2023年山东省青岛市启明星中学高三物理上学期期末试题含解析

2023年山东省青岛市启明星中学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（a）所示，A、B为钉在光滑水平面上的两根铁钉，小球C用细绳拴在铁钉B上（细绳能承受足够大的拉力），A、B、C在同一直线上。t=0时，给小球一个垂直于绳的速度，使小球绕着两根铁钉在水平面上做圆周运动。在0≤t≤10s时间内，细绳的拉力随时间变化的规律如图（b）所示，则下列说法中正确的有(    ) A．两钉子间的距离为绳长的1/6 B．t=10.5s时细绳拉力的大小为6N C．t=14s时细绳拉力的大小为10N D．细绳第三次碰钉子到第四次碰钉子的时间间隔为3s 参考答案： ABD 2. 将一物块分成相等的A、B两部分靠在一起，下端放置在地面上，上端用绳子拴在天花板上，绳子处于竖直伸直状态，整个装置处于静止状态，则          A．绳子上的拉力可能为零          B．地面受的压力可能为零          C．地面与物体之间可能存在摩擦力          D．A、B之间可能存在摩擦力 参考答案： AD 3. 如图所示，质量为m的小球A静止于光滑水平面上，在A球与墙之间用轻弹簧连接。现用完全相同的小球B以水平速度v0与A相碰后粘在一起压缩弹簧。不计空气阻力，若弹簧被压缩过程中的最大弹性势能为E，从球A被碰后开始到回到原静止位置的过程中墙对弹簧的冲量大小为I，则下列表达式中正确的是（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 参考答案： D A、B作为一个系统，在A、B球碰撞过程中利用动量守恒定律可得：，解得， 再将A、B、弹簧作为一个系统，在压缩弹簧过程中选用机械能守恒可得：， 选水平向右为正方向， 从球A被碰后开始到回到原静止位置的过程中墙对弹簧的冲量，将A、B、弹簧作为一个系统，根据动量定理： ，故D正确。 4. （单选）物理学理论的建立离不开实验．下述几个在物理学发展史上有重要地位的物理实验，以及 与之相关的物理学发展史实，其中表述正确的是 A.卢瑟福α粒子散射实验为原子核式结构理论提供实验基础 B.汤姆生发现电子揭示了原子核结构的复杂性 C.查德威克发现中子揭示了原子不再是物质的最小微粒 D.贝克勒尔发现天然放射现象证实了玻尔原子理论的正确性 参考答案： A 5. 在同一介质中两列横波沿x轴相向传播，波源分别位于x1=0和x2=1.4m处，波速均为0.4m/s，振幅均为2cm．如图所示为t=0时刻两列波的图象，此刻P、Q两质点恰好开始振动．下列说法中正确的是（　　） 　 A． t=1.5s 时，两列波恰好相遇 B． t=1.5s 时，P点的位移为0 　 C． 两列波相遇后，M点的振幅为4cm D． t=1.25s时，N点在平衡位置下方 参考答案： B 解：A、两列波均在传播，故相遇时间：，故A错误； B、t=1.5s 时，两列波传播的距离均为：△x=v?△t=0.4×1.5=0.6m； 故右侧波刚传到P点，左侧波刚传到Q点，故两列波单独引起P点的位移均为零，故合位移为零，故B正确； C、两列波单独传播引起的M点的位移总是相反，故振动减弱，振幅为0，故C错误； D、M点振幅为零，故位移始终为零，故D错误； 故选B． 二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. 在光电效应试验中，某金属的截止频率相应的波长为，该金属的逸出功为______。若用波长为（<0）单色光做实验，则其截止电压为______。已知电子的电荷量，真空中的光速和布朗克常量分别为e、c和h。 参考答案： 7. 如图所示：一半圆形玻璃砖外面插上Pl、P2、P3、P4四枚大头针时，P3、P4恰可挡住Pl、P2所成的像，则该玻璃砖的折射率__________。有一同学把大头针插在、位置时，在MN的下方向上观察，看不到大头针的像，其原因是_______________________。 参考答案： ，全反射 8. 为了探究加速度与力的关系，使用如图所示的气垫导轨装置进行实验．其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间△t1、△t2都可以被测量并记录，滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，两个光电门间距离为x，牵引砝码的质量为m．回答下列问题：          （1）实验开始应先调节气垫导轨下面的          螺钉，使气垫导轨水平，其方法是：在不挂砝          码的情况下，将滑行器自由放在导轨上，如果          滑行器能在任意位置静止不动，或轻轻推滑          行器后，能使滑行器________运动，说明气垫导轨是水平的．          （2）若取M=0．4kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值最不合适的一个是          _______．          A．m1=5g            B．m2=15g          C．m3=40g          D．m4=400g          （3）在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度的表达式为a=____（用△t1、△t2、D、x表示）． 参考答案： （1）匀速（2）D（3） （1）当滑行器获得一个初速度时，若能保持匀速直线运动，则说明气垫导轨是水平的，符合实验要求。 （2）牵引砝码的重力要远小于挡光片的重力，可使挡光片受到的合力近似等于牵引砝码的重力来测量．最不合适的应该是D. (3)光电门测量瞬时速度是实验中常用的方法．由于光电门的宽度d很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度,又，所以。 9. 如图所示，为xOy平面内沿x轴传播的简谐横波在t0=0时刻的波形图象，波速v=l.0m/s。此时x=0.15 m的P点沿y轴负方向运动，则该波的传播方向是   (选填“x轴正向”或“x轴负向”)，P点经过    s时间加速度第一次达到最大。   参考答案： 10. 实验证明：通电长直导线周围磁场的磁感应强度大小为B＝kI/r， 式中常量k＞0，I为电流强度，r为距导线的距离。在水平长直导线MN正下方，有一矩形线圈abcd通以逆时针方向的恒定电流，被两根轻质绝缘细线静止地悬挂着，如图所示。开始时MN内不通电流，此时两细线内的张力均为T0=3N；当MN通以强度为I1 =1A电流时，两细线内的张力均减小为T1=2N；当MN内电流强度大小变为I2时，两细线内的张力均增大为T2=4N。则电流I2的大小为       A；当MN内的电流强度为I3=3A时两细线恰好同时断裂，则在此断裂的瞬间线圈的加速度大小为      g。(g为重力加速度)。 参考答案： 11. 为了定性研究阻力与速度的关系，某同学设计了如图所示的实验。接通打点计时器，将拴有金属小球的细线拉离竖直方向—个角度后释放，小球撞击固定在小车右端的挡板，使小车和挡板一起运动，打点计时器在纸带上打下了一系列的点，用刻度尺测出相邻两点间的距离，可以判断小车所受的阻力随速度的减小而____________ （填“增大”或“减小”），判断的依据是_______________________。 参考答案： 减小，相邻相等时间内的位移差减小 12. 质量为2kg的物体，在水平推力的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的v-t图像如图所示。g取10m/s2，则物体与水平面间的动摩擦因数           ；水平推力        。 参考答案： 0.2；6  13. 如图所示，“神舟”飞船升空后，进入近地点为 B， 远地点为 A 的椭圆轨道 I 上飞行。飞行数圈后变轨．在过远地点 A 的圆轨道Ⅱ上做匀速圆周运动。飞船由椭圆轨道运行变轨到圆形轨道运行后周期        （变短、不变或变长），机械能         （增加、减少或不变）。 参考答案： 变长              增加 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. 某实验小组在做“验证机械能守恒定律”实验中，提出了如图所示的甲、乙两种方案：甲方案为用自由落体运动进行实验，乙方案为用小车在斜面上下滑进行实验． (1)组内同学对两种方案进行了深入的讨论分析，最终确定了一个大家认为误差相对较小的方案，你认为该小组选择的方案是_______，理由是____________________________ ________________________________________________________________________. (2)若该小组采用图甲的装置打出了一条纸带如图所示，相邻两点之间的时间间隔为0.02 s，请根据纸带计算出B点的速度大小为________m/s.(结果保留三位有效数字) (3)该小组内同学根据纸带算出了相应点的速度，作出v2－h图线如图所示，请根据图线计算出当地的重力加速度g＝________m/s2.(结果保留两位有效数字) 参考答案： (1)甲　采用乙方案时，由于小车与斜面间存在摩擦力的作用，且不能忽略，所以小车在下滑的过程中机械能不守恒，故乙方案不能用于验证机械能守恒定律． (2)vB＝ m/s≈1.37 m/s.(3)因为mgh＝mv2，所以g＝＝k，k为图线的斜率，求得g＝9.8 m/s2. 15. 图中给出的是用螺旋测微器测量一小钢球的直径时的示数,此读数应是       毫米． 参考答案： 8．600毫米  四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. 如图所示，劲度系数为忌的轻弹簧，一端固定在倾角的粗糙斜面上，另一端连接一个质量为m的滑块A，滑块与斜面的最大静摩擦力的大小与其滑动摩擦力的大小可视为相等，均为，且。则： (1)如果保持滑块在斜面上静止不动，弹簧的最大形变量为多大? (2)若在滑块A上再固定一块质量为2m的滑块B，两滑块构成的整体将沿木板向下运动，当弹簧的形变量仍为(1)中所求的最大值时，其加速度为多大? 参考答案： 17. (10分)如图所示,一个带有圆弧的粗糙滑板A，总质量为mA=3kg,其圆弧部分与水平部分相切于P,水平部分PQ长为L=3.75m,开始时A静止在光滑水平面上.有一质量为mB=2kg的小木块B从滑板A的右端以水平初速度v0=5m/s滑上A,小木块B与滑板A之间的动摩擦因数为μ=0.15,小木块B滑到滑板A的左端,并沿着圆弧部分向上滑行一段距离后返回,最终停在滑板A的水平部分上. （1）求A、B相对静止时的速度大小； （2）若B最终停在A的水平部分上的R点,PR=1m,求B在圆弧上运动过程中因摩擦而产生的热量； （3）若圆弧部分光滑,且除v0不确定外其他条件不变,讨论小木块B在整个运动过程中,是否有可能在某段时间里相对地面向右运动?如不可能,说明理由;如可能,试求出B既能向右滑动、又不滑离木板A的问取值范围。（取g=10m/s2,结果可以保留根号） 参考答案： 解析： （1）小木块B从开始运动直到A、B相对静止的过程中，系统水平方向上动量守恒，有                ① 解得     ＝2 m/s                     ②（1分） （2）设B在A的圆弧部分的运动过程中，它们之间因摩擦产生的热量为Q1，B在A的水平部分往返的运动过程中，它们之间因摩擦产生的热量为Q2，由能量关系得到             ③（1分）                       ④（1分）      ⑤（1分） （3）设小木块B下滑到P点时速度为vB，同时A的速度为vA，由动量守恒和能量关系可以得到