2022-2023学年福建省莆田市西天尾中学高三物理期末试题含解析

2022-2023学年福建省莆田市西天尾中学高三物理期末试题含解析 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. （多选）如图所示，水平传送带A、B两端相距s=3.5m，工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.1。工件滑上A端瞬时速度vA=4m／s，达到B端的瞬时速度设为vB，则 A．若传送带不动，则vB=3m／s B．若传送带以速度v=4m／s逆时针匀速转动，vB=3m／s C．若传送带以速度v=2m／s顺时针匀速转动，vB=3m／s D．若传送带以速度v=2m／s顺时针匀速转动，vB=2m／s 参考答案： ABC 2. 如图所示，具有圆锥形状的回转器（陀螺），半径为R，绕它的轴在光滑的桌面上以角速度快速旋转，同时以速度v向左运动，若回转器的轴一直保持竖直，为使回转器从左侧桌子边缘滑出时不会与桌子边缘发生碰撞，v至少应等于                         A．                       B． C．                                D．   参考答案： D 3. 如图甲所示，物体沿斜面由静止滑下，在水平面上滑行一段距离后停止，物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同，斜面与水平面平滑连接．图乙中v、a、Ff和s分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程．图乙中不正确的是(　　) 参考答案： ABD 4. （多选）如图所示，一木块在光滑水平面上受一恒力F作用，前方固定一足够长的弹簧，则当木块接触弹簧后 A．木块立即做减速运动 B．术块在一段时间内速度仍可增大 C．当F等于弹簧弹力时，木块速度最大 D．弹簧压缩量最大时，木块加速度为零 参考答案： 【知识点】牛顿第二定律；胡克定律．C2B1 【答案解析】BC解析：木块与弹簧接触后，开始推力F大于弹簧的弹力，加速度方向向右，木块做加速运动，弹力增大，加速度减小，当F等于弹力时，加速度为零，速度最大，然后弹力大于F，加速度方向向左，木块做减速运动，弹簧压缩最大时，速度为零．故B正确，A、D错误． 故选：BC． 【思路点拨】根据木块所受的合力判断加速度的变化，结合加速度方向与速度方向的关系判断速度的变化． 5. 下列现象中，与原子核内部变化有关的是（      ） A．粒子散射现象   B．天然放射现象   C．光电效应现象      D．原子发光现象 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. 如图所示为氢原子的能级图，n为量子数。在氢原子核外电子由量子数为2的轨道跃迁到量子数为3的轨道的过程中，将        （填“吸收”或“放出”）光子。若该光子恰能使某金属产生光电效应，则一群处于量子数为4的激发态的氢原子在向基态跃迁过程中，有      种频率的光子能使该金属产生光电效应。 参考答案： 吸收    （填“吸收”或“放出”）；   5 7. 如图是磁带录音机的磁带盒的示意图，A、B为缠绕磁带的两个轮子，两轮的半径均为r，在放音结束时，磁带全部绕到了B轮上，磁带的外缘半径R=3r，现在进行倒带，使磁带绕到A轮上。倒带时A轮是主动轮，其角速度是恒定的，B轮是从动轮，经测定，磁带全部绕到A轮桑需要时间为t，从开始倒带到A、B两轮的角速度相等的过程中，磁带的运动速度   ▲   （填“变大”、“变小”或“不变”），所需时间   ▲   （填“大于”、“小于”或“等于”）。 参考答案： 8. 如图所示，边长为L的正方形区域abcd内存在着匀强电场，一个质量为m、电量为q、初速度为v0的带电粒子从a点沿ab方向进入电场，不计重力。若粒子恰好从c点离开电场，则电场强度E＝______________；粒子离开电场时的动能为______________。 参考答案： ，mv02 9. 在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中，将弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F，实验过程是在弹簧外力的弹性限度内进行的．用记录的外力F与弹簧的形变量x，作出F﹣x图线如图所示，由图可知弹簧的劲度系数为　200　 N/m，图线不过坐标原点的原因是由于　弹簧本身有重力　． 参考答案： 解：当拉力为8N时，弹簧的形变量为x=5cm=0.05m 当拉力为0N时，弹簧的形变量为x=1cm=0.01m 由胡克定律F=kx得：图线的斜率即为弹簧的劲度系数． k==200N/m 图线不过坐标原点的原因是由于弹簧本身有重力，使得弹簧没有外力的情况下已经伸长了一段距离． 故答案为：200，弹簧本身有重力． 10. 潮汐能属于无污染能源，但能量的转化率较低，相比之下，核能是一种高效的能源． （1）在核电站中，为了防止放射性物质泄漏，核反应堆有三道防护屏障：燃料包壳、压力壳和安全壳（见图甲）．结合图乙可知，安全壳应当选用的材料是________________ （2）核反应堆中的核废料具有很强的放射性，目前常用的处理方法是将其装入特制的容器中，然后______________（将选项前的字母代号填在横线上）     A．沉入海底          B．放至沙漠     C．运到月球          D．深埋海底 （3）图丙是用来监测工作人员受到辐射情况的胸章，通过照相底片被射线感光的区域，可以判断工作人员受到何种辐射。当胸章上lmm铝片和3mm铝片下的照相底片被感光，而铅片下的照相底片未被感光时，结合图乙分析工作人员受到了_______射线的辐射；当所有照相底片都被感光时，工作人员受到了_________射线的辐射。 参考答案： （1）混凝土   （2）D  （3）  11. 如图所示，一质量不计的弹簧原长为10 cm，一端固定于质量m＝2 kg的物体上，另一端施一水平拉力F.若物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，当弹簧拉长至12 cm时，物体恰好匀速运动，弹簧的劲度系数为          ，若将弹簧拉长至13 cm时，物体所受的摩擦力为          (设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等)。 参考答案： 200 N/m   ，     4 N 12. 某学习小组设计了一种粗测小物体质量的方法．使用的器材有细绳、硬纸板、支架、刻度尺、铅笔、白纸、自制小滑轮、已知质量的小物块和若干待测小物体等．简化的实验装置如图所示，在A点固定一根细绳AP，以A为圆心、AP为半径描出圆弧CD，直线AC水平，AD竖直．在B点固定小滑轮，一根细绳绕过小滑轮，一端悬挂小物块（质量m0已知），另一端连接绳端P点．在结点P悬挂不同质量的待测小物体m， 平衡时结点P处在圆弧CD上不同的位置．利用学过的物理知识，可求出结点P在圆弧CD上不同的位置时对应的待测物体的质量值m，并标在CD弧上． （1）在圆弧CD上从C点至D点标出的质量值应逐渐　   　（填写“增大”或“减小”）； （2）如图所示，BP延长线交竖直线AD于P′点，用刻度尺量出AP′长为l1，PP′长为l2，则在结点P处标出的质量值应为　  　． 参考答案： 解：（1）对物体m0分析，受重力和拉力，根据平衡条件，有： T=m0g…① 再对结点P受力分析，如图所示： 图中的力三角形与几何三角形APP′相似，故： …② 解得： 联立①②解得： m== 越靠近D点，m增大； 故答案为：（1）增大；（2）． 13. 如图5，斜面上有一木块处于静止状态，在木块加一个垂直于斜面的力F之后，其静摩擦力的大小变化是______。（填增大、不变、或减小） 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，它们均置于水平放置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。 ⑴ 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O点，顺次选取5个点，分别测量这5个点到O之间的距离，并计算出它们与O点之间的速度平方差△v2（△v2=v2－v02），填入下表： 点迹 s/cm △v 2/m2·s－2 O / / 1 1.60 0.04 2 3.60 0.09 3 6.00 0.15 4 7.00 0.18 5 9.20 0.23         请以△v2为纵坐标，以s为横坐标在方格纸中作出△v2-s图象. 若测出小车质量为0.2kg，结合图象可求得小车所受合外力的大小为 _______ N ⑵ 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               实验操作中改进的措施是               参考答案： ⑴出△v2-s图象. 合外力的大小为 _____0.25__ N ⑵你认为主要原因是    小车滑行时所受摩擦阻力较大 (3) 实验操作中改进的措施是   使导轨倾斜一定的角度以平衡摩擦力   15. 电源的输出功率P跟外电路的电阻R有关。如图是研究它们关系的实验电路。为了便于进行实验和保护蓄电地，给蓄电池串联了一个定值电阻R0，把它们一起看作电源(图中虚线框内部分)。于是电源的内电阻就是蓄电池的内电阻和定值电阻R0之和，用r表示，电源的电动势用E表示。     ①写出电源的输出功率P跟E、r、R的关系式              。(电流表与电压表都看作理想电表) ②下表中给出了6组实验数据，根据这些数据．在图中的方格纸中画出P—R关系图线。根据图线可知，电源输出功率的最大值是      W，当时对应的外电阻是          。 ③由表中所给出的数据，若已知跟电源串联的定值电阻的阻值为R0=4．5，还可以求得该电源的电动势E=       V，内电阻r0=    ． 参考答案： （1）由万有引力提供向心力可得，，联立可解得。 （2）①三条橡皮筯遵守胡克定律，要测量拉力可以通过测量橡皮筋的长度和原长，得到橡皮筋的伸长量，研究拉力与伸长量的倍数来根据比例作力的图示．为了使两次实验效果相同，必须记下O点的位置来作参照．故选bcd． ②在其他条件不变的情况下，要改变实验效果，只有改变重物的质量．故可采用的方法更换不同的重物．故本题答案是①bcd；②更换质量不同的小重物。 （3）①由闭合电路欧姆定律可得解得；②、③描点作图略。由闭合电路欧姆定律可得，选取表格中两点代入可得E、r的值，当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，利用这个结论求解即可． 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. （12分）中国首个月球探测计划“嫦娥工程”预计在2017年送机器人上月球，实地采样送回地球，为载人登月及月球基地选址做准备．设想我国宇航员随“嫦娥”号登月飞船绕月球飞行，飞船上备有以下实验仪器：A．计时表一只，B．弹簧秤一把，C．已知质量为m的物体一个，D．天平一只(附砝码一盒)，在飞船贴近月球表面时可近似看成绕月球做匀速圆周运动，宇航员测量出飞船在靠近月球表面的圆形轨道绕行N圈所用的时间为t飞船的登月舱在月球上着陆后，遥控机器人利用所弹带的仪器又进行了第二次测量，利用上述两次测量所得的物理量可出推导出月球的半径和质量(已知万有引力常量为G)，要求： （1）机器人进行第二次测量的内容是什么? （2）试推导用上述测量的扬理量表示的月球半径和质量的表达式。 参考答案： 解析： 17. （10分）如图所示，质量M = 1kg的木板静止在粗糙的水平地面上，木板与地面间的动摩擦因