2022-2023学年湖南省娄底市南塘中学高三物理上学期期末试题含解析

2022-2023学年湖南省娄底市南塘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. 如图所示，真空中M、N处放置两等量异种电荷，a、b、c为电场中的三点，实线PQ为M、N连线的中垂线，a、b两点关于MN对称，a、c两点关于PQ对称，已知一带正电的试探电荷从a点移动到c点时，试探电荷的电势能增加，则以下判定正确的是 A．M点处放置的是负电荷 B．a点的场强与c点的场强完全相同 C．a点的电势高于c点的电势 D．若将该试探电荷沿直线由a点移动到b点，则电场力先做正功，后做负功 参考答案： AD 2. （单选）一个矩形线圈的匝数为N匝，线圈面积为S，在磁感强度为B的匀强磁场中以ω的角度绕垂直磁感线的轴匀速转动，开始时，线圈平面与磁场平行，对于它产生的交变电动势，下列判断正确的是（　　） 　 A． 瞬时表达式为e=NBSωsinωt B． 有效值为NBSω 　 C． 平均值为NBωS D． 频率为2πω 参考答案： C 3. 两个绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星，轨道如图所示，下列判断正确的是： A、两卫星的角速度关系：ωa < ωb B、两卫星的向心加速度关系：aa > ab C、两卫星的线速度关系：va > vb D、两卫星的周期关系：Ta < Tb 参考答案： A 4. （单选）伽耳顿板可以演示统计规律．如图，让大量小球从上方漏斗形入口落下，最终小球都落在槽内．重复多次实验后发现（　　） 　 A． 某个小球落在哪个槽是有规律的 　 B． 大量小球在槽内的分布是无规律的 　 C． 大量小球落入槽内后均匀分布在各槽中 　 D． 越接近漏斗形入口处的槽内，小球聚集越多 参考答案： 考点： 物理学史． 分析： 小球落入槽内，与钉子相撞后向左还是向右运动是偶然现象，但是，如果大量的球投入后小球的落点绘成的曲线却是确定的． 解答： 解：如果从入口处投入单个小球，与铁钉碰撞后会落入哪一个狭槽是偶然的、随机的，少量小球投入后，落入各狭槽的分布情况也带有偶然性．但是，从入口处同时（或先后）投入大量小球，落入各槽的分布情况则是确定的．多次重复实验可知，小球在个槽内的分布是不均匀的，以中间槽最多，两边最少，越接近漏斗形入口处的槽内，小球聚集越多． 故选：D 点评： 本题用伽耳顿板的演示实验说明了分子动理论的实验依据，要查资料了解一下伽耳顿板的原理． 5. （单选）我国成功实施了“神舟”七号载人航天飞行并实现了航天员首次出舱，飞船先沿椭网轨道飞行，后在远地点343  千米处点火加速，由椭圆轨道变成高度为343千米的圆轨道，在此圆轨道上飞船运行周期约为90分钟．下列判断正确的是 A．飞船变轨前后的机械能相等 B．飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态 C．飞船在此圆轨道上运动的角速度小于同步卫星运动的角速度 D．飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度 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. 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： （1）  （2） （1）由和得 （2）由爱因斯坦质能方程和得 7. 如图所示，一名消防队员在模拟演习训练中沿着长为12m的竖立在地面上的钢管往下滑．这名消防队员的质量为60kg，他从钢管顶端由静止开始先匀加速再匀减速下滑，滑到地面时速度恰好为零．如果加速时的加速度大小是减速时的2倍，下滑的总时间为3s，那么该消防队员下滑过程中的最大速度为________m/s，加速下滑和减速下滑时，消防员与钢管间的摩擦力大小分别为f1和f2，则f1∶f2＝________.(g＝10m/s2)． 参考答案： 8，1∶7 8. 甲、乙是两颗绕地球作匀速圆周运动的人造卫星，其线速度大小之比为，则这两颗卫星的运转半径之比为________，运转周期之比为________。 参考答案： ；   9. ．2011年11月3日，中国自行研制的神舟八号飞船与天宫一号目标飞行器在距地球343km的轨道实现自动对接。神舟八号飞船远地点处圆轨道速度      （选填“大于”、“小于”或“等于”）近地点处圆轨道速度；假设神舟八号在近圆轨道做匀速圆周运动时，离地高度为H，地球表面重力加速度为g、地球半径为R，则神舟八号的运行速度为        。 参考答案： 小于        10. 如图所示，一束β粒子自下而上进入一垂直纸面的匀强磁场后发生偏转，则磁场方向向           ，进入磁场后，β粒子的动能          （填“增加”、“减少”或“不变”）。 参考答案： 答案：里 不变 解析：由图可知，β粒子（带负电）进入磁场时所受洛伦兹力方向水平向右，根据左手定则可以判断磁场方向向里。由于β粒子在磁场中运动，洛伦兹力不做功，所以β粒子的动能不变。 11. 质量为m的物体受到两个互成角度的恒力F1和F2的作用，若物体由静止开始，则它将做     运动，若物体运动一段时间后撤去一个外力F1，物体继续做的运动是      运动。 参考答案： 匀加速，匀变速。 12. 某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙．当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态．若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则： （1）你认为还需要的实验器材有                                    （2）实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是                                         ，实验时为保证细线拉力为木块的合外力首先要做的步骤                        （3）在（2）的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M.往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m.让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1＜v2）。则本实验最终要验证的数学表达式为                                             （用题中的字母表示实验中测量得到的物理量）. 参考答案： （1）天平，刻度尺（2分） （2）沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量（2分），平衡摩擦力（2分） （3）（3分） （1）实验要验证动能增加量和总功是否相等，故需要求出总功和动能，故还要天平和刻度尺；故答案为：刻度尺、天平； （2）沙和沙桶加速下滑，处于失重状态，其对细线的拉力小于重力，设拉力为T，根据牛顿第二定律，有 对沙和沙桶，有 mg-T=ma 对小车，有 T=Ma 解得 故当M＞＞m时，有T≈mg 小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，故可以将长木板的一端垫高； 故答案为：沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量，平衡摩擦力； （3）总功为：mgL，动能增加量为： 故答案为：mgL= 13. 光电管是应用___________的原理制成的光电元件。如图所示的电路中，如果a端与电源________（选填“正”或“负”）极相连，那么当光照射到光电管的阴极K时，电路中就会产生电流。 参考答案： 光电效应、正 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. (8分)在用单摆测定重力加速度的实验中， ①为了减小测量误差，如下措施中正确的是       。（填字母） A．单摆的摆角应尽量大些 B．摆线应尽量短些 C．选体积较小、质量较大的摆球    D．测量周期时，应取摆球通过最低点做为计时的起点、终点位置 E．测量周期时，应测摆球30～50次全振动的时间算出周期 F．将拴着摆球的摆线平放在桌面上，将摆线拉直后用米尺测出摆球球心到摆线某点O间的长度作为摆长，然后将摆线从O点吊起 ②某学生在实验中，测出了多组摆长和周期的值，然后作出图象如图所示，并已测量计算出图线的斜率为。则由斜率求重力加速度的公式是=     。 参考答案： （1）①CDE（4分）（说明：每选对一项得1分，有错选的本小题得零分）；②（4分） 15. 在探究“加速度与力、质量的关系”实验中，小明用物体A、B分别做了加速度随着外力的变化关系，如图（1）所示，用不同的重物P分别挂在光滑的动滑轮拉物体A、B，处理数据后，他们得到加速度a与弹簧秤弹力F的关系图象如图（2）所示，由图象可知 （1）下列说不正确的是　ACD　 A．一端带有定滑轮的长木板必须保持水平 B．实验时应先接通电源后释放小车 C．实验中重物P的质量应远小于物块的质量 D．测力计的读数始终为重物P的重力的一半 （2）小明仔细分析了两条线不重合的原因，得出结论：两个物体的质量不等，且mA　小于　mB（填“大于”“等于”或“小于”）；两物体与木板之间动摩擦因素μA　大于　μB（填“大于”“等于”或“小于”） 参考答案： 解：（1）A、实验时应把长木板没有定滑轮的一端垫高，平衡摩擦力，长木板不能保持水平，故A错误； B、实验时应先接通电源，再放开小车，故B正确； C、小车所受到的拉力可以由弹簧测力计读出，实验过程中不需要控制重物P的质量远小于物块的质量，故C错误； D、图示滑轮为动滑轮，重物静止或做匀速直线运动时，弹簧测力计的示数等于重物P重力的一半，重物加速下降时，处于失重状态，测力计示数小于重物重力的一半，故D错误； 本题选错误的，故选ACD． （2）由牛顿第二定律得：m=，a﹣F图象斜率的倒数等于m，由图象可得：A的斜率大于B的斜率，则A斜率的倒数小于B斜率的倒数，即A的质量小于B的质量； 由牛顿第二定律得：F﹣μmg=ma，a=0时，F=μmg，由图象可知，a=0时，A、B的F相等，即μAmAg=μBmBg，∵mA＜mB，∴μA＞μB； 故答案为：（1）ACD；（2）小于；大于． 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. 如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为d，导轨平面与水平面成角，下端连接阻值为R的电阻。匀强磁场磁感应强度大小B、方向与导轨平面垂直。质量为m、电阻为r的金属棒ab放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触。金属棒由静止释放，求          （1）金属棒下滑的最大速度v          （2）当回路中产生的热量为Q时（此时金属棒已达最大速度），求金属棒沿导轨下滑的距离s 参考答案： 17. 如图所示，电阻不计的足够长光滑平行金属导轨与水平面夹角为θ，导轨间距为l，轨道所在平面的正方形区域内存在一有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨平面向上．电阻相同、质量均为m的两根相同金属杆甲和乙放置在导轨上，甲金属杆恰好处在磁场的上边界处，甲、乙相距也为l．在静止释放两金属杆的同时，对甲施加一沿导轨平面且垂直于甲金属杆的外力，使甲在沿导轨向下的运动过程中始终以加速度a=gsinθ做匀加速直线运动，金属杆乙进入磁场时即做匀速运动． (1) 求金属杆的电阻R； (2)若从开始释放两金属杆到金属杆乙刚离开磁场的过程中，金属杆乙中所产生的焦耳热为Q，求外力F在此过程中所做的功． 参考答案： 解：⑴在乙尚未进入磁场中的过程中，甲