mv2+EP得：EP=mgR-mv2故D正确；故选：D． 【思路点拨】从A到B的过程中，小球的机械能减小．从A到B的过程中，小球受到弹簧的弹力做负功，重力做正功，根据动能定理分析两个功之间的大小关系．小球过B点时，由重力和弹簧弹力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出弹簧的弹力．小球过B点时，合力与速度垂直，其功率为零．此题中小球的机械能不守恒，可以从能量转化的角度进行分析．确定功的大小，可以根据动能定理分析总功的正负来判断． 3. 如图所示，两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的M、N两小孔中，O为M、N连线中点，连线上a、b两点关于O点对称．导线通有大小相等、方向相反的电流．已知通电长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度B，式中k是常数、I是导线中电流、r为点到导线的距离．一带正电的小球以初速度从a点出发沿连线运动到b点．关于上述过程，下列说法正确的是(    ) A．小球先做加速运动后做减速运动 B．小球一直做匀速直线运动 C．小球对桌面的压力先增大后减小 D．小球对桌面的压力一直在增大 参考答案： BC 由题意可知桌面内的磁场方向，进而可知小球所受洛伦兹力的方向垂直桌面向上，对小球受力分析，受重力、桌面支持力、洛伦兹力3个力作用，小球沿桌面方向不受力，故从a点到b点，小球一直做匀速直线运动，A错误B正确；由于从a至b合磁感应强度先减小后增大，则小球所受洛伦兹力先减小后增大，桌面对小球的支持力先增大后减小，由作用力与反作用力的关系知小球对桌面的压力先增大后减小，C正确D错误。 4. 如图所示,一足够长的固定斜面与水平面的夹角为37°,物体A以初速度v1从斜面顶端水平抛出,物体B在斜面上距顶端L=15 m处同时以速度v2沿斜面向下匀速运动,经历时间t物体A和B在斜面上相遇,则下列各组速度和时间中满足条件的是(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2)(   )                                                                                                            A.v1=16 m/s,v2=15 m/s,t=3 s   B.v1=16 m/s,v2=16 m/s,t=2 s C.v1=20 m/s,v2=20 m/s,t=3 s   D.v1=20 m/s,v2=16 m/s,t=2 s 参考答案： C 5. （多选）物体沿直线运动的v－t关系如图所示，已知在第1秒内合外力对物体做的功为W，则（） A．从第1秒末到第3秒末合外力做功为4W B．从第3秒末到第5秒末合外力做功为－2W  C．从第5秒末到第7秒末合外力做功为W D．从第3秒末到第4秒末合外力做功为－0.75W 参考答案： C D   解析：解：A、物体在第1秒末到第3秒末做匀速直线运动，合力为零，做功为零．故A错误．     B、从第3秒末到第5秒末动能的变化量与第1秒内动能的变化量相反，合力的功相反，等于-W．故B错误．     C、从第5秒末到第7秒末动能的变化量与第1秒内动能的变化量相同，合力做功相同，即为W．故C正确． D、从第3秒末到第4秒末动能变化量是负值，大小等于第1秒内动能的变化量的，则合力做功为-0.75W．故D正确． 故选C D 二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. 1某同学用如图所示的实验装置探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系，图中A为小车，连接在小车后面的纸带穿过打点计时器B的限位孔，它们均置于水平的一端带有定滑轮的足够长的木板上，C为弹簧测力计，不计绳与滑轮的摩擦．实验时，先接通电源再松开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点． (1)该同学在一条比较理想的纸带上，从点迹清楚的某点开始记为0点，顺次选取5个点，分别测量这5个点到0之间的距离x，计算出它们与0点之间的速度平方差Δv2＝v2－v02，然后在背景方格纸中建立Δv2—x 坐标系，并根据上述数据进行如图所示的描点，若测出小车质量为0.2 kg。 (1)请你画出Δv2—x 变化图象， (2)结合图象可求得小车所受合外力的大小为________ N. (3)若该同学通过计算发现小车所受合外力小于测力计读数，明显超出实验误差的正常范围，你认为主要原因是： (   )        A.实验前未平衡摩擦力                    B.实验前未平衡摩擦力过大 C.实验时所挂的钩码质量太大              D.实验时所挂的钩码质量太小 参考答案： (1)画图（2分）  (2) 0.25 （2分）  (3)  AC 7. 如图所示，将两条完全相同的磁铁（磁性极强）分别固定在质量相等的小车上，水平面光滑，开始时甲车速度大小为3m/s，方向水平向右，乙车速度大小为2m/s，方向水平向左，两车在同一直线上，当乙车的速度为零时，甲车速度为________m/s，方向________。 参考答案： 1   水平向右 8. 如图是打点计时器测定匀变速直线运动的加速度时得到的纸带，电源频率为f＝50Hz，从O点开始每隔4个点取一个计数点，测得OA＝6.80cm，CD＝3.20cm，DE＝2.00cm，则相邻两个计数点的时间间隔为________s，物体运动的加速度大小为________m/s2，D点的速度大小为________m/s。 参考答案： 9. 匀强磁场中有一半径为0.2m的圆形闭合线圈，线圈平面与磁场垂直．已知线圈共50匝，其阻值为2Ω．匀强磁场磁感应强度B在0～1s内从零均匀变化到0.2T，在1～5s内从0.2T均匀变化到﹣0.2T．则0.5s 时该线圈内感应电动势的大小E=　1.256　V；在1～5s内通过线圈的电荷量q=　1.256　C． 参考答案： 解：（1）在0～1s内，磁感应强度B的变化率=T/s=0.2T/s， 由于磁通量均匀变化，在0～1s内线圈中产生的感应电动势恒定不变，则根据法拉第电磁感应定律得： 0.5s时线圈内感应电动势的大小E1=N=N?πr2=50×0.2×3.14×0.22=1.256V 根据楞次定律判断得知，线圈中感应方向为逆时针方向． （2）在1～5s内，磁感应强度B的变化率大小为′=T/s=0.1T/s， 由于磁通量均匀变化，在1～5s内线圈中产生的感应电动势恒定不变，则 根据法拉第电磁感应定律得：1～5s时线圈内感应电动势的大小E2=N=N′?πr2=50×0.1×3.14×0.22=0.628V 通过线圈的电荷量为q=I2t2==C=1.256C； 故答案为：1.256  1.256 10. 如图为“用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系”的实验装置。实验操作中，用钩码所受的重力作为小车所受外力，用DIS系统测定小车的加速度。在保持小车总质量不变的情况下，改变所挂钩码的数量，多次重复测量，将数据输入计算机，得到如图所示的a~F关系图线。 （1）小车上安装的是位移传感器的__________部分。 （2）分析发现图线在水平轴上有明显的截距（OA不为零），这是因为____________。 （3）图线AB段基本是一条直线，而BC段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是（单选） （A）小车与轨道之间存在摩擦 （B）释放小车之前就启动记录数据的程序 （C）实验的次数太多 （D）钩码的总质量明显地大于小车的总质量 在多次实验中，如果钩码的总质量不断地增大， BC曲线将不断地延伸，那么该曲线所逼近的渐近线的方程为__________。 参考答案： （1）发射器（2分） （2）小车所受的摩擦力过大（2分） （3）D（2分），a=g（a=10m/s2）（2分） 11. 如图所示，匀强磁场竖直向上穿过水平放置的金属框架，框架宽L，足够长且电阻不计，右端接有电阻R。磁场的磁感强度为B。一根质量为m，电阻不计的金属棒以v0的初速沿框架向左运动。棒与框架间的动摩擦因数为μ。测得棒在整个运动过程中，通过电阻的电量为q，则棒能运动的距离为______________，电阻R上消耗的电能为______________。    参考答案： ， 12.     （5分）裂变反应是目前核能利用中常用的反应，以原子核为燃料的反应堆中，当俘获一个慢中子后发生的裂变反应可以有多种方式，其中一种可表示为： 反应方程下方的数字中子及有关原子的静止质量（以原子质量单位u为单位）。已知1u的质量对应的能量为9.3×102MeV，此裂变反应释放出的能量是________MeV。 参考答案： 答案：1.8×102 13. 某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”，如图所示。 他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小，在水平桌面上，在水平桌面与相距的A、B两点各安装一个速度传感器，记录通过A、B时的速度大小。小车中可以放置砝码， （1）实验主要步骤如下： ①测量小车和拉力传感器的总质量；把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路。      ②将小车停在C点，                            ，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过A、B时的速度。      ③在小车中增加砝码，或                       ，重复②的操作。 （2）下表是他们测得的一组数据，其中是与小车中砝码质量之和，是两个速 度传感器记录速度的平方差。可以据此计算动能变化量,是拉力传感器受到的拉 力，是在A、B间所做的功。表格中的           ，             . （结果保留三位有效数字） 次数 1 2 3 4 5                   参考答案： ①接通电源后，释放小车 ②减少钩码的个数 ③0.600         0.610 三、 简答题：本题共2小题，每小题11