湖北省襄阳市谷城县第三中学2023年高三物理上学期期末试题含解析

湖北省襄阳市谷城县第三中学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. （单选）如图所示轻质光滑定滑轮， M1=2kg， M2=1kg， M1离地高度为H=0.5m。M1 与M2从静止开始释放，不计一切阻力，M1由静止下落了0.3m时的速度大小为 （　　） A. m/s       B.3m/s   C.2m/s     D.1m/s 参考答案： 【知识点】 机械能守恒定律．E3 【答案解析】A 解析：对系统运用机械能守恒定律得，(M1-M2)gh=(M1+M2)v2．代入数据解得v=m/s．故A正确，B、C、D错误．故选A． 【思路点拨】M1与M2组成的系统，只有重力做功，知系统机械能守恒，抓住系统重力势能的减小量等于系统动能的增加量，求出M1静止下落0.3m时的速度．解决本题的关键知道单个物体机械能不守恒，但是两个物体组成的系统机械能守恒．抓住系统重力势能的减小量与系统动能的增加量相等进行求解． 2. 如图所示电路中，当变阻器 R3的滑动头P向b端移动时   （      ） A．电压表示数变大，电流表示数变小 B．电压表示数变小，电流表示数变大 C．电压表示数变大，电流表示数变大 D．电压表示数变小，电流表示数变小 参考答案： B 3. （多选）一物体在以xOy为直角坐标系的平面上运动，其运动规律为x=－2t2－4t，y=3t2+6t（式中的物理量单位均为国际单位）。关于物体的运动，下列说法正确的是（       ） A．物体在x轴方向上做匀减速直线运动 B．物体在y轴方向上做匀加速直线运动 C．物体运动的轨迹是一条直线 D．物体运动的轨迹是一条曲线 参考答案： BC 4. （单选）如图5，甲、乙两颗卫星分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动，乙的轨道半径为甲的2倍，下列说法正确的是 A．甲的向心加速度比乙的小     B．甲的运行周期比乙的小 C．甲的角速度比乙的小          D．甲的线速度比乙的小 参考答案： B 5. 若元素A的半衰期为4天，元素B的半衰期为5天，则相同质量的A和B，经过20天后，剩下的质量之比为 A.30:31        B.31:30         C.1:2        D.2:1 参考答案： C 解析：根据衰变规律，20天对于元素A是5个半衰期,对于元素B是4个半衰期,因为原来A和B的质量相同,设原来的质量都为,所以剩下的A和B的质量为和,:=1:2，所以正确选项为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，两条平行金属导轨ab、cd置于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，两导轨间的距离l=0.6m，导轨间连有电阻R。金属杆MN垂直置于导轨上，且与轨道接触良好，现使金属杆MN沿两条导轨向右匀速运动，产生的感应电动势为3V。由此可知，金属杆MN滑动的速度大小为 m/s；通过电阻R的电流方向为             （填“a R c”或“c R a”）。   参考答案： 10；cRa 7. （2分）如图所示，将甲、乙、丙球(都可视为质点)分别从A、B、C三点由静止同时释放，最后都到达竖直面内圆弧的最低点D，其中甲球从圆心A出发做自由落体运动，乙球沿弦轨道从一端B到达另一端D，丙球沿圆弧轨道从C点(且C点靠近D点)运动到D点，如果忽略一切摩擦阻力，设甲球从圆心A做自由落体运动D的时间为t甲 ，乙球沿弦轨道从一端B到达另一端D的时间为t乙，丙球沿圆弧轨道从C点运动到D点时间为t丙，则t甲、t乙、t丙三者大小的关系是          。     参考答案： t甲＜t丙＜t乙 8. 《验证牛顿第二定律实验》中， （1）认为沙和沙桶的重力为拉小车运动的合力，除了要平衡摩擦力、沙和沙桶总质量远小于小车及其上砝码总质量外，还要求调节                                     . （2）作出（m为小车及其上砝码总质量） 如图，直线不过原点则有关原因说法是：                               . 参考答案： （1） 定滑轮高度使细绳与长木板平形                                                           （2） 平衡摩擦力时倾角太小（没有平衡摩擦力、摩擦力太大了） 9. （6分）用多用电表进行了几次测量，指针分别处于a、b的位置，如图所示。若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的档位，a和b的相应读数是多少？请填在表格中。       参考答案：   指针位置 选择开关所处的档位 读  数 a 直流电流100mA 23.0mA 直流电压2.5V 0.57V b 电阻×100 320Ω 解析：直流电流100mA档读第二行“0～10”一排，最小度值为2mA估读到1mA就可以了；直流电压2.5V档读第二行“0~250”一排，最小分度值为0.05V估读到0.01V就可以了；电阻×100档读第一行，测量值等于表盘上读数“3.2”乘以倍率“100”。 10. （4分）如图所示，A为放在水平光滑桌面上的木板，质量为1kg。木块B、C质量分别为3kg和1kg。接触面间动摩擦因素为0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。在拉力F作用下，物体A加速度为2m/s2。拉力F大小等于        N。 参考答案： 14 N（4分） 11. 一根轻绳一端系一小球，另一端固定在O点，制成单摆装置．在O点有一个能测量绳的拉力大小的力传感器．让小球绕O点在竖直平面内做简谐振动，由传感器测出拉力F随时间t的变化图像如图所示，则小球振动的周期为  ▲   s，此单摆的摆长为  ▲   m（重力加速度g 取10m/s2，取π2≈10）． 参考答案： 4     4  12. 某一单摆在小角度自由摆动时的振动图像如图所示。根据数据估算出它的摆长为   △△ m，摆动的最大偏角正弦值约为            。 参考答案： 1    0.04 13. 如图，给静止在水平粗糙地面上的木块一初速度，使之开始运动。一学生利用角动量定理来考察此木块以后的运动过程：“把参考点设于如图所示的地面上一点O，此时摩擦力f的力矩为0，从而地面木块的角动量将守恒，这样木块将不减速而作匀速运动。”请指出上述推理的错误，并给出正确的解释：                                                                                                                                                                                                                          。 参考答案： 该学生未考虑竖直方向木块所受的支持力和重力的力矩.仅根据摩擦力的力矩为零便推出木块的角动量应守恒，这样推理本身就不正确.事实上，此时支持力合力的作用线在重力作用线的右侧，支持力与重力的合力矩不为0，木块的角动量不守恒，与木块作减速运动不矛盾．（5分） 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. (1) 如图所示是某同学做“研究匀变速直线运动”实验时获得的一条纸带．打点计时器电源频率为50 Hz.A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点，F点由于不清晰而未画出．F点的速度v________m/s，加速度a＝________m/s2. (2) 如图甲，半径不大的圆形纸片固定在电动机转轴上，在电动机的带动下匀速转动．在圆形纸片的旁边竖直安装一个打点计时器，纸片上留下的一段痕迹如图乙所示．用这个装置可以测量电动机转动的角速度． ① 在纸片转动不到一周的过程中，得到了n个清晰而且连续的点，已知打点计时器电源频率为f，要得到角速度ω的测量值，还需直接测量的物理量是________(用必要的文字和字母表示)； ② 角速度ω＝________(用已知的物理量和直接测量的物理量的符号表示)； 参考答案： (1)0.70  5.0       15. 利用图2-1所示装置进行“验证机械能守恒定律”的实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度V和下落h。 某同学利用实验得到的纸带如上图所示，其中O是起始点，A、B、C是打点计时器打下的点中的连续的三个点，从打点计时器打下的第一个点O起，用刻度尺测出O到B的高度h，计算出该段重锤重力势能的减小量，到B点时间为t，他用VB=gt计算跟B点对应的物体的瞬时速度，得到动能的增加量，这样他发现重力势能的减小量        （填“大于”或“小于”）动能的增加量，造成这一错误的原因是                                                                                        。 参考答案： 小于     下落过程由于阻力的影响实际加速度比g小 ，实际VB比gt小 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. 如图所示，用很长的细线系着一个小球A组成一个单摆，在悬点O处还固定着一根竖直的细绳，吊在绳子上的小球B能沿绳子下滑，现将A球拉偏一个很小的角度，B球停在悬点O处，使它们同时开始运动，若A第一次到达最低点时跟B正好相碰，求：B与绳子的摩擦力跟B球重力的比值。（） 参考答案： 解：对A：；对B：，， 解之得：；而，所以，。 17. 研究表明，一般人的刹车反应时间（即图甲中“反应过程”所用时间），但饮酒会导致反应时间延长，在某次试验中，志愿者少量饮酒后驾车以的速度在试验场的水平路面上匀速行驶，从发现情况到汽车停止，行驶距离L＝39m。减速过程中汽车位移s与速度v的关系曲线如图乙所示，此过程可视为匀变速直线运动。取重力加速度的大小g=10m/s2。求： （1）减速过程汽车加速度的大小及所用时间； （2）饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少？ 参考答案： 18. 如图甲所示匀强磁场B=0.5T，方向竖直向下，MN、PQ是平行的粗糙的长直导轨,间距L=0.2m，放在水平面上，R=0.4是连在导轨一端的电阻，ab是垂直跨接在导轨上质量为m=0.1kg的导体棒，它与导轨间的动摩擦因数为。从t=0时刻开始，通过一小型电动机对ab棒施加一个牵引力F，方向水平向左，使其从静止开始沿导轨做加速运动，此过程中导体棒始终保持与导轨垂直且接触良好，图乙是导体棒的速度——时间图象（其中OA是直线，AC是曲线，c点后速度达到稳定为10m/s），小型电动机在12s末达到额定功率，此后功率保持不变。除R以外，其余部分的电阻均不计，g=10m/s2。求：       （1）导体棒在0 — 12s内的加速度大小； （2）电动机的额定功率； （3）若已知0 — 12s内电阻R上产生的热量为12.5J，则此过程中牵引力做的功。 参考答案： （1）由图中可得：12s末的速度为 导体棒在0 ~ 12s内的加速度大小为     （3分）    （2）当导体棒达到收尾速度     （1分） 棒受力平衡，有：      （2分）     此时       （2分）     代入后得    （2分）     故      （2分）    （3）在0 ~ 12s内F是变力，据动能定理     （2分）     又      （1分）           （1分）     设12s内金属棒移动的距离为S1           （1分）